ЗD-печать: технология, которая изменит будущее

Для среднестатистического человека 3D-печать - это что-то вроде высокотехнологического развлечения. Однако уже сегодня понятно, что у этой технологии впереди большое будущее. 3D-принтеры обладают невероятными возможностями - и еще более невероятным потенциалом.

Ограничений по форме и сложности объекта для этого устройства действительно не существует. "Напечатать" можно как детскую игрушку, так и действующее огнестрельное оружие. Среди вещей, напечатанных на 3D-принтере - элементы для протеза руки, одежда и даже еда.

Материалы, использующиеся в 3D-печати

На сегодняшний день такие устройства способны использовать следующие материалы для печати:

  • Быстроотвердевающие смолы,
  • Металлическая пудра (от нержавеющей стали до титана),
  • Пищевые материалы для выпечки,
  • Строительные смеси,
  • Стеклянный порошок,
  • Различные виды пластика,
  • Мягкая резина и полиуретан.

Но всё же самым распространённым типом остаются принтеры, работающие с термопластиком. Принцип их работы напоминает обычный клеевый пистолет, управляемый компьютером. Отвердевание пластика происходит при снижении температуры. А возможность работать с термопластиком различных цветов делает сферу применения такой печати еще шире.

Типы 3D-принтеров

На данном этапе развития 3D печать только начинает использоваться повсеместно, хотя сам принцип работы был сформулирован ещё в 1986 году. С тех пор кардинально ничего не изменилось – в основу положен всё тот же принцип послойного создания модели. Единственное что изменялось - это используемый материал. В некоторых моделях принтеров использовались металлический порошок и пластиковая пудра, а для их затвердевания применялся лазер.

Широкое применение эти материалы нашли при ремонте изношенных деталей, например - лопастей турбин. Кроме этого существуют принтеры, которые используют светочувствительный материал (фотополимер). В некоторой степени они работают как обычные 2D принтеры – наносят на поверхность слой жидкого материала, затем он твердеет при облучении, как правило ультрафиолетом. Свою нишу нашли устройства, в которых за один проход печатающей головки наносится несколько разных материалов.

Сфера применения 3D-принтеров

С массовым распространением 3D-печати появилось множество зачастую просто фантастических изделий. Среди самых невероятных вариантов использования этой технологии следует отметить следующие:

  • Исследователи университета Принстона смогли соединить живую и неживую материю при печати человеческого уха. Откровенно говоря, в результате эксперимента получился не полноценный орган, а скорее протез из биомассы, своего рода антенна для улавливания радиоволн. В материале в большом количестве содержатся стволовые клетки.
  • В США также скоро начнутся клинические испытания по лечению межпозвонковых дисков с помощью напечатанных протезов. Появились первопроходцы и в протезировании конечностей, причем для достижения результата достаточно оказалось просто скачать готовые модели для 3D принтера, а затем собрать протез;
  • Возможность «печатать» еду. На данный момент успешно подобран состав и напечатаны хрящи и кости, теперь очередь за печатью мяса и других продуктов питания;
  • Огнестрельное оружие. Создан рабочий образец пистолета, он выдерживает не более одного выстрела. С использованием более прочного материала была напечатана винтовка, которая выдержала 15 выстрелов без разрушения, то есть характеристики такого оружия практически не уступают своим металлическим «собратьям»;
  • Печать зданий. В строительной отрасли уже получены первые результаты. Брайан Петерс, основатель «Лаборатории дизайна», сумел подобрать такой состав керамической смеси для принтера, при котором на изготовление одного кирпича уходит не более 20минут. Сейчас он работает над изготовлением установки для полноценной печати жилого дома;
  • Астрономами НАСА разработан проект напечатанной лунной базы. Идея состоит в том, чтобы все элементы конструкции получить прямо на месте строительства из лунного грунта;
  • В машиностроении также взяли на вооружение перспективную технологию. Например в авиастроении при проектировании реактивных двигателей некоторые элементы могут быть напечатаны (по этой технологии уже изготавливаются инжекторы авиадвигателей);
  • В производстве электроники проектирование и объёмная печать элементов с оптимальной формой и характеристиками уже становится реальностью. Незаменимой 3D-печать стала при производстве микросхем малого размера и сложной формы. В качестве эксперимента исследователи Гарварда и университета штата Иллинойс напечатали микросхемы настолько малого размера, что их можно использовать для питания роботов размером не больше комара.

Незаменимых вещей больше не останется?

Среди несомненный плюсов 3D-печати - практически безотходное производство, возможность создания объекта целиком, а также возможность моделирования сложных внутренних структур. Это и определит будущее данной технологии. Нет сомнений, что в ближайшие годы объемная печать приобретет еще более широкое распространение.

Уже сейчас она предлагает возможности, с которыми традиционное производство не в состоянии конкурировать. А пока основное направление использования 3D принтеров – быстрое и точное прототипирование. Единственным сдерживающим фактором является отсутствие составов, близких по свойствам металлу, цементобетону, ткани, но это лишь вопрос времени.

И, как следствие, практически не останется незаменимых вещей, что приведет, по мнению футурологов, к фундаментальным изменениям мировой экономической системы. Ведь больше не будет нужды покупать готовые товары, достаточно заплатить за сырьё и файлы программного обеспечения, а остальное сделает 3D-принтер.

Комментарии 0