3D-принтер — станок с числовым программным управлением, реализующий только аддитивные операции, то есть добавляющий порции материала к заготовке или воссоздающий заготовку «с нуля». Обычно использует метод послойной печати детали. 3D-печать обычно относится к технологиям быстрого прототипирования (создания неполноценной копии оригинала).
3D-печать не является новой технологией
Вопреки большинству мнений, распространенным в средствах массовой информации в течение нескольких лет, технология 3D-Печати не нова. Официальным началом исследований в данной области считается 1984 год, когда Чарльз Халл подал патент на «стереолитографию» - первый аддитивный метод, состоящий в селективном отверждении последующих слоев фотополимерной смолы лазерным лучом. Стоит помнить, что концептуальная работа по технологиям 3Д-Печати датируется 1970-ми годами, а в 1980-х годах, помимо Халла, несколько других людей в мире (например в Японии Хидео Кодама или во Франции Ален Ле Меауте) работали над стереолитографией.
Первая компания, выпускающая и продающая 3D-принтеры в мире, была основана Халлом в 1986 году 3D Systems. Вскоре появилось множество других компаний, а также новые методы производства.
Интересно отметить, что термин «трехмерная печать» появился только в 1993 году благодаря исследователям Массачусетского технологического института (MIT), которые разработали метод создания пространственных моделей из гипсового порошка. Таким образом, технология под названием «3D-печать» была первоначально придумана в следствии одного конкретного метода 3Д-печатной технологии и только затем стала использоваться в контексте всех аддитивных методов. В то время вообще приставка «3D» поражала всех своей новизной.
Более 20 лет 3D-принтеры были областью применения только небольшой группы специалистов, которые использовали их для быстрого прототипирования.
Даже если информация о них и появлялась в СМИ, то их рассматривали только на основе технологического любопытства и никто не воспринимал их слишком серьезно. Этот подход изменился только после 2010 года из-за быстрого увеличения популярности любительских 3D-принтеров типа FDM, разработанных в рамках проекта RepRap. Как это часто бывает хороший пиар сыграл свою роль в активном продвижении технологии в массы.
3D-печать - очень емкое определение, которое состоит из множества различных способов производства
Наиболее популярной технологией является FDM печать, то есть печать из пластика в виде нити которая намотана на катушку.
3D-принтеры, использующие этот метод в работе, относительно просты в использовании и дешевы, что делает их идеальным рабочим инструментом для людей, которые просто хотят войти в мир 3D-печати и не тратить при этом больших денег.
К сожалению, следствием этого является общее мнение о том, что вся 3D-печать является технологией FDM или что она является доминирующей технологией, а остальные методы мало используются в узких областях.
Тяжелая промышленность, аэрокосмическая, автомобильная, литейная, ювелирная и медицинская промышленность в основном используют печать 3D-принтеров из металла, порошковых пластмасс или светоотверждающихся смол. Настольные FDM 3D-принтеры используются только для создания первых, предварительных прототипов, где точность или качество имеют второстепенное значение, а также время и стоимость их производства.
Трехмерная печать - это метод изготовления деталей поэтапным методом. Этот метод заключается в применении последовательных слоев материала и его соединения, создавая пространственную модель.
Теоретически, пространственной печатью можно назвать любую технику, где мы создаем пространственный объект путем наложения слоев, используя любые материалы и способы их объединения. Таким образом существуют следующие методы трехмерной печати:
- применение последующих слоев полужидкого пластика (FDM)
- отверждение светочувствительных смол с использованием лазерного луча (SLA), света от излучаемого проектором (DLP) или УФ-лампой (PolyJet / MJP)
- селективная адгезия гипсового порошка (CJP) или песка (Binder Jetting)
- селективная адгезия пластмассовых порошков и их сварка (MJF)
- селективное спекание порошковых пластмасс (SLS)
- селективное плавление порошкообразных металлов (SLM, DMLS, EBM)
и многие другие методы, которые являются вариациями вышеизложенного. Кроме того, существуют методы, которые, хотя и совместимы с определением пространственной печати, но называются таковым несколько с преувеличением (например, трехмерная печать шоколадом или продуктами питания).
Некоторые технологии 3D-печати уже «переделаны»
Технологии 3D-печати были разработаны уже более 30 лет назад, к сожалению, не все методы "дожили" до наших дней... Некоторые методы достигли апогея их возможностей, и их развитие в настоящее время весьма ограничено, другие вообще перестали использоваться.
Примером может служить технология LOM, то есть создание пространственных моделей перекрывающихся листов пленки и вырезание из них форм последующих слоев. В 2000-е годы этот метод был опробован ирландской компанией MCor, которая заменила фольгу бумагой, но в конечном итоге она не вышла на рынок.
Технология CJP (трехмерная печать с полноцветным порошком) По причине высокой стоимости оборудования, технология не распространена в коммерческой среде, а используется в узких областях промышленности.
Можно так же сказать что технологии, которые будут доминировать на рынке в течение нескольких десятков лет, еще не разработаны! Прогресс в этой области огромен и каждый год предлагаются решения, которые революционизируют отрасль в меньшей или большей степени.
3D-принтеры в основном используются в промышленности и медицине
Такие технологии служат в качестве процесса быстрого прототипирования. 3D-принтеры должны делать то же самое, что и например, фрезерные станки с ЧПУ. И предполагалось, что они будут быстрее и дешевле, чем другие традиционные методы производства. Первым пользователем 3D-принтеров была промышленность, а затем медицина (печатные анатомические модели и костные имплантаты).
Невозможно напечатать все на 3D-принтере
Одним из наиболее часто повторяющихся рекламных лозунгов, используемых небольшими компаниями, оказывающими услуги 3D-печати, является «Мы напечатаем вам все, что вы хотите!» . Это неверный призыв, потому что с помощью 3D-принтера вы не можете печатать «все» - вы можете распечатать все, что сделано из одного конкретного материала, и нет геометрических ограничений для данного метода изготовления.
3D-печать по-прежнему в основном является областью хобби и любителей
Количество 3D-принтеров, продаваемых в мире, растет, и в основном это связано с любительскими и потребительскими устройствами. Когда 3D-принтеры отправятся в любой дом? Да не скоро... И дело не только в самих устройствах, а в людях, которые их используют. Вопреки всему, люди не хотят производить вещи. Они просто хотят иметь их!
Если 3D-принтеры позволят создавать любые предметы, не более чем через час, то их популярность повысится до уровня персональных компьютеров или смартфонов. К сожалению, в нашей жизни устройства такого типа вряд ли появятся ... Таким образом, пользователями 3D-принтеров будут люди, которые готовы смириться с их технологическими ограничениями и в то же время будут иметь желание часами готовить 3Д модели, терпеливо ждать завершения печати и решать возникающие проблемы. Таких людей не мало. Но это всего лишь энтузиасты объединенные одной идеей.
По материалам 3d Принтер