идеи малого бизнесаЕщё вчера считались фантастикой, а сегодня уже всё шире применяются методы трехмерного производства.

3D-принтером является устройство, характеризующееся послойным созданием физического объекта по виртуально сформированной 3D-модели.

Для осуществления 3D печати могут использоваться разные способы и материалы, но любой из них строится на послойном создании (выращивании) твердого объекта.

Известно применение двух принципиальных технологий. Одной из них является лазерная технология, со следующими формами: лазерной печатью, где ультрафиолетовым лазером попиксельно засвечивается жидкий фотополимер, либо ультрафиолетовая лампа засвечивает его через фотошаблон, который меняется со сменой очередного слоя; лазерным спеканием, где контур требуемой детали послойно выжигается лазером в порошке легкосплавного пластика; ламинированием, где для создания детали требуется большое количество слоев расходного материала, постепенно накладываемых друг на друга и склеивающихся между собой, с вырезанием в каждом при помощи лазера контура сечения нужного предмета.

Другой технологией является технология струйная со следующими своими видами: застыванием материала со снижением температуры, когда раздаточной головкой на поверхность охлаждаемой платформы-основы в разогретом виде выдавливаются капли термопластика, впоследствии застывающие, слипающиеся между собой и участвующие в создании слоев будущего объекта; полимеризацией фотополимерного пластика, где для его затвердевания используется ультрафиолет; склеиванием порошкообразного материала либо его спеканием, где для склеивания порошка применяется клеящее вещество, подаваемое специальной струйной головкой.

При лазерной стереолитографи (SLA) для формирования объекта используется специальный жидкий фотополимер, твердеющий под влиянием лазерного излучения. На поверхности лазерным излучением формируется текущий слой создаваемого объекта, а после на толщину данного слоя происходит его погружение в фотополимер, предоставляя возможность лазеру начинать формирование следующего слоя.

При селективном лазерном спекании (SLS) для формирования объекта используется плавкий порошковый материал и его плавление под влиянием лазерного излучения. На платформу наносится тонкий равномерный слой порошкообразного материала (обычно для этого применяется специальный выравнивающий валик), и лазерное излучение работает над формированием текущего слоя объекта, который разрабатывается. Далее платформа опускается, уровнем для чего становится толщина одного слоя, и порошкообразное сырье наносится вновь. Для данной технологии поддерживать элементы, «висящие в воздухе», не требуется, поскольку пустоты заполнены порошком. Чтобы сократить необходимую для спекания энергию, в рабочей камере поддерживается температура немного более низкая, чем точка плавления у рабочего материала. Чтобы предотвратить окисление, для проведения процесса создается бескислородная среда.

При электронно-лучевой плавке (EBM), смысл схож с технологией SLS с той разницей, что для формирования объекта используется плавление металлического порошка посредством электронного луча в вакууме.

При моделировании методом направления (FDM) для формирования объекта используется послойная укладка расплавленной нити, для которой берется плавкий рабочий материал (воск, пластик, металл). После подачи в экструзионную головку, он тонкой нитью выдавливается на охлаждаемую платформу, формируя текущий слой задуманного объекта. Затем платформу опускают на уровень толщины слоя, и наносится следующий слой. Часто данная технология оснащена двумя рабочими головками – одной выдавливается рабочий материал, а другой – материал поддержки.

При ламинировании (LOM) объект формируется посредством склеивания тонких пленок рабочего материала и вырезания на каждом слое соответствующих контуров, для чего используется инструмент лазерного либо режущего типа. Отсутствие пустот избавляет от необходимости поддержки расположенных в воздухе элементов, однако удалить лишний материал иногда составляет определенные трудности.

Используются 3D устройства печатного характера в целях быстрого прототипирования, чтобы создать прототипы объектов для их дальнейшей доводки. Уже этап проектирования дает возможность кардинального изменения конструкции узла либо в целом всего объекта.

Их можно применять при задачах быстрого производства, изготавливать модели и формы, обеспечивая ими литейное производство, производить как бытовые мелочи, так и сложные, прочные и, главное, недорогие системы. Данные технологии являются перспективными для выращивания человеческих органов, а также используются в области зубного протезирования.

3D-модели создаются посредством CАПР-систем, которые поддерживают управление 3D-печатью. Для сохранения часто используется формат STL.

Еще недавно, способные воспроизводить себя 3D-принтеры, представлялись как нечто фантастическое. Сейчас в разработке такой машины занят проект RepRap, и к настоящему моменту она способна реплицировать большую половину собственных деталей.