Как работает 3D-печать?
Идею создания объемных моделей с помощью принтеров «вынашивали» еще с момента появления матричных устройств. Однако в прошлом веке технологий, которые бы позволили осуществить задуманное, не было. Но прогресс не стоит на месте, поэтому разработки в намеченной области не прекращались. Результатом продуктивного труда инженеров стало создание нескольких технологий объемной печати.
Итак, современные методы печати объемных изображений можно разделить на два основополагающих принципа - аддитивный и субтрактивный. Субтрактивный подразумевает под собой обработку заготовки до требуемых форм посредством внешнего воздействия. На этом принципе работает множество производственных станков с программным управлением, где с помощью фрез материалу предают необходимую форму и конфигурацию. Аддитивный же метод получения трехмерных объектов в корне отличается от своего «конкурента» и представляет собой постепенное наслоение материала до получения нужного результата. Именно этот метод использован в передовых технологиях 3D-печати и подразделяется на несколько подвидов.
Так, самой распространенной на сегодняшний день технологией аддитивной печати является порошково-гранульное формование. В основе данного принципа лежит послойное нанесение плавкого материала с последующей термической обработкой, что приводит к его спеканию. Принтеры, поддерживающие такую технологию, различаются в зависимости от способа спекания (может использоваться направленный поток электронов, лазерная либо термическая обработка) и материала для печати изделия (керамика, металл, пластик). Опуская все конструктивные особенности 3D-принтеров, можно сказать, что принцип работы подобных устройств остается аналогичным для всех моделей.
При формовании изделия специальная головка тонким слоем наносит порошок либо гранулы, после чего они спекаются под воздействием мощного излучения. Преимущества такого вида печати заключаются в практически полном отсутствии ограничений, касающихся форм получаемой модели. Кроме того, прочность готовых изделий позволяет использовать их не только в качестве макетов, но и в рабочих механизмах. Область применения подобных печатных деталей неисчерпаема, начиная от производства и заканчивая медициной.
Чуть менее распространенным способом трехмерной печати считается метод наплавления. Он заключается в послойной прокладке пластиковой нити, которая моментально затвердевает при термической обработке. Преимущество данной технологии обосновывается тем, что нить практически не подвержена деформации, а также она позволяет создавать более сложные рисунки. Однако данный метод печати не лишен недостатков. Основные из них – возможность разрыва нити при работе головки и ее неравномерная усадка, что может повлиять на прочность изделия.
Самым перспективным, но и самым дорогим методом 3D-печати является стереолитография. В качестве сырья для печати здесь использован специальный полимер, который отвердевает при облучении ультрафиолетовым лазером. Стереолитография позволяет создавать очень гладкие поверхности и обеспечивает сверхточные конфигурации печатной модели. Однако же дороговизна расходных материалов для таких принтеров остается большим недостатком данной технологии.