3D-ПЕЧАТЬ: ЧТО ЭТО И КАК РАБОТАЕТ?
История 3D-печати берет свое начало в середине ХХ века, в 1950-м году. Первый 3D-принтер был изобретен американцем Чарльзом Халом (Charles Hull), он работал по технологии стереолитографии (SLA) патент на технологию был оформлен в 1986 г. Принтер представлял из себя довольно габаритную промышленную установку, которая "выращивала" трехмерную модель посредством нанесения фотополимеризующегося материала на подвижную платформу. Основой служил заранее смоделированный на компьютере цифровой макет (3D-модель). Данный 3D-принтер создавал трехмерные объекты, поднимаясь на 0,1-0,2 мм - высоту слоя. Несмотря на то, что первый аппарат обладал множеством минусов, технология получила свое применение.
3D-принтер – внешнее устройство компьютера, которое является ничем иным, как станком с числовым программным управлением (ЧПУ) предназначенным для быстрого получения прототипов изделий, спроектированных на ПК, методом послойной печати.
Однако прогресс не стоит на месте, и со временем были разработаны новые технологии трехмерной печати, позволяющие осуществлять материализацию цифровых трехмерных моделей при помощи гораздо более простых, компактных и недорогих устройств. Кроме того, появление новых технологий позволило значительно расширить ассортимент материалов, из которых можно изготавливать подобные изделия. И, пожалуй, одним из наиболее важных факторов, который способствовал мощному всплеску интереса к 3D-печати и 3D-принтерам, стало появление устройств, позволяющих создавать не только довольно хрупкие и недолговечные прототипы для литья, но и полнофункциональные изделия и детали из самых разных материалов — фотополимеров, пластиков, керамики и металлов.
Виды 3D-печати
В зависимости от принципа создания заготовок, выделяют следующие виды 3D-печати:
Лазерная стереолитография (SLA)
Суть технологии заключается в использовании жидкого фотополимера и специального реагента, который позволяет исходному материалу застывать под воздействием ультрафиолетового лазера.
Фотополимер заливается в ванну и нагревается до рабочей температуры. Затем в смесь погружается подвижная платформа, которая постепенно перемещается вверх. В этот момент ультрафиолетовый лазер производит засветку платформы снизу по заданным координатам, в следствие чего затвердевший полимер вначале прилипает к платформе, а последующие слои к ранее застывшему полимеру. Платформа многократно поднимается и опускается с предварительным перемешиванием фотополимера. Процесс повторяется слоем за слоем, а изделие печатается снизу-вверх.
Cелективное лазерное спекание (SLS, EBM, SLM)
Метод SLS основан на равномерном распределении специального порошка с последующим его плавлением под воздействием лазера, в соответствии с геометрией сечения каждого слоя изделия. По завершении печати, необходимо удалить порошок, снять изделие со вспомогательных подпорок и выполнить минимальные доработки по доведению детали до кондиции.
Метод последовательного наплавления (FDM)
Технология FDM наиболее распространена благодаря своей простоте. В печатающую головку (экструдер) 3D-принтера, подается полимер в виде нити, который подвергается плавлению при воздействии температуры, после чего он наносится на рабочую поверхность в заданную точку координат через специальное сопло. Готовые изделия необходимо подвергать постобработке, чтобы сгладить структуру слоёв.
Технология цифрового проецирования (DLP)
DLP метод аналогичен лазерной стереолитографии. Отличие заключает в том, что засветка платформы осуществляется проекциями слоев 3D-модели, в следствие чего смола застывает в нужных областях.
Многоструйная укладка полимера (MJM)
Принцип MJM-печати заключается в послойном нанесении расплавленного материала через несколько сопел одновременно. При печати модели необходимо использовать поддерживающие элементы (подпорки).
Материал подготовила педагог по направлению "Основы алгоритмики и логики" Сотникова Нина Юрьевна.