Logo

Возможности 3D принтера

3D принтер – это технология, раз­ра­бо­тан­ная в 1984 году Чарльзом Хуллом, патент на которую он по­лу­чил в 1986 году [1]. Он назвал свою разработку «аппарат для сте­рео­ли­то­гра­фии». Данная технология позволяла печатать 3D объекты путём фо­то­по­ли­ме­ри­за­ции. Но, к сожалению, засвечивание жидкого фо­то­по­ли­ме­ра ульт­ра­фио­ле­то­вым лазером, позже названного фо­то­по­ли­ме­ри­за­ци­ей, не позволяло печатать несколькими ма­те­риа­ла­ми од­но­вре­мен­но [2]. В связи с этим, в 1990 году на рынке появилась новая технология экструзии, значительно расширившая возможности 3D принтера. Она, во-первых, позволила печатать несколькими ма­те­риа­ла­ми од­но­вре­мен­но, во-вторых, благодаря этому появилась возможность разноцветной печати [3].

ВОЗМОЖНОСТИ 3D ПРИНТЕРА

Сегодня возможности 3D принтера вообще напоминают фан­тас­ти­чес­кие рассказы середины XX века. Например, совершенно по­ра­зи­тель­ной тех­но­ло­ги­ей являются био­прин­те­ры. Суть её заключается в печати живыми клетками органов для пересадки [4]. Сегодня технология ещё не готова для внедрения в медицинские услуги, но в 2013 году учёные из Китая спро­гно­зи­ро­ва­ли раз­ра­бот­ку полностью функ­цио­наль­ных органов 3D печатью в ближайшие 20-30 лет [5]. Согласитесь, это по­ра­зи­тель­но! И вопрос уже не в том, если это станет возможным, вопрос в том, когда это станет возможным. И как только это случится, это станет прорывом в медицине сродни разработки пе­ни­цил­ли­на Александром Флемингом.

Но давайте вернёмся в настоящее и посмотрим на те воз­мож­но­сти 3D принтера, которые уже являются ре­аль­нос­тью. Их не мало! Например, в 2015 году была пред­став­ле­на готовая к применению гидравлика, напечатанная на 3D принтере [6]. Прорывной аспект этой технологии заключается в возможности од­но­вре­мен­ной печати жёстких и элас­тич­ных элементов кон­струк­ции. Так же в 2015 году учёные из Мас­са­чу­сет­ско­го тех­но­ло­ги­чес­ко­го уни­вер­си­те­та и института Висса раз­ра­бо­та­ли тех­но­ло­гию 3D печати, поз­во­лив­шую печатать раскалённым стеклом [7]. Уже в 2016 году технология 3D печати поз­во­ли­ла создавать тер­мо­стой­кую керамику [8], которую возможно будет ис­поль­зо­вать при создании реактивных двигателей.

Возможности 3D принтера: последние разработки

20 сентября 2017 года в журнале Nature была опуб­ли­ко­ва­на работа о прорывных технологиях 3D печати алюминием [9]. В принципе, производить печать алюминием было возможно и раньше, но при за­твер­де­ва­нии в изделиях возникали мик­ро­тре­щи­ны и полости, делавшие изделия не­при­год­ны­ми к ис­поль­зо­ва­нию. Решить эту проблему удалось с помощью наночастиц. Их добавление в вы­со­ко­проч­ные алю­ми­ние­вые сплавы позволило избавиться от об­ра­зо­ва­ния в них дендритных зёрен во время крис­тал­ли­за­ции расплава. Всё благодаря на­но­час­ти­цам, способных служить центрами крис­тал­ли­за­ции зёрен материала.

3D ИЗДЕЛИЯ

Трудности у учёных возникли во время подбора под­хо­дя­ще­го материала для синтеза наночастиц. Пришлось отобрать огромное количество разных веществ. В итоге ос­та­но­ви­лись на гидриде циркония, поскольку из всех отобранных материалов именно у него было минимальное расхождение в периодах и типах решёток с решётками алюминиевых сплавов. Благодаря этому стало возможным печатать не только прототипы, но и готовые изделия, пригодные для применения их в самых раз­но­об­раз­ных областях. Как заверяют сами раз­ра­бот­чи­ки данной технологии, её вполне вероятно удастся ис­поль­зо­вать и при печати из сплавов других металлов.

Источники

[1] patft.uspto.gov/netacgi/nph-Parser?Sect2=PTO1&Sect2=HITOFF&p=1&u=/netahtml/PTO/search-bool.html&r=1&f=G&l=50&d=PALL&RefSrch=yes&Query=PN/4575330

[2] en.wikipedia.org/wiki/Stereolithography

[3] en.wikipedia.org/wiki/Fused_deposition_modeling

[4] nature.com/nbt/journal/v32/n8/full/nbt.2958.html

[5] thediplomat.com/2013/08/chinese-scientists-are-3d-printing-ears-and-livers-with-living-tissue/

[6] arxiv.org/abs/1512.03744

[7] matter.media.mit.edu/news/article/glass-printing-from-mediated-matter1

[8] science.sciencemag.org/content/351/6268/58

[9] nature.com/nature/journal/v549/n7672/full/nature23894.html?foxtrotcallback=true

[свернуть]
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...

avatar
  Подпишись!  
Уведомлять
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить