Во многих привычных способах обработки материалов, особенно тех, которые используются на этапе моделирования и создания прототипов, чаще всего используется принцип «взять заготовку и удалить всё лишнее», при котором образуется большое количество отходов. В этом плане 3D-печать отличается радикально: процесс начинается с нуля и постепенно, последовательным добавлением слоев (т.е. аддитивно), «выращивается» будущее изделие. Отходов при этом может вообще не быть, хотя у некоторых из имеющихся технологий без них тоже не обходится, но в относительно небольших количествах.
Есть и еще один момент: в отличие от работы на привычных устройствах обработки (фрезерных, токарных и других станках), 3D-печать не требует глубоких познаний в области материаловедения и большого опыта в обработке материалов. Конечно, здесь тоже не обходится без тонкостей и хитростей, но научиться печатать образцы по готовым моделям на 3D-принтерах можно гораздо быстрее.
В настоящее время количество технологий объемной печати превысило десяток, даже если не считать схожие методы, которые в силу патентных ограничений имеют разные названия. Все они могут быть сведены к нескольким основным методикам.
Две из них напоминают привычную струйную 2D-печать:
- Экструзия: материал расплавляется и в жидком виде выдавливается через сопло (одно или несколько) малого диаметра; слои слипаются друг с другом и при охлаждении застывают, приобретая прочность.
- Фотополимеризация: примерно то же, что и экструзия, но жидкий фотополимер застывает под воздействием ультрафиолетового облучения.
Есть и подобия лазерных принтеров:
- Лазерное спекание: материал в виде порошка или гранул наносится тонким равномерным слоем и затем спекается с помощью лазера, потом наносится и спекается следующий слой и т.д. Точно так же, как у лазерных принтеров есть «двоюродные братья» — светодиодные принтеры, у этой технологии есть вариант, когда спекание производится не лазерным, а электронным лучом.
- Лазерная стереолитография: на поверхности жидкого фотополимера засвеченные лазером микроучастки застывают и попиксельно образуют очередной слой будущего объекта; затем происходит погружение готового слоя и формирование следующего.
Но большому количеству методов аналоги из мира 2D-печати подобрать трудно:
- Ламинирование: слои из тонких пленок, каждый из которых вырезается в форме сечения будущей детали, последовательно соединяются нагревом или давлением.
- Склеивание: из основы в виде порошка или гранул слои формируются с помощью жидкого клея, подаваемого из сопла.
И уж совсем фантастическими кажутся реально существующие в настоящее время биопринтеры, с помощью которых выращивают некоторые органы для последующей пересадки в организм человека. Естественно, будущий объект формируется из биологических материалов — например, стволовых клеток.
Курьезом на этом фоне выглядит 3D-принтер, печатающий… быстрозастывающим бетоном. И это не шутка, а реально существующая технология Contour Crafting, которая позволяет за сутки возводить двухэтажный дом площадью более 200 квадратных метров.
По материалам сайта http://www.ixbt.com