3D принтиране: какво е, технологии, материали и приложения

1974 г. Дейвид Е. Х. Джоунс пише за първи път за идеята за 3D принтиране в списание New Scientist

1984 г. Ален Льо Мехо и други подават патент за стереолитография (3D принтер, базиран на лазер).

1989 г.: С. Скот Крамп разработва FDM. Това е технологията, използвана от повечето 3D принтери днес.

1992 г. Първата FDM машина е продадена през 1992 г. от компанията на С. Скот Крамп, Stratasys.

2005 г. RepRap става първият проект за принтер с отворен код

2008 г. Shapeways става първата услуга, която отпечатва 3D обект и го изпраща на клиентите.

2017 В Русия е построена първата 3D принтирана къща, в която могат да живеят хора

Моделиране

Първата стъпка в 3D принтирането е да го направите на компютър. Хората правят това с помощта на CAD (Computer Aided Design) софтуер или 3D скенер. За да проектират модели^{[ permanent dead link]} в CAD, хората започват с основни форми и ги развиват от тази точка. 3D скенерите са машини, които правят много измервания на обекта и автоматично създават модел на компютъра. Те могат да бъдат много бързи, но са и по-скъпи.

CAD моделите обикновено се записват на компютрите като STL файлове. Те се записват като множество триъгълници, което спестява място на компютъра.

Отпечатване

3D принтерите работят по много различни начини. Съществуват и много различни материали, които могат да се използват. Всеки метод и материал има своите предимства и недостатъци.

Основните неща, за които трябва да помислите при избора на машина, обикновено са скоростта, разходите и цветът. Принтерите, които работят директно с метали, обикновено са скъпи. По-евтините принтери обаче могат да се използват за изработване на матрица, която след това се използва за изработване на метални части.

Обикновено слоевете са с дебелина около 100 μm или около една десета от дебелината на човешки косъм. Отпечатъците могат да отнемат от по-малко от час до много дни, в зависимост от това колко сложни и големи са те.

Довършителни работи

След като машината е приключила с печатането, понякога хората довършват модела. Това означава да се направят малки поправки, за да изглежда по-добре. Довършителните работи включват премахване на материала, който принтерът е поставил, за да поддържа модела. Това понякога може да отнеме много време. Има начини да се направи по-бързо, но често е най-лесно пластмасата да се отстрани на ръка.

НАПРАВИ СИ САМ

Много хора се опитват да разработят евтини 3D принтери, които да се използват у дома. Библиотеките също започнаха да купуват по-малки 3D принтери, за да могат хората да се запознаят с тях, без да се налага да си купуват такъв. Много работа е свършена от общностите "Направи си сам", както и от училищата и хакерските общности. Към 2017 г. все повече хора започват да използват 3D принтирането в собствения си дом за малки предмети като зъбни колела и малки декорации.

Медицински

3D принтирането се използва за евтина изработка на медицински консумативи. Хората смятат, че двете най-големи употреби ще бъдат изработването на слухови апарати и изкуствени зъби.

През март 2014 г. хирурзите в Суонзи използват 3D принтирани части, за да възстановят лицето на мотоциклетист, който е тежко ранен при пътнотранспортно произшествие.

Производство

През 2014 г. шведска компания създаде суперавтомобил, в който са използвани много 3D принтирани компоненти. Urbee е първият автомобил в света, чиито каросерия и прозорци са отпечатани на 3D принтер.

През 2015 г. изтребител Eurofighter Typhoon на Кралските военновъздушни сили полетя с 3D отпечатани части. Военновъздушните сили на САЩ започнаха да работят с 3D принтери, а израелските военновъздушни сили също закупиха 3D принтер за отпечатване на резервни части.

Храна

Храната може да се принтира 3D. Могат да се принтират много различни храни, като шоколад и бонбони, както и плоски храни като крекери, макаронени изделия и пица. НАСА отпечатва храни, за да се създават по-малко отпадъци и да се приготвя храна, която има всички необходими хранителни вещества за астронавтите. През 2018 г. Джузепе Сьонти принтира храна, която е подобна на месо.

Оръжия

През 2012 г. Defense Distributed качва в интернет файлове за 3D принтиран пистолет, "който може да бъде изтеглен и възпроизведен от всеки, който разполага с 3D принтер". След като Defense Distributed публикува плановете си, хората се притесняват, че те могат да предизвикат проблеми с контрола върху оръжията Година по-късно, през май 2013 г., Държавният департамент на САЩ поиска от Defense Distributed да свали плановете, което те направиха.

Образование

3D принтирането увеличи иновациите и решаването на проблеми в класните стаи. Студентите по дизайн могат да го използват за отпечатване на прототипи по предмети като инженерно 3D принтиране; демонстрации на това вече са внедрени в някои институции по света.

Исторически

През последните няколко години 3D принтирането се използва, за да се гарантира, че важни неща от историята са в безопасност. Много музеи са закупили 3D принтери и изработват части, с които да поправят своите реликви. Музеят на изкуствата "Метрополитън" и Британският музей започнаха да използват своите 3D принтери, за да правят реплики, които да продават в магазина за сувенири. Националният военноисторически музей и Историческият музей във Варна продават онлайн цифрови версии на своите предмети, които всеки може да отпечата на 3D принтер у дома.

3D принтерите произвеждат шум, тъй като работата им е свързана с много вибрации. Университетът в Мичиган показа колко звук може да произведе 3d принтерът. Изследванията им показват, че звуци над 85 DB са вредни за човека. Въпреки това добрите 3D принтери с безшумна дънна платка могат да ограничат шума до 55 DB. Все още има много производители, които дори не могат да определят най-добрия начин за намаляване на шума на 3D принтера. Но има някои техники, които могат да ви помогнат да идентифицирате тихите 3d принтери и да се подготвите да намалите шума на значително ниво.

Има много неща, които трябва да се вземат под внимание, като например размера на вентилатора и неговото въртене, стъпковия двигател и производителността на стъпковите драйвери и т.н. Шумът обаче може да се дължи и на запушен с прах екструдер или на липса на поддръжка.

Неотдавнашно проучване на Бостънския университет показа, че един прост трик може значително да намали звука при 3D принтиране. Засега това е последният напредък в тази област.