Трёхмерная печать была разработана и запатентована компанией Charles Hull в конце 80-х годов прошедшего века. В 90-е годы стали появляться множество более совершенных разработок в этой области. В настоящее время 3D-принтеры используются во многих сферах деятельности: в строительстве, медицине, пищевой промышленности, мостостроении, автомобилестроении и др. Материалами для печатания могут служить бумага, пластические массы, керамика, различные строительные смеси, металл, пищевые продукты; и этот перечень всё время расширяется.
Основной принцип работы этих агрегатов или устройств заключается в том, что материалы наносятся послойно методом экструзии или выдавливания через головку принтера. Эта автоматически движущаяся головка имеет отверстие определённой формы и шесть степеней свободы при перемещении. Предварительно в программе по трёхмерному моделированию производится определённая обработка объекта или образца.
В строительстве это выглядит вот так:
В конце прошлого года в Ярославле прошла презентация первого в Европе дома, построенного по 3D технологии с помощью строительного принтера S-6044. Его рабочее пространство составляет 3,5*3,6*1,0 метров, высота слоёв – 10 мм, при печати стен скорость составляет около 15 кв.м/час. Трудоёмкость работ значительно снижается. При "печатании" этого и подобных домов на стадии проектирования и 3D моделирования учитываются все действующие строительные нормы и правила: по теплотехническому расчёту, техническим условиям, по несущей способности конструкций, сейсмоустойчивости, ветровым и снеговым нагрузкам и проч. Фундамент, кровля, коммуникации и отделка этого дома площадью примерно 300 кв.м выполнялись обычными способами.
Ярославская компания "АМТ» разработала и запустила серийный выпуск строительных принтеров с гораздо большими рабочими полями и возможностью печати зданий до 30 этажей. Продукция пользуется спросом и экспортируется в ряд стран Евросоюза, Азии и Ближнего Востока.
С помощью 3D технологий имеется возможность воплощать в реальность множество самых разнообразных, оригинальных и уникальных идей. Вот интересные примеры того, что уже претворено в жизнь:
- Строительство зданий и сооружений различного назначения; они могут собираться из "напечатанных" отдельных конструктивных элементов или просто "печататься" непосредственно на строительной площадке.
- В Амстердаме реализуется проект пешеходного металлического моста. Стальные конструкции с помощью манипулятора будут наплавляться прямо в воздухе, без привычной сборки на электросварке.
- В Дубае из бетона и волоконного пластика "напечатали" стилизованные под пальмы конструкции, которые используются для передачи сигналов Wi-Fi, уличного освещения, подключения к интернету, зарядки телефонов, плюс установлены солнечные батареи.
- В медицине инновация успешно применяется при разного рода протезировании. Ведутся разработки "печатания" внутренних органов для трансплантации.
- Компании Lосal Моtors и Divergent Microfactories уже производят и выпускают автомобили, напечатанные по технологии 3D. Для кузова используются термопластичные материалы, для других деталей – сплавы в различных соотношениях. "Напечатанные" велосипеды и байки уже мало кого удивляют.
- Оружие - пистолеты и револьверы.
- Ручками типа 3D можно создавать трёхмерные рисунки, желаемая форма достигается за счёт быстро засыхающей выдавливаемой пластиковой смеси.
Перспективы развития 3D технологий необозримы. Пофантазируем?