Каждый из нас видел обычный офисный принтер и знает, что его назначение – распечатка на бумаге компьютерных файлов. О 3D-принтере слышали практически все, но по-прежнему мало кто знает, что это такое и как оно работает. 

Если говорить упрощенно, 3D-принтер способен «печатать», вернее, создавать практически любой трехмерный объект – деталь механизма, часть скелета, титановый имплант или протез, элемент газовой турбины, керамическую посуду, макеты и домов, и целых микрорайонов, игрушки, небольшую статуэтку в стиле барокко, обувь и многое другое. Существуют даже 3D-принтеры, способные за 20 часов построить небольшой дом. 

Авиация, машиностроение и космическая промышленность также активно осваивают возможности 3D-принтеров: компания Илона Маска недавно испытала и планирует запустить в космос космический корабль, отдельные части которого также напечатаны на 3D-принтере. В США на нем за несколько часов изготавливают элементы обшивки фюзеляжа военных самолетов. Таким образом, можно сказать, что возможности 3D-принтера практически безграничны.

Чтобы 3D-принтер смог создать что-то «из ничего», ему необходима цифровая трехмерная модель того, что ему предстоит напечатать. Чтобы принтеру было легче печатать, цифровая модель разделяется на поперечные срезы, толщина которых соответствует толщине одного печатного слоя. Цифровая модель, или 3D-чертеж создается на компьютере с помощью специальной программы, затем файл сохраняется в формате STL. Задаются параметры, вроде плотности будущего изделия, после чего 3D-принтер приступает к созданию предмета по предоставленной ему 3D-модели. 

Изделия из пластика или фотополимеров на 3D-принтере печатаются следующим образом: слои материала накладываются друг на друга послойно, пока не получится запланированная модель. Кроме фотополимеров и пластика для создания вещей на 3D-принтере используют также металлический порошок и металло-глину. 

Сам 3D-принтер, являющийся, по сути, обычным станком с программным управлением, состоит из нескольких частей:

• экструдера (печатающей головки), который разогревает материал до нужной вязкости, отмеряет его нужное количество и выдавливает материал, который выходит в виде тонкой нити;
• рабочего стола, на котором и рождается новый предмет;
• линейного и шагового двигателя, которые приводят в движение детали, отвечающие за распечатку;
• фиксатора, ограничивающего подвижные детали.

Материал из экструдера выдавливается в виде тонкой нити диаметром от 50 до 300 микрон (человеческий волос имеет толщину 80 – 100 микрон). Чем тоньше нить, тем более однородно выглядит готовая модель, хотя поверхность большинства предметов, напечатанных на 3D-принтере, выглядит немного ребристой, шершавой. Этот недостаток затем устраняют обычной полировкой. 

В отличии от обычного офисного принтера, 3D-принтер создает предметы не за несколько секунд, а за несколько часов или даже суток, в зависимости от размеров. 

Возможности и сфера применения 3D-принтеров будут расширяться. В будущем они, возможно, заменят ткацкие станки и швейные машины, создавая одежду, и даже поваров, «печатая» блюда любой кухни. 

Источники: zoom.cnews.ru; gb.ru; vektorus.ru; gagadget.com