Немного истории
Впервые идея печати объемных предметов при помощи набора слоев пришла Хидео Кодаме из Японии. Специалист активно занимался созданием различных прототипов, тратя на это очень много времени. Это и привело его к мысли, что необходимо усовершенствовать данный процесс. В начале 1980-х ему удалось собрать первый работающий 3D-принтер.
Процесс создания предметов получил название стереолитография и сильно отличался от работы современного 3D-принтера. В качестве основного материала использовалась плавкая смола, слои закреплялись при помощи ультрафиолета. Качество было достаточно низким, процесс занимал очень много времени.
Идею оценили американцы, которые тоже начали работу в данном направлении. Они решили использовать кардинально другой способ формирования объектов. Исходный материал представлял собой порошок полимера, который плавился при помощи лазера.
В следующие годы технология бурно развивалась, активно тестировались новые способы печати. В настоящее время любой пользователь свободно может приобрести такое устройство для личных нужд. При этом сфера печати трехмерных объектов продолжает активно расширяться.
3D-печать в современной медицине
В данной сфере трехмерная печать используется активно. Печать суставов или имплантатов – уже обыденная тема. В настоящее время цели гораздо масштабнее.
К примеру, в США запустили тестовую линию по выпуску лекарств Spritam от эпилепсии.
Для создания таблеток используют 3D-принтер, который формирует нужный состав при помощи набора прутков с химическими элементами.
Такой способ формирования лекарств решает сразу несколько проблем. В частности, сокращается время получения очень редких или скоропортящихся препаратов.
Также биопринтеры активно используются для создания точных копий организма человека. Такие модели позволяют оттачивать навыки хирургов.
Ведутся работы и в других направлениях, часть из них пока выглядит как фантастика. Например, ученые уверены, что в будущем можно будет при помощи принтера наращивать кожу и заживлять раны.
Печать в промышленности
Для каждой сферы используют уникальные принтеры, которые отличаются размерами и принципом работы. В промышленности нередко используют огромные системы, способные отливать сложные устройства из металла. В России уже есть опытные образцы двигателей для вертолетов, у которых 10% деталей созданы при помощи принтера.
В некоторых странах такую 3D-печать уже внедрили в производство. Самолеты Airbus A350 содержат более 1000 деталей, созданных по данной технологии. В ракете Crew Dragon камеры сгорания резервных двигателей также напечатаны на 3D-принтере.
Собственный принтер недавно появился на МКС, космонавты тестируют особенности печати в условиях невесомости. Есть возможность получать нужные детали или инструменты.
Строительство домов
Идея использовать 3D-печать в строительстве обсуждается достаточно давно. Если такую систему сделать масштабируемой, а в качестве материала использовать бетон в нужной консистенции, то можно возводить произвольные каркасы. Немало компаний уже наглядно продемонстрировали возможность создавать дома при помощи данной технологии.
По современным меркам печать жилых домов уже вышла за рамки пробных проектов. Направление пока не популярно, однако некоторые застройщики уже предлагают данную услугу. В России «распечатали» и сдали в эксплуатацию такой дом в Ставрополе.
При этом уже очевидны плюсы такого возведения. Обеспечивается высокая скорость работы, отличное качество, минимальное количество мусора и отходов.
Пищевые продукты
Еще одно популярное направление – пищевая промышленность. Развивается достаточно давно, поскольку идея использовать вместо пластика съедобные элементы очевидна и легко реализуема.
Первый полноценный пищевой принтер выпустили еще в 2010 году. Модель получила название Cornucopia и позволяла послойно печатать разные блюда. К примеру, можно было создавать блины с разной начинкой.
В дальнейшем данная линейка не получила распространения, однако аналогичные проекты от других компаний активно используются в пищевых производствах.
Устройства позволяют делать батончики, различные десерты и даже пиццу с нужными компонентами.
На самом деле принцип нанесения съедобных элементов используется достаточно давно. К примеру, кулинарный шприц для украшения торта или автомат, который наполняет рожок мороженным.
Повседневные задачи
Создание элементов для быта уже хорошо развито. При этом бурная фантазия пользователей открывает все новые возможности обычного пластика. Производители также работают в данном направлении – совершенствуются принтеры, выпускаются новые типы пластика.
Пользователи печатают чехлы для телефонов, уникальные вазы, игрушки, корпуса, элементы дизайна и многое другое.
Печать часто используют ювелиры для создания прототипов. Это позволяет наглядно увидеть будущее украшение и выбрать оптимальный вариант. На основе 3D-принтера запускаются даже полноценные производства – элементы для автомобилей, небольшая мебель, элементы декора и так далее.
Дальнейший путь развития
Многие специалисты прогнозируют, что в далеком будущем технологию можно будет использовать для печати любого предмета. Однако в настоящее время в силу определенных ограничений для многих сфер принтер не подходит.
Упрощенно говоря, принтер просто создает нужную форму из определенного материала. Например, расплавляет пруток пластика и укладывает его послойно. Для масштабного использования необходимо освоить создание компонентов на молекулярном уровне, используя разные вещества и химические элементы.
