3D-печать: обзор последних новостей

Кокцинская Е.М.

Научный журнал "Видеонаука"

 Аннотация. 3D-печать вызывает огромный интерес и считается революционной, поскольку дает возможность производить изделия заданных размеров с высокой точностью при низкой стоимости их изготовления. В этой статье представлен обзор последних новостей отрасли 3D-печати.

Ключевые слова: 3D, 3D-печать, 3D-принтер, металл

Все новости предоставлены нашим партнёром - порталом "Мир современных материалов" (сайт: http://worldofmaterials.ru).

Технология 3D-печати бурно развивалась в последние годы и теперь охватывает широкий диапазон материалов. Вместе с этим стоимость самих 3D-принтеров снизилась настолько, что это сделало возможным их использование даже на бытовом уровне. Такие материалы как металлы, пластмассы, керамика, продукты питания и даже ткани человека начинают печататься по этой технологии. 3D-металлические изделия применяются в аэрокосмической промышленности, автотранспорте и энергетике, биомедицине, робототехнике.

Недавно исследователи из Массачусетского технологического института открыли новые возможности 3D-печати: способность печатать оптически прозрачные стеклянные предметы. Напечатанные с использованием разработанной высокотемпературной технологии стеклянные объекты являются прочными и полностью прозрачным для света. Объекты можно предварительно моделировать в компьютерной программе проектирования, аналогично другим существующим в настоящее время 3D-принтерам [1].

Большое число работ посвящено использованию 3D-принтеров для усовершенствования свойств металлов. Исследователи из университета науки и технологии Миссури разрабатывают способ использовать технологию 3D-печати для создания новых металлов, более прочных и легких, чем существующие. Такие металлические материалы создаются с помощью лазера, расплавляющего металлический порошок, который затем осаждается слой за слоем для получения 3D-печатного объекта. В результате этой технологии получаются структурные аморфные металлы [2].

Другая команда исследователей предлагает способ повысить качество структуры и, соответственно, свойств 3D-печатаемых металлических деталей. Достигнутый ими уровень контроля изготавливаемого изделия абсолютно уникален. Исследователи работали с технологией электронно-лучевой плавки, в процессе которой электронный пучок последовательно сваривает между собой слои металлического порошка, формируя 3D-объект. Было обнаружено, что к онтролируя параметры нагрева в процессе печати, можно следить за процессом отвердевания по объему всего изделия. В итоге получается, что можно очень точно регулировать ориентацию металлических зерен и микроструктуру материала. Поскольку микроструктура металла играет определяющую роль в его физико-механических свойствах, то улучшая ее, тем самым можно улучшить и свойства 3D-продукта [3].

Команда междисциплинарных исследователей из Лос-Анджелеса работает над уникальным решением с использованием 3D-печати. Их решение нацелено на борьбу с парниковыми газами, которые выделяются при производстве бетона и электричества на электростанциях. В планах исследователей создать замкнутый процесс, который включает захват углерода на трубах электростанций и его использование при создании нового строительного материала - углекислобетона CO₂NCRETE (англ. «concrete» – бетон) - с использованием технологий 3D-печати [4].

В США разрешили 3D-печать таблеток. А ранее было одобрено производство медицинских устройств - в том числе протезирование - по технологии 3D-печати [5].

В Дубае с помощью 3D-печати собираются строить полнофункциональное здание. Такой офис напечатают слой за слоем. 3D-принтер, который для этого понадобится, будет представлять собой устройство высотой 6 м. Площадь офиса составит около 186 м². Все внутренние детали, мебель и структурные компоненты будут построены с использованием 3D-технологии печати на основе смеси пластика, армированного волокнами, специального железобетона и армированного стекловолокном гипса [6].

Но некоторые вещи до самого недавнего времени все же оставались недоступными для 3D-печати, например, такие как волосы и мех. Печать таких объектов требовала нескольких часов для этапа первоначальных вычислений и моделирования, а лишь после этого их можно было печатать на принтере. Команда из Массачусетского технологического института вместо использования стандартных компьютерных программ проектирования разработала новую программу "Cilllia", которая позволяет пользователям определять угол, толщину, плотность и высоту тысяч волос всего за несколько минут. Используя эту программу, исследователи смоделировали массивы волосовидных структур с разрешением 50 микрон (порядок толщины человеческого волоса). После чего распечатали их на плоские и изогнутые поверхности с помощью обычного 3D-принтера, получив объекты от грубых щетинок до тонкого меха [7].

Источники:

1. Printing transparent glass in 3-D // MIT News. 2015. URL: http://news.mit.edu/2015/3-d-printing-transparent-glass-0914 (дата обращения 19.06.2016).

2.Researchers develop new metal materials through 3D printing // 3D printer and 3D printing news. 2015. URL: http://www.3ders.org/articles/20151019-researchers-develop-new-materials-through-3d-printing.html(дата обращения 19.06.2016).

3. Новый высокоточный 3D-принтер металлов // Мир современных материалов. 2014. URL: http://worldofmaterials.ru/164-novyj-vysokotochnyj-3d-printer-metallov (дата обращения 19.06.2016).

4. UCLA researchers turn carbon dioxide into sustainable concrete // UCLA Newsroom. 2016. URL: http://newsroom.ucla.edu/releases/ucla-researchers-turn-carbon-dioxide-into-sustainable-concrete (дата обращения 19.06.2016).

5. First 3D-printed pill approved by US authorities // BBC News. 2015. URL: http://www.bbc.com/news/technology-33772692 (дата обращения 19.06.2016).

6. Dubai to build first fully functional 3D building in the world // Gulf News. 2015. URL: http://gulfnews.com/news/uae/government/dubai-to-build-first-fully-functional-3d-building-in-the-world-1.1543227 (дата обращения 19.06.2016).

7. Need hair? Press “print” // MIT News. 2016. URL: http://news.mit.edu/2016/3-d-print-hair-0617 (дата обращения 19.06.2016).

Abstract. 3D-printing is considered revolutionary technology because it gives an opportunity to produce the product with specified dimensions and with high accuracy at a low cost of manufacture. This article is an overview of the latest news of 3D-printing industry.

Key words: 3D, 3D-printing, 3D-printer, metal.