Історія створення 3D принтерів і їх принцип роботи

Зміст:

  • Історія тривимірного принтера
  • Технології 3d друку
  • Сировина для тривимірних принтерів
  • Дивовижні можливості тривимірних принтерів
  • Тепер вже
    всім знайоме слово «принтер» перекладається з англійської, як друкуючий
    пристрій. Зараз рідко можна знайти людину, яка жодного разу б не бачив
    звичайного принтера, з допомогою якого можна отримати будь текстової або
    графічний паперовий документ.

    Історія появи принтера в нинішньому розумінні розпочалася в минулому столітті – перший
    чорно-білий принтер з’явився ще в далекому 1953 році, а в 1976 році з’явився
    перший кольоровий струменевий принтер від компанії IBM. Сьогодні різноманітні принтери
    можна знайти не тільки в офісах і організаціях, а також в школах і майже в
    кожній оселі. Адже сучасний процес роботи і навчання стало немислимим без
    цього приладу.

    Однак в
    останні роки з’явилося абсолютно нове пристрій, який здатний не
    просто роздрукувати на аркуші яке-небудь зображення. Йдеться про винахід
    3d принтера, з допомогою якого можна створювати об’ємні деталі, вироби
    або моделі.

    Історія тривимірного принтера

    Історія 3d принтерів, як не дивно, досить
    довга, а над створенням цього пристрою працювали науковці з багатьох країн світу,
    поступово вносячи свою лепту в розвиток тривимірних технологій.

    • У 1986 році
      американець Чак Халл винайшов принцип тривимірної друку, який використовувався в
      установки для стереолітографії.
    • У 1988 році
      інший американець, Скотт Крамп знайшов абсолютно інший підхід для здійснення
      тривимірної друку – формування через декомпозицію плавкого матеріалу (FDM).
      На цьому принципі працюють всі тривимірні принтери, здатні робити
      вироби в обмежених масштабах.
    • Хоча робота
      над створенням тривимірних принтерів почалася у вісімдесяті роки минулого століття,
      сам термін «тривимірна друк» з’явився лише в 1995 році у надрах
      Массачусетського технологічного інституту. І вже в наступному році, компанія
      «3D Systems» назвала свою першу модель «Actua 2100» тривимірним принтером. Таку історію
      створення має 3д принтер, якщо говорити коротко.

    Перші
    моделі об’ємної друку працювали дуже повільно, а спроба збільшити швидкість їх
    роботи незмінно приводила до похибки у виробах. Тривимірні принтери з
    досить високою якістю виробів з’явилися тільки в 2005 році. У 2008 році
    з’явилася модель «Reprap»,
    наполовину здатна відтворити саму себе, оскільки могла робити половину
    своїх деталей.

    Технології 3d
    друку

    Тривимірна друк може використовувати різні технології
    і витратні матеріали, але в будь-якому випадку, вона працює через послідовне
    нарощування шарами об’ємного предмета. Для створення шарів можуть застосовуватися
    різні технології.

    Лазерна стереолитография, в якій ультрафіолетовий
    лазер точку за точкою засвічує поверхню рідкого фотополімеру. В іншому
    варіанті засвітка здійснюється ультрафіолетовою лампою крізь змінюється з
    новим шаром фотошаблон. Рідкий полімер при цьому твердне, стаючи досить
    міцним пластиком.

    • Лазерне сплавлення застосовується для шарів порошків з
      пластику або металу.
    • Ламінування – тут все також проводиться
      нашаровування матеріалу, всі шари склеюються між собою, а лазером в кожному
      шарі вирізаються ділянки, що формують переріз майбутнього предмета.
    • Струменевий технологія передбачає застигання
      охолоджується матеріалу: роздавальна форсунка викидає на охолоджувану
      платформу-основу розігріті краплі термопластика. Там вони миттєво застигають,
      склеюючи з сусідніми, та формують шар виготовляється деталі.

    • Склеювання порошкоподібного матеріалу дещо
      нагадує спікання порошку лазерним променем, але порошок тут може бути з
      подрібненої целюлози, яка не плавиться, тому для його склеювання
      використовується рідкий адгезив або розчинник, який подається з мініатюрної
      форсунки. Таким методом можна надати деталі бажаний колір, якщо використовувати
      різнокольорові фарбувальні речовини. Є навіть моделі тривимірних принтерів,
      яких працюють голівки від звичайних струменевих принтерів.
    • Як самоотверждающихся матеріалів можуть
      застосовуватися також густі керамічні суміші. Подібні матеріали затребувані
      для тривимірної друку великих архітектурних моделей.
    • Останнє досягнення – биопринтеры. Поки це тільки
      експериментальні установки, які формують тривимірну структуру органу
      трансплантації. Вони використовують розчини, що містять живі клітини. Потім
      відбувається ріст, поділ і спеціалізація клітин, які формують
      остаточну форму органу.

    Сировина для тривимірних принтерів

    Всі об’ємні
    принтери до 2008 року могли використати тільки один вид пластику АВС,
    який був кращим «расходником» для тривимірної друку. Компанія Object Geometries Ltd випустила першу модель «Connex500», яка могла одночасно
    використовувати декілька видів матеріалів. Зараз список таких матеріалів
    перевалив за сотню. Серед них можна відзначити наступні:

    • целюлоза;
    • гідрогель;
    • бетон;
    • акрил;
    • вода;
    • гіпс;
    • нейлон;
    • металевий
      порошок;
    • полилактид;
    • поликапролактон;
    • поліетилен
      низького тиску;
    • поліпропілен;
    • шоколад.

    Особливість
    роботи тривимірних принтерів така, що всі одержані об’єкти можуть бути
    тільки твердотільними, оскільки наносяться шар за шаром. На звичайному принтері
    можна зробити лише паперовий документ, а на тривимірному «надрукувати» дитячу
    іграшку, тканина, придатну для пошиття, пластиковий посуд, навіть імплантати для
    медичних цілей або автомобіль. Об’ємні принтери нового покоління мають
    дуже великі можливості.

    Відео про історію 3d принтерів

    Дивовижні можливості тривимірних принтерів

    Тривимірні принтери поступово стають корисними і
    потрібними приладами в нашому житті, а сфери їх застосування все більше розширюються.
    Так, невеликі тривимірні принтери здатні робити побутові дрібниці, на зразок
    посуду, іграшок, прикрас і навіть меблів.

    • У 2010 році
      канадець Джим Кор продемонстрував легковий автомобіль, корпус якого
      повністю виготовлений на тривимірному принтері, для якого потрібно
      2500 годин роботи. Творці унікального автомобіля навіть зібралися за кілька днів
      дістатися від Нью-Йорка до Сан-Франциско, використовуючи при цьому всього 38 л
      біопалива.
    • У 2010 році
      компанія «Organovo Inc.» оголосила, що створила тривимірну технологію виготовлення
      штучних кровоносних судин. Раніше про використання цієї технології в
      медичних цілях не йшло і мови. В даний час у світі вже зроблено безліч
      операцій по протезуванню, де пацієнтам вживлялись імплантати, виконані за
      цієї технології – кісток черепа і носа, стоматологічні, кістки кистей і т. д.
    • Набагато
      скромніше виглядає демонстрація в 2011 році британцями принтера, який з шоколаду міг зробити будь-яку фігурку. Оскільки
      шоколад здатний досить швидко тверднути при охолодженні, принтер
      друкує на такому сировина досить спритно. Такі принтери – справжня знахідка для
      ресторанів і кондитерських.

    В тому ж
    році на тривимірному принтері був виготовлений перший літак зусиллями британських
    інженерів з Університету Саутгемптона. Вони зізналися, що найбільші
    труднощі були не в процесі друку, а при проектуванні. Виготовлена модель
    виявилася здатною літати на пристойній швидкості.

    Вчені з Оксфорда запропонували принтер, який може
    відтворювати матеріал, частково має властивості живої тканини. З робототехнік
    Італії Енріко Діні навчив тривимірний принтер робити макети двоповерхових будівель,
    в яких є кімнати з перегородками, труби і сходи. Все це робиться з
    неорганічного компаунда і піску. Отриманий матеріал має міцність, близьку
    до залізобетону.

    Інженерна думка на цьому не зупинилася, оскільки
    надійшла пропозиція використовувати цю технологію при зведенні місячних
    дослідних баз. Було прийнято рішення доставити тривимірний принтер на
    МКС, де космонавти зможуть швидше виготовити необхідні для них деталі, не
    чекаючи доставки їх з Землі.

    Зараз зd принтери, історія яких починалася з
    громіздких і дуже дорогих примірників, стають все менше і дешевше. У 2011
    році австрійці продемонстрували самий легкий, маленький і дешевий в роботі
    об’ємний принтер. Тут була використана
    технологія адитивної фотополімеризації, що працює зі світлочутливою
    смолою.

    Відео про можливості зd принтера

    Раніше думали, що 3D монітори – недосяжна розкіш для простого
    обивателя, а сьогодні їх можуть купити навіть незажиточные громадяни. Так само і з тривимірними
    принтерами – вони вже перестали бути машинами з фантастичних книг, а все
    впевненіше входять у реальність, приносячи все більше користі. Перспективи у них
    дуже хороші.

    Вас вражають можливості 3d принтерів? Що Вас вразило найбільше? Поділіться своєю думкою в коментарях.

     

    Related posts

     
     

    Leave a Reply

    Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    http://poradumo.com.ua/194382-istoriia-stvorennia-3d-printeriv-i-yih-princip-roboti/