В лаборатории компании имеется четыре 3D принтера с разными технологиями, от FDM до лазерной стереолитографии (SLA). Основные различия этих принтеров - это принцип самой печати, качество, соотношения цен, точность печати. Для более высокой точности используется принтер с технологией SLA.
Как работают эти принтеры? Первое, что мне стало интересно, как работают принтеры. Откуда получаются эти "объемные" детали и что нужно сделать, чтобы эта, с виду сложная машина, приступила к работе? Каждый принтер работает по-разному, но общий принцип работы у них один: после проектирования и создания модели, производится экспортирование в файл печати, который, в последствии, отправляется на принтер, позволяя аппарату приступить к печати. Время печати зависит от сложности печати, самого принтера и размера детали.
Немного ближе ознакомимся с самими принтерами:
Принтер с технологией FDM. ( Fused Deposition Modeling - "моделирование методом направления)
Материал, используемый для этого принтера - это пластики, в основном, PLA и ABS. Пластик изготавливается в специальных готовых катушках, в которых толщина нити в среднем 3 мм, с катушки нить подается в экструдер. Она тоже осуществляется с помощью экструдера, который "выталкивает" путем нагрева пластик, превращая его в термопластичную нить. Печать накладывается слоями снизу вверх с помощью сопла (канала для подачи пластика) на платформу. Когда слой закончен, платформа опускается на 0,3 мм ниже, чтобы создать новый слой. Количество слоев ограничено только максимальной высотой над столом.
Рисунок 5. Принтер с техн. FDM
Рисунок 6. Принтер с техн. FDM
Принтер с технологией SLA. (Laser Stereolithography-лазерная стереолитография)
Материал, используемый для этого принтера - жидкий фото-полимер,который наливается в специальную ванну, объемом, приблизительно, на 60 литров. В ванну погружается лоток, на глубину одного слоя печати. Осуществляется печать путем засветки поверхности лазером, который меняет свое положение при помощи системы зеркал. Толщина лазера составляет всего 0,3 мм (300 микрон). Когда печать слоя завершена, лоток снова опускается ниже, выравнивающий механизм (специальный ножик), проходя над поверхностью, убирает излишки материала и процесс печати идет таким образом до готовности модели. Толщина слоя может быть 0,1, 0,7, 0,07, 0,15 мм, в зависимости от настроек. Точность печати идет с погрешностью менее 50 микрон, что эквивалентно 0,05 миллиметрам. (для сравнения: это тоньше человеческого волоса). После окончания печати, модель извлекается, очищается от не застывшего полимера и отправляется в специальную камеру, выполняющую роль чего-то, вроде печи. Там, с помощью ультрафиолетовых излучений, модель окончательно затвердевает. После ее полируют и, если это необходимо, красят.
Рисунок 7. Принтер с технологией SLA
Что можно напечатать в формате 3D? На этот вопрос тоже можно ответить - Всё. Запчасти на автомобили и военную технику, инструменты, плафоны и лампы, различные насадки (например для душа), держатели для разных предметов (банок, столовых предметов, пакетов, книг, канцелярских принадлежностей и др), подстаканники с интересными узорами, подставки для телефонов, планшетов и прочего, сувениры и это далеко не весь список, который можно продолжать до бесконечности. В настоящее время, совершенствуется работа, по проектированию моделей медицинских протезов, которые теперь доступны каждому. Медицина движется вперед и помогает ей в этом именно 3D моделирование. Ниже продемонстрирую несколько фотографий готовых 3D моделей, сделанных в АЭС.
Рисунок 8.
Модель ювелирных изделий (колец), по ним далее будут делаться уже готовые к применению кольца (рис.8).
Рисунок 9.
Череп, распечатанный по МРТ снимку, в точности повторяющий форму, размер, пропорции и вид настоящего(рис.9).
Рисунок 10.
Протез руки, готовый к использованию. А на заднем плане модель челюсти с зубами.(рис.10)
Рисунок 11.
Напечатанная модель детали электродвигателя(рис.11)
Рисунок 12.
Та же шестерня, только усовершенствованная и изготовленная из другого вида полимера.(рис.12)
Рисунок 13.
Просто очень милый символ-сувенир 2017 года.
В заключении темы 3D печати, хочу подчеркнуть, что это огромный шаг в сторону роста новых технологий, медицины и других наук.
