До того, как появились 3D-принтеры, модели и прототипы вырезались из дерева или собирались из небольших кусочков пластика. Это занимало несколько дней или даже недель, а внесение изменений было практически невозможным. Теперь у дизайнеров и разработчиков появилась возможность за несколько часов создавать прототипы разной сложности. Рассказываем о технологии объёмной печати: что это такое, и как работает 3Д-принтер?
Как устроен 3D-принтер?
Одни из главных механизмов в 3Д-принтере — это печатающая головка и рабочая платформа. Они показаны на схеме ниже. Печатающая головка формирует слои материала, превращая их в трёхмерную модель. Она передвигается справа налево вдоль осей X и Y. Рабочая платформа предназначена для размещения прототипа, она передвигается вверх и вниз по оси Z.
Принцип действия 3D-принтера
Типичный 3D-принтер во многом похож на струйный принтер. Принцип работы 3Д-принтера состоит в том, что он создаёт трёхмерную модель по одному слою за раз, многократно печатая в одной и той же области. Устройство 3Д-принтера позволяет ему работать в автоматическом режиме и создавать модель в течение нескольких часов, превращая чертёж в огромное количество двумерных слоёв в поперечном сечении. Вместо чернил принтер использует расплавленный пластик. Слои соединяются вместе с помощью клея или ультрафиолетового света.
В зависимости от качества принтера вы получаете либо красивую трёхмерную модель, либо множество двумерных пластиковых линий, грубо наложенных друг на друга. Пластик, с помощью которого напечатаны модели, также играет очень важную роль. Обычно в 3D-принтерах используются термопласты — пластмассы, которые плавятся при нагревании и застывают при охлаждении. После застывания объект можно отшлифовать и покрасить.
Где используют 3D-принтеры?
Диапазон применения 3D-печати довольно широк. Одной из первых областей, где её начали активно применять, стала медицина. 3D-принтеры используют для производства искусственных тканей, клеток, органов и кожи. Хотя мы ещё далеки от того, чтобы печатать полностью работоспособные 3D-органы, всё движется в этом направлении. Например, в Институте регенеративной медицины в Северной Каролине (США) печатают миниатюрные человеческие сердца, лёгкие и кровеносные сосуды. Затем учёные помещают их на микрочип и тестируют с их помощью искусственную кровь. 3D-печать также применяется в медицинском образовании. Хирурги практикуют операции на 3D-копиях сердец и других органов.
