3D-принтер — устройство, использующее метод создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели.

Актуальность исследования

Перенести предмет из одной плоскости в другую не так просто. Конечно, если речь идет о тексте, картинках и прочих двухмерных вещах - то принтеры и сканеры уже давно сделали такой обмен делом несложным и совершенно обыденным. Однако в случае с трехмерными физическими объектами все намного сложнее. Особенно сложно увидеть трехмерную компьютерную модель в реальном объеме, а тем более воспроизвести модель в реальном материале.

Применений таким моделям хватает во всех сферах производства. Первое, и самое основное, в индустрии - в основном для быстрого изготовления прототипов - чтобы посмотреть, как модель будет выглядеть в материале.

Кроме того, на готовой модели можно проводить различные тесты еще до того, как будет готов окончательный вариант изделия. Более того, прототипы позволяют проводить такие тесты, которые на готовом изделии и не проведешь. Например,  прозрачную пластиковую модель трансмиссии 911 GTI для изучения тока масла в процессе ее разработки. Однако главное, такую модель можно сделать очень быстро - а в наше время высоких скоростей это очень важно. Собственно, существует целая индустрия быстрого прототипирования (Rapid Prototyping - RP), которая как раз и занимается разработкой и использований технологий объемной печати для этих целей.

Однако, прототипы - это еще не все. Следующая ступень - быстрое производство. УЭто идеальное решение для малосерийного производства, поскольку стандартный техпроцесс дает возможность сделать что угодно за относительно небольшое время. Некоторые из технологий трехмерной печати позволяют быстро изготовлять формы для литья, а дальше производственный процесс уже хорошо отработан на всех заводах.

Технология создания

Существует две различные технологии создания 3D-моделей при помощи сканеров.

• Лазерная
  1. Лазерная печать — ультрафиолетовый  лазер постепенно, пиксель за пикселем, засвечивает жидкий фотополимер засвечивается ультрафиолетовой лампой через фотошаблон, меняющийся с новым слоем. При этом он затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик
  2. Лазерное стекание— при этом лазер выжигает в порошке из легкосплавного пластика, слой за слоем, контур будущей детали. После этого лишний порошок стряхивается с готовой детали
  3. Ламинирование — деталь создаётся из большого количества слоёв рабочего материала, которые постепенно накладываются друг на друга и склеиваются, при этом лазер вырезает в каждом контур сечения будущей детали
• Струйная
  1. Застывание материала при охлажнении — раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта
  2. Полимеризация фотополимерного пластика  под действием ультрафиолетовой лампы — пластик твердеет под действием ультрафиолета
  3. Склеивание порошкообразного материала —порошок склеивается клеящим веществом, поступающим из специальной струйной головки. При этом можно воспроизвести окраску детали, используя связующее вещество различных цветов

Ректор Пекинского Унвиерситета Mark Sue