Наука

Я надрукував для себе світ

Незважаючи на зовнішній вигляд, тривимірний друк був прийомом багатьох десятиліть, хоча останнім часом він набув своєї вдосконаленої форми. Згідно з традицією технічної історії, принцип тривимірного друку бере свій початок у 1995 році, коли двоє молодих докторантів MIT, Джим Бредт і Тім Андерсон (пізніше засновники компанії, що займається 3D практикою під назвою Z Corporation), трансформували струменевий принтер, щоб уникнути чорнило. бризок на папері, але читайте шари матеріалу один на одному, щоб створити просторові об’єкти. На відміну від цього, метод стереолітографії (SLA) для отримання твердих предметів з рідких фотополімерів під впливом світла був запатентований Чарльзом В. Халлом ще в середині 1980-х, але він також мав історію з попереднього десятиліття. У будь-якому випадку, у вісімдесятих роках все ще робили великих і дорогих монстрів - пройшло кілька десятиліть, щоб з'явилася більш витончена худоба, що використовується сьогодні. Метод моделювання осадження запобіжників (FDM), який і сьогодні широко використовується сьогодні, з’явився наприкінці 1980-х - приблизно в 1990 році було розроблено товарне обладнання.

Технології, засновані на 3D-друці, в сукупності називаються адитивними виробничими процесами. Є деякі з них (дві з них щойно згадані), залежно від того, чи термопластичний полімер, спеціальний металевий сплав, який може утворитися екструзією, не дає їстівну, але податливу сировину, якісь гранули, ламінований папір або використовується пластмасова смола.

3d-друк

Наче вилито на нього (Діта фон Тіз у друкованій сукні)

Але який би метод ми не вибрали, нам потрібна придатна для використання цифрова модель, яку можна створити за допомогою автоматизованого конструктора (САПР) або програмного забезпечення для 3D-анімації, але, звичайно, ми також можемо використовувати 3D-сканер, який сканує об’єкт, який ми хочемо змоделювати. Справа в тому, що завершені, часто різні формати моделей розбиваються на тонкі (рівної товщини) віртуальні фрагменти за допомогою застосованого комп'ютерного програмного забезпечення. Найчастіше файл STL передає інформацію між програмним забезпеченням САПР, яке ви використовуєте, та 3D-принтером. Тут зберігається поверхня тривимірного тіла, розділена на крихітні трикутники - чим менші трикутники, тим точніше наближення. Вхід кольорових 3D-принтерів - це спеціальний так званий формат VRML - сюди входять не тільки розміри, а й кольори.

Мармурова статуя

3D-друк тепер також підходить для виготовлення об’єктів, які вимагають високої точності розмірів. Якщо це все-таки не вдається (наприклад, через складність об'єкта, що надрукується), вони роблять певну свободу дій, а потім вирізують кінцевий результат, використовуючи субтрактивний процес, що нагадує традиційне формування об'єкта (тепер його називають традиційною практикою обробки). Дійсно хороші принтери використовують два типи матеріалів (полімер, смола) - один з яких часто служить для підтримки певних елементів предмета, зробленого із принципово іншого матеріалу, і тоді цей просто тримаючий матеріал може пізніше розчинитися або розморозитися. Більш сучасний додаток здатний до вдосконаленого 3D-принтера, який вже використовує два типи матеріалів для формування об’єктів і може змішувати їх. Це дозволяє розміщувати м’які, гнучкі елементи на об’єкті з однаковою твердістю, наприклад, на віддаленому перемикачі!

На даний момент обмеженнями використання 3D-принтерів є розміри: сьогодні можна надрукувати навіть предмети розміром менше півметра, але пізніше обладнання з більшими аддитивними процесами навряд чи буде продаватися. На ринку також представлений справжній домашній принтер з роздільною здатністю - для вищевказаної точної обробки підходить лише дороге обладнання, побутові машини будуються з міліметрових шарів, тобто товстіших волокон матеріалу. Однак хакерські спільноти, які борються за вільний рух інтелектуальної власності, також покладають великі надії на такі пристрої, для яких 3D-принтер - це ще один інструмент для позбавлення авторських прав/патентної "тиранії" (у середньому патентні права закінчуються через 25 років - тоді будь-хто Ви можете виготовити захищений продукт - якщо у вас є принтер, це не проблема). На даний момент пристрій також не підходить для масового промислового виробництва, оскільки він трохи повільний - але якщо машина стає швидшою, ніщо не може стати на заваді.

А перспективи застосування технології майже непередбачувані. Його можна використовувати і в палеонтології, і в археології (наприклад, можна змоделювати з фрагментарних знахідок, а потім можна надрукувати цілу кістку, череп або старовинний предмет), як це можна використовувати в архітектурі. Під час науково-фантастичного генетичного дизайну та генно-інженерних практик нові тканини та органи можуть вироблятися за допомогою адитивного процесу - крім того, з органічної сировини! А технологія 3D-сканування дозволяє отримувати точні тривимірні зображення та моделювання вразливих об’єктів - не порушуючи оригінальні археологічні чи артефакти, навіть за допомогою програми для мобільних телефонів. Друк на рушниці вдома, на даний момент з дещо неточними пристосуваннями, безсумнівно, є невеликим заняттям без вигадки - але наша порода славиться тим, що може ходити по землі двома ногами, якщо цього вимагають її інтереси.