Фото: Андрей АБРАМОВ
Живешь себе и даже не подозреваешь, что на твоих глазах творится уже четвертая промышленная революция. Первая началась с изобретения парового двигателя, вторая — с массового промышленного производства. Третья — компьютерная. А четвертая — адитивная. Связана она с развитием 3D-принтинга.
Что же это такое? 3D-принтер создает объемный предмет. Хочешь, наушники тебе отольет. Хочешь, модель тебя самого. Можно даже дома и автомобили делать (об этом ниже). Или пирожное, лишь бы принтер был заправлен шоколадом. Суть 3D-принтера в том, что он слоями наращивает твердую модель. Мы попытались разобраться, как это происходит.
— Чтобы пользоваться 3D-принтерами, не обязательно хорошо разбираться в технике, — утверждает руководитель челябинской фирмы «3dprint74» Михаил Морозов. — Но вот чтобы начать зарабатывать на них, ремонтировать устройства время от времени — пришлось подучиться. Первыми к нам пошли заказы от разных инженерных компаний. Собственно, они до сих пор числятся в списке самых частых клиентов. Сломалась какая-то редкая деталь. Принес запчасть или хотя бы ее фото, и можно напечатать с десяток запасных экземпляров.
Фото: Андрей АБРАМОВ
ПЕРВЫЙ ЭТАП РАБОТ: СКАНИРОВАНИЕ ОБЪЕКТА
Если нет готового макета, то первый этап подготовки к печати — 3D-сканирование. Камеры особым образом фотографируют объект и воссоздают его на экране компьютера. Сама съемка занимает примерно 10 секунд. Далее несколько минут процессор обрабатывает файл и представляет его. Сканировать можно даже человека в полный рост, а затем напечатать модель.
Модель телеведущего Владимира Соловьева
Фото: Андрей АБРАМОВ
ВТОРОЙ ЭТАП: КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Если нужно, сканированное изображение дорабатывают в специальных программах. Можно принести уже готовый эскиз 3D-модели. Нарисовать ее под силу программисту, дизайнеру, архитектору, инженеру — в общем, всем спецам, которые владеют компьютерным моделированием. У профессионала на это уйдет с полчаса.
Фото: Андрей АБРАМОВ
В программе можно изучить каждый слой нити и задать ей размеры. Кроме того, некоторые модели принтеров способны тут же раскрашивать изделие. Главное: предварительно внести это в компьютер. Когда все готово, нажатием кнопки мышки отправляем эскиз в печать.
Фото: Андрей АБРАМОВ
ТРЕТИЙ ЭТАП: ПЕЧАТЬ
В устройство вставляется пластиковая нить, которая намотана на катушку. Машина расплавляет материал, превращая его в жидкую «пасту». Далее слой за слоем робот кропотливо наносит материал. Стол, на котором выводится объект, нагревается до 110°С. Если присмотреться, будут видны слои нитей. Принцип технологии всегда один: объект принтер разделяет на слои и затем постепенно воспроизводит их. Процесс печати занимает несколько часов. Все зависит от продукта.
Шесть часов печатался вот такой браслет.
Фото: Андрей АБРАМОВ
ЧЕМ ПЕЧАТАЕТ ПРИНТЕР
В основном, разными видами полимеров, грубо говоря, пластмассой. Такие машины помещаются на обыкновенный письменный стол. Некоторые модели печатают с толщиной в 25 микрон. Для сравнения, волос человека в четыре раза шире. Глазом 25 микрон не увидеть. Но в этом и преимущество. Поверхность получается почти гладкой. Продукты более «грубых» принтеров едва ребристые.
Цена полимеров сейчас невысокая — от 700 рублей за кг. В России есть около десяти официальных фабрик, которые делают катушки с материалом для 3D-принтеров. Еще больше кустарного производства. Из килограмма пластика получится килограмм изделий.
Другие устройства используют гипс. Опять же не чистый, а его смесь с другими полимерами. Иные устройства научили печатать сразу сталью.
В Балтийском государственном университете им. Имануила Канта появился 3D-принтер. Результат его работы - статуэтка дракона.
Фото: Виктор ГУСЕЙНОВ
БЫВАЕТ ЛИ БРАК?
Да. Чем проще аппарат, тем больше процент некондиции. Есть 3D-принтеры за 15-20 тысяч рублей. Теоретически на них можно печатать все то же самое — вопрос в качестве. Машина может сбиться, и объект будет разваливаться в руках.
Фото: Андрей АБРАМОВ
СКОЛЬКО СТОЯТ 3D-ПРИНТЕРЫ
Как и любая техника — по разному. О нижнем пределе мы писали выше. В промежутке от 100 до 200 тысяч идут уже неплохие модели, которым под силу работать на коммерческих заказах. Примечательно, что многие устройства собирают в Подмосковье и Санкт-Петербурге. Топовые профессиональные устройства весят сотни килограмм и стоят от миллиона рублей.
В Китае 3D-принтер построил за сутки десять одноэтажных домов. На вид они ничем не отличаются от обычных. В принтеры заправили смесь цемента с наполнителем, которые слой за слоем выводили стены.
Фото: 3dprint.com
Еще одно чудо инженерной мысли из Поднебесной — настоящий автомобиль. Правда, на нем не погоняешь, скорость всего 40 км/час. Зато стоит он около 65 тысяч рублей в переводе на наши деньги.
Фото: REUTERS
А в Нижнем Новгороде уже научились изготавливать костные импланты. На 3D-принтере можно напечатать кость с любыми индивидуальными особенностями пациента. Кроме имплантов, медики также умеют делать лекарства. Летом американские фармацевты напечатали первые в мире таблетки. Они призваны лечить эпилептические судороги.
Фото: Structur3D
Конечно, ничто не мешает заправить специализированный агрегат шоколадом, помадкой и творить кулинарные шедевры.