Что такое 3D-печать? Современная производственная революция

3D-печать, также известная как быстрое прототипирование, представляет собой метод производства, при котором 3D-объекты быстро создаются на машине разумного размера, подключенной к компьютеру, содержащему чертежи объекта. Основные принципы аналогичны принципам 2D-принтера:картриджи с материалами, гибкость вывода и перевод кода в видимый рисунок. Энтузиасты надеются, что домашние «фабриканты» ознаменуют революцию в индивидуальном производстве и устранят (или значительно уменьшат) необходимость в централизованном производстве. Вместо того, чтобы идти в магазин за набором посуды, человек мог купить чертежи в Интернете и распечатать их из простых материалов.

Технология, позволяющая работать 3D-принтерам, появилась в середине 1990-х годов. После их прибытия футуристы сразу же предсказали, что вскоре люди увидят их в каждом доме. Однако стоимость деталей, включая многочисленные гибкие производственные инструменты, делает их стоимость слишком высокой для большинства людей. Современные модели представляют собой дорогостоящие машины, предназначенные для использования профессиональными дизайнерами или инженерами, которые используют их для создания моделей, например, для презентаций клиентам. Современные устройства работают с использованием различного сырья, такого как опилки и клей, из которого можно спрессовать трехмерные структуры, если конструкция позволяет наносить слои постепенно.

Новейшие устройства 3D-печати используют лазер и металлическую пыль для создания 3D-объектов из металла, что делает эту технологию более привлекательной. Эти машины уже используются Израилем и США для производства БПЛА или беспилотных летательных аппаратов. Военные США исследуют принтер, готовый к использованию на поле боя, который можно будет использовать для производства устройств связи по мере необходимости.

Ранние прогнозы предполагали, что эти машины, вероятно, будут использовать комбинацию лазеров и специальных полимеров для производства продукции. Существуют определенные полимеры, которые затвердевают только при определенной смеси света, и это свойство можно использовать, используя дуэт лазеров, которые независимо друг от друга не соответствуют этим оптическим условиям, но выполняют их при совместном использовании. Когда два лазера пересекаются в растворе, он затвердевает. Построив конструкцию с нуля, можно создать стабильный продукт после слива жидкого полимера. Однако этот метод оказался довольно дорогим, и сегодня используются менее технически сложные методы.

Когда-нибудь появятся 3D-принтеры, которые будут использовать нанотехнологии для создания продуктов, помещая их атом за атомом. Предварительная работа с атомарными всплывающими подсказками предполагает, что это осуществимо с научной точки зрения. В атомном масштабе были созданы простые механизмы, такие как маленькие колеса, транзисторы и «ходячая ДНК». Они могут стать предшественниками более совершенных систем индивидуального производства.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.

Михаил Анисимов — преданный участник журнала «О механике» и в своих статьях привносит свой опыт в палеонтологии, физике, биологии, астрономии, химии и футуризме. Заядлый блоггер, Майкл глубоко увлечен исследованиями стволовых клеток, регенеративной медициной и методами продления жизни. Его профессиональный опыт включает работу с Фондом Мафусаила, Институтом сингулярности искусственного интеллекта и Фондом спасательной шлюпки, что еще раз демонстрирует его приверженность научному прогрессу.