Нині найвідомішим і найпоширенішим методом 3d-друку є пошарове наплавлення, або FDM(Fused Deposition Modelling), яку у 1988 році винайшов та запатентував Скотт Крамп(Scott Crump).

Перші 3d-принтери були досить дорогими й коштували десятки і сотні тисяч доларів США, проте вже у 2006 році було засновано проект RepRap(Replicating Rapid Prototyper), що допоміг знизити ціни на FDM-3d-принтери до їх сучасного рівня та мав на меті створення FDM-3d-принтеру, здатного створювати копії самого себе.

Ніні якість персональних 3d-принтерів поступово збільшується, проте їх ціна припинила зменшуватися декілька років тому, досягши свого мінімуму(у реаліях технологій сучасного світу). Поряд з FDM та SLA, велика кількість компаній розробляє нові технології у сфері SLS-3d-друку. Окрім компаній-лідерів у сфері 3d-друку, з’явилося безліч невеликих компаній, що спеціалізуються на промислових технологіях 3d-друку(наприклад, на технології 3d-друку за допомогою металу).

На середину 2010-х років стала доступною велика кількість конкуруючих технологій, що дозволяють зробити 3D-модель. Їхні основні відмінності стосуються етапу побудови шарів при створенні деталі. Деякі технології використовують плавлення або розм'якшення матеріалу для виробництва шарів (SLS, FDM), інші — використовують рідкі матеріали, які твердіють за різними принципами.

3D друк все міцніше входить в наше життя, перетворюючись з вузьконаправленої і дорогої послуги в незамінного помічника для професіоналів різних сфер діяльності.

Доступність 3D друку дозволяє проводити сміливі експерименти в архітектурі, будівництві, дрібносерійного виробництва, медицині, освіті, ювелірній справі, поліграфії, виготовлення рекламної та сувенірної продукції. У цій статті ми розкриємо основні сфери застосування 3D друку в наші дні.

АРХІТЕКТУРА

3D друк знаходить широке застосування у виготовленні архітектурних макетів будівель, споруд, цілих мікрорайонів, котеджних селищ з усією інфраструктурою: дорогами, деревами, вуличним освітленням. На малюнку показані макети будівель, створені з використанням тривимірної друку.

05

house14_big

d001

Застосування 3D друку в архітектурі

Для друку тривимірних архітектурних макетів використовують дешевий гіпсовий композит, який забезпечує низьку собівартість готових моделей. На сьогоднішній день для 3D друку є 390 тисяч відтінків палітри CMYK, що дозволяє втілити в життя будь-яку колірну фантазію архітектора. Для тривимірної друку архітектурних моделей і прототипів найчастіше використовуються кольорові 3D ZPrinter моделі 250, 450, 650, 850 і чорно-білі 3D ZPrinter моделі 150 і 350.

БУДІВНИЦТВО

Інженери з університету Південної Каліфорнії створили систему 3D друку для роботи з великогабаритними об’єктами. Система працює за принципом будівельного крана, який зводить стіни з шарів бетону. Такий 3D принтер може звести двоповерховий будинок всього лише за 20 годин. Робочим залишиться тільки встановити вікна, двері і провести внутрішню обробку приміщення.

contour-crafting-usc-635-3d-printer_1

3D принтер будує будинок

Голландські архітектори запропонували надрукувати за допомогою будівельного 3D принтера унікальний будинок у формі стрічки Мебіуса. «Друк» вдома запланована на 2014 рік. Будинок планується надрукувати з суміші піску і сполучних матеріалів.

610x601_Quality97_650x641_Quality97_UniverseArchitecture_2013_LandscapeHouse_finalmid

EndlessHouse2

EndlessHouse3

Будівля у формі стрічки Мебіуса, надруковане 3D принтером 

Цілком можливо, що через кілька десятків років виростуть цілі селища з чудовими комфортними будинками, побудованими за технологією 3D друку.

С появлением более совершенных технологий в 1980-х годах возникла идея под названием быстрое прототипирование (RP) как решение этой проблемы: это означает разработку моделей и прототипов более автоматизированными методами, обычно за определенное количество часов или дней, а не за недели, как при традиционном прототипировании. 3D-печать является логическим продолжением этой идеи, в которой дизайнеры продуктов создают свои собственные быстрые прототипы буквально за часы, используя сложные устройства, похожие на струйные принтеры.

З цією основою в промисловому виробництві більшість технологій 3D-друку захищалися патентами, що зберігаються компаніями на промисловому ринку. Оскільки термін дії патентів закінчився, почали з'являтися 3D-принтери, призначені для споживача.

Доктор Бріоні Коррі, аналітик з технології в IDTechEx, пояснює: "Технології 3D-друку існують з 1980-х років, однак не пізніше закінчення терміну дії патенту Stratasys в 2009 році, захищаючи їх право власності на процес моделювання плавленого осадження (FDM), який доступні споживчі термопластичні екструзійні принтери розширюються, а закінчення подальших патентів, що охоплюють альтернативні технології виробництва добавок, ще більше стимулювало це зростання ".

Ця розробка у вигляді першого повноцінного комерційного зразка SLA-1, що побачив світ у 1987, стала справжньою революцією серед винахідників, оскільки давала їм можливість тестувати свої прототипи без величезних попередніх інвестицій у виробництво.

У 1988 році Скоттом Крампом розробляється новий спосіб створення об'ємних фігур. Він був названий методом наплавлення. У цей час з'явилися поняття лазерного і струменевого 3D-друку. Цей напрямок активно розвивався компанією Stratasys.

У 1995 році два студенти з Массачусетського технологічного інституту видозмінили струменевий принтер. З'явилася можливість створювати зображення не на паперовому носії, а в невеликому резервуарі. Вони стали об'ємними.

Xерез пару років була розроблена технологія PolyJet. Вона заснована на застосуванні фотополімерної рідкої пластмаси. Друк об'єктів мав на увазі використання спеціальної головки, яка створювала зображення. Застосовуваний матеріал практично моментально засвічувався лампою і застигав. Пристрій створював готові до використання виробу.

З плином часу 3D-друк постійно розвивалася. Початкові моделі мали великі габарити. На сьогоднішній день Тривимірні принтери зовні нагадують класичний пристрій, який друкує на папері. Обладнання займає мало місця, тому може використовуватися в домашніх умовах. Створювані сучасними 3D-принтером об'ємні предмети мають високі показники міцності, не бояться випадкових механічних впливів.