5 апреля 2020, воскресенье, 06:48
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

28 апреля 2012, 10:12

Мир в трехмерной печати

Игорь Агамирзян на открытии первой в России сертифицированной лаборатории персонального цифрового производства — ФАБЛАБ МИСиС. Фото РВК
Игорь Агамирзян на открытии первой в России сертифицированной лаборатории персонального цифрового производства — ФАБЛАБ МИСиС. Фото РВК

Прыжок в будущее

В рамках недели дизайна в Милане, на выставке Hacked 19 апреля 2012 года человек сразился с принтером. На этот раз — не умом, а ловкостью рук. Изобретатель, дизайнер и визионер Доминик Уилкокс вступил в единоборство с 3D-принтером Thing-O-Matic под управлением итальянской IT-команды Wefab. Уилкокс и принтер по кличке Розовый Гигант (Deep Pink, по аналогии со знаменитым супер-компьютером Deep Blue, обыгравшем в 1997 году Гарри Каспарова) в течение полутора часов делали модель Миланского собора: человек лепил из глины, принтер — отливал из АБС-пластика по подготовленной заранее компьютерной модели. В этот раз победу присудили человеку, но команда инженеров уже готовит Deep Pink к матчу-реваншу.

3D-принтер — это контролируемое компьютером устройство, которое может создавать объемные предметы с помощью отливки тонких слоев материала (обычно пластика) по заранее заданной 3D-модели. Главное отличие 3D-принтера от классического производственного станка заключается в том, что происходит не удаление «лишнего» материала, пока не получится необходимый предмет, а постепенное наращивание материала слой за слоем. «Чертежами» для 3D-принтера в большинстве случаев служат обычные 3D CAD модели, которые программное обеспечение принтера «разрезает» на слои.

Первым технологию трёхмерной печати под названием «cтереолитография» запатентовал изобретатель Чарльз Халл в 1986 году. Для создания объектов с помощью стереолитографии используется фотополимезирующийся раствор, который прицельно обрабатывают ультрафиолетовым лазером. Под воздействием лазера раствор затвердевает, полученный слой опускается в раствор, затем затвердевает следующий слой, и так далее. Первая общедоступная стереолитографическая машина появилась уже в 1988 году, и технология используется до сих пор. Для ускорения производства могут использоваться шаблоны, через которые фотополимер обрабатывается не лазером, а большим световым пучком.

В том же году была запатентована технология наплавления (Fused Deposition Modelling). FDM-устройства используют плавкие материалы — в основном АБС-пластик (Акрилонитрилбутадиенстирол), — которые подаются в движущуюся головку устройства и через неё выдавливаются, создавая слои будущего объекта. Обычно головка движется по осям X и Y, а рабочая поверхность — по оси Z. Главное преимущество этой системы — дешевизна и простота. Именно моделирования методом наплавления используется в домашних 3D-принтерах, например Thing-O-Matic Нью-Йоркской компании Makerbot Industires, с которым и соревновался Доминик Уилкокс. Thing-O-Matic ориентирован на домашнее использование и продается за 1000-1500 долларов в виде комплекта для сборки с минимальной необходимостью пайки. Материалом для него служит АБС-пластик, который стоит в среднем 20-40 долларов за килограмм. Недостатком этого метода является сложность создания «висячих» деталей (например, арок или пустот), так как материал поступает в расплавленном состоянии. Эта проблема решается использованием второй головки, подающей «вспомогательный» материал, который в последствии удаляется. Кроме того, у этого метода меньшая разрешающая способность: толщина слоя расплавленного пластика - 0.2-0.3 мм против доступных с помощью стереолитографии 0.016 мм.

В промышленности, где расходы на материалы и стоимость оборудования не так важны, как в «домашнем» использовании, а разрешающая способность и возможность создавать «висячие» структуры необходима, широко используют методы выборочного лазерного спекания и ламинирования. Принтеры, работающие на принципе лазерного спекания (Selective Laser Sintering) впервые появились в 1989 году. Они используют порошковые материалы — пластики или металлы — которые насыпаются ровным слоем и спекаются направленным лучом лазера. Когда один слой готов, насыпается следующий, равняется валиком, и снова спекается. Преимущество этого метода в том, то висячие структуры поддерживаются лежащим под ними порошком. Благодаря этому возможно даже создание шарниров и цепных соединений. Кроме того, метод лазерного спекания позволяет использовать высокотехнологичные материалы    (например, титановый порошок) , затем брать полученные объекты не только как прототипы, но и как конечные продукты. Главный недостаток таких систем — высокая стоимость и сложность оборудования и материалов.

Лазерное ламинирование (Laminated Object Manufacturing) — это уже скорее даже не «печать», а конструирование. В этой технологии используются уже готовые тонкие листы материала, из которых вырезаются слои и склеиваются друг с другом. У лазерного ламинирования меньшая разрешающая способность, чем у стереолитографии или лазерного спекания, но зато материалы сравнительно недороги и позволяют производить довольно большие модели, так как нет необходимости в поддержании определенной температуры или газовой среды, как для порошкового спекания.

Технологии трёхмерной печати сейчас очень востребованы и активно развиваются. Одна из основных сфер применения 3D-принтеров — быстрое прототипирование. Трехмерная печать позволяет в очень короткое время создать прототип необходимой детали, используя простую компьютерную модель. Полученный прототип можно доработать и снова напечатать, не затрачивая значительное время и ресурсы на программирование производственной линии.

Другое важное применения 3D-печати — создание медицинских протезов. Уже сейчас 3D-принтеры широко применяются для создания зубных протезов, однако есть и более сложные эксперименты: например, в этом году группа медиков из Бельгии и Нидерландов имплантировала пожилой женщине протез нижней челюсти, созданный из титанового порошка методом лазерного спекания, и он успешно прижился. В перспективах медицинской 3D-печати — создание органических тканей или даже целых органов.

В то время как промышленные 3D-принтеры активно используются уже больше двадцати лет, «любительские» появились недавно, но обретают большую популярность. В отличие от профессиональных принтеров, которые могут стоить десятки и сотни тысяч долларов, стоимость домашних систем — несколько тысяч долларов. Одна из самых популярных систем RepRap была создана в 2005 году, работает по системе наплавления, и имеет разработкой с общедоступными наработками и открытым исходным кодом — то есть любой желающий может воспользоваться чертежами, инструкциями и программным обеспечением для создания собственного принтера RepRap. В данный момент существует уже третье поколение этих 3D-принтеров. Важной характеристикой RepRap является возможность самовоспроизводства. Идеальная RepRap машина должна иметь возможность создать все необходимые детали для сборки собственной копии. Уже сейчас многие детали возможно «распечатать» на самой RepRap.

Makerbot Industries не ставит себе таких целей, зато принтер этой фирмы вполне доступен для домашнего использования и, в отличие от ReRap, не требует серьезных технических навыков.

Рынок домашних 3D-принтеров сейчас быстро растёт, а стоимость машин — падает. Яркий пример интереса пользователей к трёхмерной печати — проект Printrbot, собравший на Kickstarter, платформе для краудфандинга (коллективного сбора средств) 830 тысяч долларов вместо 25 тысяч, заявленных как необходимые для старта проекта. Первые Printrbot уже отправляются заказчикам по цене от 550 долларов. 30 тысяч долларов на Kickstarter набрал проект Filabot — миниатюрный домашний заводик по переработке пластиковых отходов и ненужных моделей в пластиковую нить для 3D-принтеров.

Есть похожие проекты и в России. 20 апреля 2012 года В Национальном исследовательском технологическом университете «МИСиС» открылся совместный проект ОАО «РВК» и НИТУ «МИСиС» - первая в России сертифицированная лаборатория персонального цифрового производства — ФАБЛАБ МИСиС (Fab Lab). Создание и запуск Fab Lab стало возможным благодаря объединению усилий НИТУ «МИСиС», ОАО «РВК», Массачусетского технологического института (MIT) и Правительства Москвы.

Лаборатория будет осуществлять как коммерческую, так и некоммерческую деятельность. В рамках коммерческого направления лаборатория предоставит услуги по пилотному апробированию коммерческих проектов производства новых продуктов – от компьютерного проектирования продукта до изготовления функциональных прототипов; проектирования и изготовление технологической оснастки для серийного производства. Некоммерческое направление лаборатории предполагает безвозмездное предоставление технологической площадки для пилотной реализации проектов старших школьников, изобретателей и студентов.

Участие MIT в этом проекте не случайно: сейчас там разрабатывают десятимиллионный грант от Национального научного фонда США на создание лаборатории по производству роботов: они будут печататься на 3D-принтерах, там же программироваться, калиброваться, и производить других роботов. Уже сейчас «напечатано» несколько прототипов. Цель этого проекта — сделать производство роботов более быстрым и доступным, ведь, помимо программирования, серьезное препятствие для создания любительских роботов — отсутствие необходимых деталей, а с помощью трёхмерной печати можно будет воплощать в жизнь любые проекты.

Доступные принтеры вкупе с компактными устройствами для переработки и трёхмерными сканерами могут сильно изменить рынок потребительских товаров. Если будет разработан способ удешевить трёхмерную печать из металла, то для домашнего пользователя сфера применения 3D-принтера уже не будет ограничиваться моделями, бижутерией или деталями для прототипов: человек сможет дома производить, например, вилки, сменные корпуса для телефона или запчасти для автомобиля. Конечно, такие принтеры в домашних условиях — пока вопрос будущего. Но можно предположить, что в ближайшие пять лет мы будем наблюдать «бум» домашних 3D-принтеров, «печатающих» с помощью пластика, в том числе переработанного, они перестанут быть хобби для технически подкованных энтузиастов и будут доступны для среднего потребителя.

Обсудите в соцсетях

Главные новости

04.04 17:55 Встречу ОПЕК+ перенесли на 9 апреля
04.04 17:17 Вооруженный ножом мужчина убил двоих и ранил еще шестерых во Франции
04.04 16:44 Россия с 7 апреля сформирует графики возвращения граждан из-за границы
04.04 16:11 Мэр Саянска распорядился открыть рестораны и кафе города, несмотря на режим общей изоляции из-за COVID-19
04.04 15:39 Американская певица Pink излечилась от коронавируса и пожертвовала $1 миллион на борьбу с COVID-19
04.04 14:45 Сотрудники ФСБ ликвидировали боевика ИГ, который планировал теракт в Мурманске
04.04 14:05 Взрыв газа разрушил несколько этажей жилого дома в Орехово-Зуево, есть погибшие
04.04 12:43 «Просто не хочу этого делать»: Дональд Трамп о своем отказе от медицинской маске
04.04 12:22 За сутки в России умерли 9 человек с коронавирусом, общее количество зараженных — 582 человека
04.04 11:44 В армии России врачи не обнаружили ни одного случая COVID-19
04.04 11:15 Коронавирус обнаружили еще у 434 москвичей. Всего в столице заражено более 3 тыс. человек
04.04 10:29 Таиланд прекратил принимать международные авиарейсы
04.04 09:38 Число жертв коронавируса по всему миру превысило 58 тыс. человек, заражены более миллиона
03.04 22:16 ТАСС: в России завели первое уголовное дело из-за распространения фейка о коронавирусе
03.04 21:48 Россия приостановила все международные рейсы. 30 тыс. туристов не могут вернуться на родину
03.04 21:19 Умер автор песни Ain't No Sunshine Билл Уизерс
03.04 20:43 ВОЗ: пик эпидемии COVID-19 в России еще не прошел
03.04 19:59 Путин: мы готовы к договоренностям в рамках ОПЕК+
03.04 19:30 «Русская служба Би-би-си»: в Москве врачам предложили испытать на себе препарат от коронавируса с недоказанной эффективностью
03.04 18:52 В Москве суд арестовал генерала и следователя МВД
03.04 18:35 Патриарх Кирилл объехал Москву с молитвой об избавлении от коронавируса. Ранее с той же целью его духовник облетел столицу на самолете
03.04 18:22 «Бюджеты треснут». Собянин выступил против выплат россиянам во время пандемии коронавируса
03.04 18:06 Суд оштрафовал главу «Альянса врачей» за неповиновение полиции. Она везла маски для медиков
03.04 17:32 Умер итальянский дизайнер обуви Серджио Росси. Ранее у него диагностировали коронавирус
03.04 16:59 «Работать в таких незащищенных условиях не представляется возможным». Врачи больницы в Петербурге пожаловались на отсутсвие средств защиты от коронавируса
03.04 16:29 «Интерфакс»: Россия приостановит все международные рейсы с 4 апреля
03.04 15:51 «Яндекс» запустил доставку тестов на коронавирус. Пока ею могут воспользоваться только сотрудники компании в Москве
03.04 15:19 В Набережных Челнах более 300 учителей привлекли к пошиву медицинских масок. Они изготовили 24 тыс. штук
03.04 15:11 Минпромторг рекомендовал регионам не ограничивать продажу алкоголя
03.04 14:50 Reuters: США полностью оплатили «гуманитарный груз» из России. В МИД говорили об оплате половины
03.04 14:39 Владелица Wildberries Татьяна Бакальчук потеряла первое место в списке Forbes самых богатых россиянок
03.04 14:19 Жителя Уфы оштрафовали на 15 тыс. рублей за перепарковку машины. Это первый штраф в России за нарушение самоизоляции
03.04 14:15 Новый сайт от Google отслеживает передвижения людей во время карантина по всему миру
03.04 13:40 Россия отправит в Сербию вирусологов и медоборудование для борьбы с коронавирусом
03.04 13:35 В России впервые за 23 года обновили Красную книгу. Туда добавили 43 новых видов птиц и млекопитающих
03.04 12:42 РЖД временно отменяет 53 поезда из-за COVID-19
03.04 12:38 Вице-губернатора Кировской области Андрея Плитко задержали по подозрению в получении взятки
03.04 12:05 Жители Москвы подали иски против властей столицы из-за режима самоизоляции
03.04 12:00 Сделанная в Южной Африке находка стала древнейшим свидетельством существования Homo erectus
03.04 11:55 Регионы России получат более 5 млрд рублей на поддержку медиков, борющихся с коронавирусом
03.04 11:10 У мышей обнаружено шесть основных выражений морды, соответствующих испытываемым эмоциям
03.04 11:03 За сутки в России обнаружили 601 новый случай коронавируса. Всего заболели более 4 тыс. человек
03.04 10:54 Двум генералам МВД и следователю предъявили обвинение в злоупотреблении полномочиями
03.04 10:50 На Ямале закрыли въезд и выезд в поселок Пангоды – там находятся все 12 случаев заражения коронавирусом в округе
03.04 10:13 Лидер «Альянса врачей» привезла в Новгородскую область маски для медиков. Ее дважды задержали и избили
03.04 09:59 Опасный вредитель ясеня проник в шестнадцать областей европейской России
03.04 09:51 Кадыров ввел комендантский час в Чечне из-за коронавируса
03.04 08:47 В Сингапуре впервые подтвердили передачу коронавируса от бессимптомных носителей
03.04 07:45 ФСБ предложила убрать из публичного доступа информацию о зарубежных поездках руководства
03.04 07:16 Телеведущая Опра Уинфри пожертвует $10 млн на помощь американцам
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Красноярск Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат Ростуризм СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы бактерии банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес блогосфера бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коронавирус коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники статистика страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олег Дерипаска Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 рейтинг Forbes Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT Microsoft NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks YouTube

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.