Как работает 3D-принтер

Текст: Семен СЕМЕНОВ

До чего дошел прогресс! На принтере теперь можно распечатать объемную 3D-модель чего угодно за несколько минут! Я не ошибся: именно "распечатать" и именно "на принтере". Конечно, это специальный принтер. Но нам все же стало интересно - как он работает?

Вот как это происходит. Для начала из плоского изображения модели или предмета необходимо сделать объемное. Для этого подойдет практически любая программа 3D-моделирования. На основе двухмерного изображения художник создает виртуальную модель будущего предмета. Помимо формы здесь задаются цвета и текстуры.

Теперь самое интересное – виртуальную модель предмета нужно превратить в реальную. Для этого и созданы 3D-принтеры. Загрузим нашу модель в программу для печати.

Принцип действия 3D-принтера очень схож с обычным струйным принтером. Самое главное в нем – это печатающая головка. Только вместо чернил здесь используется особое клеющее вещество, а вместо бумаги – гипсовый порошок.

После того как все расходные материалы заправлены, можно приступать к работе.

Вначале специальный валик разровняет порошок, который станет основой модели. По сути это как загрузка обычного листа в струйный принтер. Теперь за дело берется печатающая головка, которая сама перемещается над поверхностью порошка.

Печать происходит послойно. Если представить себе модель, нарезанную на слои толщиной в одну десятую миллиметра, то каждый такой срез будет выглядеть плоским, как если бы мы напечатали его на простом принтере. Но если затем все эти слои сложить и склеить все вместе, получится опять объемная модель.

В тех местах, где должна появиться модель, головка наносит на порошок слой клея. В результате в этих местах порошок склеивается, а в остальных местах остается нетронутым. С каждым новым проходом область печати опускается на одну десятую миллиметра вниз, а валик, забирая очередную порцию порошка из хранилища, равномерно раскатывает его по поверхности.

Процесс печати не такой быстрый как хотелось бы. Фигурка растет со скоростью всего 2 миллиметра в минуту. Но всё равно процесс изготовления модели идет на порядок быстрее, чем любым иным традиционным способом.

Когда печать закончена, лишний порошок ссыпался в бункер. И вот мы уже видим очертания готовой модели.

Сейчас ее нужно очистить от остатков порошка. Это делается в специальной камере с помощью сжатого воздуха.

Модель наша может быть и цветной. Для этого в тот момент, когда печатающая головка наносит порошок в место, где будет цветная поверхность, к клею примешиваются самые обычные цветные чернила из самого обыкновенного картриджа для струйного принтера. Благодаря этому можно сделать модель с любым рисунком на поверхности.

Чтобы придать хрупкой модели прочность, ее нужно покрыть специальным составом. Чаще всего используется эпоксидная смола или воск.

На таком принтере можно создавать абсолютно любые модели. Даже с подвижными частями. Особенно это может быть полезно для инженеров и дизайнеров.

На этом видео вы можете посмотреть, как все происходит: