Печать из дерева

С развитием технологии 3D-печати принтер стал устройством, позволяющим быстро создать предмет, который еще 10 лет назад был бы результатом часов, недель или месяцев труда дизайнеров и разработчиков. Сегодня всего за сутки можно напечатать даже дом. Но если для простых принтеров нужно покупать картриджи с краской, то для 3D приходится приобретать особый материал. И рынок материалов для объемной печати активно развивается, постоянно пополняясь новыми инновационными продуктами. Печатью из пластика в наши дни никого не удивишь.

Печать из дерева
Печать из дерева Печать из дерева

Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) разработали метод для печати объектов с использованием древесины. Ученые объединили одни из самых распространенных биологических полимеров на Земле: целлюлозу и хитин. Между волокнами целлюлозы ввели небольшое количество хитина, который составляет основу для жесткости стенок грибных клеток и панцирей насекомых и ракообразных. Новый материал уже назвали экологичной альтернативой пластмассам, недорогим решением с низким уровнем загрязнения.

«Этот материал полностью экологически устойчив, поскольку для его использования не применяются органические растворители или синтетические пластмассы. Он масштабируемый в производстве и не требует специального оборудования. Кроме того, он полностью разлагается в естественных условиях», – говорится в публикации научного журнала Nature.

По словам исследователей, стоимость материала сопоставима с пластмассами и в 10 раз ниже цены на обычные нити для печати. 3D-печать из дерева еще только начинает развиваться, энтузиасты присматриваются к открывающимся возможностям и начинают экспериментировать с различными объектами. Так, одна известная во всем мире компания по производству автомобильных шин и масел недавно анонсировала выход 3D-печатных колес из древесины. Работы над новой производственной технологией и материалами уже кипят. Сырье для экспериментов поставляется с собственной плантации в Бразилии, причем компания планирует методично обзаводиться новыми фазендами ради повышенной экологичности.

«Это не фантазии. Первая промышленная аддитивная установка должна быть готова к 2020 году, а от этой печки уже будет плясать отрасль. Мы говорим о серьезных переменах. Через два года мы надеемся показать первые колеса из древесины. Деревья растут повсюду, и это возобновляемый ресурс, так что можно говорить о локализации производства. Эластомеры из древесной щепки заменят нефтепродукты в шинах, чья доля сейчас составляет 80 %. Мы считаем, что это хорошее решение, ориентированное на будущее», – рассказывает директор компании по научно-техническим связям. Массовое аддитивное производство 3D-печатных колес по его оценке, скорее всего, развернется лет через 10–15, однако быстроразвивающиеся аддитивные технологии могут ускорить процесс.

Из чего еще печатают?

Самым популярным расходным материалом в настоящее время является ABS пластик. Его структура позволяет выдерживать сильное механическое воздействие, он относится к ударопрочной группе и в значительной степени превосходит другие аналоги в плане механической прочности и жесткости. А еще выдерживает температурную нагрузку в 100 °С.

Из биологических отходов – сахарной свеклы или силоса кукурузы – создается экологически чистый пластик PLA. Предметы из этого материала имеют отличный уровень скольжения, поэтому его чаще всего используют для изготовления детских игрушек. Правда, есть у этого материала и существенный недостаток – недолговечность и постепенное разложение.

PVA пластик – это тот же самый поливинилацетат, то есть клей ПВА. Материал быстро растворяется в воде, его часто используют в качестве разделителя.

Еще одним популярным материалом для 3D-принтеров являются фотополимеры, меняющие свою форму под воздействием солнечного света. Фотополимеры могут быть твердыми или жидкими. Объекты, которые были распечатаны при помощи фотополимеров, обладают высокой прочностью, устойчивостью к воде.

Часто в трехмерной печати используется и металлический порошок. Причем в качестве исходного материала можно применять золото, медь, алюминий или сплав. Этот вид расходного материала широко применяется в производстве драгоценностей.

Еще один расходный материал для 3D-принтеров – нейлон. Он похож на пластик, но обладает лучшей сопротивляемостью высокой температуре печати и способен впитывать влагу. Правда застывает нейлон дольше, кроме того, он считается токсичным.

Для создания прозрачных моделей в 3D-печати используется акрил. Он очень быстро остывает и твердеет. Кроме того, в разогретом акриле появляется множество мелких воздушных пузырьков, которые могут вызвать визуальные искажения готового изделия.

В некоторых 3D-принтерах в качестве материала для печати используется обычная бумага формата А4. Модели печатаются послойно, причем каждый последующий слой бумаги вырезается принтером и наклеивается на предыдущий. Модели из бумаги готовятся быстро, но не могут похвастаться прочностью или эстетичностью.

В современной 3D-печати широко применяются гипсовые материалы. Модели, изготовленные из гипса, недолговечны, но имеют очень низкую себестоимость. Они идеально подходят для изготовления объектов, предназначенных для презентаций. Зато крепкими получаются конструкции, напечатанные 3D-принтером из бетона. Огромные печатающие устройства кропотливо, слой за слоем, «печатают» из бетона строительные детали и конструкции. Такой 3D-принтер может всего лишь за 20 часов «напечатать» жилой двухэтажный дом общей площадью 230 м2.

Ученые из Иллинойского университета (США) напечатали при помощи 3D-принтера и гидрогеля биороботов длиной 5–10 мм. На поверхность биороботов поместили клетки сердечной ткани, которые распространились по гидрогелю и начали сокращаться, приводя в движение робота. Такие роботы из гидрогеля способны передвигаться со скоростью 236 микрометров в секунду. В будущем они будут запускаться в организм человека для обнаружения и нейтрализации опухолей и токсинов, а также для транспортировки лекарственных препаратов к месту назначения.

Комментарии (0)

Оставить комментарий

Вы комментируете как Гость.

Важное