В прошлый раз мы вместе с Yota рассказали о том, что можно напечатать на 3D-принтере. Теперь пришло время ответить на вопрос: «Из чего?» Подозреваем, мало кому интересно читать про пластики, которыми печатает большая часть дешевых 3D-принтеров, или про строительную 3D-печать цементом, поэтому мы сразу перейдем к более примечательным материалам. Платина, чай, стекло и даже метеоритная крошка — в 3D-печати все идет в ход, было бы желание.
Стекло
Проблема печати стеклом была решена относительно недавно, поскольку это далеко не самый удобный для печати материал: принтер должен выдерживать температуру в 800-1500 градусов Цельсия и в то же время исправно работать, печатая с нужной скоростью, чтобы стекло вовремя остывало и не расползалось. Ничего удивительного, что всерьез никто печать стеклом долгое время не рассматривал. Первые 3D-принтеры, печатающие расплавленным стеклом, появились только в 2015 году. Кроме практического применения готовых изделий у принтеров есть необычный дополнительный эффект: завораживающая красота самого процесса печати.
Шоколад
Печатающий шоколадом 3D-принтер после печатающего стеклом вряд ли кого-то может удивить. Температура плавления сырья низкая, а реализация не слишком сложна технически — кондитерский шприц вместо экструдера. Самое главное, что результат печати не только выглядит красиво, но еще и вполне съедобен.
Чай, сахар, соль
Другая популярная еда из 3D-принтера — сахарные сладости. Печатать можно из сахарной пудры, а для «спекания» изделия слой за слоем используется обычная вода. Ароматизаторы и красители добавляют творческого простора, позволяя печатать сложные по форме цветные сладости.
Чайный сервиз, который напечатали из чая, одна из наших любимых историй (на почетном втором месте после черепахи с титановыми челюстями). Чайные листья измельчили в порошок и добавили сахар — вот и все сырье для производства чайника, чашек и чайных ложек. Отдельно создатели сервиза гордятся именно ложками — в них помещается стандартных пять граммов сахара. Кстати, эта же фирма уже печатала солонки из соли и кофейные кружки из кофе, так что чайный сервиз из чая выглядит вполне уместно.
Металлы и керамика
Для практического применения 3D-печатных деталей их часто приходится изготавливать из различных металлов и сплавов. Например, для деталей ракетных и авиационных двигателей используется печать нихромом, медью, кобальто-хромовым сплавом и даже платиной. А вот нашей любимой черепахе (о которой мы говорили выше) и вовсе достались 3D-печатные титановые челюсти.
Кстати, практически всегда, когда говорят о 3D-печати металлами, подразумевают одну из технологий лазерного спекания: металлический порошок укладывается тонким слоем, после чего лазер точечно спекает сырье и сверху наносится следующий слой порошка. Такой подход позволяет создавать геометрически сложные фигуры без дополнительных опорных элементов, а неиспользованное сырье можно заново применять при печати других объектов.
С керамикой все немного сложнее. Традиционная послойная печать обычной глиной годится разве что для посуды, но никак не для машиностроения или микроэлектромеханических систем. О появлении технологии производства термостойкой 3D-печатной керамики стало известно совсем недавно — ученым удалось создать прекерамический полимер, который подходит для печати объектов методом лазерной стереолитографии в жидкой среде. Готовое изделие после обжига выдерживает нагрев до 1700 градусов Цельсия, что, по словам разработчиков, позволяет использовать технологию в производстве ракетных двигателей.
Бумага
Для печати бумагой может использоваться обычная офисная бумага формата A4. Если объект печати цветной, то на бумагу наносится краска, причем таким образом, чтобы листы пропитались с двух сторон — тогда ребро слоя тоже будет прокрашено. Затем принтер промазывает лист клеем, прессует на рабочем столе поверх предыдущих слоев и прорезает в соответствии с моделью таким образом, чтобы из каждого листа получался тонкий слой будущей модели. После завершения печати остается только аккуратно удалить лишнюю бумагу и можно дополнительно покрыть модель защитным лаком. При этом слои настолько плотно прилегают друг к другу, что, например, при помощи напечатанного из бумаги молотка действительно можно забивать гвозди.
Гель и живые клетки
Для печати различных биологических структур большая часть материалов не подходит — как правило, нужны мягкие биосовместимые материалы. В таких ситуациях исследователи разрабатывают технологии 3D-печати гелями, с помощью которых можно и медузу распечатать, и эластичные артерии — причем иногда даже на обычном 3D-принтере. А некоторые 3D-печатные структуры из гидрогеля обладают настолько высокой эластичностью и устойчивостью к деформации, что в перспективе их можно будет использовать для создания искусственных хрящей.
Кстати, для печати живыми клетками тоже может использоваться гель. Именно с его помощью представленный в феврале 2016 года биопринтер может создавать жизнеспособные человеческие ткани. Гидрогель состоит из желатина, фибриногена, гиалуроновой кислоты и глицерина с высокой концентрацией живых клеток. Принтер послойно создает из геля трехмерные объекты, а затем покрывает их внешней оболочкой из разлагаемого полимера, чтобы напечатанный объект сохранял форму.
Метеоритная крошка
Печать с добавлением метеоритной крошки — изобретение Yota. На отдельном сайте можно самостоятельно отколоть куски от виртуального метеорита и смоделировать из него чехол для 4G-модема. После заказа модема ваша модель отправится на печать. Вот на этапе создания чехла в него и добавят частицы самого настоящего железокаменного метеорита «Сеймчан».
Николай Воронцов
