Недавно я написал статью, где раскритиковал нечистоплотных маркетологов компании Stereotech, которые заявили, что создали первый в мире 5D-принтер. На самом деле, они всего лишь доработали технологию работы давно существующих в мире 5D-принтеров, заменив поворотный стол для размещения формируемой детали поворотным стержнем, что и запатентовали.
Тем не менее, российские инженеры молодцы, что сумели самостоятельно разработать такой принтер, улучшить технологию печати и запатентовать её. Благодаря тому, что формируемая деталь располагается не на плоскости стола, а висит на конце стержня, печатающая головка имеет к ней доступ практически с любой стороны, тогда как в случае расположения детали на столе плоскостью этого самого стола отсекается вся нижняя её полусфера.
Судя по комментариям к прошлой статье, далеко не все понимают, о чём вообще идёт речь. Ниже я расскажу в общих чертах, что такое принтеры объёмной печати и каким образом они формируют детали. Совсем коротенько, постараюсь не утомлять :-)
3D-принтер
Название «3D» пошло от английского 3-dimensional, что означает «трёхмерный», то есть, формирующий трёхмерные объекты. Подобно обычному компьютерному 2D-принтеру для печати на бумаге, 3D-принтер печатает объёмные структуры, используя вместо красящего вещества гелеподобные материалы, затвердевающие после нанесения.
Печать производится послойно, по специальным чертежам, наподобие послойного строительства деревенской кирпичной печи (если кто видел послойные печные или каминные раскладки). В итоге на рабочей площадке (столе) принтера возникает объёмная деталь из материала, которым шла печать.
Причём материал печати может быть самый разный. В основном это разные пластики, в том числе и композиты с добавлениями порошков других материалов, а также различные металлы в чистом виде, керамика, полимеры и т.п. Подробнее с материалами, из которых возможна печать деталей, можно ознакомиться тут: https://3dpt.ru/blogs/support/materials. Довольно внушительный список.
Фактически, можно напечатать любую деталь для станка, современные материалы для 3D-печати это позволяют.
3D-печать выгодна для единичного или мелкосерийного производства. Особенно она стала востребована в России в связи с необходимостью изготовления запчастей для оборудования, производители которого ушли с российского рынка. Более того, выяснилось, что даже в случае наличия запчастей на рынке (шестерёнок и прочего), многие из них всё равно дешевле произвести на 3D-принтере, чем купить. Так что при наличии определённого количества станков, 3D-принтер может сравнительно быстро окупиться.
5D-принтер
5D — это маркетинговое название пятикоординатного (пятиосевого) 3D-принтера. Правильнее называть такой принтер пятикоординатным или пятиосевым принтером объёмной (или т.н. аддитивной, т.е. послойной) печати.
Построение изделия на классическом 3D-принтере осуществляется путем плавления пластиковой нити из катушки и выдавливания расплава через сопло, которое при этом двигается по заранее рассчитанной траектории в горизонтальной плоскости. Когда заканчивается построение очередного слоя в горизонтальной плоскости, изделие опускается немного вниз, и следующий слой строится поверх предыдущего.
В 5D-принтере помимо движущейся в двух плоскостях печатающей головки и опускающегося стола, этот стол ещё и вращается вокруг своей оси и наклоняется. Это позволяет наносить не только плоские слои, но ещё и изогнутые в объёме, что повышает вертикальную прочность детали (она не разламывается по слоям) и позволяет при необходимости делать боковые края детали плавными (хотя и с некоторыми ограничениями по углу наклона), что зачастую освобождает её от дальнейшей механической обработки.
В зависимости от количества подвижных осей, существуют и 4D-принтеры, а также шести (6D) и даже восьмикоординатные (8D). Существует также строительный девятиосевой принтер для бетона!
Российская технология 5DTech
По этой технологии печать производится не на поворотном столе, в известной степени ограничивающем доступ к детали, а на конце стержня (небольшого цилиндрического основания). Фактически, печатать в таком принтере ведётся прямо из центра детали. Этот способ несёт массу преимуществ перед классической 3D-печатью.
Удается строить деталь не из плоских слоев, как в обычном 3D-принтере, и даже не из изогнутых, как при классической технологии в 5D-принтере, а из сложных пространственных траекторий практически без ограничений. Можно фактически плести деталь из нитей, которые переплетаются, спекаются, и деталь получается прочнее в несколько раз, чем на обычном принтере. Такая деталь может оказаться даже прочнее литой. Кроме того, решается главная проблема печати на столе — необходимость в поддержках под нависающими элементами.
Дополнительным «бонусом» является то, что на печать расходуется меньше сырья и времени. Ресурс цифрового принтера очень большой: аппарат может печатать без перерыва неделями и месяцами.
Как прогнозирует разработчик принтера, в будущем необходимость складировать запчасти на предприятиях снизится. Принтер способен хранить в памяти миллионы различных цифровых копий деталей. В настоящее время специалисты компании работают над расширением цифровой библиотеки запасных частей, чтобы заказчики сами не занимались инженерной разработкой.
Заключение
Надеюсь, статья оказалась полезной и интересной для вас. Ставьте ей нравлики, подписывайтесь на мой канал и обязательно делитесь своими мыслями в комментариях! Удачи! :-)