Лазерные 3d принтеры.

Впервые 3D-печать была осуществлена американским инженером Халлом в 1984 году. Он разработал метод стереолитографии (SLA), суть которого состоит в отверждении жидкого фотополимера под действием луча ультрафиолетового лазера в соответствии с рисунком текущего слоя. Такие же полимеры используются при пломбировании зубов. Каждый слой виртуально «нарезают» из 3D-модели изделия. А реально после отверждения слоя стол с моделью опускают, наливают новую порцию жидкого полимера, требуемая часть которого облучается и тоже отверждается.

SLA-принтеры имеют самую высокую точность, толщина слоев достигают 0,02 миллиметра. Получаются гладкие модели, с отличной проработкой мелких деталей. Можно печатать крупные изделия, размером до 75 см. Недостатки: медлительность (скорость роста образца – несколько миллиметров в час) и дороговизна. Принтеры продаются поштучно по цене в сотни тысяч долларов. Упрощенный вариант стереолитографии, SGS-принтеры имеют более низкую стоимость (около 50 тысяч евро) и более высокую скорость (до 20 мм/час). Но и толщина слоя у них меньше: до 0,1 мм.

Используется также технология спекания (SLS): луч лазера плавит порошок, подогретый почти до плавления, формируя рисунок слоя. После застывания насыпается еще порция порошка и формируется очередной слой. Главное преимущество: можно использовать почти любой термопластичный материал: от полимеров до воска. Модели считаются самыми прочными, но имеют шероховатую поверхность. Толщина слоя 0,1-0,15 мм, скорость до 35 мм/час.

Спекание имеет еще одно преимущество: можно «печатать» металлические, стеклянные, керамические изделия. Для этого используется порошок из стальных, стеклянных, керамических частиц, покрытых полимером. После печати изделие помещают в печь, где пластик выгорает, а поры заполняют легкоплавким материалом (например, бронзой). Получаются прочные, термостойкие или химически стойкие изделия.

Струйные 3d принтеры.

Самый простой способ – технология FDM: выдавливание жидкого полимера на поверхность заготовки через тонкое отверстие. Часто применяют две выдавливающие головки, вторая располагается сбоку и формирует элементы поддержки, препятствующие деформации нависающих элементов. Изделия получаются гладкими и прочными, но точность невелика: от 1 до 0,2 мм. Однако эти принтеры обладают невысокой стоимостью: от нескольких тысяч долларов, до десятков тысяч рублей. То есть, уже имеются принтеры, доступные по цене для домашнего использования.

Есть возможность получать многоцветные образцы (до семи цветов пластика), для этого нужно менять картриджи с цветными полимерными нитями по ходу работы. Смену картриджей можно даже автоматизировать в соответствии с раскраской изделия.

У многих принтеров жидкий полимер застывает не сам по себе, а под действием УФ лампы, как в лазерной литографии. Это позволяет повысить точность: до 0,16 мм и скорость: до 20 мм/час.

Еще вариант, 3DP-печать: склеивание порошка (гипса, керамики, крахмала) с помощью полимера, выдавливаемого из печатающей головки. В этом методе достигается настоящая 3D-цветная печать по модели CMYK. Как в классическом струйном принтере, имеются 4 картриджа с полимерами голубого, пурпурного, желтого, черного цветов, которые смешиваются в любом соотношении. Правда, получаются не очень прочные изделия с зернистой поверхностью. Но их можно пропитать резиноподобным закрепляющим полимером. Скорость печати – до 30 мм/час.