На сегодняшний день существует широкое разнообразие материалов для 3D печати. Рассмотрим некоторые из них.
FDM печать:
1. PLA - пластик (полилактид) - является биоразлагаемым, биосовместимым, термопластичным алифатическим полиэфиром, структурная единица которого - молочная кислота. Его производят из кукурузы или сахарного тростника.
2. ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) – ударопрочный термопластик, завоевавший высокую популярность в промышленности и в аддитивном производстве. Многие сорта ABS пластиков теряют прочность под прямыми солнечными лучами. При нагревании 100 градусов начинаются выделяться токсичные пары.
3. PVA (Поливиниловый спирт) - как правило, используется в качестве поддержки при печати сложных объектов, которые иначе невозможно напечатать. Созданный на основе поливинилового спирта, этот материал является нетоксичным и биологически разлагаемым, и может быть растворен в воде.
4. Nylone (Нейлон) - является популярным синтетическим полимером, используемым во многих промышленных целях. Это экономически эффективный пластик, прочный, легкий, гибкий и устойчивый к износу. Значительно менее хрупкий, чем PLA или ABS.
Другие виды печати:
Акрил, бетон, гипс, лёд, шоколад.
Все выше перечисленные материалы имеют, как и плюсы, так и минусы. Материалы подбираются под модель изделия, которая будет изготавливаться.
Практическое применение 3D принтера
Применение такого вида печати начинает затрагивать все больше технических областей.
1. Автомобильная промышленность
2. Аэрокосмическая отрасль
3. Биоинженерия и медицина
4. Ювелирное дело
5. Пищевая промышленность
6. Бытовая печать
7. Архитектура
Изготовление архитектурных макетов зданий, сооружений, целых микрорайонов, коттеджных посёлков со всей инфраструктурой: дорогами, деревьями, уличным освещением.
|
|
8. Строительство
В 2014 году начался прорыв в области строительства зданий с использованием 3D-печати бетоном.
В течение 2014 года шанхайская компания WinSun анонсировала сначала строительство десяти 3D-печатных домов, возведённых за 24 часа, а после напечатала пятиэтажный дом и особняк.
В феврале 2017 года первый дом, полностью напечатанный на 3D-принтере, создали в России, в подмосковном Ступино. Он был целиком напечатан на стройплощадке, а не собран из деталей, созданных в заводских условиях.
Таким образом, 3D печать — это технология будущего. Данная технология печати развивается с огромной скоростью и находит себя в новых областях. Постепенно увеличивается размер деталей, а также расширяется выбор материалов для печати.
ГЛАВА II. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕЧАТИ НА 3D ПРИНТЕРЕ В ОБЛАСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА
Меня заинтересовало практическое применение 3D принтера в строительстве, это так же связано с моей профессией. И я захотела подробнее разобраться в этом.
Одна из строк стихотворения Михаила Танича «Что нам стоит дом построить…» навевает на мысль сравнить способы и продолжительность строительства прошлого и с использованием современных технологий, сколько людей при этом выполняют различные виды работ?
«Напечатанные» дома появляются в последние годы в разных странах мира - в США, Германии, Голландии, Франции, Японии, Швейцарии. Есть аналогичные проекты и в России.
Принцип работы заключается в экструзии (выдавливании) бетона, слой за слоем, по заданной трехмерной компьютерной модели. С помощью комплекса подготовки и подачи строительной смеси, бетон смешивается с водой и другими добавками и закачивается в шланг. Шланг подсоединен к головке принтера. Под давлением насоса бетон подается к головке принтера, смесь выходит из сопла принтера и наносится на поверхность площадки или предыдущие напечатанные слои.
|
|
Для постройки здания нужна готовая 3D-модель, быстротвердеющий бетон и строительная площадка, которую достаточно разровнять стандартной строительной техникой. Большинство из 3D-принтеров печатают по единому принципу – путем наслоения бетонной смеси, выдавливаемой из сопла экструдера.
Стоит отметить, что такой принцип работы намного экологичнее и процесс проходит намного быстрее. Принтер работает сам и почти не требуется труд рабочих.
С помощью 3D принтера создают красивые архитектурные макеты. Я этим воодушевилась и решила создать свой макет дома.
Таблица 1 – Технология создания макета дома с использованием 3D печати
| Этап | Описание | Работа |
| Проектирование дома и декоративных элементов | В программеAutodesk Inventor проектируется будущий макет дома по чертежу. | 
|
| Печать деталей | На 3D принтере печатаются все детали из ABS пластика |  
|
| Подготовка деталей | Напечатанные детали чистятся от поддержек, обрабатываются наждачной бумагой и ацетоном для сглаживания неровностей. | 
|
| ||
| Сборка дома | Собираются все основы дома с помощью супер клея и устанавливаются на основу. | 
|
| Работа над деталями | Производится окраска дома и декоративных его частей (мебель, картины, забор и т.д) и приклеивание «обоев» после детали устанавливаются на макет. | 
|
| Оснащение светом | Проводится свет в каждой комнате и на улице в виде светодиодов. Напряжение для ламп проходит через штыри дома, а в крыше стоят пружинные контакты. | 
|
| Готовый результат | В завершение, дом покрывается лаком. | 
|
|
|
|
Модель дома получилась аккуратной. Принцип такого строительства можно применять в реальной жизни, но используя при этом специальные материалы. Главный плюс в использовании данной технологии – это быстрая постройка, автоматизированный труд.
Заключение
Цель проектной работы была успешно достигнута. Я узнала историю 3D принтера, его технологию и материалы. Практическое применение очень разнообразно и многофункционально. Использование 3D принтеров позволяет полностью исключить ручной труд и необходимость делать чертежи и расчёты на бумаге, устранение выявленных недостатков не в процессе создания, а непосредственно при разработке.
Мною был разработан и создан макет дома с помощью 3D принтера и постороннего материала. Мне понравился готовый результат. Это очень выгодно и намного проще в изготовлении.
Можно сделать вывод, что данная технология не стоит на месте, а только набирает обороты в своем развитии и распространении.