Plastics_9_2_2016

w w w . p l a s t i c s . r u 28 СПЕЦТЕМА/ 3D-ПЕЧАТЬ И ПРОТОТИПИРОВАНИЕ П Л А С Т И К С № 9 / I I ( 1 6 0 ) 2 0 1 6 3D Printing: Ingenious but Whimsical Lilia Guseva Technologically, 3D printing can be done in sev- eral ways and use differ- ent raw materials, yet the principle of layer-by-layer creation of a solid object stays the same. Modern 3D printing provides extreme- ly diverse capabilities and technological solutions. Current approaches in the field stay whimsical, yet its future clearly appears more multifaceted. More and more innovative 3D printing methods are de- veloped, and unanticipated marketing niches happen to be discovered. позиция идет на выброс. Не сказать чтобы экономично. Себестоимость изделия сильно возрастает за счет стоимости неизрасходо- ванной фотополимерной композиции. Ве- роятно, эту композицию и можно как-то в дальнейшем использовать, но если требуется единичное изделие сложной конфигурации, то себестоимость процесса вряд ли удастся как-то оптимизировать. Метод SLA-DLP вместо лазерного из- лучателя использует светодиодные проек- торы. В результате на полимеризующуюся композицию проецируется изображение сразу целого слоя. Специалисты полагают, что DLP-принтеры показывают хорошие ре- зультаты— высокую точность и приемлемое качество изделий. Имеется вариант своего рода инверсной технологии. В этом случае источник УФ- излучения расположен не сверху, а снизу, под резервуаром с фотополимерной компо- зицией. Резервуар в этом случае, естествен- но, прозрачен в УФ-спектре. Первый слой изделия формируется не на поверхности по- лимерной композиции, а как раз наоборот — на дне, между дном резервуара и подложкой. Затем подложку не опускают, а поднимают, и следующий слой формируется между дном и предыдущим заполимеризовавшимся слоем изделия. Так, подложку постепенно подни- мают каждый раз на высоту заполимеризо- вавшегося слоя, и в итоге из резервуара с фотополимерной композицией выплывает готовое изделие. Следующая группа технологических решений носит название довольно слож- ное — формирование слоя на выровнен- ном слое порошка — и включает в себя технологию, которая, собственно, и назы- вается 3D Printing (3DP), а также техноло- гии электронно-лучевой плавки (EBM — Electron-Beam Melting), лазерное спекание (DMLS—Direct Metal Laser Sintering), селек- тивное лазерное спекание (SLS — Selective Laser Sintering), селективное термоспекание (SHS — Selective Heat Sintering). Технология быстрого прототипирова- ния, которая была зарегистрирована под названием «Трехмерная печать» (Three- Dimensional Printing) в качестве торговой марки, была разработана учеными Масса- чусетского технологического института в 1993 году, а два года спустя внедрена ком- панией Z Corporation на основе эксклю- зивной лицензии. Суть метода заключается в следующем: на подложке размещен по- рошок, на который с помощью струйной печати послойно наносится жидкий клей. Вышеописанная экструзионная технология FDM больше соответствует современному представлению о 3D-печати, в особенности в том сегменте, который относится к сфере изготовления изделий из полимеров, однако фирменное название 3D Printing напрямую относится именно к технологии склеивания порошка. Поэтому, строго говоря, если за- нять позицию жесткого следования юри- дическим тонкостям, вся сфера рассматри- ваемых нами технологий никак не должна была бы называться так, как мы привык- ли — 3D-принтинг, однако, судя по всему, это название вышло за пределы порошковой технологии, поскольку оказалось удачным и весьма эффектно отражает процесс выращи- вания трехмерного объекта. Технология электронно-лучевой плавки базируется на плавлении металлического порошка электронным лучом в вакууме и не имеет прямого отношения к отрасли по- лимеров, так же как и технологии DMLS, SLS. А вот технология SHS (селективное термоспекание) как раз предназначена для полимеров — она реализуется в виде спека- ния порошка термопласта. К описанным выше способам, которые предполагают работу с материалом в виде порошка, близка технология точечной по- дачи порошка (DED — Directed Energy Deposition), которая предусматривает дози- рованную подачу порошка и его последую- щий расплав под действием лазерного или электронного луча. Технология ламинирования (LOM — Laminated Object Manufacturing) была раз- работана компанией Helisys Inc. (Cubic Technologies) и заключается в следующем: на подложку слой за слоем подается адгезивная пленка, слои накладываются друг на друга, склеиваются, а лазер вырезает в каждом слое контур соответствующего слоя изделия. В принципе, вместо полимерной пленки могут использоваться снабженные адгезивным сло- ем бумага и фольга. Технология нашла свою нишу, и в настоящее время компания Cubic Technologies довольно успешно предлагает на рынке 3D-принтеры и расходные материалы к ним в виде рулонов пленок. Отдельное место в классификации тех- нологий прототипирования занимает метод струйной печати, называемый также много- струйным моделированием (MJM — Multi Jet Modeling). Как очевидно из названия этой технологии, полимерный материал по- слойно наносится на подложку аналогично тому, как работает всем хорошо известный струйный принтер. Продолжение в следующем номере