В Германии на строительном 3D-принтере гигантское многоквартирное здание общей площадью более 4000 квадратных метров.
Новое здание прямо сейчас возводят к северо-западу от Мюнхена в городе Валленхаузен. Оно будет включать три этажа общей площадью 4096 квадратных метров и станет домом для пяти семей. Проект осуществляется усилиями немецкого поставщика систем опалубки и строительных лесов PERI Group и датской компании COBOD, производящей модульные 3D-принтеры для строительства.
На нескольких нишевых рынках, 3D-принтеры уже используются для производства готовых промышленных компонентов и даже потребительских товаров. Такая разработка именуется как «прямое цифровое производство» (DDM — Direct Digital Manufacturing) и приобретает всё большую популярность, например, в авиации. Airbus и Boeing устанавливают десятки тысяч компонентов своих самолётов, напечатанных на 3D-принтере.
К другим отраслям DDM относятся автомобилестроение, медицина, производство ювелирных изделий и обуви. Одним из ведущих пионеров считается Nike. По словам главного операционного директора Эрика Спранка, компания «сделала ряд открытий в области дизайна и производства с помощью 3D-печати, которые позволят создавать совершенно новую индивидуальную систему амортизации обуви». С этой целью Nike строит «Центр Создания Передовых Продуктов» (Advanced Product Creation Center) площадью около 11-ти тысяч квадратных метров для размещения 3D печати и других технологий проектирования и производства.
Помимо прототипов, 3D-принтеры используются для изготовления пресс-форм и других приспособлений для производственного оборудования. Пресс-форма нужна для того, чтобы отливать в ней металлы или пластмассы. Как и прототипы, пресс-формы традиционно изготавливались вручную. Поэтому применение 3D-принтеров поможет сэкономить время и деньги крупным производителям. Например, используя принтеры Fortus компании Stratasys, автомобильный гигант Volvo Trucks из Лиона во Франции сократил время, необходимое для изготовления некоторых комплектующих двигателей — с 36 дней до 2-х.
Сердечник, отлитый в форме, которая изготовлена на 3D-принтере ExOne
В августе 2016 года американская Oak Ridge National Laboratory напечатала на 3D-принтере инструмент для торцовки и сверления 5,34 x 1,34 x 0,46 м для компании Boeing. Он применяется при строительстве пассажирских самолётов, и был напечатан из армированного углеродным волокном пластика примерно за 30 часов. Раньше изготовление такой детали заняло бы три месяца. Как объяснил Лео Кристодулу из Boeing: «Инструменты аддитивного производства, такие как инструмент для триммирования крыла: сэкономят энергию, время, рабочую силу и производственные затраты. Также они являются частью нашей стратегии по применению технологии 3D-печати в производственных областях».
Сегодня основная сфера применения 3D-печати из алюминия – это создание высокотехнологичных деталей для авиационной и космической промышленности. Наличие даже малейших дефектов в печатных конструкциях имеет критически важное значение для безопасности создаваемой техники. По словам ученых НИТУ “МИСиС”, основным риском возникновения таких дефектов является высокая пористость материала, вызванная, в том числе, качествами исходного алюминиевого порошка.
Для обеспечения равномерной и плотной микроструктуры печатных изделий ученые лаборатории MISIS Catalis Lab предложили добавлять в алюминиевый порошок углеродные нановолокна. Использование этой модифицирующей добавки позволяет обеспечить низкую пористость материала и повышение его твердости в полтора раза
Современная гитара представляет собой сложный музыкальный инструмент, который создаётся в соответствии со строгими стандартами из дорогих сортов древесины. Энтузиаст решил бросить вызов общепринятой норме, напечатав дома на 3D-принтере полноценную гитару, умеющую светиться в тон играющей музыке.
Гитарная дека обычно делается из ели или кедра, а для грифа нужна особенно твёрдая древесина, поэтому без клёна не обойтись. Кроме того, используются палисандр и чёрное дерево. Всё это не нужно, если есть море энтузиазма и 3D-принтер собственного изготовления. Блогер с YouTube-канала joshendy оперировал небольшим 3D-принтером размером 300х300 мм, а отдельные пластиковые части соединял при помощи болтов.
Операции на сердце остаются одними из наиболее сложных, а любой неверный шаг хирурга может привести к катастрофическим последствиям. Группа исследователей создала полноразмерную модель важного органа, используя методику 3D-печати. Это позволит медикам улучить навыки проведения операций.
Работа над созданием полноразмерной модели сердца осуществлялась исследователями из Университета Карнеги-Меллона. Модель создана с использованием технологии 3D-печати Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels (Fresh). По словам медиков, это позволит изучить принцип работы сердца, что будет полезно практикующим хирургам в улучшении навыков накладывания швов и проведения операций.
Чаще всего 3D-принтеры применяются для быстрого прототипирования (RP — Rapid Prototyping). К этому относятся концепты и функциональные прототипы. Концепты представляют собой простые, нефункциональные «черновики» дизайна продукта (например, бутылка без съёмной крышки) и предназначены для того, чтобы художники могли воссоздать свои идеи в физическом формате. Функциональные прототипы напротив — более сложны и позволяют оценить форму, соответствие и функции каждой части продукта перед тем, как пустить его в производство.
Функциональные прототипы и концепты создавались ещё до появления 3D-принтеров с использованием трудоёмких методов и инструментов. Поэтому на их производство нередко уходят много дней, недель или даже месяцев, а стоимость составляет тысячи или десятки тысяч долларов. 3D-принтеры могут создавать концепты и функциональные прототипы за несколько дней или даже часов, и за небольшую часть от стоимости традиционными способами изготовления. К примерам из этой отрасли можно отнести концепты автомобилей для Формулы-1.
3D печать в значительной степени является эволюцией 2D-печати, уже используемой в офисах и домах. Большинство из нас знакомы со струйными или лазерными принтерами, которые позволяют печатать документы или фотографии. Они создают их, управляя нанесением чернил или тонера на поверхность листа бумаги. Подобным образом и 3D-принтеры производят объекты, контролируя размещение и адгезию последовательных слоёв «строительного материала» в трёхмерном пространстве. По этой причине 3D-печать также известна, как «аддитивное производство слоёв» (ALM — Additive Layer Manufacturing) или «аддитивное производство» (АП или AM — Additive Manufacturing). Чтобы напечатать объект на таком принтере, потребуется цифровая модель на компьютере. Её можно создать с помощью приложения для автоматизированного проектирования (САПР) или другого ПО под трёхмерное моделирование. Также, цифровая модель может быть захвачена путём сканирования реального объекта 3D-сканером и обработкой с помощью CAD или других программ.
