Роботизированная система, сконструированная выпускниками Массачусетского технологического института в ходе работы над дипломным проектом, способна по принципу трехмерной печати строить настоящие сооружения большого размера. В отличие от традиционных трехмерных принтеров, рабочий инструмент в ней закреплен на манипуляторе, который, в свою очередь, установлен на свободно передвигающемся гусеничном шасси. В качестве инструмента можно использовать устройства для подачи бетона или монтажной пены, фрезы и прочие приспособления.

Для демонстрации возможностей системы исследователи запрограммировали ее на строительство опалубки для заливки бетонного купола высотой в 3,6 м и диаметром в 15 м. Система справилась с задачей за 14 часов. Этот метод строительства принципиально не отличается от используемых сейчас, и авторы полагают, что для практического применения его не понадобится специальная сертификация.

В будущем подобные системы можно было бы сделать полностью автоматизированными и самостоятельными, размышляют авторы. По такой технологии можно было бы строить здания нового типа — «здания без деталей», со сложными формами, максимально приспособленными к окружающей среде.

В компании Impossible Objects объявили о создании первого в мире 3D-принтера, способного формировать объекты из композитных материалов, в том числе из углеволокна, кевлара и стеклопластика. При этом Model One — так называется аппарат — позволяет варьировать свойства изделия, придавая ему, например, огнеупорность или химическую стойкость.

Как заявляют в Impossible Objects, принтер компании обеспечивает стократно более высокую скорость печати по сравнению с другими технологиями аддитивного производства и позволяет изготавливать на порядок более прочные изделия.

Model One действует, нанося методом струйной печати клейкое вещество на лист композита. Затем поверх наносится полимерный порошок, прилипая в местах размещения клея. Излишки порошка удаляются, после чего слои прижимаются и нагреваются, при этом порошок плавится, связывая их. После финальной обработки формируется «исключительно долговечный, легкий объект, создать который раньше столь же быстро и недорого было невозможно», добавляют в компании.

Сейчас Impossible Objects предлагает услуги аддитивного производства по своей технологии, а сам принтер выпустит в начале следующего года.

Компания Markforged тоже предлагает технологию 3D-печати композитными материалами, но она основана на вплетении волокон в пластмассу.

В HP Inc. объявили о продаже первых 3D-принтеров Multi Jet Fusion и о планах по расширению этого нового бизнеса. В компании уверены, что ее системы 3D-печати смогут составить конкуренцию традиционным технологиям серийного производства изделий, таким как литье под давлением.

Принтер HP Multi Jet Fusion работает, нанося слои порошка толщиной по 100 мкм, поверх которых перемещается перекладина множеством сопел, распыляя связующее вещество. Готовый объект дополнительно обрабатывается для устранения поверхностных дефектов.

В HP свои 3D-принтеры называют революционными, обещая, что со временем они смогут распечатывать электронику с использованием проводящих материалов. В компании утверждают, что Jet Fusion работает на порядок быстрее конкурирующих систем и позволяет вдвое удешевить производство изделий, выпускаемых небольшими партиями.

В HP заключают партнерские договоры с участниками химико-технологической отрасли в целях разработки расходных материалов для 3D-печати. Компания уже сотрудничает на этой почве с BASF, Henkel и т. д.

Системы 3D-печати HP тестируют Nike, BMW, Johnson & Johnson, Siemens, Autodesk и другие. В США старшая модель принтера Jet Fusion в комплекте со станцией пост-обработки изделий стоит 200 тыс. долл.

Корпус принтера сделан из алюминиевой рамы, а печатная платформа из — нержавеющей стали. Благодаря своим компактным размерам (425x450x420 мм) устройство не занимает много места. Принтер оснащен сенсорным ЖК-экраном с диагональю 5 дюймов, интерфейс интуитивно понятен. Размер области построения продукта увеличен до 18x18x5 см, объем шприца для шоколада – до 30 мл. В комплект входят два сопла диаметром 0,8 мм со специальной иглой для очистки, магниты для закрепления бумаги, пять загрузочных головок, USB-флешка на 8 Гбайт, диск для калибровки высоты и шестигранник для регулировки платформы, а также стилус для тачскрина и контейнер для шоколада.

Производитель рекомендует использовать для принтера бельгийский кулинарный шоколад Barry Callebaut с содержанием какао 54,5% (1 кг стоит 600 руб.). При темперировании шоколада (то есть кристаллизации путем его нагревания и охлаждения до определенных температур) именно этой марки образуется структура, позволяющая получить максимальную точность при моделировании, пояснили в компании.

Благодаря своим компактным размерам Choc Creator не занимает много места

Темперирование шоколада требует определенных условий. Сначала темный шоколад растапливается при температуре 50°С, затем охлаждается до 27°С, далее нагревается до 30-31°С. Сам принтер тоже должен находиться в надлежащем помещении: температура воздуха в нем не должна превышать 22°С, а 19°С — это оптимальная температура для работы.

Принтер печатает модели 2D, 2,5D и 3D.

2D-печать создает барельефные изображения — логотипы, портреты, надписи, узоры, топинги для кофе и т.д. Она может служить для декора пирожных, печенья, пряников или украшения тарелок с десертами. Примерная скорость печати одного изделия составляет 3-8 минут.

2,5D-модели помимо декорирования (например, украшения десертов) используются и для выпуска самостоятельных продуктов — различных фигурок, сувениров и пр. На изготовление одного изделия уходит от 3 до 15 минут.

3D-печать позволяет сканировать объекты и создавать собственные модели. Напечатанные продукты нельзя скопировать вручную, отмечают создатели, поэтому принтер подходит для авторских шоколадных изделий, конфет, сладких сувениров и подарков. Чтобы напечать одно изделие, потребуется от 20 до 40 минут.

3D-принтер изначально содержит набор готовых моделей, однако также имеет библиотеку веб-приложений, удобных для тех, кто впервые использует устройство. В число этих приложений, в частности, входят: база шаблонов Mix&Matc, преобразователь текста с подложкой и без в формат STL ChocoText (пока только на английском), графический редактор Choc Draw для Android, в котором можно создавать собственные рисунки. Choc Creator 2.0 Plus поддерживает любые программы для работы с 3D-графикой, например, Autodesk, Tinkercad, Google SketchUp и др. Загрузка моделей происходит через USB-порт или Wi-Fi.

Стоимость принтера — 247 тыс. руб.

Их изготовлением для Boeing займется норвежская компания Norsk Titanium.

В последней рассчитывают, что со временем объем заказа увеличится до тысячи с лишним деталей для каждого самолета, что, согласно оценкам, позволит снизить себестоимость выпуска лайнера на 2-3 млн долл.

В самой Boeing отмечают, что использование деталей, изготовленных путем 3D-печати, также позволит снизить массу конструкции и отказаться от процедуры сборки некоторых узлов, поскольку их можно будет распечатывать целиком.

3D-принтер Norsk Titanium работает по принципу быстрого плазменного осаждения — он плавит титановую проволоку с помощью плазменных горелок в аргоновой атмосфере. Действуя подобно настольным 3D-принтерам, система наносит титан слой за слоем.

В Boeing в прошлом году также сообщали об испытаниях промышленного 3D-принтера Stratasys, способного формировать объекты практически любых размеров из углеволокна.

За создание центра выступили «Объ­е­ди­нен­ная ави­аст­ро­и­тель­ная корпорация», Роскосмос, «Объ­е­ди­нен­ная дви­га­те­лест­ро­и­тель­ная корпорация», «Вертолеты России», КРЭТ, «Технодинамика» и представители Российско-сингапурского делового совета. В данный момент идет формирование рабочей группы. Для скорейшего внедрения аддитивных технологий в производство НПО «Сатурн» объединится с другими российскими предприятиями.

Сегодня «Сатурн» специализируется на изготовлении деталей, моделей и узлов газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Он использует термообработку, лазерную сварку, перфорацию, компьютерную томографию, электронную микроскопию и другие технологии. Центр участвует в работах по получению отечественных металлопорошковых композиций. В 2015-2016 годах более 300 различных опытных деталей, изготовленных селективным сплавлением из кобальтового, титанового сплавов, нержавеющей стали, успешно прошли стендовые испытания в составе двигателей, рассказали в «Сатурне».

Аддитивные технологии, или технологии послойного синтеза, позволят производить сложные детали с минимальным использованием дорогостоящего оборудования, что снизит стоимость изготовления продукции, отметили в «Ростехе».

Через три года у пациентов, ожидающих пересадку печени, появится возможность предоставить лаборатории свои клетки, из которых на 3D-принтере распечатают фрагмент ткани, продлевающий жизнь больного до появления донора. В компании Organovo продемонстрировали что такие «заплаты», которые в ней изготавливают методом 3D-печати, приживаются у мышей. Следующий этап — испытания на людях.

Ткани, распечатываемые на аппаратах Organovo, уже применяются ведущими фармацевтическими компаниями для доклинических испытаний новых лекарственных средств. Традиционный процесс такого тестирования, основанный на выращивании клеток в чашке Петри, обходится дорого и может занимать годы. Использование 3D-биопринтера позволяет ускорить и удешевить испытания.

Важная особенность ткани печени и почек, распечатываемой на устройствах Organovo, — она формируется вместе с кровеносными сосудами из трех слоев клеток: фибробластов, гладкой мускулатуры и эндотелия.

Как заявляют в компании, в долгосрочной перспективе на 3D-принтерах планируется начать изготавливать полноценные органы для пересадки.

В компании MaRS Innovations, между тем, создали устройство для распечатки кожи, а в Гарвардском университете — 3D-принтер, способный одновременно печатать клетками четырех разных типов.

Компания Ford первой из автопроизводителей приступила к тестированию нового 3D-принтера, позволяющего создавать объекты любой формы и размеров. Компания пробует печатать монолитные автокомпоненты, которые планируется применять при производстве будущих автомобилей.

«Использование трехмерной печати для создания автомобильных деталей любых форм и размеров могло бы стать настоящим прорывом в области автомобилестроения», – говорится в пресс-релизе Ford.

Компания проводит испытания 3D-принтера Stratasys Infinite-Build – одной из двух промышленных машин, анонсированных осенью прошлого года. Для создания более легких и прочных элементов принтер может использовать в качестве материала углеродное волокно.

К примеру, спойлер, распечатанный на 3D-принтере, оказывается примерно в два раза легче своего металлического эквивалента.

«Технология трехмерной печати постоянно совершенствуется, становится все более доступной, поэтому создание с ее помощью крупных элементов (например, спойлеров) будет выгодно как компании-производителю, так и потребителям, – говорится в заявлении Ford. – Распечатываемые детали весят меньше, чем изготавливаемые по традиционным технологиям, благодаря чему мы сможем добиться сокращения расхода топлива».

Трехмерная печать становится более дешевым и эффективным способом производства инструментов, прототипов и компонентов в небольших объемах (например, для серии Ford Performance), а также запчастей, изготавливаемых по индивидуальному проекту.

Новая система трехмерной печати развернута в Центре исследований и инноваций Ford в Дирборне.

3D-принтер Stratasys Infinite-Build проектировался с учетом требований аэрокосмической и автомобильной отраслей и предназначен для создания готовых деталей с заданными механическими свойствами.

В принтере применяется «винтовой» или «червячный» экструдер, позволяющий использовать композитные материалы (например, углеродное волокно), которые в отличие от более распространенной термопластмассы практически не дают усадки и подвержены деформации в значительно меньшей степени. В обычных 3D-принтерах с послойным наплавлением (fused deposition modeling, FDM) полимерный филамент пропускается через пару колес или шестеренок и выходит из головки нагретого экструдера, слой за слоем покрывая целевую поверхность. В червячном экструдере филамент выбрасывается из головки под давлением, создавая необходимые условия для работы с композитными материалами.

В принтере Stratasys Infinite-Build вместо традиционной вертикальной используется платформа горизонтального построения. Перемещая платформу в горизонтальном направлении, машина слой за слоем накладывает филамент, благодаря чему размеры получаемых объектов ограничены, по сути, только пространством, имеющимся в распоряжении производителя.

«У нас появляется возможность изготавливать гораздо более масштабные компоненты, которые к тому же намного легче», – пояснила технический руководитель направления исследований аддитивного производства Ford Элен Ли.

Ряд медицинских учреждений США, специализирующихся на обслуживании ветеранов военных действий, получили 3D-принтеры Stratasys Mojo 3D для разработки индивидуализированной ортопедической техники, протезов и анатомических моделей.

Медики смогут пользоваться принтерами как для учебных нужд, так и для оказания услуг пациентам. В частности, в больницах планируют применять эти аппараты для изготовления протезов, созданных с учетом индивидуальных особенностей пациентов.

Когда кто-то из врачей спроектирует протез или учебную модель, файлом САПР можно будет поделиться с другими учреждениями, где конструкцию смогут доработать по своему усмотрению.

Настольные 3D-принтеры Mojo Professional продаются в США по цене около 6,3 тыс. долл. Принцип их действия основан на послойном наложении расплавленной полимерной нити. Размер распечатываемого изделия — до 13х13х13 см. Вместе с принтерами компания Stratasys будет поставлять материалы — устройства печатают ABS-пластиком — и предоставлять услуги обучения работе с аппаратами.