По­ка ди­зай­не­ры и ин­же­не­ры до­би­ва­ют­ся успе­ха в 3D-­пе­ча­ти при со­з­да­нии про­то­ти­пов и про­из­вод­стве ча­стей в ма­лом объ­е­ме из пла­сти­ков и по­ли­мер­ных ма­те­ри­а­лов, не­дав­ний про­гресс в из­го­то­в­ле­нии де­та­лей из ме­тал­ла с ис­поль­зо­ва­ни­ем ад­ди­тив­ной ме­тал­ли­че­ской тех­но­ло­гии поз­во­лил со­з­дать од­ни из са­мых по­тря­са­ю­щих 3D-­на­пе­ча­тан­ных ча­стей за всю ис­то­рию 3D пе­ча­ти.

Ин­те­рес­но, что срок ос­но­в­ных па­тен­тов на 3D-­пе­чать из ме­тал­ла ис­те­ка­ет в кон­це 2016 го­да. И хо­тя мас­со­вое ис­поль­зо­ва­ние FDM 3D пе­ча­ти ря­до­вым по­тре­би­те­лем по­ка не оправ­ды­ва­ет ожи­да­ния боль­шин­ства, 3D-­пе­чать из ме­тал­ла да­ет воз­мо­ж­ность раз­ра­бо­т­чи­кам из­де­лий ис­поль­зо­вать весь по­тен­ци­ал 3D-­пе­ча­ти, не усту­па­ю­щий тра­ди­ци­он­ным ме­то­дам ли­тья или ме­ха­ни­че­ской об­ра­бо­т­ки, а в ря­де слу­ча­ев и пре­вос­хо­дя­щим их в це­не и ско­ро­сти из­го­то­в­ле­ния се­рии.

3D-­пе­чать из ме­тал­ла под­ра­зу­ме­ва­ет ад­ди­тив­ную тех­но­ло­гию про­из­вод­ства с ис­поль­зо­ва­ни­ем ме­тал­ли­че­ско­го по­ро­ш­ка. Мы име­ем де­ло ли­бо с ме­то­дом пря­мо­го ла­зер­но­го спе­ка­ния ме­тал­лов (DMLS) ли­бо с ме­то­дом вы­бо­роч­ной ла­зер­ной плав­ки (SLM), что на­зы­ва­ет­ся по раз­но­му, ис­клю­чи­тель­но из-­за па­тен­т­ных войн.

В от­ли­чии от тра­ди­ци­он­ной тех­ни­ки из­го­то­в­ле­ния ме­тал­ли­че­ских кон­струк­ций, ос­но­ван­ной на рез­ке, фре­зе­ро­в­ке и шта­м­по­в­ке, при 3D-­пе­ча­ти из ме­тал­ла де­та­ли со­з­да­ют­ся по­с­лой­но, по­сред­ством на­плав­ле­ния ма­те­ри­а­ла под дей­стви­ем ла­зер­но­го лу­ча, ко­то­рый бук­валь­но вы­ри­со­вы­ва­ет фор­му ка­ж­до­го слоя до пол­ной го­то­в­но­сти объ­ек­та.

Со­в­ме­ще­ние со­вре­мен­ных средств про­ек­ти­ро­ва­ния, оп­ти­ми­зи­ру­ю­щих мо­де­ли­ро­ва­ние и ана­лиз для со­з­да­ния оп­ти­маль­ной кон­струк­ции, – на­при­мер из­го­то­в­ле­ние ле­г­ко­вес­ных ре­шет­ча­тых кон­струк­ций, фун­к­ци­о­наль­но оп­ти­ми­зи­ро­ван­ных и под­хо­дя­щих для про­из­вод­ства с ис­поль­зо­ва­ни­ем ад­ди­тив­ной тех­но­ло­гии – поз­во­ля­ет не толь­ко со­кра­тить вре­мя из­го­то­в­ле­ния ча­стей, но и по­лу­чать го­раз­до бо­лее проч­ные и ле­г­кие из­де­лия по срав­не­нию с ча­стя­ми, из­го­то­в­лен­ны­ми с ис­поль­зо­ва­ни­ем тра­ди­ци­он­ных спо­со­бов про­из­вод­ства.

Так, в сфе­ре кос­ми­че­ских ис­сле­до­ва­ний ли­де­ры ин­ду­стрии ко­м­па­ния SpaceX Ило­на Мас­ка и НАСА ис­поль­зу­ют все воз­мо­ж­но­сти 3D-­пе­ча­ти из ме­тал­ла для про­из­вод­ства ча­стей ра­кет­ных ко­ра­б­лей, что поз­во­ля­ет им зна­чи­тель­но со­кра­тить рас­хо­ды и од­но­вре­мен­но улуч­шить экс­плу­а­та­ци­он­ные ха­ра­к­те­ри­сти­ки. SpaceX ши­ро­ко ис­поль­зу­ет ме­тал­ли­че­ские де­та­ли для ка­ме­ры сго­ра­ния дви­га­те­ля SpaceX SuperDraco.

НАСА смо­г­ло раз­ра­бо­тать тур­бо­на­сос для сво­е­го ра­кет­но­го дви­га­те­ля, со­дер­жа­щий на 45% мень­ше де­та­лей, чем на­со­сы, из­го­то­в­лен­ные по тра­ди­ци­он­ным тех­но­ло­ги­ям про­из­вод­ства. По­хо­же, вско­ре весь ра­кет­ный дви­га­тель мо­ж­но бу­дет «со­брать» на 3D-­при­н­те­ре. Это толь­ко во­прос вре­ме­ни.

Та­ким об­ра­зом, в од­них от­рас­лях успе­хи 3D-­пе­ча­ти мо­гут быть пре­уве­ли­че­ны, од­на­ко ее за­слу­ги нель­зя не при­знать в дру­гих.

Вер­не­м­ся на Зе­м­лю. Ави­а­ци­он­но-­кос­ми­че­ская про­мы­ш­лен­ность яв­ля­ет­ся од­ной из са­мых быст­ро раз­ви­ва­ю­щих­ся от­рас­лей, ис­поль­зу­ю­щих 3D-­на­пе­ча­тан­ные ме­тал­ли­че­ские ча­сти, поз­во­ля­ю­щие зна­чи­тель­но умень­шить об­щий вес са­молeта и в то же вре­мя по­вы­сить эф­фек­тив­ность сбор­ки с воз­мо­ж­но­стью ка­сто­ми­за­ции кон­струк­ции. На се­го­д­ня ги­гант са­молeто­стро­е­ния кор­по­ра­ция Boeing вы­пу­сти­ла бо­лее 20 000 де­та­лей, из­го­то­в­лен­ных по ад­ди­тив­ной тех­но­ло­гии для успе­ш­но ре­а­ли­зо­ван­ных са­молeтов.

А­на­ло­ги­ч­но ко­м­па­ния Airbus ши­ро­ко ис­поль­зу­ет раз­ли­ч­ные 3D-­на­пе­ча­тан­ные де­та­ли в сво­их са­мо­ле­тах. Ко­м­па­ния да­же по­де­ли­лась сво­ей уни­каль­ной тех­но­ло­ги­ей с дру­ги­ми про­фес­си­о­на­ла­ми, не ра­бо­та­ю­щи­ми в Airbus. Би­о­ни­че­ский ди­зайн стан­дар­т­ных из­де­лий на­би­ра­ет все боль­шие обо­ро­ты с при­ме­не­ни­ем 3D-­пе­ча­ти в ви­ду зна­чи­тель­но­го об­ле­г­че­ния кон­струк­ции и при рав­ных проч­но­ст­ных ха­ра­к­те­ри­сти­ках ну­ж­ных эле­мен­тов.

Точ­но так же как на­пе­ча­тан­ные на 3D-­при­н­те­ре ме­тал­ли­че­ские ча­сти пол­но­стью из­ме­ня­ют то, как мы пу­те­ше­ству­ем по воз­ду­ху, и в кос­мо­се, так и на Зе­м­ле, они обес­пе­чи­ва­ют вы­да­ю­щи­е­ся до­сти­же­ния в сфе­ре здра­во­о­хра­не­ния. Пер­с­пе­к­ти­вы на­столь­ко мно­го­о­бе­ща­ю­щие, что Управ­ле­ние по кон­тро­лю за про­дук­та­ми и ле­кар­ства­ми США одоб­ри­ло ис­поль­зо­ва­ние 3D-­на­пе­ча­тан­ных ме­тал­ли­че­ских им­план­тов для ме­ди­ци­н­ских про­це­дур. В Рос­сии по­яв­ля­ют­ся ко­м­па­нии, де­ла­ю­щие уни­каль­ные ин­ди­ви­ду­аль­ные эн­до­про­те­зы с при­ме­не­ни­ем си­стем се­лек­тив­но­го ла­зер­но­го плав­ле­ни­я
ме­тал­ла.

Сре­ди не­дав­них до­сти­же­ний 3D-­пе­ча­ти из ме­тал­ла в ме­ди­ци­н­ском сек­то­ре сто­ит упо­мя­нуть им­плант че­ре­па из ти­та­на и рe­бер­ную клет­ку, на­пе­ча­тан­ные на 3D-­при­н­те­ре. Им­плант че­ре­па и рe­бер­ная клет­ка бы­ли из­го­то­в­ле­ны по ин­ди­ви­ду­аль­ным за­ка­зам для боль­ных ра­ком с ис­поль­зо­ва­ни­ем ци­ф­ро­вых сни­м­ков по­с­ле опе­ра­ций по уда­ле­нию опу­хо­ли.

Суб­тра­к­тив­ные ме­то­ды из­го­то­в­ле­ния ме­тал­ли­че­ских де­та­лей, вклю­чая то­че­ние, об­та­чи­ва­ние и дроб­ле­ние, по­мо­г­ли нам со­з­дать са­мые уди­ви­тель­ные про­дук­ты и тех­но­ло­гии за по­след­ние 200 лет, од­на­ко нам хва­ти­ло все­го не­сколь­ких лет, что­бы по­нять, на­сколь­ко эф­фек­тив­ной мо­жет быть ад­ди­тив­ная тех­но­ло­гия из­го­то­в­ле­ния ме­тал­ли­че­ских де­та­лей.

В­ме­сте с мо­щ­ны­ми фун­к­ци­о­наль­ны­ми воз­мо­ж­но­стя­ми со­вре­мен­но­го про­гра­м­м­но­го обес­пе­че­ния — CAD и воз­мо­ж­но­стью со­з­да­вать но­вые гео­мет­ри­че­ские эле­мен­ты, ко­то­рые не мо­г­ли бы быть со­з­да­ны иным об­ра­зом, от­рас­ли, ши­ро­ко при­ме­ня­ю­щие сло­ж­ные ме­тал­ли­че­ские из­де­лия — в осо­бен­но­сти кос­ми­че­ская и авиа­кос­ми­че­ская про­мы­ш­лен­но­сть, здра­во­о­хра­не­ние — пе­ре­жи­ва­ют на­сто­я­щую ре­во­лю­цию в про­из­вод­стве, бла­го­да­ря воз­мо­ж­но­стям 3D-­пе­ча­ти.

3D-­пе­чать от­ве­ча­ет тре­бо­ва­ни­ям этих от­рас­лей в про­из­вод­стве сло­ж­ных ме­тал­ли­че­ских де­та­лей, из­го­тав­ли­ва­е­мых по ин­ди­ви­ду­аль­но­му за­ка­зу и в от­но­си­тель­но ма­лом объ­е­ме. С но­вы­ми 3D-­при­н­те­ра­ми и ма­те­ри­а­ла­ми, по­яв­ля­ю­щи­ми­ся то тут, то там, нет ни­че­го уди­ви­тель­но­го в том, что спрос на 3D-­пе­чать из ме­тал­ла про­дол­жа­ет рас­ти.

По­ка уста­но­в­ки для се­лек­тив­но­го ла­зер­но­го плав­ле­ния оста­ют­ся до­ро­ги­ми и гро­мозд­ки­ми, тре­бу­ют ква­ли­фи­ци­ро­ван­но­го пе­р­со­на­ла и осо­бых тре­бо­ва­ний к ме­сту ин­стал­ля­ции, а ги­ган­ты от­рас­ли бо­рют­ся за уве­ли­че­ние раз­ме­ра об­ла­сти по­стро­е­ния, ко­ман­да стар­тап-­про­ек­та Desktop Metal по­ш­ла дру­гим пу­тем. Их идея — про­из­ве­сти при­н­тер, до­сту­п­ный не толь­ко кор­по­ра­ци­ям-­ги­ган­там, но и не­боль­шим ин­жи­ни­рин­го­вым ко­м­па­ни­ям.

Стар­тап по со­з­да­нию до­сту­п­но­го SLM при­н­те­ра на се­го­д­ня при­влек по­чти 100 ми­л­ли­о­нов дол­ла­ров, а сре­ди ин­ве­сто­ров ока­за­лись та­кие из­ве­ст­ные ко­м­па­нии как СВА, Kleiner Perkins Caufield Byers, Lux Capital, GE, Stratasys и дру­гие. Кро­ме то­го, со­се­ди Desktop Metal — успе­ш­ные и уже на­брав­шие обо­ро­ты стар­та­пы: Formlabs, MarkForged и Voxel8, что да­ет до­пол­ни­тель­ную на­де­ж­ду в ско­ром по­яв­ле­нии бюд­жет­но­го DMLS при­н­те­ра, вслед за бюд­жет­ны­ми SLA и FDM си­сте­ма­ми.

Хо­ти­те боль­ше ин­те­рес­ных но­во­стей из ми­ра 3D-­тех­но­ло­гий?

Под­пи­сы­вай­тесь на нас в соц. се­тях: