На днях в Татарстане открыли самое высокое в России здание, полностью напечатанное на 3D-принтере. Культурный центр «Мелля» высотой 10,1 метра вмещает в себя административный блок, рабочую зону, библиотеку и зал с мультимедийным оборудованием. Также в центре располагается медпункт и почта. Здание уже занесено в Книгу рекордов России как самая высокая постройка, созданная с помощью 3D-печати.
Фото: Пресс-служба раиса Республики Татарстан
Мировая индустрия аддитивного производства, именно так называют еще 3D-печать, по итогам 2024 года выросла на 11,1% и оценивается сегодня в $23 млрд. Прогнозы самые радужные: рост на 20,4% в год до 2032 года до уровня $84,22 млрд. В России рынок развивается опережающими темпами, его развитие идет по инновационному сценарию: базовый прогноз российского Минпромторга в части объема рынка 2030 года достигнут, развитие идет ближе к «инновационному» сценарию, который предполагает рост до 58 млрд. рублей к 2030 году.
В сегодняшнем дайджесте технологий сохранения энергии рассказываем про новинки в 3D-печати!
Печать полимеров из стекла
Ученые Пермского Политеха разработали способ, позволяющий печатать прочнейшие полимерные детали с помощью стекла.
Один из ключевых материалов для 3D-печати – полиамид 12 – используют в авиации, машиностроении, медицине и других отраслях. Он гибкий, химически стойкий и биосовместимый. Но до сегодняшнего дня имелись значительные недостатки – пористость и хрупкость. Команда ученых нашла способ устранить их, добавив в материал стеклянные волокна. Согласно исследованию, подбор правильной формы стеклянных частиц и нужная ориентация печати повышает прочность конечного продукта на 28-44%.
В ходе исследований ученые пробовали стеклянные шарики, короткие стеклянные волокна, а также тестировали вертикально и горизонтально ориентированную печать. Выяснилось, что горизонтально напечатанные образцы прочнее, поскольку нагрузка при горизонтальной печати распределяется лучше, а между слоями остается меньше слабых мест.
4D-печать с памятью формы
Ученые НИТУ МИСИС разработали композит с памятью формы для 4D-печати.
4-мерная печать отличается от 3D-печати тем, что полученные элементы могут менять форму под влиянием изменений окружающей среды.
Новый композит из полилактида и феррита кобальта может быстро нагреваться под воздействием высокочастотного переменного магнитного поля, а также восстанавливать свою форму после деформации.
В процессе 4D-печати материал наносится слой за слоем, как и в 3D-печати. Но в случае с 4D готовое изделие со временем может меняться под воздействием тепла или света. Либо его можно заранее запрограммировать на конкретную форму. Ученые выяснили, что композиты на основе полилактида и наночастиц феррита кобальта имеют коэффициент восстановления формы более 84%. В дальнейшем ученые планируют модифицировать состав композиционного материала и снизить температуру активации эффекта памяти формы.
Модульный 3D-принтер
Команда РТУ МИРЭА представила рабочий прототип модульного 3D-принтера. В отличие от традиционных жестко скомпонованных 3D-принтеров с ограниченным набором функций, разработка команды РТУ МИРЭА основана на концепции модульной аддитивной платформы.
Принтер использует наиболее популярную технологию 3D-печати FDM, Fused Deposition Modelling, когда объект строится путем нанесения расплавленного материала по заранее установленному алгоритму, слой за слоем, но выводит ее качество на новый уровень благодаря модульной архитектуре.
Модульная система позволяет добавлять, снимать и заменять компоненты, адаптируя принтер под разные задачи. Благодаря такому подходу не требуется закупать несколько узкоспециализированных устройств с жесткой конфигурацией. Модульному принтеру доступна и скоростная печать декоративным полимером, и мультиматериальная печать композитами.
Первый серийный принтер для печати металлом
«Росатом» представил первый в России серийный 3D-принтер для крупногабаритной печати металлом. Новый принтер, как утверждается, способен создавать изделия из металлических порошков, нержавеющей стали, сплавов на основе никеля, титана алюминия и кобальта. Устройство будет создавать детали со сложной геометрией и с высокой точностью и коэффициентом использования материалов.
Установка габаритами 600х600х600 мм может печатать детали со скоростью до 60 см3/ч, использует 4 лазера и интеллектуальную систему контроля плавления материалов.
Ожидается, что новая разработка пригодится в любой отрасли, где требуется печать металлическими сплавами.
Что ждет отрасль?
Генеральный директор шанхайской компании UnionTech, ведущего производителя стереолитографических 3D-принтеров, полагает, что аддитивные технологии и продукты сегодня находятся в критической точке перед новыми значительными прорывами, а отрасль аддитивных технологий ждет период взрывного роста.
Если промышленный переворот привел к развитию крупномасштабному стандартизированному производству, избыточным мощностям и гомогенизации рынка, то 3D-печать дает конечным пользователям больше выбора, способствуя возврату производственной модели к разнообразию небольших партий продукции. Система распределенного производства, когда различные производственные операции, являющиеся частью единого технологического процесса, осуществляются отдельными самостоятельными участниками, может стать реальностью. Благодаря оперативной передаче данных компьютерного проектирования разбросанные по миру предприятия могут с помощью 3D-печати точно воспроизводить производственные процессы. Таким образом создается система глобальной кооперации производственных мощностей с локальной реализацией продукции.
Что касается 3D-печати в строительстве, то, по мнению основателя и генерального директора компании Cobod, мирового лидера в 3D-строительстве, 3D-печать в строительстве переходит из стадии амбициозной, переоцененной технологии в стадию зрелости. Акцент смещается с громких обещаний на практическую эффективность. Отрасль вступает в эпоху, когда технология должна доказать свою состоятельность, и выживут только те, кто сможет продемонстрировать реальную ценность. В ближайшие годы 3D-печать бетоном станет привычным явлением на стройплощадках, там, где строятся жилые здания, дата-центры, склады, резервуары для воды и инфраструктурные объекты.
