Вокруг света с 3Dtoday: гигантские порошковые 3D-принтеры, 3D-печать в «Игре Престолов» и другие новости недели!

Песочница для серьезных инженеров

Как выглядит самый крупный порошковый 3D-принтер в мире? Скажем так: тут нужен гараж побольше! На сегодняшний день неофициальным рекордсменом считается 3D-принтер VX4000 производства Voxeljet. Как не без гордости заявляют сотрудники немецкой компании, один лишь рабочий объем установки VX4000 «сопоставим с габаритами Volkswagen Golf». Как работают такие гиганты, и зачем они нужны?Одна из таких установок недавно прибыла в новый филиал Voxeljet в Мичигане. Габариты рабочей зоны 3D-принтера составляют 4х2х1 метров. От лазерной и электронно-лучевой печати разработчики отказались, так как точечное спекание моделей такого размера будет занимать слишком долго, да и необходимости в излишне дорогих технологиях нет. Вместо этого VX4000 выстраивает слои с помощью массива струйных головок, достигая вполне неплохого разрешения в 300dpi при толщине слоя в 300 микрон. В качестве основного расходного материала используется мелкодисперсный песок, что напрямую связано с предназначением «малыша»: 3D-принтеры VX4000 применяются для изготовления литейных форм, с помощью которых производятся крупные металлические детали вроде газотурбинных компрессоров, хотя ничто не мешает вместо одной громоздкой формы изготовить сразу несколько размером поменьше. «Рынок литейных изделий в США всегда вертелся вокруг габаритов», – рассказывает управляющий директор Voxeljet America Дэвид Тэйт. «С помощью VX4000 мы не только производим самые большие песчаные литейные формы в мире, но и можем дополнять производство крупногабаритных изделий изготовлением литейных компонентов относительно небольших размеров. Это обеспечивает высокую гибкость производства, выливающуюся в сокращенные сроки выполнения заказов и повышенную эффективность».Напечатанные из кварцевого песка формы пригодны для отливки широкого ассортимента металлов и легко отделяются от готовых изделий. Что интересно, вес материала в наполненной рабочей камере заставил разработчиков отказаться от подвижности платформы по оси Z: оказалось проще перемещать по вертикали саму печатающую головку. В мелкогабаритных порошковых принтерах обычно делается наоборот. Но такой подход привел к необычной проблеме и необычному решению: дело в том, что поэтапное понижение платформы позволяет упрощать нанесение и выравнивание новых слоев расходного материала с помощью ролика. А как печатать в камере глубиной в один метр, когда направляющие печатающего массива находятся за ее стенками? Вместо того чтобы мудрить со сложными механическими конструкциями, инженеры компании нашли оригинальное решение: они использовали открытую со всех четырех сторон платформу, а чтобы песок не рассыпался принтер печатает временные стенки одновременно с изделием – слой за слоем. После окончания процесса остается сломать стенки, удалить песок, и взгляду предстанет свеженапечатанная деталь. Выглядит процесс вот так: Первые 3D-печатные сверхпроводящие микроволновые резонаторы

Исследователи из Мельбурнского университета создали и испытали два 3D-печатных сверхпроводящих резонатора. Резонаторы используются в научных целях, позволяя сохранять энергию микроволнового излучения и вызывать резонанс за счет взаимодействия с электронами в материале. На практике резонирующие микроволны применяются для ускорения частиц в коллайдерах, используются в датчиках движения и для определения скорости света в различных средах. Идея 3D-печатных резонаторов изначально рассматривалась весьма скептически из-за присущей печатным изделиям шероховатости поверхностей. С другой стороны, аддитивное производство позволило бы значительно упростить и удешевить изготовление. Проверить идею на практике решила научная команда под руководством профессора Даниэля Кридона. В качестве материала был выбран порошковый алюминий. Обычно для этой цели используется стандартный промышленный сплав Al-6061, но ученым пришлось использовать вариант с повышенным содержанием кремния (12% против 0,8% в Al-6061), доступный в мелкодисперсной форме и совместимый с 3D-принтером Realizer SLM 100. Несмотря на существенные отличия от стандартного сплава по содержанию кремния, железа, меди и магния, 3D-печатные резонаторы оказались вполне работоспособны. Сверхпроводящие характеристики были достигнуты при температуре 1200 градусов Кельвина, как и ожидалось, а электрические свойства оказались сопоставимыми с характеристиками обычных вариантов. Один из резонаторов был отполирован и подвержен термической обработке для удаления кремния, в результате чего добротность была повышена примерно в два раза. По результатам исследований ученые отмечают пригодность 3D-печати для производства микроволновых резонаторов и указывают не только на относительную дешевизну, но и возможность изготовления устройств более сложной формы и из более чистых материалов, что позволит добиться повышенных характеристик. Полный доклад доступен по этой ссылке.

Искусство ботов

Еще настанет тот день, когда прогресс нашей цивилизации будет измеряться совершенством искусственного интеллекта. «Разумный» бот по имени Тэй уже хулиганит на просторах интернета от имени Microsoft, чье руководство пытается поставить виртуального ребенка в виртуальный угол за использование матерных словечек и расовую неприязнь, пока Тед Качинский ухмыляется в седую бороду. Тем временем еще один бот взялся за написание статей на 3Dtoday прошмыгнул на Thingiverse и принялся выкладывать собственные 3D-модели: очень и очень странные модели, суть и предназначение которых понятны, видимо, только самому боту. Зовут цифрового мейкера Shiv Integer, а его работы представляют собой коктейль из существующих моделей, выложенных на Thingiverse и распространяемых по свободной лицензии. Хотя сама идея искусственного интеллекта, создающего 3D-модели, интересна, появление бота на известном сайте послужило поводом для большого скандала, связанного с нарушением пользовательских соглашений.Дело в том, что правила сайта запрещают использование спам-ботов, а большинство подписчиков не видят никакой пользы в творениях цифрового мейкера. С другой стороны, создатели Shiv Integer Мэттью Пламмер-Фернандес и Джулиен Десвайв утверждают, что проект имеет художественную ценность. Художники сравнивают работы своего детища с коллажами и настаивают, что подобные творческие методы применялись на протяжении столетий. Необычные создания Shiv Integer даже легли в основу выставки c двусмысленным названием «The art of Bots» или «Искусство ботов».И все бы хорошо, но регулярные двуногие пользователи Thingiverse затаили на бота-художника обиду, связанную с его нечеловеческой производительностью. Shiv Integer регулярно создает по паре-тройке новых дизайнов в день, выбиваясь в топ и оттесняя на второй план других дизайнеров, которым таки нужно зарабатывать на жизнь. Хотя, поголовной неприязнь назвать сложно, ибо нашлись среди мейкеров и те, кто замолвил за бота доброе слово. Полный ассортимент работ с такими необычными названиями, как «Голова, совмещенная с книжной полкой» и «Буксирная маска» можно найти здесь. Печатайте на свой страх и риск. И да, все иллюстрации к этой части статьи были размещены вверх ногами, а вы и не заметили.

3D-печать в «Игре Престолов»

Шестой сезон «Игры Престолов» начался с привычного убийства. Пока многодетные семьи с любопытством рассматривали очередные потоки крови, льющиеся с экрана, нас заинтересовало само оружие, которым был убит… хотя нет, смотрите сами. Как оказывается, секрет искусства дорнских оружейников предельно прост: жернова и наковальни давно валяются в огороде за кузницей, а элегантные кинжалы печатаются на 3D-принтерах.Заказ на изготовление потайного кинжала получила компания Shapeways, использовавшая для этой цели технологию многоструйного моделирования (MJM). Над дизайном оружия работали сразу три человека из съемочной группы: дизайнер Шон Форсайт, оружейник Томми Данн и скульптор Дэвид О’Брайен, специализирующийся на работе с бронзой. Готовая модель была напечатана специалистами Shapeways, а затем окрашена вручную под сталь и бронзу. «Я давно хотел пополнить наш арсенал 3D-печатным оружием, но такая возможность подвернулась впервые», – рассказывает Данн. «Результаты превзошли самые смелые ожидания, несмотря на сложность оригинального дизайна, так что наш первый опыт с этой технологией можно считать удачным. Сцена с кинжалом требовала деликатного подхода, но продюсеры остались очень довольны реквизитом».