3D-принтер VADER печатает металлом

 Сейчас почти все трехмерные принтеры для домашнего использования используют в качестве рабочего материала пластик. Для создания моделей этот вариант подходит идеально, но если вам понадобится изготовить деталь с точными размерами и достаточно высокой надежностью, пластик, мягко говоря, материал не лучший.

 Скотт и Закари Вейдер, отец и сын,  работающие вместе, собираются разрешить эту проблему, создав 3D-принтер,  использующий в качестве материалов расплавленные медь, алюминий и другие подобные металлы. Проводя аналогии, их машина, впервые представленная на Maker Faire в Нью-Йорке (на прошлых выходных) - это струйный принтер, по трубкам которого вместо чернил или жидкого пластика течет расплавленный металл.

 В ближайшее время подобные машины вряд ли появятся у кого-либо дома. Первые готовые устройства будут собираться вручную,  и их цена будет составлять от 20 до 100 тысяч долларов.  С другой стороны, по мнению изобретателей, эффект от внедрения подобных принтеров в процесс производства тех или иных товаров смогут почувствовать и простые люди. Версию "эконом-класса" с ценой менее 10 тысяч долларов Вейдеры обещают выпустить в течение года. Хотя, по признанию Закари Вейдера, "пока они не имеют ни малейшего представления, как эта модель будет выглядеть".

 В будущем,  работать с подобными машинами и создавать хитроумные механизмы смогут и простые изобретатели, или, как их порой называют, "мейкеры". "Я думаю, за пару лет мы сможем разработать такую модель, которую смогут покупать студии и некоммерческие организации, предоставляя своим членам к ней доступ", - считает Скотт Вейдер. На сайте команды приводится еще более смелое высказывание: "Наш принтер станет инструментом не только крупных корпораций, но и простых людей".

 Как?

 Вейдеров нельзя считать первооткрывателями печати с помощью металла как явления.  Металлические изделия  печатали и до них, но наиболее часто используемая технология селективного лазерного спекания (selective laser sintering) подходила,  в первую очередь, для декоративных изделий,  но никак не для промышленных продуктов или механических деталей.  Эта технология выглядела так: слой металлического порошка располагался на рабочей поверхности и выборочно нагревался с помощью лазера, в итоге из расплавленного порошка формировалось готовое изделие заданной формы (гранулы «слипались» друг с другом).  Но из-за пористости, пусть и невысокой, им не хватало прочности для промышленного использования.

 Вейдеры избрали для своего устройства другой механизм работы, разработанный по образцу струйных принтеров. После запуска первой начинает работу электропечь, расплавляющая блоки  металла. Процесс на удивление энергоэффективен, 400-ваттный блок питания (меньше, чем у компьютера игрового уровня) работает от обычной бытовой электророзетки. Внимание было уделено и дизайну корпуса печи - глянцевый черный куб, на котором большими буквами выгравирована фамилия изобретателей (похоже, что вдохновение они брали у своего "однофамильца" из "Звездных войн ").

 20-летний Закари Вейдер, инженер по образованию, был не очень многословен  в объяснении принципа работы принтера. В общих словах он таков: расплавленный металл с помощью магнитов точно укладывается на поверхности основания. У некоторых металлов магнитные свойства есть с самого начала, для работы с остальными  (такими как алюминий) устройство перед началом работы пропускает через расплавленный металл электрический заряд. Подобная технология используется в обычных струйных принтерах,  только вместо металла в роли материала там выступают капли чернил. Кроме того, ни один "струйник" не будет обходиться лишь одной печатающей головкой, вместо этого капли будут одновременно подаваться через тысячи отверстий тысячи раз за секунду. По словам Вейдера, подобный принцип, скорее всего, будет реализован и в их устройстве, а скорость работы приблизится или даже превзойдет показатель для бытовых "струйников". Для сравнения, у большинства пластиковых трехмерных принтеров есть только одна печатающая головка и около шести вспомогательных.

 Электропроводимость у разных металлов разная, так что для добавления поддержки новых их видов конструкцию принтера нужно будет дорабатывать. Хотя, по словам Закари, добавить поддержку таких металлов, как медь, серебро и золото, будет несложно.

 До завершения работы и выпуска первого прототипа Вейдерам придется сделать еще немало.  Сборку своего устройства они закончили лишь за пару дней до начала выставки в Нью-Йорке, при этом в нём пока не хватает одной из самых главных частей: печатающих головок. Образцов, напечатанных с помощью этого принтера, следовательно, тоже нет.

 Зачем?

 Может возникнуть вопрос - а для чего все это нужно (кроме простого осознания, что "теперь мы можем и это")? Во-первых, преимущества те же, что и у 3D-печати в целом - возможность легко создавать образцы, модели и прототипы (теперь - и из металла). Во-вторых, снизится стоимость металлических изделий, изготавливаемых по индивидуальным параметрам и заказу, таких как медицинские протезы и импланты.

 Кроме этого, таким образом можно будет создавать новый тип облегченных металлических деталей. Объекты, напечатанные на трехмерном принтере, по внутренней структуре обычно напоминают пчелиные соты - пустоты помогают сэкономить материал и уменьшить массу изделия. Принтер Вейдеров тоже сможет так делать.

 "Вы сможете сделать не просто шестерню, а шестерню, полую внутри и имеющую поддерживающие структуры в направлении вращающего момента, - говорит молодой Вейдер,- У нее будет небольшой вес, небольшая стоимость изготовления, но она будет отлично выполнять свою задачу".

 В свете таких возможностей, Скотт Вейдер смотрит на будущее семейного изобретения с оптимизмом: "Когда-нибудь это сможет занять третью часть всего производственного процесса на предприятиях. Конечно, это очень оптимистический взгляд".