Первый в мире углеволоконный 3D-принтер MarkForged Mark One

Ограниченная прочность традиционных материалов для 3D-печати привела к разработке MarkForged Mark One – первого в мире трехмерного принтера, предназначенного для печати композитными материалами. Устройство позволяет создавать детали и приспособления с прочностью, превышающей показатели алюминиевого сплава 6061-T6.

Грегори Марк, президент компании MarkForged, впервые представил рабочий прототип трехмерного принтера Mark One на выставке SolidWorks World 2014 в Сан-Диего. Марк является совладельцем компании Aeromotions, занимающейся созданием углеволоконных спойлеров и антикрыльев для гоночных автомобилей. Углеволокно – материал с высокой удельной прочностью. Прочность углеродного волокна в пять раз превышает прочность стали, но весит оно в три раза меньше. Большинство автомобильных деталей производится из стали, но инженеры обожают углеволокно, ибо применение этого материала позволяет значительно снижать массу большинства автомобилей – вплоть до 60% экономии веса.

Тем не менее, лишь немногие автомобили в широкой продаже используют в своей конструкции углеродное волокно. Объясняется это высокой стоимостью материала и необходимостью ручной формовки. Марк обратился за решением проблемы к технологии 3D-печати, но не нашел существующих устройств, способных печатать углеволокном.

В итоге, Марк спроектировал и построил собственный принтер, MarkForged Mark One – первый в мире трехмерный принтер для печати углеродным волокном. Заодно, MarkForged Mark One позволяет использовать в качестве расходного материала стекловолокно, нейлон или даже полилактид (PLA), но без возможности одновременной печати разными материалами. Устройство оснащено монолитным алюминиевым корпусом и прозрачной рабочей платформой. Кинематическое соединение упрощает выравнивание платформы – платформа встает на место с точностью до 10мкм. Сам принтер отличается элегантным дизайном и компактными габаритами (574x361x323мм), позволяющими настольную установку.

Особенности и характеристики устройства:

• Технология печати: метод послойного наплавления (FFF) / послойное наплавление композитных материалов (CFF)
• Размер рабочей зоны: 305x160x160мм
• Совместимые расходные материалы: углеродное волокно, стекловолокно, нейлон, полилактид (PLA)
• Минимальная толщина слоя: 100мкм (FFF) / 200мкм (CFF)
• Экструдер: двойной, быстросменяемый
• Диаметр наполнителей: FFF: 1,75мм, CFF: MF4
• Возможна приостановка/продолжение печати
• Корпус из литого анодированного алюминия
• Рабочая платформа с кинетическим соединением
• Программное обеспечение с «облачной» совместимостью
• Поддерживаемые операционные системы: Mac OS 10.7 Lion +, Win XP+, Linux
• Поддерживаемые браузеры: Chrome 30+, Firefox 10+, Safari 6+
• Поддерживаемые форматы файлов: STL, .OBJ
• Интерфейсы: Wi-Fi, USB, карта памяти SD

«Мы взялись за идею 3D-печати, процесса послойного изготовления, и превратили ее в процесс производства деталей из композитных материалов», – рассказал Марк журналу Popular Mechanics. «Если обычные принтеры служат для создания формы, то наше устройство создает форму и функцию».

«Технология композитной печати позволяет создавать трехмерные модели с большей удельной прочностью, чем у алюминия», – утверждает компания. Часть антикрыла для гоночного автомобиля, изображенная на иллюстрации, состоит из нейлоновой внешней оболочки и сотовой структуры, вкупе с углеволоконным сердечником. Углеродное волокно в два раза жестче стали, в 20 раз жестче и в пять раз прочнее, чем ABS-пластик. Марк ожидает, что углеволоконный принтер Mark One будет применяться для разработки протезов, костных имплантатов, инструментов и различных приспособлений.

При всех высоких качествах углеродного волокна, этот материал с трудом поддается переработке, так как переплавка углеволокна невозможна. В любом случае, переработанное углеволокно теряет прочность по сравнению с оригиналом. Это одна из причин, по которой углеродное волокно не получило широкого распространения.

Стоимость принтера Mark One составляет $5000. Предварительные заказы можно будет разместить с февраля, с доставкой во втором полугодии 2014 года. Сайт производителя: http://markforged.com/

Статья подготовлена для 3dtoday.ru