Исследователи из Пермского политехнического университета создали новый метод 3D-печати для крупных изделий. Эта инновационная технология применяет «умные» подвижные элементы, встроенные в принтер, которые поддерживают нависающие части, предотвращая их деформацию. Такой подход дает возможность печатать объекты с более сложной формой — включая мебель, лодки и авиационные крылья, что расширяет промышленный потенциал и снижает издержки производства. Подробнее читайте в статье «Известий».

Ключевые преимущества новой технологии

Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета совместно с экспертами компании «Ф2 Инновации» создали инновационный способ 3D-печати для крупногабаритных изделий, который решает долгосрочную проблему с нависающими элементами и сложными углами. Ранее это препятствовало изготовлению крупных изделий для авиационной, медицинской и электронной промышленности. Теперь эта преграда устранена: технология позволяет изготавливать крупные детали с выступами, впадинами и углами без необходимости применять временные поддержки, что экономит время и улучшает качество продукта.

Традиционная 3D-печать полимеров работает по принципу плавления и послойного нанесения пластика, формируя объект. Однако при наличии выступов, впадин или углов (например, 45 или 90 градусов), следующий слой пластика может свисать в пустом пространстве без опоры, что приводит к деформации и порче изделия. Ранее решением были одноразовые пластиковые поддержки, однако они требовали значительного расхода материалов и времени.

Разработанный метод более прост и эффективен: вместо пластиковых конструкций используются механические элементы — металлические пластины и подвижные механизмы, встроенные непосредственно в 3D-принтер. Они поддерживают нависающие участки во время печати, не становится частью готового изделия и не мешают работе экструдера. Форма этих механизмов изменяется в процессе — они складываются, перекрываются или крепятся к оборудованию, удерживая пластик без напряжений и деформаций.

— «Механические элементы работают синхронно с экструдером. Управляющая система, основанная на цифровой модели, заранее определяет области, требующие поддержки. Благодаря этому, «умные» опоры всегда размещаются в нужных местах и своевременно убираются. По завершении печати они просто удаляются, не оставляя следов на поверхности. Такой процесс позволяет обеспечить непрерывную и бездефектную печать», — рассказал «Известиям» доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ, кандидат технических наук и научный советник «Ф2 Инновации» Игорь Безукладников.

Изобретение уже получило патент и внедрено в серийные 3D-принтеры компании.

В пресс-службе Пермского политеха сообщили, что технологическое решение удваивает площадь печати, что позволяет создавать более крупные и сложные изделия для авиационной, химической, космической и электронной промышленности. Уже по этой технологии напечатали лодки, барные стулья и столы, лавочки для городского парка в Перми, а также арт-объекты для международных мероприятий, выставок и городских праздников.

Выгоды 3D-печати

По мнению Игоря Безукладникова, описанный метод 3D-печати расширяет возможности создания как промышленных, так и дизайнерских изделий, делая технологию универсальной для разных сфер.

— «Аддитивные технологии остаются одним из наиболее перспективных направлений в производстве. Список изделий включает как металлические и пластиковые детали машин, так и биоструктуры, сделанные из специального геля», — поделился с «Известиями» директор Центра спортивного программирования, алгоритмической робототехники, кибербезопасности и киберспорта Уфимского университета науки и технологий Святослав Пегов.

По его словам, пластик для печати поддержек может составлять значительную часть себестоимости изделия и требует дополнительных затрат времени на очистку. Сегодня эту проблему решают пятиосные 3D-принтеры с поворотной платформой и дополнительными модулями, которые изменяют положение изделия во время печати, но использование такой аппаратуры при изготовлении крупных объектов связано с большими расходами.

— «Идея использования многоразовых поддержек перспективна в сегменте печати крупных пластиковых деталей без сложной криволинейной геометрии. Принтер с такой функцией может стоить значительно меньше пятиосевого, а также проще и дешевле в обслуживании. Однако до универсальных фабрикаторов из фантастических фильмов пока еще далеко», — отметил заведующий лабораторией Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н.Э. Баумана Вячеслав Богачев.

«Умные» поддержки не только уменьшают расход материалов и сокращают время производства, но и делают оборудование более привлекательным для бизнеса. Кроме того, они подходят для масштабных 3D-пространств при создании крупных изделий, открывая новые перспективы для производства, добавил эксперт.