
Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, начиналось как способ создания небольших трехмерных объектов для личного использования и воспринималось как новинка. Однако с течением времени возможности методов аддитивного производства стали очевиднее, и теперь это признанная технология для изготовления мелких, а иногда и сложных деталей. С тех пор аддитивное производство расширилось до создания гораздо более крупных конструкций. Недавно к ним присоединилась лодка весом более 2 тонн и длиной более 7 метров; на сегодняшний день это самая большая 3D-печатная лодка в мире.
Эта 2-тонная 3D-печатная лодка была создана исследователями Университета штата Мэн с помощью крупноформатного полимерного 3D-принтера. Разработанная Центром передовых конструкций и композитов UMaine, лодка получила название 3Dirigo и при весе 2,2 тонны и длине 7,62 метра является самой большой 3D-печатной лодкой на сегодняшний день, хотя неизвестно, как долго этот рекорд продержится, учитывая стремительное развитие отрасли. На печать лодки ушло всего 72 часа (3 дня), что очень короткий срок для структуры такого размера.
Помимо мирового рекорда как самой большой 3D-печатной лодки, 3Dirigo установила ещё два рекорда, всего три мировых достижения. Другие рекорды были присуждены за самый крупный 3D-печатный цельный объект и самый большой 3D-принтер. Исследования стали возможны благодаря федеральному гранту в размере 20 миллионов долларов, полученному Университетом штата Мэн и Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL), на развитие крупноформатной программы аддитивного производства с использованием материалов, содержащих древесное волокно.
Производство 3Dirigo стало значительным шагом к реализации инициатив правительственной программы США. Эта лодка была изготовлена как из полимерных, так и из целлюлозных сырьевых материалов, а крупный 3D-принтер, созданный совместно с Ingersoll Machine Tools, предназначен преимущественно для работы с материалами биологического происхождения, в числе которых ключевым является целлюлоза, получаемая из древесины. Это открывает возможности для производства большего числа крупных био-основанных 3D-печатных конструкций в будущем.
Возможности аддитивного производства продолжают удивлять и развиваться. То, что начиналось как инструмент для создания очень мелких объектов, превратилось в уважаемую производственную технологию для изготовления сложных деталей, которые сложно получить другими способами, а также стало методом создания крупных конструкций быстрее и эффективнее традиционных подходов. Например, 3D-печатное жильё стало одним из основных направлений применения крупномасштабного аддитивного производства.
В настоящее время всё больше людей обращаются к крупноформатным полимерным 3D-принтерам, чтобы преодолеть сложности, связанные с этапами сборки и последующей обработки, при этом получая преимущество одноэтапного производственного процесса. Достижения, которых добилась индустрия 3D-печати и крупномасштабной 3D-печати на сегодняшний день, создают прочную основу для дальнейшего развития. С учётом продолжающегося прогресса и появления новых, более инновационных способов использования 3D-принтеров, будущее крупномасштабного аддитивного производства выглядит весьма перспективно, с вероятностью появления всё более крупных и смелых конструкций, которые год за годом будут бить новые рекорды.
В дальнейшем аддитивное производство, скорее всего, будет ключевым в трёх областях: производстве сложных деталей, изготовлении крупномасштабных конструкций и выпуске индивидуальных и уникальных компонентов. Этот процесс идеально подходит для сложных деталей благодаря простоте получения нужных размеров и форм. Применение технологии для крупных конструкций позволит экономить время, средства и ресурсы по мере оптимизации дизайнов и процессов, что особенно актуально для строительной отрасли. Производство уникальных деталей обеспечит возможность замены компонентов, которые больше не выпускаются.
Существует и та сфера, где аддитивное производство вряд ли будет востребовано — это массовое производство простых повседневных предметов. Несмотря на то, что скорость 3D-печати значительно возросла по сравнению с прошлыми годами и продолжает расти, традиционные методы всё ещё способны создавать подобные товары в гораздо больших масштабах и по значительно более низкой цене. Что касается материалов, 3D-печать металлом совершенствуется, но пока не достигает масштабов полимерного аддитивного производства и пока не способна создавать столь крупные объекты.
В перспективе полимеры, скорее всего, сохранят лидирующие позиции в аддитивном производстве, особенно при крупномасштабной печати. Однако с появлением крупных принтеров, способных работать с целлюлозой и, возможно, другими биологическими материалами, можно ожидать появления ещё большего числа крупных био-основанных (или гибридных) конструкций.
