Imprimante 3D – prin extrudere si prin sinterizare selectiva

Scott Crump a brevetat în anul 1989 un procedeu de imprimare 3D complet diferita de fotopolimerizare, și care se aseamana foarte mult cu imprimarea obișnuită, cu jet de cerneala, adică se pulverizeaza materialul lichefiat (topit) pe suprafața de tiparit, strat peste strat. Folosindu-se doua pulverizatoare (care se mai numesc și extrudere) – al doilea având rolul de realiza un suport pentru piesele principale, în final acest strat va fi dizolvat – se pot creea piese complexe, cu părți mobile, asamblate complet.

Cel de-al treilea procedeu de imprimare 3D, brevetat tot în 1989 de către Carl Deckard, are avantajul ca se poate folosi o un numar foarte mare de materiale și se pot creea subansamble sau ansamble, cu părți fixe și mobile, gata montate. Procedeul se numește sinterizare selectiva și necesita o sursa puternica de lumina: un laser sau un tun de electroni. Acesta topește și reuneste controlat particulele din materialul din care se dorește a fi făcut ansamblul, deasemenea în straturi succesive (sectiuni foarte subtiri) ale obiectului de realizat. În acest caz, materialul utilizat nu mai este lichid ci solid, format din granule de dimensiuni mici – 50-100 microni; materialul rămas la terminarea obiectului poate fi utilizat pentru următorul obiect ce se dorește a fi creeat din același material.

Ca orice descoperire utila din zona IT, noile imprimante 3D s-au dezvoltat foarte repede, trecând din zona prototipurilor în zona producției de serie, e drept, pentru început, de seria mica, pana în 10000 de obiecte tiparite – în măsura în care prețurile de tiparire erau sub prețurile fabricatiei „clasice” a obiectelor – adică în în domeniile bijuteriilor și accesoriilor personalizate dar și în aceea a industriei auto și aeronautice.

Imprimante 3D

Cum era de așteptat, au apărut și tipuri de imprimante 3D ieftine, de utilizare casnica, cu care se pot realiza, în general din materiale plastice, orice obiect util sau de divertisment (jucarii). Imprimantele de uz personal sunt, în general sub 500$, folosesc procedeul prin extrudere iar materialul plastic – materia prima, consumabilul – este sub 50$/kg. Evident, pentru a o putea folosi trebuie sa dispunem și de un soft corespunzător pentru modelarea obiectului de imprimat, astfel încât chiar firme de renume au creeat programe de calculator gratuite și destul de avansate: Autodesk 123d, Google Sketchup sau Blender – program destul de avansat, open source. Cum e și normal, calitatea și complexitatea obiectelor tiparite depind de costul imprimantei, cele cu doua sau trei extrudere (care pot tipari obiecte complexe cu componente mobile sau în doua sau trei culori) având preturi în gama 1000-1800$.

În ceea ce privește domeniul industrial, în ultimul timp, o serie de imprimante 3D au ajuns sa  fie utilizate în industria auto și aero de vârf. Astfel, European Aeronautic Defense and  Space Company (E.A.D.S.) are în vedere un nou concept de avionnde curse regulate pe care dorește sa îl obțină cu ajutorul unui printer 3D special construit pentru dimensiuni foarte mari. Un alt producător care anunța intenția de a utiliza aceasta tehologie este arhicunoscutul General Electric Aviation, pentru o serie de 4000 de motoare pentru avioane de mici dimensiuni. Ca știre de ultima ora: o echipa de cercetători australieni au anunțat, în februarie 2015, ca au realizat doua motoare de avioane cu reacție. Ca procedura: au demontat un motor existent, au scanat fiecare piesa cu un scaner 3D și apoi le-au printat, în final executind montajul acestora.

Industria constructoare de automobile utilizeaza da mulți ani printarea 3D, practic toate mașinile moderne contin piese printate, indeosebi cele din plastic – în zona bordului – dar se fac cercetări și pentru realizarea de caroserii întregi (foarte ușoare), precum și de o mare parte a automobilului, acest lucru neputand fi realizat prin metode clasice. Concluzia care se impune este ca imprimarea 3D va pătrunde în toate domeniile unde fabricatia traditionala este prea scumpa sau chiar imposibil de realizat.

Imprimante 3D – Automobil printat la Salonul Auto de la Detroit

Și aici, ca ultima realizare: la Salonul auto de la Detroit, firma Local Motors a realizat, în direct, o mașină electrică cu ajutorul unei imprimante 3D. Acest model a apărut în filmul Transformers 4 și este un crossover ci tractiune integrala – o combinatie de SUV și mașina recreativa – și costa doar 99000$! Mașina se executa doar la comanda și se poate fi pesonaliza într-un mod imposibil de realizat la modelele standard!

Dar nu aceasta a fost revelatia Salonului ci o copie după Renault Twizy – Santi – care va fi obținut, se pare, la un preț de 5500$, deci mult mai ieftin decât prețul de 7000 EUR de la noi, din Romania!