Пермский аспирант сделал 3D-принтеры быстрее и «металличнее»

Группа разработчиков во главе с аспирантом Пермского национального исследовательского политехнического университета Евгением Матвеевым разработала модуль для печати (экструдер) для 3D-принтера. Новинка позволит заметно быстрее распечатывать нужные предметы, а также существенно расширит возможности использования для печати металлов, термостойких композитов и пластиков. Об этом сообщается в поступившем в редакцию пресс-релизе.

Новый 3D-принтер получил обозначение FDM ver. 2.0. Согласно разработчикам, с обновленным экструдером он сможет печатать не просто в несколько раз быстрее и при этом точнее, но и будет работать с материалами, имеющими температуру плавления свыше 1000 градусов по Цельсию.

Типовые коммерческие 3D-принтеры сегодня годятся только до рабочих температур в 200−300 градусов. Использование в экструдере высокопрочных и жаростойких сплавов, вместо обычных латуни и бронзы, позволит поднять пропускную способность устройства до 800−1000 миллиметров в секунду. Типовой коммерческий аналог, как правило, ограничен 200−300 миллиметрами в секунду.

Особо подчеркивается, что экструдер является фактически универсальным. Его можно установить на 3D-принтер стороннего производителя, тем самым заметно подняв его рабочие температуры и скорость печати. В настоящий момент, после получения рабочего прототипа, пермские инженеры планируют создать первую партию экструдеров, открыть предзаказ на них и вступить в кооперацию с производителем композитов.

В начале марта 2018 года проект стал победителем трека TechNet акселератора GenerationS от РВК, где выиграл 500 тысяч рублей и был приглашен на финал акселератора. Авторы разработки отмечают, что на рынке есть специализированные и дорогие продукты с подходящими параметрами. Например, Dynoma 3D и I3D могут печатать так же быстро, как и новый принтер пермяков. Принтеры Markforged и Anisoprint способны работать с металлами. Однако редко кто сочетает обе возможности в одной установке.

Кроме того, принтеры такого уровня стоят по 40 000 евро. В то же время новый экструдер намного дешевле и позволяет даже сравнительно простым по конструкции принтерам добиваться результатов дорогих устройств. Мировой рынок 3D печати — более 300 миллиардов рублей в год (причем он быстро растет), российский рынок — 1 миллиард. Разработчики считают, что доля их разработки на этом рынке может дойти до 200 миллионов рублей.

В настоящий момент уже запущен совместный пилотный проект команды разработчиков с Пермским государственным медицинским университетом им. Е. А. Вагнера. В его рамках создаются тренажеры для студентов-медиков, предназначенные для обучения методике трепанации черепа и взятия пункции спинного мозга (забор образцов спинномозговой жидкости). Для того чтобы быстро получить макеты нужной формы и текстуры в детали из пластика при печати добавляется костная мука, что дает конечный продукт, очень близкий к настоящим костям, с которым предстоит работать врачам на практике. Затем эти детали применяются и в учебном скелете.

Впрочем, возможности нового экструдера по работе с металлами также оказались востребованы. Сейчас две крупные российские компании обратились к разработчикам с просьбой прислать несколько образцов печати и необходимых для них деталей для проверки и тестирования.

Заказчики планируют применять FDM ver. 2.0 для печати высокотемпературными материалами производственной оснастки, ряда деталей для корпусов малосерийных квадроциклов и снегоходов. Хотя в массовом производстве традиционные методы изготовления металлических деталей все еще дешевле, в малосерийном производстве объемная печать уже активно наступает. Например, некоторые детали ракетных двигателей производства SpaceX изготовляют именно таким способом.