Ламинирование методом селективного осаждения (SDL): 3D-печать на бумаге

Ламинирование методом селективного осаждения (SDL): 3D-печать на бумаге

История и происхождение технологии

Технология селективного осаждения слоев (SDL), известная как 3D-печать на бумажной основе, была разработана в 2003 году братьями Конором и Финтаном Маккормаками. Она представляет собой усовершенствованный подход к послойному ламинированию, призванный устранить недостатки предыдущей технологии LOM (Laminated Object Manufacturing).

В LOM применялся лазер и сплошное склеивание всех бумажных слоёв, включая опоры, что делало отделение готовой модели чрезвычайно сложным и часто разрушительным. В отличие от этого, SDL использует режущий инструмент вместо лазера и выборочно наносит клей, соединяя только необходимые для модели участки.

Подготовка: создание цифровой модели

Всё начинается с цифрового 3D-файла. Принтеры компании Mcor работают с наиболее распространёнными форматами файлов — STL, OBJ и VRML (в последнем случае поддерживается цветная печать). Эти форматы создаются большинством CAD-систем, включая бесплатные инструменты, такие как SketchUp.

Компания Mcor поставляет собственное программное обеспечение SliceIT, которое "нарезает" модель на бумажные слои толщиной, равной одному листу бумаги. Пользователь может также задать расположение модели внутри рабочей области принтера.

SliceIT работает на стандартном ПК с 64-битной ОС Windows (от Windows 2000 до Windows 7) и подключается к принтеру через Ethernet-интерфейс.

Процесс печати

1. Подготовка печати
   Первый лист бумаги вручную устанавливается на рабочую платформу. Он используется как базовый слой. Затем начинается автоматическая подача данных из SliceIT, и принтер приступает к формированию модели.

2. Нанесение клея
   На верхнюю поверхность листа наносится клей. Причём он распределяется избирательно: более прочный клей наносится на участки будущей модели, а менее прочный — на зоны поддержки.

3. Наложение следующего листа
   Новый лист подаётся из бумажного лотка, точно совмещается с предыдущим, и на него оказывается давление через горячую пресс-пластину, что обеспечивает прочную адгезию между слоями.

4. Резка слоя
   После прессования режущее лезвие из карбида вольфрама прорезает бумагу по контуру сечения, создавая форму слоя модели. Эта последовательность повторяется для каждого следующего слоя, пока не будет собрана полная 3D-модель.

Завершающий этап: извлечение модели

Ключевым преимуществом SDL является простота отделения поддерживающих элементов от основной модели. Поскольку клей наносится только в нужных местах, связи между слоями модели значительно прочнее, чем в зонах поддержки. Кроме того, опорные элементы спроектированы таким образом, чтобы "распадаться" на отдельные маленькие фрагменты, облегчая их удаление вручную — без использования химикатов или острых инструментов.

Готовая модель: характеристики и возможности

Результатом печати является твёрдая, надёжная и устойчивая к разрушению структура. По сути, конечный объект — это спрессованная бумага, которая напоминает дерево по своей плотности и текстуре. Изделие можно дополнительно шлифовать, окрашивать, обрабатывать лаком или иным образом модифицировать в зависимости от требований проекта.

Модели, созданные методом SDL, приятны на ощупь, долговечны и экологичны, а технология позволяет производить полноценные 3D-объекты из обычной офисной бумаги — без вредных отходов и токсичных материалов.