О чём пишут научно-популярные журналы мира
Всё меньше непечатного
Принтеры для автоматической печати текстов и рисунков восходят к первому такому устройству, разработанному (но не реализованному) английским математиком и механиком Чарльзом Бэббиджем в начале XIX века. Бэббидж создавал механический компьютер, а принтер должен был служить для распечатки результатов. Но методы металлообработки того времени не обеспечивали точность деталей, необходимую для вычислительного устройства.
В наше время принтеры знакомы каждому, кто имеет дело с компьютером, и печатают они не только буквы и цифры, но и рисунки, и фотоснимки. В 1990-х годах появились и 3D-принтеры, под руководством компьютера создающие объёмные конструкции. Но до недавних пор на них печатали преимущественно всякую мелочь: зубные коронки для стоматологов, компоненты моторов, небольшие модели проектируемых автомобилей и других машин. Однако сейчас уже печатают всё более крупные предметы. Так, в университете штата Мэн (США) испытывается патрульный катер длиной 8 м, напечатанный за 72 часа. Уже несколько лет назад в Италии напечатали целый дом (см. «Наука и жизнь» № 4, 2016 г., с. 10), а в Нидерландах — стальной мостик через канал (см. «Наука и жизнь» № 5, 2019 г., с. 16).
Размер «печатной продукции» определяется размером самого принтера, который обычно не крупнее большого домашнего холодильника. Но для печати мостов, домов и катеров строится нечто вроде строительных лесов — клетка, по перекладинам которой ездит печатающая головка, управляемая компьютером. В центре клетки постепенно, слой за слоем, возникает объект из термопластичной смолы с наполнителем из углеродных волокон. Слои толщиной в доли миллиметра. Устройство из университета штата Мэн может печатать объекты размерами 7×30 м и в высоту до 3 м, выбрасывая в час из печатающей головки 70 кг материала. После окончания работы печатающая головка заменяется шлифовальной, которая снимает всяческие заусенцы и другие мелкие дефекты печати. Инженеры работают сейчас над тем, чтобы ускорить процесс до 230 кг в час и сделать материал более экологичным, заменив до половины печатной смеси древесными опилками. Если печатается металлический предмет, например мост, материалом служит стальная проволока, расплавленные капли которой наращивают по схеме будущего изделия, заложенной в компьютер.