Копировальные станки пришлось изобретать как бы заново. В них до конца 40-х годов прошлого века сохранялся принцип ощупывания модели. Но делалось это при помощи более точных гидравлических, а затем и электрических устройств.
С появлением процессоров появились и станки с программным управлением, которые кусок металла при помощи фрез и резцов превращали в деталь на основе ее математической модели. Сегодня станки с программным управлением достигли огромного совершенства. Например, при изготовлении камеры ракетного двигателя, имеющей форму кувшина, они фрезеруют на ней канавки для охлаждения, оставляя при этом стенку толщиною всего 0,6 мм. Стоят такие станки более миллиона долларов и полностью оправдывают себя лишь при изготовлении особо ответственных деталей.
Однако давно уже существует потребность в небольших дешевых станках, способных гравировать печатные платы, надписи и узоры, делать скульптуры и рельефные украшения из дерева и пластмасс по командам компьютера. Создать их на основе сверхсложных станков не получилось — выходили слишком дорогими. Решение пришло совсем из другой отрасли.
В конце 60-х годов прошлого века возникла проблема выведения результатов работы компьютера на бумагу. Сначала пытались приспособить для этого пишущие машинки. Но скоро понадобилось отображать информацию множеством различных шрифтов и национальных алфавитов, а также иероглифов. К тому же, компьютер научили бойко рисовать. И тогда пришлось отказаться от принципа печати готовых знаков и вернуться к своеобразному рисованию.
Появился принтер — устройство, которое печатает только точки, и притом с громадной скоростью, а уж из них собираются любые знаки, линии, целые картины. И вот кому-то пришла в голову замечательная мысль — «печатать» на принтере точки при помощи быстро вращающейся фрезы наподобие зубоврачебного бора.
Так появился «2D принтер» — фрезерный станок, способный прорезать на плоскости линии любой формы, но строго заранее установленной глубины. Позже к нему добавили устройство для перемещения режущего инструмента по вертикали. Получился «3D принтер». (Буква «D» — это взятое из математики обозначение пространственных осей, а цифра — их число.)
Но вернемся к 2D принтерам. Особой его разновидностью стал «плоттер». Это станок, вырезающий фигуры из разноцветной пластиковой пленки, наклеенной на бумагу. Такие фигуры сегодня очень широко применяются для оформления витрин. Плоттер — это по существу принтер, в котором печатающая головка заменена лезвием ножа. Это лезвие постоянно разворачивается относительно вертикальной оси при помощи специального электропривода и всегда стоит по касательной к вырезаемой линии.
Применяют плоттеры не только для изготовления художественно-декоративных изделий. При производстве интегральных схем, из которых состоит, к примеру, компьютер, приходится вначале очень точно их вычерчивать в большом масштабе, фотографировать.
Рисунок схемы настолько сложен, что человек делал бы его много лет. Да и точность рисования на бумаге столь мала, что во избежание искажений пришлось бы взять лист бумаги площадью в несколько десятков квадратных метров! И тут помог плоттер. Черную непрозрачную пленку наклеивают на небольшой лист стекла, и плоттер разрезает его своим лезвием с точностью до тысячных долей миллиметра.
Сейчас в области производства 2- и 3D принтеров мировым лидером является компания Roland, накопившая огромный опыт в изготовлении 3D станков, управляемых с помощью персонального компьютера. На их основе этим предприятием изготовлены 3D сканеры, которые позволяют сканировать любую объемную вещь. Ведь далеко не всегда удобно и можно задавать форму будущего изделия, например статуэтки, с помощью математических формул. Для художника проще сделать статуэтку из пластилина.
Пластилиновую модель устанавливают в 3D сканер. Здесь каждая точка ее ощупывается иглой, и координаты заносятся в компьютер. Процесс идет практически без давления на поверхность, значит, без ее повреждения. Удается сканировать даже столь нежные объекты, как… ягоды клубники. Объемное изображение объекта можно в компьютере увеличить, уменьшить, сделать зеркальным или изогнуть и тут же вывести на «печать» — выполнить в любом материале, вплоть до стали.
