3D-принтер что это и как он работает


Содержание

Как работает 3D принтер и что такое 3D печать

В наш век, век развития технологий, практически все знают или хотя бы слышали о 3D. В основном, люди связывают данную технологию с кинематографом, мультипликацией или фото, однако, все чаще в различных новостях появляется информация о 3D печати.

Что из себя представляют 3D принтеры, как они осуществляют печать и какие возможности в различных сферах науки и творчества сулят нам в будущем, об этом и поведает данная статья.

История появления 3D печати

Хотя 3D печать и начала распространяться относительно недавно, сама технология была зарождена относительно давно. В середине восьмидесятых годов прошлого века, а если быть более точным, то в 1984 году, корпорация «Charles Hull» создала методику трёхмерной печати для воссоздания объектов с применением цифровых данных, а уже в 1986 году, назвала и запатентовала свое изобретение. Техника получила название – стерео литография.

В том же году был сделан первый индустриальный 3D принтер. Спустя время, разрабатывать данную технологию продолжила уже «3D Systems», создавшая в 1988 году принтер для печатания в 3D формате, уже в бытовых условиях. Данная разработка получила название – SLA – 250.

В 1988 году, корпорация «Scott Grump» создала технологию моделировки плавлеными осадкообразованиями, после чего в развитии данной сферы наступил незначительный спад. Однако, спустя три года, а именно в 1991 году, корпорация «Helisys» создает и запускает в широкое производство технологию, способную производить многослойные объекты, а уже спустя год, в 1992 году, корпорация «DTM» демонстрирует миру первую на планете методику избирательной лазерной спайки.

Еще через год, на рынке появляется компания, под названием «Solidscape», начавшая серийный выпуск струйных принтеров, способных создавать детали небольшого размера с четкой поверхностью, при достаточно незначительных затратах.

В тоже время Massachusetts Institute of Technology оформляет патент на трехмерную печать, напоминающую струйную методику, стандартных 2D принтеров. Однако, безусловно, прорыв в развитии данного направления произошел уже в начале нашего века.

В 2005 году миру был представлен первый в истории 3D принтер, который мог создавать цветные объекты. Им оказался принтер Spectrum Z510, от компании «Z Corp». Уже в 2007 году был создан принтер, который мог печатать половину собственных деталей.

Из года в год, возможности и сферы использования 3D принтеров и 3D печати, начали увеличиваться в разы. На сегодняшний день на подобном оборудовании можно воссоздать практически все, от игрушек и мебели, до внутренних органов человека.

Так что же это — печать на 3D принтере?

Конечно же, принцип работы столь высокотехнологичного изобретения достаточно сложен, однако, мы попытаемся объяснить, чтобы это было понятно обывателю. И так, 3D печать – это создание настоящего объекта, по разработанному на компьютере 3D образцу. После того, как объект воссоздан на компьютере, его трехмерная модель сохраняется в STL файле, а затем, 3D принтер, на который вывели файл, необходимый для распечатки, создает натуральный объект.

Процесс печати представляет из себя череду воспроизводящихся действий, связанных с построением 3D моделей, при помощи нанесения на рабочий стол (элеватор) устройства, прослойки материалов, передвижением рабочего стола ниже, к уровню уде созданного слоя и снятием с рабочей поверхности остатков сырья.

Циклы постоянно повторяются: материал накладывается слоем на слой, элеватор опускается каждый раз до того времени, пока на рабочей поверхности не появится изделие в своем окончательном виде.

Принцип работы 3D принтера?

Использование 3D печати – значительная альтернатива классическим методикам создания прототипов и производству, осуществляющему выпуск небольшими партиями. 3D-принтер, отличается от обычного тем, что он создает физические трехмерные объекты.

На сегодняшний день, подобное оборудование способно применять в качестве рабочего материала, фотополимерные смолы, разнообразные виды пластиковых нитей, порошки из керамики и глинометалл.

Что это — 3d принтер?

В работу трехмерного принтера вложен принцип послойного формирования твердого объекта, который «выводится» из конкретного материала (об этом вы узнаете в дальнейшем). Привилегиями данного метода, в сравнении с вариантом создания объекта в ручную, является внушительная скорость, легкость и незначительная стоимость.

К примеру, для формирования трехмерного объекта вручную, придется затратить внушительное количество времени, дни, а возможно и месяцы. Ведь в перечень работ входит не только создание, а и чертежи и схематическое построение планируемого объекта, которые, в конечном итоге, так и не дают полной картины и визуального восприятия объекта в окончательном виде.

По этой причине затраты на разработку увеличиваются, возрастает длительность времени от исполнения до серийного выпуска.

Технология печати трехмерного объекта, в свою очередь, дает возможность отказаться от ручного труда в полной мере. В результате применения 3D технологии, нет нужды в чертежах и расчетах на бумаге. Благодаря программе, модель можно будет увидеть на мониторе со всех сторон и убрать погрешности и недочеты не во время финальной стадии, как это происходит при ручном варианте, а прямо при производстве. А на всю работу будет затрачено несколько часов, что во временном эквиваленте будет быстрее в n-ое количество раз.

Также, стоит добавить, что ошибки, допускающиеся при ручной работе, исключены при применении 3D технологии.

Стоит также отметить, что имеются разнообразные технологии данной печати. Они разнятся между собой способом накладки наслоений изготавливаемого объекта. Перейдем к рассмотрению наиболее популярных из них.

Наиболее популярными являются SLS (селекционное лазерное сплетение), НРМ (накладка наслоений расплавленных материалов) и SLA (стерео литография).

Максимально используемой, в основном из-за своей внушительной скорости при создании объектов, является SLA (стерео литография).

SLA Technology

Принцип работы данной технологии таков – луч лазера посылается на фото полимер, после этого материал приобретает твердую форму.

В качестве фото-полимера применяют незамутненный материал, изменяющий форму под действием влаги.

После того, как материал стал твердым, он может быть подвержен покраске, оклейке, механизированной обработке и так далее. Элеватор размещается в сосуде с фото-полимером. После того, как сквозь полимер прошел лазер и наслоение затвердело, рабочая поверхность опускается ниже.

SLS Technology

Соединение порошковых исходных веществ, при помощи лазерного луча или SLS — единственная в своем роде 3D технология, применяющаяся при создании форм из металлического и пластмассового литья.

Пластиковые объекты имеют великолепные механические качества, из-за чего способны применятся в создании полностью работоспособных изделий. В SLS применяются вещества, очень схожие по свойствам к произведенному конечному продукту: керамика, порошковая пластмасса, сталь.

Порошковые материалы размещаются на рабочей поверхности элеватора и соединяются под действием луча лазера в затвердевший слой, подходящий габаритам модели и обуславливающий её форму.

DLP Technology

DLP – одна из новых технологий 3D печати. Стерео литографические устройства, в настоящее время, обозначаются, как противовес FDM устройствам. Устройства этого типа применяют технологию нумерационного возделывания светом. Возникает логичный вопрос, чем тогда печатают данные принтеры? Ответ прост, для создания трехмерных объектов, данная разновидность принтера применяет фотополимерные смолы и проектор DLP.

Несмотря на оригинальное название, данные аппарат практически ничем не разнится от прочих 3D принтеров. Стоит отметить, что создатели данного устройства, а именно
«QSQM Technology Corporation», уже начали серийно производить свое оборудование. Разницу в работе SLA и DLP вы можете увидеть на изображении ниже.

EBM Technology

Хотелось бы добавить, что SLS/DMLS не единственные варианты, способные создавать металлические трехмерные модели. На сегодняшний день, для воссоздания трехмерных объектов из металла, очень часто применяется электронно-лучевое плавление. Длительные испытания подтвердили, что применение проволоки из металла для плавления слоями, при создании максимально точных деталей, не слишком эффективно. В связи с этим, специалистами был создан специализированный материал, который называется металлоглина.

Глина металл, применяющаяся в виде основы, при электронно-лучевом плавлении, создается из смеси органичного клея, стружки металла и некоторого количества воды. Для преобразования данного материала в твердое состояние, необходимо нагреть его до такой температуры, при которой жидкость и клей испарятся, а стружка переплавится в монолитный объект.


Как функционирует EBM 3D принтер

Очевидно, такая же технология использовалась при работе с SLS принтерами. Однако, есть в ней существенные отличия, EBM преобразовывает для плавления металлической глины сконцентрированные электронные импульсы, а не лазер, как в случае с SLS. Стоит отметить, что преимущество данного метода заключается в том, что печать оказывается более качественная, а детали маленького размера получаются более четкими.

В настоящее время реализуются только EBM принтеры промышленных масштабов, для собственного пользования приобрести их не представляется возможным.

НРМ (FDM) HPM Technology

НРМ позволяет производить, как модели, так и законченные части из классических, конструкторских и значительно эффективных термических пластиков. Единственная в свое роде технология, применяющая термические пластики высочайшего класса, гарантирующие вне аналоговую механическую, температурную и составную крепость деталей.

Печать по данной технологии характеризуется аккуратностью, легкостью в применении и возможностью использования в офисных помещениях. Изделия из термического пластика отлично переносят внушительные температуры, механические нагрузки, попадания разного рода химических элементов, а также чрезмерно сухой или влажной внешней среде.
Растворяющиеся добавочные материалы, дают возможность изготавливать замысловатые несколько уровневые объекты, углубления и просветы, которые было затруднительно получить при помощи стандартных методик. Аппараты, работающие по НРМ, изготавливают детали послойно, разогревая материал до тягучего состояния и вытесняя его, согласно рассчитанным на компьютере порядком.

Для НРМ печати применяются два разных материала — основной, из которого состоит готовый объект и дополнительный, применяющийся для поддержки. Нити каждого материала, выдавливаются из отверстий 3D-принтера в воспроизводящую головку, которая двигается согласно заданным X и Y координатам, и наслаивает плавильный материал, образовывая текущее наслоение, до тех пор, пока фундамент объекта не опустится ниже и не начнется создание последующего слоя.

После завершения создания объекта, необходимо механически убрать дополнительный материал или растворить его при помощи моющего средства. Это финальная фаза, после данных действий изделие готово к последующей эксплуатации.

Стоит отметить, что в наше время, достаточно распространены не только настольные HPM принтеры, но и устройства позволяющие осуществлять ручную печать. Данную разновидность устройств можно назвать «ручкой» для создания 3D объектов.

«Ручки» созданы по такое же технологии, что и принтеры. Они применяют технику плавления слоями. Нить плавится внутри «ручки» до необходимого состояния и выдавливается через незначительных размеров насадку. При внушительной квалификации, можно создавать фигурки вот такого плана.

Безусловно, учитывая то, что все технологии разнятся между собой, принтеры отличаются друг от друга тоже. Принтер рассчитанный на SLA не сможет применить SLS, то есть отдельный принтер заточен под конкретную печатную технику.

3D-печать в цвете

Уникальнейшая технология, дающая возможность создавать объекты любых оттенков и цветов. Знаменательно, что придание цвета изделию, осуществляется во время его создания. Благодаря этому, получаются невероятно реалистичные конструкции. Из-за чего данная технология невероятно популярна среди дизайнеров.

Очень часто, в виде рабочего материала используется порошок, разработанный на гипсовой основе. Специальные ролики и щеточки создают незначительный по толщине расходный слой. После этого, при помощи двигающейся головки, на нужные части переносятся микроскопические капельки материала, напоминающего клей (перед началом работы, ему предают необходимый цвет). По составу, он напоминает цианокрилатный клей. Слоями формируется конечный объект необходимых цветов. Финишная отделка объекта цианокрилатом, гарантирует его блеск и крепость.

Производственные и подручные 3D-принтеры, печатающие в цвете

В наше время существуют самые разные 3D-принтеры со множеством цветов. Благодаря им, в домашних условиях, изготавливаются изделия различных цветов. Однако, основная масса подобных аппаратов предназначается для высокопрофессионального применения.

Высокопрофессиональная 3D печать в цвете производится благодаря:

    Линейке «Zрrintеr» выпускаемой «3D Sуstems». Данный агрегат способен изготавливать внушительные по размерам изделия, различных цветов и оттенков. Оборудован он пятью картриджами и возможностью загружать рабочий материал в автоматическом режиме. Технология практически полностью автоматизирована, так что настраивание или контролирование этапов создания не обязательны. Масса подобного устройства составляет около трехсот сорока килограмм, а стоимость в пределе 89-129 тысяч долларов.

  • Мсor Iris в полном цвете. Изделия различных цветов изготавливаются методом склейки клочков бумаги. Устройство от фирмы «Мсоr Тесhnologies Ltd.» изготавливает внушительные объекты различных цветов с хорошими прочностными показателями. Количество генерируемых цветов, составляет, не много, ни мало, один миллион, цена в районе пятнадцати тысяч долларов.
  • Модели для домашнего применения:

    1. 3D Тоuch. Устройство функционирующее по технологии FDМ. Устройство может быть оборудовано от одной до трех экструзионных головок. Использует АВS или РLА пластик. Масса около тридцати восьми килограмм, стоимость до четырех тысяч долларов.
    2. ВFB 3000 РАNTHER – первый реализуемый на рынке цветной принтер. Цена на данный агрегат составляет почти две с половиной тысячи долларов. В его работе используется классическая пластиковая нить. Для использования необходима нить трех различных оттенков.
    3. Наиболее бюджетная модель – РroDеsk3D. Для изготовления объектов, применяется пяти картриджная система. В качестве рабочего материала допускается РLA или АВS пластик. Устройство оборудовано автоматической настройкой. Цена две тысячи долларов. Показатели разрешения печати невнушительны, и это один из главных минусов данного бюджетного устройства.

    Где применяется 3D печать

    3D печать дала возможность расширять возможность различных сфер деятельности, таких как: строительство, медицина, образование, дизайн и многое другое.

    В архитектурном плане, данное направление дает возможность изготавливать макеты строений в объеме, да и не только отдельные строения, но и целые районы с указанием инфраструктуры (парки, тротуары, остановки, дороги, фонари и так далее).

    Плюс ко всему, из-за дешевизны применяемых материалов, себестоимость данных проектов становится гораздо ниже, чем была ранее. А почти четыреста тысяч различных оттенков и цветов, дают возможность воплощать в жизнь все имеющиеся в голове архитектора фантазии.

    Благодаря развитию подобных технологий, можно смело сказать, что в ближайшем будущем постройка зданий станет куда проще. Инженерами из Соединенных Штатов Америки уже разработана новая система создания 3D объектов внушительных размеров. Она функционирует, как строительный кран, создающий стены из наслоения бетона.
    Подобное устройство, может соорудить каркас двухэтажного жилого дома, менее чем за сутки.

    В основном данные технологии применяются для создания элитарных изделий, предметов искусства, различных прототипов или высокоточных деталей.

    В медицинской отрасли, с помощью 3D принтера, врачи уже научились создавать точную копию скелета человека и человеческую кожу, благодаря чему они смогут более тщательно усовершенствовать свое мастерство. Не так давно, ученные сделали прорыв в попытках создания внутренних органов человека. Шесть лет назад на 3D принтере удалось создать живую почку.

    Популярными 3D принтеры становятся у дантистов и стоматологов. Ведь при использовании новейших технологий, процесс создания протезов ускоряется в разы, в сравнении с нынешним их изготовлением.

    Невероятно, но факт, возможности, открывающиеся перед 3D печатью, не имеют границ. Они способствуют упрощению жизнедеятельности человека во всех сферах.

    Устройства, которые создают пищу, протезы конечностей, внутренние органы человека, обувь – это не история из фантастической книжки, это сегодняшние реалии.

    Надеемся, данная статья заинтересовала вас и стала для вас полезной. Учитесь, совершайте каждый день новые открытия и стремитесь к познаниям, ведь учение – это свет!


    Что такое 3D печать – основы работы с 3D-принтерами

    Что такое 3D печать? 3D печать берёт 3D компьютерную модель и превращает её в настоящий объект. Это достигается путем добавления слоёв материала, обычно один слой за раз, что позволяет сравнительно легко создавать практически любую форму.

    Как работают 3D-принтеры

    В большинстве домашних 3D-принтеров используется моделирование методом осаждения с плавлением (FDM). При этом используется нить из пластика, немного похожая на обычную швейную нить. Нить подается из рулона в нагретую головку, которая расплавляет пластик. Чтобы начать производство детали, головка выдавливает расплавленный пластик на основание станка. Голова движется над основанием, осаждая первый слой материала.

    Как только первый слой завершен, головка перемещается вверх на толщину первого слоя и начинает наносить следующий слой поверх него. Объект строится слой за слоем.

    Популярные 3D-принтеры FDM включают MakerBot и Ultimaker. Вы даже можете создать свой собственный принтер, следуя инструкциям в проекте с открытым исходным кодом RepRap.

    Как использовать 3D-принтер

    Загрузите 3D-модель, которую хотите распечатать, или создайте её самостоятельно. Вы можете найти проект для загрузки на Thingiverse или GrabCAD. Для разработки модели вы можете использовать Google SketchUp или Blender. Для технических деталей лучше использовать программное обеспечение автоматизированного проектирования (CAD), такое как SolidWorks.

    Если это ещё не так, преобразуйте вашу модель в формат 3D-печати, такой как файл .STL или .OBJ.

    Импортируйте свою модель в программное обеспечение для нарезки, такое как MakerWare, Cura или Simplify 3D. MakerWare работает с 3D-принтерами MakerBot. Cura и Simplify 3D создают G-код, который работает с большинством 3D-принтеров.

    Настройте сборку в вашем программном обеспечении для нарезки. Сначала вы должны решить, как сориентировать вашу модель на 3D-принтере. Для FDM необходимо минимизировать свесы круче 45 градусов, так как для этого потребуются опорные конструкции. При определении ориентации вы также можете подумать о том, как будет загружена модель, чтобы слои не были легко разделены. Вы также можете контролировать, как структуры поддержки добавляются в модель.

    Для экономии времени и материалов, модели, как правило, создают непрочными. Вы указываете процент заполнения (обычно 10-35 процентов), количество слоев периметра (обычно 1-2) и количество нижнего и верхнего слоев (обычно 2-4). Есть много других вещей, которые следует учитывать при подготовке вашей модели для 3D-печати.

    Экспортируйте программу, обычно это файл G-кода. Программное обеспечение для нарезки преобразует вашу модель и указанную вами конфигурацию сборки в набор инструкций. Ваш 3D-принтер будет следовать им, чтобы напечатать объект.

    Перенесите программу на свой 3D-принтер, используя SD-карту, USB или Wi-Fi.

    Распечатайте модель на вашем 3D принтере.

    Когда 3D-принтер завершит сборку вашей модели, вам нужно будет извлечь её и, возможно, очистить. Вы должны удалить любые опорные конструкции и стереть все оставшиеся комки мелкой наждачной бумагой.

    Другие типы 3D-печатных машин

    В прошлом 3D-печать называли быстрым прототипированием, поскольку именно для этого она использовалась. В современной промышленности 3D-принтеры могут производить высококачественные детали, и обычно используется термин аддитивное производство. 3D-печать обычно используется для обозначения как промышленного аддитивного производства, так и 3D-принтеров, предназначенных для создания домашних моделей.

    В промышленном аддитивном производстве обычно используется лазерный 3D-принтер. Они часто имеют резервуары, заполненные порошкообразным или жидким материалом. Лазер затем прослеживает профиль на поверхности материала, формируя его в сплошной слой. Ультрафиолетовые лазеры используются для отверждения жидкой смолы в твердый пластик. Мощные лазеры используются для нагрева порошкового пластика, металла или керамики.

    Будущее 3D-печати

    Вы, наверное, где-то читали, что ваш домашний 3D принтер скоро сделает всё, что вам нужно. Вы просто скачаете файл, и он распечатает вашу одежду, запчасти для автомобиля и, возможно, даже ужин. Принимайте такие утверждения с большой долей скептицизма.

    Цукерберг рекомендует:  Github - Затруднения с gitgithub

    В одном впечатляющем сообщении утверждается, что 3D-принтеры в Китае строят 10 домов в день по цене всего 5000 долларов за дом. На самом деле, каждый 3D-объект был всего лишь одной комнатой, и имел только стены и крышу, которые составляют менее 10 процентов от стоимости дома. Большая часть стоимости строительства приходится не на основу. Другие вещи, такие как сантехника, электрика, изоляция и столярные изделия, стоят намного дороже. Так что не надейтесь купить свой следующий дом за 5000 долларов.

    В большинстве случаев детали, полученные путём 3D-печати, либо имеют гораздо более низкое качество, либо значительно дороже, чем детали, изготовленные с использованием более традиционных методов.

    3D-печать совсем не близка к замене традиционного производства.

    Так чем же хороша 3D-печать?

    3D-печать использовалась десятилетиями для создания быстрых прототипов с низкой прочностью. Этот тип 3D-печати теперь доступен по цене, подходящей для домашних моделей. Это также может быть полезно для замены вещей в доме, которые трудно найти, таких как декоративные ручки на мебели. Если деталь не должна быть особенно прочной, 3D-печать может быть хорошим вариантом.

    В промышленности 3D-принтеры используются для производства сложных аэрокосмических компонентов, оптимизированных по прочности и весу. Если требуется много очень детализированной обработки или литья, 3D-печать может быть экономичной.

    Что такое 3D принтер? Принцип работы и виды. 3D-печать в России

    Сегодня речь пойдет о 3D-принтерах – расскажем всё, что вы хотели бы знать: принцип работы, устройство, разновидности, а также затронем тему развития трехмерной печати в России.

    Как устроен 3D-принтер

    Общая схема, по которой работают все 3D-принтеры, основана на возможности линейно двигаться в трех измерениях. Приборы оснащают высокоточными шаговыми двигателями и контроллером, отвечающим за порядок перемещения этих двигателей. Автоматизированная система передвигает печатающую головку, в нужный момент выдавливая материал (например, расплавленную пластмассу). Слой за слоем создается фигурка, изначально заложенная в программу. В основе лежит принцип работы «картезианского робота» (устройство, способное передвигаться по картезианским координатам, более известным каждому школьнику, как Декартовы координаты – X, Y, Z).

    Примерная схема печатающей головки 3d принтера

    Несмотря на кажущуюся сложность, все компоненты, используемые в 3D-принтерах, изобретены уже давно и активно используются в других областях. Устройство состоит из таких частей:

    • Экструдер. Именно эта деталь чаще всего совершенствуется в новых моделях и считается самой сложной и тонкой частью механизма. Состоит из термальной головки и привода, выдавливающего нить пластика. Работает так: в принтер заправляется катушка с нитью, привод разматывает и выталкивает ее, подавая к термальной головке (называемой также камерой). Головка обычно представляет собой нагреваемый алюминиевый элемент, который расплавляет нить. В полужидком состоянии вещество выдавливается через отверстие печатающей головки.
    • Линейный двигатель. От его разновидности зависит скорость печати 3D-принтера и долговечность устройства. Для каждой оси координат используется отдельный гладкий стержень, работающий вместе с подшипниками. Подшипники бывают пластиковыми, стальными, бронзовыми и т.д. Бронзовые сложнее всего калибровать во время сборки, но зато они менее шумные.
    • Фиксаторы. Чтобы линейные приводы не выходили за пределы рабочего поля, нужны ограничители – фиксаторы. На функциональность работы они не влияют, но их наличие делает печать значительно более точной и аккуратной. Встречаются модели с оптическими или механическими фиксаторами.
    • Платформа. Поверхность размером 100-200 кв.мм., на которой будет создаваться готовая фигура. Производители обычно делают платформу подогреваемой – это нужно, чтобы не допустить трещин или разрывов на модели, обеспечить сцепление между отдельными слоями, а также между первым слоем и самой платформой. Площадка изготавливается обычно из алюминия или стекла – вещества с хорошей проводимостью тепла.

    А теперь подробнее рассмотрим, как на 3D-принтере создается необходимая фигура.

    Как происходит печать

    В то время как обычный принтер способен лишь воссоздавать на плоской бумаге электронную картинку, трехмерный работает с более сложной информацией.

    Программное Обеспечение для 3d принтера


    Сначала с помощью специального программного обеспечения создается модель будущего объекта, затем ее загружают в принтер, который по описанной выше технологии создает физический объект. Такой способ называется прототипированием. Но сейчас есть еще несколько принципов работы 3D-принтеров, разработанных на его основе:

    • Стереолитография (SLA). В роли основного материала выступает смесь жидкого полимера со специальным реагентом, служащим для отвердевания пластика (напоминает эпоксидку). Ультрафиолетовый лазер отвечает за полимеризацию смеси в нужный момент. Фигура строится на подвижной платформе, соединенной с небольшим «лифтом», перемещающим заготовку вниз или вверх на расстояние одного слоя. Когда лазерный луч погружается в полимер, то останавливается на местах, которые должны затвердеть. После формирования слоя лифт поднимает или опускает заготовку.
    • Выборочное лазерное спекание (SLS). Не секрет, что технологии 3D-печати внедрены уже почти во все области производства. Не стала исключением и металлообработка, именно здесь применяется метод SLS. В качестве материала выступает композитный порошок, содержащий в составе частицы размером 50-100 мкм. Порошок равномерно наносится слой за слоем, после чего «запекается» лазером. Технология очень экономичная и практически безотходная, если сравнивать с традиционной резкой, литьем, фрезеровкой, сверлением и т.д.
    • Многоструйное моделирование. Уникальная разработка американской компании 3D Systems, похожая на стандартную струйную печать в обычных принтерах. В процессе задействовано несколько десятков или даже сотен сопел, которые рядами выстроены на печатающей головке. «Чернила» нагреваются, слоями опускаются на рабочую поверхность, затем отвердевают при комнатной температуре.

    Это лишь основные и наиболее распространенные методы, на самом деле существует масса более редких, узкоспециализированных вариантов – например, УФ-облучение через фотомаску (SGC), послойное склеивание пленок, склеивание порошков, ламинирование листовых материалов (LOM) и другие.

    Области применения 3D-печати

    Технология нашла применение практически во всех сферах деятельности человека:

    • образовании;
    • архитектуре;
    • науке;
    • машиностроении;
    • медицине;
    • кулинарии;
    • приборостроении;
    • производстве одежды и обуви.

    Например, в 2013 году ученые смогли напечатать на принтере ряд синтетических веществ, обладающих свойствами органических клеток и даже элементы живой ткани. Материалом выступали стволовые клетки. Тогда же в 2013 мир услышал об инновационном хирургическом устройстве BioPen, способном непосредственно во время операции наращивать ткани пациента.

    А ученые из Великобритании выяснили, что в роли легкоплавкого материала хорошо себя показывает шоколад. В результате появилось устройство для кондитеров, позволяющее создавать необычные шоколадные фигурки для тортов или других блюд. Воплощение идеи заняло немало времени, так как по сравнению с пластмассой шоколад менее склонен держать форму. Но оснащение устройства специальными системами охлаждения и подогрева выровняло ситуацию. Такие приборы сейчас пользуются востребованностью в кофейнях, ресторанах, кондитерских магазинах и фабриках.

    Шоколадный 3d принтер

    После изобретения шоколадного 3D-принтера начали распространяться технологии и для других продуктов. Посмотрите на пиццу, напечатанную устройством от компании Foodini:

    Пицца, распечатанная на 3d принтере

    В архитектуре с помощью 3D-печати удобно создавать макеты зданий. Это в несколько раз дешевле и удобнее, чем традиционные методы.

    Макет дома, распечатанный на 3d принтере

    С развитием технологий трехмерная печать позволила разрабатывать даже очень крупные объекты – вплоть до автомобилей весом в несколько центнеров. Такой автомобиль напечатала компания Urbee, и в планах стоит его внедрение в массовое производство.

    Автомобиль, распечатанный на 3d принтере

    Российские разработки в области трехмерной печати

    В России сфера довольно хорошо развита. Есть несколько крупных и множество мелких производителей, выпускающие 3D-принтеры в разных ценовых категориях. Остановимся подробнее на самых известных из них:

    • Бренд PICASO 3D изначально завоевал популярность благодаря необычному дизайну своего первого принтера. Сегодня та модель уже не производится, но есть ряд других. не менее интересных. Последняя разработка компании – Designer X. Цена 149 000 рублей, и это оптимальная стоимость для его набора функций. Модель действительно включает в себя все самые современные технологии, при этом обладает надежностью и стабильностью. Позволяет реализовать абсолютно любые идеи, благодаря производительности печати до 100 куб.см в час и разрешению слоя от 0,01 мм.

    3d принтер Designer X

    • Бренд Magnum считается одним из основных конкурентов PICASO и производителем эталонных 3D-принтеров. Недавно у них вышла на рынок модель Magnum Creative 2 SW (127 000 рублей), это принтер с двумя экструдерами для двухцветной печати или смешивания оттенков. Отличие модели от других двухэкструденрных устройств в наличии технологии Switch, которая приподнимает сопло, когда оно неактивно. Это делает печать бесперебойной и облегчает подготовку заготовок для печати. Текучесть пластика улучшена путем внедрения двустороннего обдува высокой мощности.

    3d принтер Magnum Creative 2 SW

    • Компания IMPRINTA работает с 2013 года. На текущий момент продвигает модель Hercules Strong Duo (299 000 рублей), пришедший на смену весьма популярному Hercules Strong. Новое устройство может печатать одновременно двумя разными материалами, автоматически контролируя и калибруя подачу. Смена материала занимает 2,3 секунды. Принтер работает почти бесшумно и очень точно, благодаря обновленным электронным и механическим узлам. Доступна работа с пятнадцатью разными материалами (ABS, PLA, ASA, PP, ETERNAL, HIPS и т.д.).

    3d принтер Hercules Strong Duo

    • PrintBOX 3D относится к компании RGD, которая с 2007 года занимается работой с ЧПУ-станками. Компания предлагает неплохие и относительно дешевые устройства. Например, современный PrintBOX 3D White (139 000 рублей) с полностью закрытой камерой и принудительным обдувом. Благодаря этому соблюдается нужный температурный баланс, а как следствие, повышается качество печати.

    3d принтер PrintBOX 3D

    • EGL3D – производит стереолитографические принтеры на основе технологии DLP SLA. Владелец может без проблем заменить разделительный антиадгезионный материал, благодаря встроенным ваннам особой конструкции. Также отмечается автономность принтера, то есть не обязательно всегда держать его подключенным к компьютеру. Модель EGL2.1 стоит 275 000 рублей.

    3d принтер EGL2.1

    Помимо изготовления 3D-принтеров, в России активно интересуются печатью с точки зрения создания разного рода объектов. Один из ярких примеров – в 2020 году на Международном военно-техническом форуме будет представлен первый в мире танк, напечатанный на 3D-принтере. Модель называется Т-90МС.

    Танк обладает полноценным функционалом – может участвовать в военных действиях. Оборудован динамической защитой третьего поколения, мощным турбодизельным двигателем, компьютеризированным комплексом для контроля работы трансмиссии и двигателя.

    Модель танка Т-90МС, напечатанного на 3d принтере

    Прогнозы 3D-печати для России и мира

    Совершенно очевидно, что популярность потребительской трехмерной печати имеет только одно направление – рост. Ведь новые принтеры печатают всё более качественно, а цены их при этом становятся всё доступнее. В интернете можно найти огромное количество баз с десятками тысяч готовых моделей, которые остается только загрузить в принтер.

    Пока индустрии недостает одного – качественного пользовательского сервиса. Производители ориентируются больше на корпорации, чем на частных клиентов. Но эта проблема со временем уйдет, и тогда 3D-принтеры прочно войдут в нашу жизнь.

    3D-принтеры: зачем они нужны и как они работают

    Поскольку обычные 2D-принтеры уже утратили потенциал к развитию — развито уже всё, что только можно и нельзя — пора обращать взоры к печати в трёхмерном пространстве. Признайтесь, ведь вы не раз мечтали, чтобы можно было не покупать себе вещи, а просто напечатать их. И сегодня это уже можно, правда, с массой оговорок.

    3D-принтеры сегодня в моде. Выпущено уже несколько сотен моделей, только это ни о чем не говорит: все они работают в основном по одному и тому же принципу, и даже «фирменное ПО» используют одинаковое, отличающееся подчас только цветом кнопочек. Подчеркиваем, что мы говорим о моделях дня сегодняшнего: такие принтеры быстро эволюционируют, и уже завтра (или через месяц) может выйти на рынок что-нибудь революционное и сногсшибательное.

    Итак, что же такое 3D-принтер для домашнего использования? Это устройство, использующее метод послойного изготовления физического объекта из виртуальной 3D-модели. Первые принтеры такого типа появились еще лет 30 назад, и на сегодняшний день представлены десятком разных типов. Перечислять мы их не будем, а пристальное внимание обратим на один, самый доступный обычному пользователю тип сегодня: FDM 3D-принтер. FDM расшифровывается как «моделирование методом наплавления» (Fused Deposition Modeling).

    Принцип действия FDM-принтера прост: раздаточной головкой на поверхность охлаждаемой платформы-основы выдавливаются капли находящегося в разогретом состоянии термопластика. Быстро застывая и слипаясь между собой, капли формируют слои создаваемого объекта. Так и получается в итоге объемный предмет, с которым потом что-нибудь можно сделать.

    Зачем?

    Первое, что нужно для себя понять — а зачем, собственно, нужен 3D-принтер? Что мы хотим — просто развлекаться и создавать модели и макеты? Использовать принтер для ведения бизнеса? Воплощать творческие фантазии? Бизнес, конечно, оценил 3D-печать давно: такие мировые промышленные гиганты, как Airbus, Boeing, General Electric, Ford, Siemens, NASA используют их постоянно; и это не говоря уже об инженерах, ученых, медиках и огромном количестве мелких предпринимателей.

    Дома 3D-принтер открывает широчайшие возможности использования и применения своей фантазии, и поскольку самые дешевые модели стоят от 20 тыс. рублей и выше, они доступны практически каждому человеку с компьютером.


    Применений на самом деле можно найти массу. Кто-то задумает сделать себе стол с макетами, воссоздающие какую-нибудь область реально существующую или фантастическую (скажем, поверхность планеты из «Звездных войн»). Кто-то напечатает себе солдатиков и вспоминает детство. А кто-то печатает паззлы детям, придумывая все новые и новые варианты. К тому же можно создать работоспособный макет чего-то более сложного.

    А один индивидуум вообще напечатал себе пластиковый и полностью работоспособный пистолет, который не виден на металлодетекторах. В связи с этим законники некоторых стран уже начинают беспокоиться на тему срочного внесения поправок в соответствующие законы, дабы не превратить новую технологию в оружие массового уничтожения (хотя Форд тоже не отвечал за то, что кто-то совершал ограбления, пользуясь его машинами).

    В общем, резюмируя, можно выделить несколько основных преимуществ 3D-принтеров: домашнее творчество, использование более сотни различных типов материалов (не только огромное количество самых разнообразных пластиков и полимерных смол, но и металлы, бумага, керамика, ткань, пищевые продукты, соль, лунный и марсианский грунт и даже живые клетки!), универсальность и снижение трудоёмкости (один принтер может заменить несколько сложных агрегатов), простота в использовании (об этом мы поговорим далее), экономичность, быстрота создание объектов и гибкость технологии.

    Кстати, в сферу применения можно включить и медицину: инновационная биомедицинская печать сможет предложить в ближайшем будущем искусственные органы и ткани тела, а сегодня уже можно печатать протезы и хирургические имплантаты.

    Предположим, вы купили себе 3D-принтер, он стоит и занимает места примерно столько, сколько обычный принтер (или, скорее, МФУ), и далее нужно создать в специальной программе объект для печати. А программ таких множество: Google SketchUp, 3DCrafter, 3Dtim, BRL-CAD, FreeCAD и другие (тысячи их). Желательно, конечно, хоть что-нибудь понимать в CAD-моделировании, но и без этого программы достаточно просты для применения даже новичками.

    После смоделированной 3D-версии наступает время её обработки специальной программой (называемой также «слайсером» или «генератор G-кода»). Исходный объект делится на множество тонких горизонтальных слоев и преобразуется в некий цифровой код, понятный 3D-принтеру. Другими словами, генератор создает набор команд, которые указывают 3D-принтеру, как и куда нужно наносить материал при 3D-печати данного объекта. Для пользователя данный этап работы не скажет ничего, потому что фактически принимать участие в нем он в нем не сказать чтобы будет.

    А потом наступает волнительный момент печати (кстати, в Windows 8 есть даже поддержка драйвера 3D-печати для принтера MakerBot). Начинается построение объекта из тонких горизонтальных слоев материала.

    Сам по себе процесс довольно прост. В самом начале рабочая платформа находится в верхнем положении, а печатающая головка накладывает на неё нижний слой объекта. После того, как сформирован первый слой, рабочая платформа опускается на толщину слоя, и печатающая головка накладывает новый слой материала на предыдущий. Данный цикл повторяется до последнего слоя, то есть до момента завершения создания объекта.

    Висящий в воздухе подбородок Ленина был напечатан на недорогом 3D-принтере с подпоркой,

    которая в дальнейшем будет отломана, а подбородок – подрихтован.

    Если же есть необходимость напечатать висящий в воздухе объект (например, гарцующую лошадь), то сегодня для таковых используется разнообразные подпорки, которые после завершения процесса отламываются или отрезаются, а место стыка шлифуется вручную. В дорогих (то есть хороших) принтерах для подпорок используется водорастворимый материал: после печати модели опускается в воду, где лишние подпорки растворяются.

    Параметры печати

    О скорости пока речь и не идёт. Понятно, что создание одного объекта займет далеко не один час работы принтера, поэтому выбор 3D-принтера сегодня состоит в выборе между параметрами и решении, насколько тот или иной параметр важен.

    И самый главный из них — разрешение печати. Здесь под этим понятием подразумевается минимально допустимая высота слоя материала, с помощью которого может печатать данный 3D-принтер. Разрешение печати принято обозначать в микрометрах (мкм, микрон, тысячной доле миллиметра). Понятно, что чем тоньше слои, тем меньше заметен переход между ними: в итоге поверхность объекта более гладкая, а детали — более выразительные. Обратная сторона высокого разрешения — увеличенное время печати, большая нагрузка на печатающие механизмы и быстрый износ. Разрешение печати зависит от технологии работы принтера, точности печатных механизмов, выбранного материала и настроек приложения.

    На сегодняшний день самый точный 3D принтер может печатать с высотой слоя в 50 мкм.

    Вторая важная характеристика — рабочий объём (он же — «область печати» или «зона печати»). От него зависит размер напечатанного объекта. Фактически он обозначает зону досягаемости (охвата) печатающей головки принтера в трех плоскостях.

    Третий пункт — какими типами пластиковых нитей может печатать принтер. Самыми распространенными на сегодняшний день являются ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) и PLA (полилактид). Некоторые принтеры могут печатать обоими типами, некоторые — только одним из них. Но кроме этих двух типов есть и другие (ещё парочка самых распространенных — HIPS — ударопрочный полистирол и PVA — поливинилацетат), и все они обладают рядом физико-химических характеристик: растворимость в воде, гибкость, структура и запах, прочность и даже свечение в темноте. Возможность печати тем или иным пластиком обуславливается наличием/отсутствием подогрева платформы (который в идеале должен присутствовать), рабочим диапазоном температур экструдера (нагревательный элемент, который плавит пластик) и конструкцией камеры для печати. В идеале лучше всего выбирать принтер с максимальным количеством поддерживаемых нитей, чтоб не ограничивать себя — как сейчас, так и в будущем.

    А последний пункт, как ни странно, — страна-производитель. Сейчас на российском рынке можно найти модели из США и Европы, китайские и российские. Американские и европейские модели зачастую завозят в Россию небольшими партиями, а сами компании-производители не имеют официальных представителей в России. Качество китайских моделей на порядки отстаёт от всех прочих, понятное дело, и тут выигрыш идёт больше уже в цене.

    Производители

    Помимо китайских и кустарных принтеров (да, его реально собрать дома самостоятельно), есть несколько моделей, которые популярны больше остальных, и поэтому их поддержка программным обеспечением максимально широка, если можно так говорить о столь новой области. На сегодняшний день это модели MakerBot Replicator 2, PrintBox3D One, Picaso Designer, UP Plus 2, Cube и CubeX. Отличия у каждого из них сводятся к перечисленным в предыдущем параграфе пунктам, размерам камеры и различным дополнительным опциям наподобие Wi-Fi-модуля. Помимо этих моделей, есть, конечно, и другие, но опять-таки нельзя сказать, что они сильно отличаются с технической точки зрения: всё-таки это больше страна-производитель, размеры, скорость печати и количество поддерживаемых типов пластика.

    Вот такие они, поворотные принтеры

    Напоследок нужно сказать про поворотные 3D-принтеры. Они пока что совсем никакой популярностью не пользуются, но у них есть всё-таки ряд существенных преимуществ по сравнению с «традиционными» 3D-принтерами — если последние можно так назвать. Главное из них — 3D-принтер с поворотной платформой обеспечивает больший рабочий объем по сравнению с устройствами, работающими в декартовой системе координат. Такой принтер использует полярную систему координат (радиус и угол), чтобы рассчитать движение печатной головки: система автоматически конвертирует модели, созданные в декартовой системе координат, в полярные координаты. Поэтому с подобным 3D-принтером можно использовать стандартное ПО, использующееся в «традиционных» 3D-принтерах без поворотной платформы. Физически это выглядит вполне очевидно: платформа вращается, а его экструдер движется по радиусу платформы от её центра к краю. Такая конструкция в два раза сокращает путь экструдера и снижает необходимость его поддержки.

    Недостатки 3D-принтеров

    Минусы есть у всего, и 3D-принтеры — не исключение. Поэтому на сегодняшний день у технологии существует определенное количество недостатков.

    И первый из них — это, наверное, размеры печати. Вы видите на фотографиях «шкафчики» этих принтеров — и вот именно ими всё и ограничивается. Принтер может напечатать только то, что поместится на платформе. А что-то больше этого — разве что по частям, а затем части придется тем или иным образом склеить. И даже несмотря на то, что уже сейчас существует прототип 3D-принтера, размеры рабочей платформы которого практически не ограничены ничем, о массовом внедрении такой технологии говорить пока рано.

    Цукерберг рекомендует:  Mac - Требования

    Второй недостаток касается самой технологии. Послойная структура сама по себе означает, что между этими слоями всегда будет некий рубеж, переход: поверхность останется матовой и шероховатой. Конечно, последующая обработка может «сгладить углы» во всех смыслах, но эта «доработка напильником» явно не говорит в пользу технологии. К тому же, слоистая структура означает меньшую плотность и, соответственно, меньшую прочность объекта, по сравнению с цельными деталями.

    Третий недостаток — достаточно высокая цена 3D-принтеров на сегодняшний день. Они стоят от 20 тысяч рублей, а хорошая модель стоит в среднем 100 тысяч, и пока подешевение не ожидается.

    Так покупать или нет?

    Формально покупка 3D-принтера для дома сегодня оправдана только в том случае, если вы можете определить для себя сферу его применения. Выбор моделей достаточно широк, энтузиасты могут собрать принтер даже у себя дома, но тем, кто не хочет сильно рисковать, можно порекомендовать выбрать или одну из самых популярных моделей, которые поддерживаются распространенным и доведённым до ума программным обеспечением (и при этом можно выбрать из десятков приложений). Если же покупка такого необычного агрегата у вас не стоит остро, можно попробовать подождать годик-другой, пока технология не разовьётся достаточно для того, чтобы унифицироваться по максимуму и избавиться от массы неудобных ограничений, которые свойственны ей сегодня.

    В любом случае, будущее у технологии весьма радужное и применение она себе уже нашла: а в будущем сферы применения будут только шириться.

    Как выбрать 3D-принтер: руководство для начинающих

    Автор этого поста увидел первую 3D-модель, распечатанную на принтере, около 10 лет назад. Шло собрание в огромном российском рекламном агентстве, которое использовало возможности 3D-печати для того, чтобы печатать демонстрации очень дорогой сувенирки — её предстояло сделать из меди, бронзы, серебра и совсем мелкие штучки из золота. Мы с коммерческим директором тогдашней компании крутили в руках будущие статуэтки и значки из буро-серо-синего пластика, с неаккуратными заусенцами, «провалами» и т.д. Нам это казалось восьмым чудом света — и, когда нам отдали макеты насовсем, мы радовались как дети и уже в машине шутили, что круто было бы печатать на принтере блинчики, пирожные и колбасу. Никогда мы ещё не были так близки к предсказанию будущего.

    Когда хозяин купил 3D-принтер, а ты понял, как выглядит безысходность

    Сегодня 3D-принтеры стали настолько доступными, что практически каждый может купить свой just for fun (и покупает — мы в Gearbest как никто об этом знаем), например, чтобы напечатать с ребёнком новогодние снежинки или игрушки, сделать макет для работы, самолётик для хобби или элементы для какого-нибудь невероятного DIY. Более того, нередко 3D-принтер занимает своё почётное место рядом с давно упокоившимся домашним принтером и хозяин иногда совестливо подумывает наконец что-то напечатать. Ну хотя бы Эйфелеву башню и Триумфальную арку для сестрёнки, увлечённой французским языком.

    Такая популярность неудивительна — 3D-принтеры появляются едва ли не каждую неделю: доступные, с отличными расходниками, многофункциональные. И эта тенденция приведёт к одному: принтеры поселятся дома у всех как рабочий инструмент, помощник, игрушка, обучающий комплекс.

    Очень ждём 3D-принтеры нового поколения

    Теория, которая нужна, чтобы понять, какой он, ваш 3D-принтер

    Хоть статья и для новичков, избежать терминов не получится — большой путь начинается с первого шага. Поэтому прежде всего нужно поинтересоваться, какая у 3D-принтера технология печати. Большинство принтеров любительского уровня используют технологию, которая называется «Fused Deposition Modeling» (FDM), она же «Fused Filament Fabrication» (FFF), она же «Plastic Jet Printing» (PJP). Технология печати проста и понятна: слои пластика (редко — другого материала) накладываются друг на друга и формируют ту фигуру, которую вы смоделировали. То есть изделие как бы складывается из множества горизонтальных сечений, сформированных из пластика, который экструдируется из горячего сопла (пластиковая нить плавится) и сразу после экструзии застывает.

    Бывают ещё SLA-принтеры, в которых печать происходит за счёт того, что смола взаимодействует с лазером и затвердевает по мере создания фигуры. Такие принтеры печатают ультра точные и детализированные изделия.

    Основной материал для любительско-DIY-домашней печати — цветной пластик, который чаще всего продаётся в виде нитей на катушках (редко — в коротких отрезках). Но, как мы помним из школьного курса химии, пластик тоже бывает разный и каждый вид материала имеет свои свойства прочности, хрупкости, прозрачности, пластичности и т.д. Чаще всего материал называют ABS-нить или PLA-нить. И это не просто аббревиатуры.


    АБС-пластик довольно ударопрочен и долговечен, не ломается на сгибах. Он называется по первым буквам компонентов: акрилонитрил (до 35%), бутадиен (до 30%), стирол (до 60%). Это нетоксичный и безопасный материал, с которым можно работать в присутствии детей. Однако на открытом солнце и морозе пластик может потерять внешний вид.

    PLA (полилактид) — крайне термопластичный полиэфир, который является более хрупким и менее «живучим», чем ABS. Абсолютно экологичен и биоразлагаем. ПЛА-пластик производят из кукурузы или сахарного тростника. Этот тип пластика отлично держит форму и имеет хорошее трение, поэтому, если вы собираете что-то из подвижных деталек, посмотрите на ПЛА.

    Если разделить совсем грубо, то АБС больше для профессионалов, а ПЛА — для начинающих любителей.

    • Нержавейка — сплав из нержавеющей стали и бронзы. Очень крутой материал, но в любительских 3D-принтерах не используется.
    • Древесина — смесь переработанной древесины и полимера. Изделия из хорошей, дорогой нити такого плана выглядят как дерево и приятны в руках. Печать такой нитью не сложнее остальных.
    • Смола — дорогой материал с высокой степенью гладкости, точности, отличной текстурой. Изделия могут мутнеть от солнечного света.
    • Нейлон — популярный материал для 3D-печати, но чаще используется в промышленности и медицине.

    Выбирая материалы, обратите внимание на размер катушки и диаметр нити — они должны соответствовать техническим требованиям вашего принтера.

    • Область печати — проще говоря, объём фигуры, который можно напечатать на 3D-принтере. Эта величина обычно указывается в кубических сантиметрах или в соотношении глубины, высоты и ширины в мм.
    • Скорость печати — важный параметр, который определяет, как быстро сопло отдаёт расплавленную нить (мм в секунду). Хорошей скорости радоваться стоит не всегда — иногда она идёт в ущерб разрешению печати. Также на скорость влияют материал печати и структура самой модели, которую вы пытаетесь изготовить.
    • Разрешение слоя — по сути, толщина слоя: высокое разрешение — тонкие слои, почти незаметный рельеф, гладкое изделие; низкое разрешение — грубая работа с более толстыми слоями. Часто 3D-принтеры предоставляют пользователю возможность выбрать разрешение.

    Толщина слоя 50, 100 и 200 микрон — разница, конечно, есть

      Экструдер — часть принтера, которая разогревает и отдаёт материал. Материал плавится в сопле и экструдируется из него (подаётся на печать). Кроме сопла экструдер включает механизм подачи нити, датчик температуры и систему охлаждения (в нормальных моделях). Если экструдер у принтера один, то печать довольно однообразна — одним цветом за раз. А вот два и более экструдеров позволяют сочетать цвета и материалы. Принтеры с двойным соплом на один экструдер встречаются редко, стоят дорого — в домашних условиях это избыточная возможность.

    Autodesk Inventors Fusion

    • Опции — красивый дисплей, функциональные кнопки, распознавание материалов и т.д. — это уже дело вкуса и удобства, которое, тем не менее, влияет на цену.

    Ну и отдельно нужно сказать о модели поставки, с которой вы непременно встретитесь даже в этой статье — понятие «Kit». Kit отличается от Assembled тем, что устройство пользователь должен собрать самостоятельно (DIY). Плюсов много: главный — удовольствие от сборки и возможность изучить принтер до винтика, второй — ощутимо сниженная цена за счёт компактной поставки, также за счёт того, что производителю не пришлось осуществить сборку и калибровку вашей 3D-машины.

    Крепким принтером для новичков можно назвать Alfawise U20 — с одной стороны, он прост и доступен по цене ($299,99, а с купоном GBAlfawiseU20 $279.99 — всего 50 купонов), с другой — имеет всё для того, чтобы хозяин ощутил себя почти профессионалом. Что мы получаем от этой модели: рабочая зона 300 х 300 х 400 мм (этого достаточно для большинства любительских запросов и для части инженерных), прочную алюминиевую раму, экструдер с одним соплом 0,4 мм и возможностью греться до 250 градусов (а это уже выбор материала!), поддержку карту памяти, удобный LCD-экранчик, скорость печати от 20 до 150 мм/с, поддержку ABS, PLA, TPU (износостойкий гибкий материал на основе полиуретана). Весит принтер 12 кг, место на столе займёт. И да, это тот самый DIY Kit, то есть вам предстоит самостоятельно собрать машину (не без удовольствия!).

    Ещё одна модель, ставшая буквально классикой начинающего в сфере 3D-печати, это принтер Anet A8 (цена $145.99). Это проверенный опытом многих пользователей принтер, надёжный как автомат Калашникова и такой же простой. Что имеем: рабочий объём 220 х 220 х 240 мм (это не очень много), поддержку кучи материалов, включая «дерево», нейлон и светящиеся нити, поддержку SD-карт, скорость печати 100 мм/с и очень скромный, но информативный LCD-дисплей. Хорошая милая Anet тем, что по ней можно найти практически любую информацию и любой опыт пользователей. Популярность модели играет ей на руку (или что там у неё. ).

    Для сравнения приведём дорогой 3D-принтер — Creality3D CR-Х, на него сейчас идёт предзаказ по $789,99. И он действительно отличается от перечисленных моделей. Прежде всего, это большое рабочее пространство 300 х 300 х 400 мм, разрешение 50-400 микрон, 4,3′ тачскрин. Ну и главная фишка — поддержка печати двумя цветами за счёт двойного экструдера и работа с PETG — ударопрочным материалом практически без запаха и без усадки. Принтер поставляется с набором инструментов, имеет силиконизированную рабочую платформу (шансов получить ожог почти ноль) и двойную систему охлаждения. Как видите, разница очевидна.

    Кстати, в мире 3D существую МФУ, как и в мире печатных принтеров. Как правило, 3D-МФУ включают камеры для удалённого мониторинга печати, обычные принтеры, сканеры и многое другое.

    С чем нужно обязательно определиться перед тем, как заказать свой 3D-принтер?

    Можно купить лишний мобильник «на посмотреть, чё за оболочка», пару внешних дисков, наушники из любопытства и даже второй видеорегистратор, но купить 3D-принтер с бухты-барахты — история сомнительная: он большой, займёт много места, стоит нормальных денег и вообще требует ответственного подхода и осознания, что к нему будут нужны километры расходников (к счастью, в основном, недорогих). Тут почти как с котом — берёшь раз и навсегда. Но не потому что трудно перепродать в случае чего, а потому что душой прикипаешь.

    Ваш дом наполнится милотой и забавными фигурками

    Итак, с чем нужно определиться.

    • Бюджет. 3D-принтеры стоят от 150$ до нескольких тысяч долларов. Соответственно, определитесь с тем, сколько вы готовы потратить, какой объём расходников придётся закупить. Выбирайте принтер по своим целям, но не стремитесь сэкономить любой ценой — если вы решили подойти к 3D-печати всерьёз, в недорогой модели вм может не хватить каких-то важных функций.
    • Ваши проекты. Что вы будете делать? Насколько загружен будет ваш принтер (например, одно дело — редкие поделки для школы или кружков, другое — обслуживание производства хенд-мейд подарков и вещиц для заработка)? Какие материалы вам понадобятся?
    • Необходимые материалы и их свойства — приценитесь к материалам и расходникам, составьте список и вычислите объём нитей, которые вам понадобятся. Если ваш проект предполагает какую-то коммерческую составляющую, учитывайте тот факт, что доставка материалов займёт какое-то время. Обязательно проверьте, поддерживает ли выбранный принтер необходимые типы пластика.
    • Многоцветная печать — если вам необходимо несколько цветов, вам нужен принтер с несколькими экструдерами, а это уже другая ценовая категория.
    • Цели печати, как правило определяют размер необходимого вам принтера. Если вы собираетесь просто «побаловаться» или приобретаете игрушку для ребёнка, то лучше не заморачиваться и выбрать компактный принтер с небольшим рабочим объёмом. Этого будет вполне достаточно для just for fun.

    Например, есть очень симпатичная модель Alfawise X6A. Во-первых, он стильный и выглядит несколько лучше привычных «скелетиков», во-вторых, у него очень компактная рабочая область — 220 х 220 х 220 мм. При этом он открыт для любых экспериментов и поддерживает материалы ABS, HIPS, PC, PLA, PVC, Wood, имеет скорость печати от 20 до 150 мм, неплохое разрешение печати от 0,06 до 0,4 мм, поддерживает SD и USB, оснащён отличным рабочим дисплеем. И при этом его полные габариты 41,5 х 40,8 х 44,5 см — то есть просто займёт угол на рабочем столе. Это реально компактная домашняя модель. И стоит всего $289.99 (с купоном GBX6A — $285,99).

    • Место для принтера — чаще всего это рабочий стол или любая устойчивая поверхность. Однако мы бы рекомендовали не выбирать полностью закупоренные помещения (если это квартира, а не гараж). Дело в том, что работа с горячим пластиком предполагает определённый запах (интенсивность зависит от материала) и помещение нужно обязательно проветривать.
    • Ваш опыт работы с 3D-печатью определит время от включения в сеть до первого результата в ваших руках (это непередаваемое ощущение — держать первую сделанную фигурку!). Вам нужно освоиться с техникой, с соответствующим программным обеспечением, с картами памяти, работой с ПК и т.д. Впрочем, у современного человека такие задачи — дело весьма короткого времени.
    • Кто ещё будет пользоваться 3D-принтером. Если к вам присоединиться ваш ровесник (брат, сестра, друг, коллега), то это одно дело и можно разделять ответственность за состояние и работу принтера. Если это будет ваш любопытный подросток, то лучше работать с принтером совместно, а модель выбирать устойчивее и надёжнее.
    • Будьте готовы обрабатывать модели. Увы, нет в мире совершенства (хотя нам таким кажется TEVO Little Monster Delta 3D Printer DIY Kit — только посмотрите на этот дизайн!) и вам придётся поработать напильником маникюрными ножницами и ножами разных мастей, чтобы довести фигурку до совершенства. С готовых изделий нередко приходится снимать лишние нити, наплывы, выступы и т.д.

    Для первого уровня пользователя 3D-принтера эта информация окажется по-настоящему полезной, гораздо полезнее многочисленных видео с «магией» печати. Дело в том, что сам принтер всего лишь инструмент и основную магию творите вы — своей фантазией, умением, вкусом. Но что процесс захватывающий — это факт. Даже если модели из Интернета, даже если материал самый недорогой, а принтер не навороченный. Потому что природа креатина творит с каждым из нас чудеса.

    Если у вас есть особые советы, которые могут дополнить статью, пожалуйста, пишите в комментариях — как показывает опыт Хабра, комментарии зачастую дают +500 к полезности публикации. Давайте разбираться в дебрях 3D-печати вместе!

    Ещё несколько моделей, которые нам очень нравятся:

    • Alfawise U20 — $299.99 ($279.99 c купоном GB-$20OFF) — поддержка многих материалов нити, экран, скорость 20 — 150 мм/с.
    • Alfawise U10 — $439.99 ($429.99 c купоном GBU10EU) — большой рабочий объём, 4 материала, скорость печати 10 -150 мм/с, высокая точность
    • Anet E12 — $279,99 ($269.99 c купоном GBE12) — высокое разрешение, 3 материала нити, скорость печати 40-120 мм/с, та же неубиваемая модель Anet, но с большой рабочей областью
    • Creality3D CR-10 — $ 389.99 — очень быстро собирается DIY Kit, отличная детализация печати
    • Creality3D CR-10S4 — $599,99 ($559.99 c купоном CR10S4) — огромный объём рабочей области (400 х 400 х 400 мм)!
    • Очень популярный у наших пользователей принтер — сейчас цена вообще сказка — $175.99
    • Мегакрутой фотополимерный 3D принтер Flyingbear Shine (DLP UV Resin) — по купону GBFlyingbear предоставляется небольшая скидка $10. Итоговая цена $569.99 с учетом бесплатной доставки (т.к. до 10 кг). И да, для фотополимерного принтера это реально низкая цена.
    • Небольшой фотополимерный малыш для начинающих — на него мы приготовили купон GBSparkMaker и цена со скидкой по купону составит $259.99.
    • DLP принтер — с купоном GBLD001 цена $569.99.
    • Alfawise U10 3D Printer — с огромной областью печати 40 x 40 x 50 см. Сейчас идёт со скидкой 25%%, итого за $419.99

    3D принтер: что это такое и как работает

    Объемная печать активно вошла в жизнь обывателей в 2005 году. Именно тогда появились первые устройства, которые обладали полным функционалом для создания трехмерного образа. Но и на настоящий день не многие пользователи знают, в чем особенность этого прибора. В этой статье мы расскажем, что печатает 3Д (3D) принтер, как с ним работать и что можно распечатать на нем.

    История возникновения технологии

    Идея создавать объекты в пространстве появилась еще в далеком 1953, когда появились первые обыкновенные плоскостные АЦПУ. Тогда они были еще черно-белыми, но уже тогда разработчики задумывались о моделировании в объеме.

    Над созданием проекта и его воплощением в жизнь работали ученые из разных стран на протяжении полувека. Первый прорыв принадлежит Чаку Халлу, который сделал машину, основанную на лазерной стереолитографии. Суть проекта в использовании лазера и жидких фотополимеров. Перемещающаяся платформа основания помогает по заданным вычислениям направлять луч и выстраивать осевые вертикальные полосы. После этого накладываются горизонтальные пластины, образуя фактуру.

    Полимер затвердевает под воздействием высоких температур в слои не шире 0,2 мм. Для ровного застывания вещества на постоянной основе работают механические щеточки, обеспечивая высыхание поверхности. Уже объемный объект погружают в специальный раствор для сглаживания шероховатостей и устранения излишков. На финальной стадии образец повторно облучают. Минусом технологии был несбалансированный состав смолы – фотополимер застывал недостаточно крепко или, наоборот, моментально. Преимущество SLA-принтеров – их скорость работы, но само оборудование и расходный материал имеет высокую цену.

    Скотт Крамп в конце 80-х создал абсолютно новый метод, который заключался в послойном наплавлении – FDM. Именно он лежит в основе современных приборов. Вещество, задействованное в работе, – термопластинки. Они выглядят как моток твердых нитей. Именно они наносятся слоями, повторяя контур цифровой модели.

    Первый вошедший в продажу принтер появился в 1995 году. Его анонсировала компания «3D Systems». Но изделие «Actua 2100» работало медленно, в чем был его основной недостаток. И только спустя 10 лет была разработана модель «Reprap», в которой были устранены распространенные ошибки предыдущей партии. С этого момента в мире науки и производства начался этап трехмерного моделирования.

    Что может 3D-принтер: полный обзор тренда

    Эксперты считают, что 3D-принтеры уже в ближайшие 10 лет кардинально изменят жизнь общества. Революция ожидается во всех сферах: от промышленности до быта. В тренде рассмотрим, кто и как применяет 3д принтеры, сколько стоит рынок 3D-печати, а также — самые перспективные компании, в которые можно выгодно инвестировать прямо сейчас.


    Что такое 3д-принтер

    3D-принтер — это устройство, которое создает объемный объект. Вот некоторая история в датах.

    • Впервые прибор изобрели в 1984 году. Тогда он назывался аппаратом стереолитографии. С тех пор началось его совершенствование и видоизменение.
    • В 2000-х машины для печати “объемных приборов” стали относительно доступны для покупателя.
    • В 2009-м сняли патент на технологию FDM. И в продаже появились дешевые настольные принтеры. Многие из них сделали в Китае.
    • С 2010 года начался бум новостей о невероятных возможностях 3D-печати и ее применении в разных отраслях промышленности.

    Сейчас “инфошум” немного стих. Но бизнес-тренеры все еще предлагают построить дело «на миллион» с использованием 3д-принтеров. Стартапы то и дело радуют изобретениями в этой сфере. А ученые с лабораторными опытами 3д-печати будоражат ленты мировых СМИ.

    Вместе с тем, эксперты единодушны: однажды наступит день, когда 3D-принтер станет привычной бытовой техникой, как холодильник, к примеру.

    Как работает 3D-принтер

    Не будем вдаваться в технодетали. Но среди множества способов самые распространенные — охлаждение, склеивание, фотополимеры, плавление.

    Печатают объекты специальными чернилами. Их состав зависит от способа печати и конечного продукта. Поэтому в чернилах может быть и металл, и полимер, и жидкость с живыми клетками для печати органов.

    Ученые постоянно экспериментируют с материалами. А весной 2020 года научились даже “чеканить” обычной водой.

    Цукерберг рекомендует:  Android - Как прикрутить в Android приложение средства оплаты

    Где применяют 3D-печать

    3д-принтеры применяют в разных отраслях. Рассмотрим основные из них.

    #1 Пища

    Еда — один из самых спорных и долгожданных продуктов, которые когда-либо печатали на 3D-принтере. Дело в том, что если ученым удастся создать искусственную еду, но из натуральных ингредиентов, то это, возможно, решит проблему голода.

    Подробно часть сегмента искусственной пищи мы рассмотрели в тренде о мясе из пробирки.

    Компания BeeHex уже создала принтер, который готовит пиццу. А ученые из Южной Кореи придумали устройство для печати разных блюд. Причем человек может заранее задать их вкус и калорийность. Разработчики обещают, что в чернилах нет ничего искусственного.

    #2 Медицина

    К 2020 году 3д-печать в медицине будет стоить 2,3 млрд долларов.

    Выращивание донорских органов, которые состоят из клеток самого пациента, — это шанс для миллионов людей, которые ждут своей очереди на операцию.

    Кроме того, на биопринтере печатают части бионических протезов, макеты органов, которые изучают при подготовке к операции, кости, зубы, уши…

    Эксперты сходятся во мнении: 3d-принтеры — это одно из ключевых направлений медицины.

    А из свежих новостей 3d-печати в медицине — клей для быстрого заживления ран. Пока устройство протестировали на животных. Остался еще один этап — испытание на людях. И после этого пистолет-принтер поступит на вооружение медицинских учреждений.

    #3 Строительство

    Дома и даже целые поселения, распечатанные на 3D-принтере, — это уже не фантастика. Ученые в лабораториях, стартапы из глубинок — кажется, нет преград для работы в этом направлении. Футурологи обещают, что в будущем на 3d-принтерах будут создавать целые мегаполисы с инфраструктурными элементами.

    В Нидерландах уже напечатали 8 м пешеходный мост. Материал — прессованный бетон. Его понадобилось 800 слоев.

    Тот самый мост в Нидердандах, который напечатали на 3д-принтере.

    Разработчики создают не просто здания, а “умные” сооружения. С автономным интеллектуальным отоплением, техникой и другими составляющими смарт-жилищ. Их цена пока в пределах 6-10 тысяч долларов. Но в будущем стоимость должна снижаться.

    Американские стартаперы пошли еще дальше: они печатают целые деревни. Все дома — разборные, поэтому их можно перевозить за собой. Возможно, это еще один шаг на пути к мегаполисам…

    #4 Автомобилестроение

    В отрасли автомобилестроения 3d-принтер — тоже полезная штука. Такой мини-электрокар уже напечатали итальянцы. В продажу он должен поступить в 2020 году. Стоить будет около 10 тысяч долларов.

    #5 Одежда на 3д-принтере

    3д-принтеры не оставили и рынок моды. Он быстро реагирует на нововведения. Мы уже писали о том, как искусственный интеллект применяют в сегменте fashion и что это значит для индустрии.

    Компания Adidas создала подошву из пластикового мусора, напечатав ее на 3d-принтере. Такое решение одобрили покупатели.

    На тему переработки мусора у нас есть отдельный тренд. В нем рассмотрена проблема превращения планеты в “массовую свалку” и пути ее очищения.

    “Напечатанная” одежда пока встречается только в кутюрных коллекциях. В повседневной жизни модели не нашли широкого применения. Однако, когда создадут “натуральные чернила”, а изделия не будут такими “дубовыми”, 3д-печать может вполне заменить дизайнеров в привычном понимании профессии.

    #6 Быт

    Теоретически, все, что нас окружает, может быть напечатано на 3d-принтере. Начиная от посуды и заканчивая бытовой техникой. Есть и более “необычные” варианты. На выставке в Амстердаме ученые представили “капсулу для красивого самоубийства”.

    Ее макет выложат в сеть для свободного пользования, чтобы каждый мог решить, сколько ему осталось жить. Но разработчик пообещал, что перед скачиванием макета нужно пройти тест на “ясность ума”.

    Как заработать на 3D-принтерах


    Самый простой способ “прикоснуться” к тренду — это вложить в акции компании, которая разрабатывает технологии, производит сами 3д-принтеры или продает результаты их печати.

    Издание Investing News Network создало рейтинг компаний на основе их новостей и финансовых показателей. Так что берите на заметку.

    Дальше — больше: 4D

    Технология 3D-печати уже популярна, но пока не нашла массового применения и работает не на полную мощность. Однако ученые уже “трудятся” над четырехмерной печатью. Как минимум, уже есть две технологии 4D. Под четвертым пространством понимают время. То есть, способность объекта видоизменяться под воздействием определенных явлений — влага, тепло и так далее, либо же с течением времени.

    Зачем это нужно? Самосборная мебель, одежда, которая “подтягивается” по фигуре — , не полный перечень возможного применения.

    Резюме. 3D-принтеры — это однозначно перспективное направление. Их применение — самое разнообразное: медицина, промышленность, космос, пища, мода… Популярность устройств будет расти как среди бизнесменов, так и обычных людей.

    3д-принтеры через 10-15 лет могут стать обычным бытовым прибором. Что на нем распечатать? Завтрак, костюм на встречу, подарок, запчасти для авто и еще много-много всего.

    Как попасть на прибыльную волну тренда 3D-принтер?

    • Открыть бизнес на 3д-печати. Фигурки, сувениры, очки, обувь или даже дома — печатать можно практически все. Главное — занять уникальную нишу. Ведь вещи, напечатанные на 3D-принтере, выглядят футуристически и привлекают внимание. Цена бытовых приборов — от 300 долларов. В youtube много роликов на тему идей для бизнеса и обзоры 3D-принтеров.
    • Купить акции компании. Выше мы рассмотрели несколько лидеров отрасли. Обращайте внимание на финансовые показатели, разработки и стратегию фирмы.
    • Инвестировать в разработчиков чернил и биопринтеры — очень перспективная ниша. Дело в том, что результаты их печати могут спасти миллионы жизней. Или существенно упростить ее. Однако, здесь нужен капитал, так как вход в сферу достаточно высок.
    • Разработать уникальное устройство, прибор или любую вещь, которую можно напечатать на 3д-принтере.

    Сейчас — расцвет разработок в сфере 3д-печати. Поэтому есть выбор и для инвестиций, и для бизнеса. Главное — начать.

    Видео: youtube Удивительные Факты, Harvard University. Подготовила Наталья Най

    Пассивный доход с инвестиций в облигации

    Облигации — самый быстрый и безопасный путь к доходным инвестициям!

    3D-принтер: виды, характеристики, технологии и схемы печати

    3D-принтер – внешнее устройство компьютера, которое является нечем иным, как станком с числовым программным управлением (ЧПУ) предназначенным для быстрого получения прототипов изделий, спроектированных на ПК, методом послойной печати.

    Основные характеристики 3D-принтера

    Назначение

    3D-принтеры выпускаются под конкретные задачи: архитектура, дизайн, медицина, образование, производство, протезирование, прототипирование.

    Технология печати

    Производители 3D-принтеров используют различные технологии печати. Чтобы у вас не возникло проблем, при выборе конкретной модели, рассмотрим основные виды 3D-печати. Именно от технологии печати зависят такие важные параметры, как минимальная и максимальная толщина слоя и скорость построения изделия. А также цена, как самого 3D-устройства, так и расходных материалов.

    В зависимости от принципа создания заготовок, выделяют следующие виды 3D-печати:

    • SLA — лазерная стереолитография,
    • SLS (EBM, SLM) — селективное лазерное спекание,
    • FDM — метод последовательного наплавления,
    • DLP — технология цифрового проецирования,
    • MJM — многоструйная укладка полимера.

    Лазерная стереолитография

    Суть SLA-технологии заключается в использовании жидкого фотополимера и специального реагента, который позволяет исходному материалу застывать под воздействием ультрафиолетового лазера.

    Фотополимер заливается в ванну и нагревается до рабочей температуры. Затем в смесь погружается подвижная платформа, которая постепенно перемещается вверх. В этот момент ультрафиолетовый лазер производит засветку платформы снизу по заданным координатам, в следствие чего затвердевший полимер вначале прилипает к платформе, а последующие слои к ранее застывшему полимеру. Платформа многократно поднимается и опускается с предварительным перемешиванием фотополимера. Процесс повторяется слоем за слоем, а изделие печатается снизу-вверх.

    Большинство 3D-принтеров данного вида печатают тонкими слоями, у них небольшая погрешность.

    Селективное лазерное спекание

    Метод SLS основан на равномерном распределении специального порошка с последующим его плавлением под воздействием лазера, в соответствии с геометрией сечения каждого слоя изделия. По завершении печати, необходимо удалить порошок, снять изделие со вспомогательных подпорок и выполнить минимальные доработки по доведению детали до кондиции.

    SLS 3D-принтеры также, как и SLA-модели, обладают высокой точностью печати и приемлемым качеством изделий.

    Метод последовательного наплавления

    Технология FDM наиболее распространена благодаря своей простоте. В печатающую головку (экструдер) 3D-принтера, подается полимер в виде нити, который подвергается плавлению при воздействии температуры, после чего он наносится на рабочую поверхность в заданную точку координат через специальное сопло. Готовые изделия необходимо подвергать постобработке, чтобы сгладить структуру слоёв.

    3D-принтеры, использующие FDM-технологию, позволяют печатать изделия различных цветов.

    Технология цифрового проецирования

    DLP метод аналогичен лазерной стереолитографии. Отличие заключает в том, что засветка платформы осуществляется проекциями слоев 3D-модели, в следствие чего смола застывает в нужных областях.

    Несмотря на продвинутый подход DLP-технологии, в сравнении с SLA-технологией, есть существенный минус — изделие должно остыть после печати, что может привести к возникновению деформаций.

    Многоструйная укладка полимера

    Принцип MJM-печати заключается в послойном нанесении расплавленного материала через несколько сопел одновременно. При печати модели необходимо использовать поддерживающие элементы (подпорки).


    Технология MJM позволяет печатать высокоточные изделия.

    Интерфейс подключения

    3D-принтеры оснащаются одним или несколькими интерфейсами подключения:

    • LAN – устройство соединяется с компьютером посредствам сетевого протокола и может входить в состав проводной локальной сети,
    • USB – 3D-принтер подключается к компьютеру напрямую через usb-кабель,
    • Wi-Fi – ЧПУ использует беспроводной протокол передачи данных по локальной сети,
    • SD – устройство имеет картридер, что позволяет осуществлять печать изделий c SD-карт.

    Программные требования

    Обязательно учитывайте такие параметры 3D-принтеров, как:

    • совместимость с операционными системами,
    • возможность использования сторонних программ,
    • поддерживаемые файловые форматы.

    Конструктивные особенности 3D-принтеров

    Принцип работы 3D-принтера основан на законах кинематики. Выделяют несколько схем 3D-печати, исходя из перемещений платформы и печатающей головки, которые могут двигаться относительно друг друга в различных плоскостях.

    Существует четыре основные схемы печати:

    • дельта,
    • экструдер перемещается по осям Х и Y,
    • экструдер меняет положение в пространстве по осям X и Z,
    • экструдер движется по осям X, Y и Z.

    I схема

    Платформа находится в неподвижном состоянии, положение по осям x, y, z меняет только экструдер. Особенность модели — наличие высокого каркаса. Печатающая головка размещена на трёх стержнях, каждый из которых закреплен на подвижном блоке, размещённом на опоре, с возможностью вертикального перемещения.

    Плюсы: высокая скорость печати, хорошая точность.

    II схема — экструдер движется по осям Х и Y

    Печатающая головка находится над платформой и способна двигаться влево-вправо или вперед-назад, а платформа вверх-вниз.

    Экструдер движется по осям Х и Y

    III схема — экструдер перемещается по осям X и Z

    Экструдер, как в предыдущем типе, способен передвигаться влево или вправо, а также менять своё положение в пространстве по высоте. Платформа, в свою очередь, способна двигаться вперед или назад не меняя высоты.

    Экструдер перемещается по осям X и Z

    IV схема – экструдер движется по осям X, Y и Z

    Последняя схема предполагает использование неподвижной платформы. Как в случае со схемой «Дельта», экструдер способен перемещаться по трём осям [x, y, z], однако в данном случае нет сложного механизма фиксации печатающей головки.

    Как выбрать 3D-принтер?

    Рынок переполнен дешёвыми моделями 3D-принтеров потребительского уровня с ограниченным функционалом, которые, несомненно, подойдут для печати малогабаритных изделий. Данные 3D-принтеры имеют большую погрешность в точности и низкую скорость печати. Несмотря на это, открывается возможность ознакомиться с технологией 3D-печати и сделать простые детали.

    3D-принтеры начального уровня

    Установки данного плана годятся для моделирования, способны печатать методом FDM, в редких случаях поддерживают технологии SLA и SLS. В комплектации предоставляется одно сопло, используются недорогие полимерные материалы. У моделей низкая скорость печати, а также отсутствуют дополнительные функции.

    • подходит для знакомства с оборудованием,
    • простая установка,
    • возможность быстрой настройки.
    • открытая камера,
    • поддерживает не все виды пластика.

    Профессиональные 3D-принтеры

    К особенностям профессиональных 3D-принтеров приписывают огромный функционал, плюс высокую скорость печати. Установки способны работать с широким спектром расходных материалов. При печати используются тонкие слои, поэтому изделия получаются гладкими.

    • возможность печати больших объектов,
    • в комплекте несколько экструдеров,
    • поддержка пластика от различных производителей.
    • дорогая стоимость,
    • сложность проведения ремонта.


    3D-принтер: большой потенциал объемной печати

    Принтеры для трехмерной печати или 3D-принтеры – это устройства для изготовления объемных моделей. Аппараты узкой специализации обладают безграничными возможностями и сегодня используются в каждой сфере жизни современного человека. Несколько лет назад 3D-принтеры стали доступны и для домашнего использования, попутно охватив часть малого бизнеса.

    История появления

    История создания подобной техники зародилась еще в середине 80-х годов прошлого столетия, но слабое развитие компьютерных технологий «заморозило» активное внедрение трехмерной печати в быт и производство.

    Ощутимый старт 3Д-принтеры получили только в 2005 году, наряду с совершенствованием компьютерных возможностей. Тогда публике был представлен первый трехмерный принтер, который печатал в цвете. Впоследствии техника претерпела немало изменений, было разработано современное программное обеспечение для управления процессом печати. В результате пользователям стал доступен функциональный агрегат, способный «печатать» чехлы для телефонов или новые 3D-принтеры.

    Первый 3D принтер

    Как это работает

    Общий принцип работы трехмерного принтера в теории прост и понятен. В программе для 3D-моделирования создается объект или его часть (крупные модели делят на несколько элементов). Затем файл отправляется для обработки специализированной программой (для формирования G-кода), после чего в дело вступает техника. G-код делит цифровую модель на сотни горизонтальных дорожек, задавая траекторию печатающей каретке. На основание слой за слоем наносится расплавленный материал, создавая вполне осязаемый объект.

    Схематическое изображение 3D-принтера

    Всего существует семь основных технологий, используемых для трехмерной печати, но большая их часть нашла применение только в промышленных целях. Для любительской «пластиковой печати» и малого бизнеса разработаны относительно компактные и недорогие аппараты.

    • Технология FusedDepositionModeling (иначе FDM-принтеры) получила самое массовое распространение для трехмерного моделирования и кулинарии. Материал разогревается и подается на платформу через сопло печатающей головки. Объект «вырастает» на плоскости, а его размеры ограничены параметрами платформы.
    • Технология Polyjet разработана в 2000 году и сегодня принадлежит компании Stratasys. Создание трехмерных объектов производится посредством полимеризации фотополимера под действием УФ излучения. Фотополимер – дорогой и хрупкий пластик, потому в быту такие принтеры практически не используют, но благодаря точной детализации моделирования аппараты применяют в медицине и промышленности (для создания прототипов).

    Все о том, как работают современные принтеры для трехмерной «пластиковой печати» можно узнать из тематического видео, например, этого. Также в них часто демонстрируют, как аппарат работает с различными материалами для изготовления объекта.

    Управление процессом печати

    Как правило, пользователю нужно произвести ряд настроек непосредственно перед началом печати.

    1. Подключение оборудования к ПК осуществляется через USB-кабель.
    2. Калибровка перемещения сопла относительно платформы.
    3. Настройка и управление нагревом платформы и сопла-дозатора.
    4. Мониторинг соотношения температур.
    5. Управление процессом печати (экструдером) – настройка скорости подачи материала, замена бобин пластика.

    Контроль над печатью осуществляется через ПК. Для создания объекта от идеи до результата пользователю необходимы специальные программы для трехмерного моделирования и управления аппаратом.

    Современные технологии пока не позволяют создать принтер, где все операции проводятся путем нажатия пары клавиш, потому необходимо освоить немало специфических программ и основы моделирования.

    Перед запуском печати оператор калибрует принтер, настраивая его относительно стола-платформы. Базовая прошивка принтера представляет собой ряд настроек по умолчанию, а пользователь производит более точные настройки, в зависимости от используемого материала. Так, для создания объемных элементов на основе ABS или PLA задается разная температура плавления. В процессе печати, оператор через ПО следит за работой. Весь процесс создания модели может занимать от нескольких часов до суток, здесь ключевым фактором является точность исполнения: точные объекты с детальной прорисовкой производятся дольше, чем более грубые.

    Где можно применить 3D-принтер

    Область применения 3D-принтеров довольно широка: от любительских поделок до бизнеса. Предприниматели наряду со студентами архитектурных отделений первыми заметили огромный потенциал «пластиковой печати».

    1. Проектирование и создание трехмерных моделей различных сооружений.
    2. Изготовление пластиковых элементов для техники: крышки, шестерни, рукоятки. Отдельным направлением стало изготовление деталей автомобилей иностранного производства, что совершенно естественно, если оценить их стоимость.

    Диски для автомобилей

    Копия скульптуры Микеланджело

    Также объемное моделирование используют в ювелирной промышленности и всех сферах дизайна и проектирования.

    Если ранее печать осуществлялась пластиком, то сегодня разнообразие материалов впечатляет. Производители изготавливают различные основания, например, имитирующие натуральное дерево. Кроме того, в качестве материала для печати можно выбрать не только полимеры, но и нейлон. Эту идею очень быстро подхватили дизайнеры и создали целые коллекции одежды.

    Азартные коллекционеры сполна оценят потенциал «пластиковой печати», ведь теперь есть возможность воссоздать любой объект: модели самолетов, знаменитых персонажей, предметов искусства. Редкие коллекционные экземпляры могут стоить довольно дорого, как очень хороший принтер для дома, и здесь выбор очевиден.

    Брать или не брать: достоинства и недостатки оборудования

    Использование объемной печати предоставляет пользователям обширные возможности. Ключевое преимущество техники – воспроизведение любого трехмерного объекта, и исключений здесь практически нет. Все, что может быть изготовлено из пластика, можно «напечатать», будь то дорогой в оригинале бампер от иномарки или проект будущего торгового центра на выставке архитекторов. Решающим фактором станет размер оборудования, а выражаясь точнее – размер его рабочего стола.

    Потенциал «пластиковой печати» усложнен трудоемким процессом подготовки и управления, требующим узкоспециализированных знаний. Неопытный пользователь не всегда сможет спроектировать в 3D-MAX даже простую геометрическую фигуру, не говоря о собственном портрете. Чтобы пользоваться техникой, ее необходимо освоить, а этой займет некоторое время.

    Второй недостаток 3D-принтера – его габариты. В продаже доступны и компактные модели, но их предельные размеры печати слишком скромны, хотя вполне подойдут для поэтапного изготовления инсталляций или архитектурных проектов.

    Конечно, в качестве игрушки приобретать 3D-принтер нерационально, средняя стоимость моделей дешевого сегмента превышает 30 000 рублей. Покупка будет выгодна, если оборудование будет выполнять определенную задачу: приносить прибыль, развивать навыки, получать образование, заниматься творчеством, помогать в работе.

    В ближайшем будущем можно ожидать новых разработок в этой области. Сегодня уже можно напечатать настоящий жилой дом из обычной строительной смеси. Естественно, такое оборудование недоступно для бытового использования, но сам факт применения новых материалов для печати обещает методичное расширение возможностей объемной печати в домашних условиях.

    Что такое 3D принтер и как он работает

    3D принтер – это новейшее достижение человечества, которое продвинуло его вверх по ступенькам «технической эволюции». Уникальность принтера заключается в том, что он способен воспроизвести любую трехмерную модель в необходимом для вас размере.

    В целом, технология печати объекта на таком принтере представляет собой послойное наращивание объекта. Причем этот процесс считается принципиально одинаковым для всех устройств. Связано это с тем, что сегодня 3D принтеры используют для печати огромное множество материалов, устройства различаются методами обработки и нанесения, а так же используют всю известную на сегодняшний день цветовую гамму.

    Рекламодатели, заказывающие контекстную рекламу в яндексе и в гугле, платят за переходы по их рекламным ссылкам. Рассчитать цену на рекламу помогут специалисты в этой отрасли. Заказать автоматическое управление ставками яндекс директ можно всего за 3500 (плата фиксированная) на сайте direct-automate.ru.

    На сегодня широко используются принтеры, работающие по технологии Fused Deposition Modeling. Технология FDM распечатывает все возможные трехмерные объекты путем наслоения материала, в результате чего, модели обладают высокой точностью и максимальным сходством с исходным объектом. Привычнее всего в быту используют пластик и воск, а вот такой материал как металл, встречается реже. На самом деле, использовать устройства для печати сложных моделей не возможно. Тем более, если эти модели исполнены в цвете. Такую модель можно воспроизвести только на лазерном или порошковом принтере. Лазерный принтер – это устройство, которое воздействует на фотополимеры лазерным лучом. А порошковые – склеивают между собой слои специальным порошком. Но на сегодняшний день, использовать такие устройства могут себе позволить только крупные компании. Но если у вас обычный лазерный принтер, то заправить картридж в Днепропетровске вам не составит труда.

    На практике устройства применяются в различных сферах деятельности. Устройства широко применяются в моделировании, в макетировании планировочного характера, в мелкомасштабном производстве эксклюзивных изделий, в промышленном дизайне и в других сферах. Большие перспективы перед 3D принтерами открываются в архитектурной и строительной сфере. Многие специалисты активно используют устройства для создания наглядных трехмерных моделей будущих объектов. Интересно, что одна из крупнейших компаний, специализирующихся на производстве шоколада, начинает сотрудничать с 3D Systems. В перспективе исследования по созданию пищевой продукции с помощью 3D устройства.

    Корпорация Hershey на протяжении долгих лет стремилась к сотрудничеству с компанией 3D Systems. Они рассчитывают применять устройства для создания кондитерских сладостей. Эта «Шоколадная» корпорация поглотила огромное количество мелких предприятий, за счет своих возможностей кондитеры внедряют огромными партиями новые изделия и разновидности сладостей. Следовательно, сотрудничество с 3D Systems не только важное нововведение, но и важный момент, который качественно увеличит поставки продукции по всему миру.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Все языки программирования для начинающих