Три д принтер возможности: примеры и перспективы использования в домашних условиях, быту, образования и коммерческих целях

примеры и перспективы использования в домашних условиях, быту, образования и коммерческих целях

Создание реальных объектов из цифровых моделей казалось чем-то недостижимым, из мира фантастики. Однако технический прогресс движется вперед. Одним из показательных результатов его стремительного развития стали 3D-принтеры — устройства для трехмерного моделирования. Еще недавно установки стоили «как крыло Боинга», и только в последнее десятилетие 3D-печать стала доступна всем потребителям. Спрос на принтеры увеличился благодаря разработке современных отечественных и зарубежных моделей эконом-класса с интуитивно понятным интерфейсом.

Ознакомьтесь с возможностями аддитивных технологий. Это хороший способ владельцам принтеров расширить кругозор, а предпринимателям — увидеть перспективные направления в малом бизнесе.

Содержание:

1. Особенности 3D-принтеров
2. Использование 3D-принтеров в домашних условиях
3. В космической промышленности
4. В авиации
5. В архитектуре
6. Оружие
7. Одежда
8. Искусство
9. Медицина

• Планирование хирургических вмешательств
• Изготовление протезов
• Биопечать
• Стоматология

Особенности 3D-принтеров

Трехмерные принтеры — оборудование для печати физического объекта на основе его цифровой 3D-модели. Работа большинства устройств построена на базе послойного наплавления материала или поэтапного застывания фотополимерной смолы. В качестве «расходников» в них используют всевозможные виды пластика, металлическую пудру, строительные смеси, стеклянный порошок и другое сырье.

Существует несколько видов технологий печати, различных по принципу работы, свойствам материалов, используемого ПО:

• плавление или спекание порошка;
• фотополимеризация;
• экструзия;
• лазерная стереолитография;
• ламинирование.

С помощью принтеров можно создавать модели любой формы и сложности исполнения. 3D-печать позволяет сократить себестоимость изготовленной продукции и ускорить производственный процесс.

Использование 3D-принтеров в домашних условиях

Технология 3D-моделирования нашла применение в разных целях в быту. Напечатать дома на принтере крючок в прихожую, чехол для смартфона, планшета, игрушку для ребенка — легко. Для этого нужно выполнить ряд задач:

• сделать цифровую модель объекта на компьютере или скачать готовый шаблон;
• поделить заготовку на множество поперечных слоев с помощью специального программного обеспечения;
• запустить устройство для печати — послойного наращивания изделия.

Принтер станет помощником в доме. Поясним: нас окружают многочисленные пластиковые детали, которые нередко выходят из строя или теряются. Совсем не кстати может сломаться ручка у стиральной машины, развалиться шестеренка блендера или треснуть какая-нибудь хрупкая кнопка. С помощью 3D-принтера воссоздать сломанный элемент из полимера — не проблема, а увлекательный творческий процесс.

Устройства для 3D моделирования позволяют напечатать предметы обихода или декор в любое помещение в доме:

• на кухню — крючки для полотенец, держатели для салфеток, полочку под специи, кухонные принадлежности;
• в ванную — мыльницы, полочки под шампуни, гели для душа;
• в спальную — плафоны для осветительных приборов;
• в рабочий кабинет — органайзеры, карандашницы;
• в гостиную — вазы, статуэтки, рамки для фотографий, горшки для цветов и многое другое.

При желании можно организовать «свое дело» из дома. Изготовление с помощью принтера на продажу оригинальных елочных и детских игрушек, сувениров, сумочек для телефонов, планшетов — прибыльная идея.

В космической промышленности

Трехмерное моделирование — перспективная технология в аэрокосмической сфере. И ее уже активно применяют. Производитель SpaceX анонсировал космический корабль Dragon v2 с, его двигатель собран с использованием напечатанных деталей.

Трехмерную печать используют и в космосе. В 2016 году NASA на МКС был отправлен промышленный принтер, способный работать в условиях вакуума. С его помощью астронавты смогут напечатать нужный предмет или деталь, сократив тем самым время на ожидание поставки с Земли.

В авиации

Аддитивным технологиям нашлось место и в авиационной промышленности. Boeing и корпорация из Америки Lockheed Martin разработали детали двигателя, несущие компоненты и системы вентиляции, полученные лазерным спеканием.

В архитектуре

Возможность создавать виртуальные, а затем и печатные трехмерные модели — прорыв в области архитектуры и дизайна. С помощью принтеров легко изготовить макет будущего здания для точной визуализации его особенностей, презентации инвесторам или покупателям. Макеты в архитектуре применяют давно, но именно печать ведет к ускорению и облегчению разработки проекта.

Оружие

Трехмерные технологии не всегда используются во благо. Печать оружия — яркий тому пример. Даже на бюджетных принтерах можно напечатать функциональный пластиковый пистолет. От одного выстрела он разрушится, но даже единственное нажатие на курок может стоить человеку жизни.

Однако считается, что у людей должна быть возможность самообороны. Так, сотрудники компании Defence Distributed выложили в сеть трехмерные модели пистолета Liberator. Также они изготавливают запчасти для автомата Калашникова и винтовки AR-15. С ними возможно собрать оружие, используя принтер и доступные расходные материалы.

Одежда

Полиамидные порошки — подходящие материалы для одежды и нательного белья. Напечатанные нейлоном вещи отличаются необычной формой, они сочетают высокие показатели прочности с эластичностью.

Сотрудники дизайнерской лаборатории из Нью-Йорка Continuum Fashion представили печатную одежду на одном из показов мод. Анонсированные модели — не экспериментальные: их можно купить на сайте Shapeways.

Искусство

Создать восковую реплику Давида Донателло или Венеры Милосской — почему бы и нет? При желании копии известных скульптур из воска можно приобрести, но они обойдутся дорого, да и продаются не везде. Трехмерный принтер выручит поклонников искусства: загрузите в устройство цифровую модель, выберите материал для печати и приступите к изготовлению реплики. Трехмерное изображение оригинала можно получить из обычного фото с его последующей конвертацией в 3D. Или воспользоваться ручным 3D-сканером с возможностью съемки габаритных изделий.

Медицина

Трехмерное моделирование используется в различных медицинских направлениях.

Планирование хирургических вмешательств

Тщательная подготовка — залог успешно проведенной операции. С помощью сканеров получают изображение необходимой зоны тела, из виртуальной модели распечатывают копию. С ней хирургам легче смоделировать операцию: опробовать разные сценарии, выполнить тестирование инструмента, рассчитать тайминг.

Изготовление протезов

3D-принтеры применяют в протезировании. Они позволяют создавать протезы, соответствующие анатомическим особенностям пациента. Производитель из Швеции Arcam занимается созданием устройств для электронно лучевой плавки. Их задача — выполнение цельных металлических конструкций, включая титановые. Они применяются в протезировании для замены суставов, костей или конечностей.

Биопечать

Инженеры разрабатывают органические имитаторы, аналогичные по свойствам и структуре натуральным тканям. Печатать сосуды, мышцы или цельные органы — все это стало возможным. До трансплантации печатных органов дело пока не дошло, но работы ведутся. Параллельно идет разработка методов восстановления поврежденных костей и хрящей. В медицине нашли применение «биоручки 3D», которыми наносят живые клетки на травмированные ткани для их заживления.

Стоматология

Стоматологические скобы из пластика, коронки, протезы, челюстные имплантанты — все это быстро и выгодно можно изготовить на 3D-принтере. Инженеры компании Align Technology разработали методику, при которой выполняют сканирование ротовой полости и последующее изготовление индивидуальных протезов. Здесь задействуют технологию полимеризации жидких смол, она обеспечивает высокую степень точности готовых конструкций.

Продукты питания

Печатать фаршем, сахарным сиропом, расплавленным шоколадом — выдумка? Вовсе нет! Пищевые принтеры перестали быть прерогативой сказок и фантастических фильмов. Они способны изготавливать еду необычной формы.

Компания из Британии Cadbury пользуется 3Д-принтерами для выполнения прессовочных трафаретов и прототипов сладостей, для которых требуется сложная производственная линия. Итальянская Barilla использует установки для изготовления макарон, немецкая Biozoon Food Innovations — блюд для пожилых людей.

Популярное устройство для производства еды — Foodini. Принтер работает с любым пастообразным сырьем. Его недостаток — плохая температурная обработка еды, но и его, возможно, вскоре устранят.

Персонажи

Создание коллекции из героев фильмов, комиксов, игр, фигурок известных личностей стало возможным с 3D-принтерами. Хотите небольшую реплику гигантского робота, Халка, Железного Человека? Их можно напечатать даже на компактном настольном принтере. Сбор коллекции любимых персонажей доступен каждому.

Домашние роботы

Компания Arduino, занимающаяся выпуском недорогих плат, позволила пользователям проектировать различные электронные устройства. Многие взяли идею на вооружение для оборудования системы «умный дом». Все, что нужно: напечатать корпус, установить сервопривод, плату и получить домашнего робота.

В помощь людям, не разбирающимся в пайке или программировании, специалисты из Массачусетского института разрабатывают проект по автоматизации построения роботов. По плану потребуется задать функции будущего устройства, подобрать дизайн — система сама отправит на печать нужные детали.

Музыкальные инструменты

Принтеры могут печатать барабаны, гитары, флейты, скрипки. Да, профессиональные музыканты могут усомниться в их качестве, поскольку ценные экземпляры проектируют годами, а служат они десятками лет. Напечатанный инструмент не сможет стать достойной альтернативой. Но никто не говорит, что он весь должен быть из пластика. Принтер можно использовать для распечатки отдельных частей, например, грифа или деки. За счет трехмерных машин получится смастерить необычные по форме и дизайну инструменты.

Обувь

На принтерах можно печатать босоножки, сапоги, туфли, сланцы или отдельные части обуви: стельки, каблуки, подошвы. Для этого подойдет нейлон или другие гибкие материалы (Ninjaflex, FilaFlex). Преимущества напечатанной обуви — соответствие анатомическим особенностям ноги, удобство, стойкость к износу. Приятный бонус — возможность производства уникальных по внешнему виду изделий с ажурными каблуками, увивающими тонкую шпильку цветами.

Напечатанная обувь уже стала героем модных показов, но не за горами то время, когда она станет доступна массовому потребителю.

Медикаменты

3D-печать доказала перспективы в фармацевтике при печати препаратов. Ее достоинства:

• до 50% выше сохранения свойств средства по сравнению со стандартным производством;
• точная дозировка вещества;
• сокращение сроков изготовления лекарства;
• возможность производить препараты по индивидуальному рецепту.

С новыми технологиями работает организация Organovo. Инженеры задействуют гелевый материал для точного соединения компонентов. 3Д-принтеры не подходят для серийного запуска медикаментов. Но они нашли применение при изготовлении лекарств по индивидуальным рецептам.

Автомобилестроение

Многие механизмы для автомобилей можно напечатать. В мире уже есть примеры применения изготовленных на принтерах компонентов. Отличилась «Формула-1», она задействовала в болидах печатные детали. Американская Local Motors вовсе анонсировала автомобиля, корпус которого произведен только из напечатанных деталей.

Пока что массовое производство запчастей на принтерах экономически нецелесообразно — обходится дорого.

Кастомизация и молдинг

Добавление декоративных элементов в готов изделия — оригинальный способ их обновления, преображения. Плетеные абажуры для бра, необычная рама для велосипеда, машина с авторским тюнингом привлекут внимание, ведь аналогов собственному производству нет.

Мебель

Нет, мы не только про игрушечные предметы. 3D-принтеры позволяют производить мебель, которую сложно отличить от «традиционных» изделий. Такого результата удается добиться за счет задействования специального пластика с добавлением микроопилок. Например, материалу Laywoo-D3 присущ свойственный древесине запах.

Можно печатать что угодно: столы, табуретки, полки, стулья, тумбочки. Изделия легки в механической обработке, их допускается покрывать краской, лакировать.

В мире есть примеры создания металлической мебели. Дизайнер из Голландии Йорис Лаарман спроектировал агрегат для 3Д-печати без применения лазера и вакуумных камер. Машины 3D задействуют для рисования металлом по воздуху — отличный вариант для получения интересной мебели с изящным плетеным дизайном.

Ювелирная отрасль

3D-печать помогает снизить и ускорить производство ювелирных украшений за счет дешевых расходных материалов. Благодаря принтерам ювелиры могут изменять дизайн драгоценностей и быстро производить прототипы.

Преимущества 3D-технологии:

• упрощение запуска ювелирного производства;
• получение качественных украшений: ровных, гладких, с высокой детализацией;
• экономичность — исключение рисков нерационального расхода драгоценных металлов.

Применение 3D-печати актуально для многих брендов, в числе которых Cityscape Rings, Lace, Radian, Ross Lovegrove и другие.

Строительство

3D-печать зданий стала достижимой. Для постройки сооружений берется смесь, включающая цемент, наполнитель, пластификатор и другие добавки. Строительный состав выдавливается из сопла экструдера послойно, повторяя компьютерную модель. 3Д-принтеры упрощают и ускоряют возведение сооружений, ведут к снижению объема отходов и затрат ручного труда.

В мире пока еще нет идеальной машины для 3D строительства, но разработки ведутся. Китайская организация Winsun выпустила аппарат больших размеров (60х100х400см) для производства пола, стен с необходимыми отверстиями и нишами для инженерных коммуникаций. Его минус — неподвижность (готовое строение потребуется переместить на другое место).

Ученые из Испании, наоборот, проектируют небольшие роботизированные системы. Их принцип функционирования основан на креплении к готовым элементам постройки и возведении следующих частей. Время покажет, какие из строительных аппаратов окажутся более предпочтительными.

Образование

3Д-Принтеры доступны не только для крупных компаний и ведущих научных центров. Цены на эконом-модели стартуют от нескольких тысяч, что делает их популярными сфере образования. Их закупают для оборудования школ, средне специальных и высших учебных заведений.

Преимущества 3D-печати в образовании:

1. Наглядное обучение наукам. Учитель сможет показать разрез двигателя, человеческие кости или объемную модель водорода — все это станет хорошей мотивацией к обучению.
2. Развитие у обучающихся воображения и творческого подхода. Моделирование 3D развивает пространственное мышление, помогает визуализировать плоды воображения.

Подведем итоги

3D-принтеры — самая удивительная техника последнего времени. Изначально она была доступна для исследователей, научных деятелей, а теперь недорогой станок можно купить для развлечения. С ним доступно создание различных изделий и предметов, конструирование объектов, разработка необычного дизайна для обыденных вещей. В производстве сфера использования устройств поражает: с их помощью можно печатать все: от еды до архитектурных сооружений. Вероятно, такие машины вскоре станут привычной техникой, вроде пылесоса, холодильника или телевизора.

Однако повсеместное использование на производствах такой техники все же не так радужно. 3D-моделированию присущи недостатки, которые делают серийное производство невыгодным. Не все установки соединяют разные виды пластика, многие их них не могут работать с различными оттенками и температурами. Такие возможности присущи дорогим станкам. При их применении себестоимость напечатанного изделия в несколько десятков раз превысит себестоимость обычного предмета. 3D-печать эффективнее применять для производства уникальной продукции, где важна точность детализации.

Даже при устранении всех недочетов, массовая 3D-печать не предрекает ничего хорошего. Спрос на промышленные товары сократится в десятки раз, экономика обрушится. Также появятся проблемы с нарушением авторских прав при копировании уникальных предметов.

—

Приобрести домашние, профессиональные и промышленные 3D принтеры, другую ЧПУ или 3Д технику и расходные материалы, задать свой вопрос, или сделать предложение, вы можете, связавшись с нами:

• 
  По телефону: 8(800)775-86-69

• 
  Электронной почте: [email protected]

• 
  Или на нашем сайте: https://3dtool.ru/

Так же мы выкладываем наши материалы в Telegram канале, на Zen Yandex и в нашей группе ВКонтакте

на что способен 3D принтер

Возможности 3D печати

К сожалению, нынешний уровень осведомленности в 3D технологиях оставляет желать лучшего. Случается, что даже при наличии базовых знаний о 3D принтерах, реальное применение 3D печати остается непонятным для ряда пользователей. Во избежание возникновения подобных ситуаций мы подготовили эту статью и подробно рассмотрим все возможности 3D печати.

Применение 3D печати

Если говорить о применении 3D печати, стоит учитывать не только существующие возможности, но и перспективы. Уже сегодня применение технологии 3D печати чрезвычайно обширно и не прекращает расширяться. Безусловно, в будущем нас ожидает масштабное распространение аддитивных методик, но практическое применение 3D печати доступно каждому уже сегодня. Мы не станем углубляться в узко специфические аспекты технологий, такие как пищевая 3D печать, или биопринтинг. Вместо этого поговорим о том, какое применение технологии 3D печати могут найти обычные пользователи с помощью настольных 3D принтеров.

1. Прототипирование

Самый лучший способ применения 3D печати – по ее прямому назначению. Быстрое прототипирование является не только вторым названием методики, но и изначальной целью ее разработки. Создание опытных образцов с помощью 3D печати значительно сокращает время и издержки производства. А благодаря возможностям 3D моделирования спектр проектируемых деталей практически не ограничен. Прототипирование позволяет наглядно оценить возможные недостатки изделия еще на этапе проектирования и внести существенные изменения в конструкцию детали еще до ее окончательного утверждения.

2. Мелкосерийное производство

Для мелкосерийного производства 3D печать – просто находка. Свойства многих материалов позволяют производить готовые компоненты с минимальными затратами. Сравнительно с традиционными методами производства, мелкосерийное производство с помощью 3Д печати очень выгодно с финансовой точки зрения. Изготовление, к примеру, литейных форм, представляет собой длительный и дорогостоящий процесс. При этом, само литье под давлением занимает немало времени. На 3Д принтере же напечатать партию необходимых изделий можно в считанные часы. Это применение 3D печати крайне актуально при частых заказах на небольшие партии деталей.

3. Ремонт и восстановление

Еще одно применение 3D печати – ремонт и восстановление поврежденных деталей. Для этих целей 3Д печать подходит идеально. Проводить такую процедуру можно как самостоятельно, при наличии соответствующих навыков и оборудования, так и в специализированных сервисах 3Д печати, таких как 3DDevice. Сперва на основе поврежденного изделия строится верная 3D модель. Для упрощения проектирования также может быть использовано 3D сканирование. Далее готовая модель отправляется в печать и воспроизводится на 3Д принтер в нужном количестве экземпляров. Ремонт и восстановление поврежденных деталей с помощью 3D печати происходит быстро, а наличие цифровой модели компонента позволяет заново отпечатать его в любое время.

4. Производство функциональных моделей и готовых компонентов

Одна из разновидностей промышленного применения 3D печати – производство функциональных моделей и готовых компонентов. Изготовление изделий на 3Д принтере из прозрачного материала позволяет увидеть работу функциональной детали «изнутри», что очень полезно при разработке различных инженерных образцов. Кроме того, широкий спектр разнообразных материалов для 3Д печати превращает ее в полноценный производственный инструмент. Промышленные 3D принтеры постепенно становятся частью каждой сферы производства, позволяя изготовлять прочные металлические компоненты.

Другие вопросы и ответы о 3D принтерах и 3D печати:

• Возможности Какие перспективы 3D печати в будущем?
• Финансы Как правильно выбрать 3D принтер?

5. Бытовые предметы

Нужен органайзер для канцелярии? Или подставка для ножей? Любые бытовые предметы можно напечатать на 3Д принтере. Преимущество такого применения 3D печати в том, что при разработке 3D моделей нет никаких ограничений. То есть, при желании проявить фантазию и создать нечто оригинальное – все карты в ваших руках. Благодаря 3Д печати свой дом можно украсить и сделать более функциональным легко и недорого.

6. Игрушки и сувениры

При наличии 3D принтера порадовать ребенка очень просто – достаточно изготовить симпатичные 3D игрушки. Уже существует несколько довольно интересных проектов коллективных 3Д-печатных игр, а в дальнейшем этот список будет только расширяться. Это применение 3D печати порадует не только детей, но и увлеченных коллекционеров, ведь на 3Д-принтере можно напечатать фигурки любых персонажей и атрибутов компьютерных игр и фильмов. А цветная 3Д печать позволит изготовить эксклюзивные полноцветные сувениры – миниатюрные фигурки реальных людей. Для этого цифровая модель человека формируется на основе данных 3D-сканирования. При этом все текстуры и данные о цвете сохраняются. Такой подарок точно придется по вкусу каждому, ведь получить крошечную копию самого себя так необычно.

7. Дизайнерские изделия

Для творческих людей существует еще одно применение 3D печати. 3Д-технологии в целом – это уникальная возможность проявить свой талант самым необычным образом. Художники, скульпторы, модельеры и дизайнеры со всего мира используют 3Д печать для создания эксклюзивных предметов искусства, изготовить которые стандартными методами было бы невозможно. Такие дизайнерские изделия впечатляют своей красотой и оригинальностью, часто объединяя цифровое и традиционное искусство. Кроме того, активно разрабатываются методики 3Д печати одежды и обуви. Некоторые модели уже даже поступили в продажу, но о массовом производстве пока рано говорить.

8. Способности 3D принтера

Основные способности 3D принтера мы перечислили, но на этом они не заканчиваются. 3Д-печать находит применение в самых разнообразных отраслях. С ее помощью печатают электронику, различные комплектующие, еду и даже живые ткани. Безусловно, этот список будет пополняться в дальнейшем, но уже сейчас он впечатляет своим масштабом. Надеемся, мы смогли доступно подать информацию о существующем применении 3Д-печати. Если у Вас имеются дополнительные вопросы, которые мы не затронули, пишите нам на электронную почту и мы, в случае необходимости, добавим и Ваши вопросы! С уважением, коллектив компании 3DDevice.

Кроме того, наша компания предоставляет услуги 3Д печати, 3Д сканирования и 3Д моделирования любой сложности по лучшим ценам на рынке Украины. В интернет-магазине 3DDevice представлен широкий ассортимент товаров (3Д принтеры, 3Д сканеры) и расходных материалов (пластик и смолы). По всем вопросам пишите нам на электронную почту, или звоните по одному из этих телефонов. Будем рады сотрудничеству!

Вернуться на главную

3D-печать: что это такое, как это работает и примеры

3D-принтеры могут показаться кадрами из научно-фантастического фильма, но они доказали свою полезность в самых разных отраслях. | Изображение: Shutterstock

Как работают 3D-принтеры?

3D-печать является частью семейства аддитивных технологий и использует те же методы, что и традиционный струйный принтер, хотя и в 3D. Аддитивное производство описывает процесс создания чего-то слоями, непрерывно добавляя материал, пока не будет завершен окончательный дизайн. Этот термин чаще всего относится к литью и 3D-печати.

Для создания трехмерного объекта с нуля требуется сочетание передового программного обеспечения, порошкообразных материалов и точных инструментов. Ниже приведены несколько основных шагов, которые предпринимают 3D-принтеры для воплощения идей в жизнь.

Как работает 3D-принтер?

3D-принтеры относятся к аддитивному производству. 3D-принтеры используют компьютерный дизайн для понимания дизайна. Когда дизайн готов, материал, который можно подавать через горячее сопло или прецизионный инструмент, печатается слой за слоем, чтобы создать трехмерный объект с нуля.

Программное обеспечение для 3D-моделирования

Первым этапом любого процесса 3D-печати является 3D-моделирование. Для максимальной точности — а также потому, что 3D-принтеры не могут волшебным образом угадать, что вы хотите напечатать, — все объекты должны быть спроектированы в программном обеспечении для 3D-моделирования. Некоторые конструкции слишком сложны и детализированы для традиционных методов производства. Вот где на помощь приходит программное обеспечение САПР. 

Моделирование позволяет типографиям настраивать свою продукцию до мельчайших деталей. Способность программного обеспечения для 3D-моделирования обеспечивать точность проектирования — вот почему 3D-печать считается настоящим прорывом во многих отраслях. Это программное обеспечение для моделирования особенно важно для такой отрасли, как стоматология, где лаборатории используют 3D-программное обеспечение для разработки элайнеров, точно подходящих для конкретного человека. Это также жизненно важно для космической отрасли, где они используют программное обеспечение для проектирования некоторых из самых сложных частей ракетного корабля.

Произошла ошибка.

Невозможно выполнить JavaScript. Попробуйте посмотреть это видео на сайте www.youtube.com или включите JavaScript, если он отключен в вашем браузере.

3D-ПРИНТЕРЫ ИСПОЛЬЗУЮТ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ И НАРЕЗКИ, ЧТОБЫ НАПРАВЛЯТЬ ПРИНТЕР ПРИ СОЗДАНИИ КАЖДОГО ОБЪЕКТА. Видео: Digital Trends

Нарезка модели

После создания модели пришло время ее «нарезать». Поскольку 3D-принтеры не могут концептуализировать концепцию трех измерений, как люди, инженерам необходимо разбить модель на слои, чтобы принтер мог создать конечный продукт.

Программное обеспечение для нарезки сканирует каждый слой модели и сообщает принтеру, как двигаться, чтобы воссоздать этот слой. Слайсеры также сообщают 3D-принтерам, где «заливать» модель. Эта заливка придает 3D-печатному объекту внутренние решетки и колонны, которые помогают формировать и укреплять объект. После того, как модель нарезана, она отправляется на 3D-принтер для фактического процесса печати.

Процесс 3D-печати

Когда моделирование и нарезка 3D-объекта завершены, наступает время для 3D-принтера. Принтер действует в целом так же, как традиционный струйный принтер в процессе прямой 3D-печати, когда сопло перемещается вперед и назад, распределяя воск или пластикоподобный полимер слой за слоем, ожидая, пока этот слой высохнет, а затем добавляя следующий уровень. По сути, он добавляет сотни или тысячи 2D-отпечатков друг на друга, чтобы создать трехмерный объект.

Материалы для 3D-печати

Существует множество различных материалов, которые принтер использует для воссоздания объекта в меру своих возможностей. Вот несколько примеров:

Акрилонитрил-бутадиен-стирол (АБС)

Пластик, которому легко придать форму и который трудно сломать. Тот же материал, из которого сделаны LEGO.

Нити из углеродного волокна

Углеродное волокно используется для создания предметов, которые должны быть прочными, но при этом чрезвычайно легкими.

Проводящие нити

Эти пригодные для печати материалы все еще находятся на экспериментальной стадии и могут быть использованы для печати электрических схем без использования проводов. Это полезный материал для носимой техники.

Гибкие нити

Гибкие нити позволяют создавать гибкие, но прочные отпечатки. Эти материалы можно использовать для печати чего угодно, от наручных часов до чехлов для телефонов.

Металлическая нить

Металлическая нить изготовлена ​​из тонко измельченных металлов и полимерного клея. Они могут быть из стали, латуни, бронзы и меди, чтобы получить истинный внешний вид металлического предмета.

Древесная нить

Эти нити содержат мелкоизмельченный древесный порошок, смешанный с полимерным клеем. Они, очевидно, используются для печати объектов, похожих на деревянные, и могут выглядеть как более светлое или темное дерево в зависимости от температуры принтера.

Процесс 3D-печати занимает от нескольких часов для очень простых отпечатков, таких как коробка или мяч, до нескольких дней или недель для более крупных детализированных проектов, таких как полноразмерный дом.

Сколько стоят 3D-принтеры?

Стоимость 3D-принтеров варьируется в зависимости от размера, специализации и использования. Самые дешевые 3D-принтеры для любителей начального уровня обычно стоят от 100 до 500 долларов. Более продвинутые модели могут стоить от 300 до 5000 долларов. Промышленные 3D-принтеры могут стоить до 100 000 долларов.

Процессы и методы 3D-печати

Здесь также представлены различные типы 3D-принтеров в зависимости от размера, детализации и масштаба проекта. Каждый тип принтера будет немного отличаться в зависимости от того, как будет напечатан объект.

Моделирование методом наплавления (FDM)

FDM, вероятно, является наиболее широко используемой формой 3D-печати. Это невероятно полезно для изготовления прототипов и моделей из пластика.

Технология стереолитографии (SLA)

SLA — это тип печати для быстрого прототипирования, который лучше всего подходит для печати сложных деталей. Принтер использует ультрафиолетовый лазер для изготовления объектов в течение нескольких часов.

Цифровая обработка света (DLP)

DLP — одна из старейших форм 3D-печати. DLP использует лампы для получения отпечатков с более высокой скоростью, чем печать SLA, поскольку слои высыхают за секунды.

Непрерывное производство жидкостного интерфейса (CLIP) 

CLIP является одним из наиболее быстрых процессов, использующих фотополимеризацию в ванне. Процесс CLIP использует технологию цифрового синтеза света для проецирования последовательности УФ-изображений на поперечное сечение 3D-печатной детали, что обеспечивает точно контролируемый процесс отверждения. Затем деталь запекают в термальной ванне или печи, вызывая несколько химических реакций, которые позволяют детали затвердеть.

Струйное распыление материала

Струйное распыление материала наносит капли материала через сопло небольшого диаметра слой за слоем для создания платформы, которая затвердевает под действием УФ-излучения.

Впрыскивание связующего 

Впрыскивание связующего использует порошкообразный основной материал, равномерно наложенный вместе с жидким связующим, который наносится через струйные сопла, чтобы действовать как клей для частиц порошка.

Моделирование плавленым напылением (FDM)

FDM, также известное как Изготовление плавленых нитей (FFF), работает путем разматывания пластиковой нити с катушки и протекания через нагретое сопло в горизонтальном и вертикальном направлениях, формируя объект сразу после расплавления. материал твердеет.

Селективное лазерное спекание (SLS) 

Форма сплавления в порошковом слое, SLS сплавляет мелкие частицы порошка вместе с помощью мощного лазера для создания трехмерной формы. Лазер сканирует каждый слой порошкового слоя и выборочно сплавляет их, затем понижает слой порошка на одну толщину и повторяет процесс до завершения.

Multi-Jet Fusion (MJF) 

Другая форма порошковой сварки, MJF использует подметающую руку для нанесения порошка и руку со струйным принтером для выборочного нанесения связующего сверху. Затем для точности вокруг агента детализации применяется агент детализации. Наконец, тепловая энергия применяется, чтобы вызвать химическую реакцию. Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) также использует тот же процесс, но конкретно с металлическим порошком.

Листовое ламинирование

Листовое ламинирование связывает материал в листы под действием внешней силы и сваривает их вместе с помощью послойной ультразвуковой сварки. Затем листы фрезеруются на станке с ЧПУ, чтобы сформировать форму объекта.

Направленное нанесение энергии

Направленное нанесение энергии широко распространено в металлургической промышленности и осуществляется с помощью устройства 3D-печати, прикрепленного к многоосевой роботизированной руке с соплом для нанесения металлического порошка. Порошок наносится на поверхность и источник энергии, который затем расплавляет материал, образуя твердый объект.

Каковы преимущества и недостатки 3D-печати?

3D-печать, также известная как аддитивное производство, становится популярной среди производителей. Спрос растет из-за некоторых революционных преимуществ, которые он может предоставить. Как и почти все технологии, она имеет свои недостатки, которые необходимо учитывать.

Эта страница призвана помочь в процессе выбора. Мы рассмотрим все преимущества и недостатки 3D-печати.

Этот производственный процесс предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционными методами производства. Эти преимущества включают, среди прочего, те, которые связаны с дизайном, временем и стоимостью.

1. Гибкий дизайн

3D-печать позволяет разрабатывать и печатать более сложные конструкции, чем традиционные производственные процессы. Более традиционные процессы имеют конструктивные ограничения, которые больше не применяются при использовании 3D-печати.

2. Быстрое прототипирование

3D-печать позволяет изготавливать детали в течение нескольких часов, что ускоряет процесс прототипирования. Это позволяет каждому этапу проходить быстрее. По сравнению с механической обработкой прототипов, 3D-печать недорога и позволяет быстрее создавать детали, поскольку деталь может быть изготовлена ​​за несколько часов, что позволяет выполнять каждую модификацию конструкции с гораздо более высокой скоростью.

3. Печать по требованию

Печать по требованию — еще одно преимущество, поскольку в отличие от традиционных производственных процессов не требуется много места для хранения запасов. Это экономит место и затраты, поскольку нет необходимости печатать массово, если в этом нет необходимости.

Все файлы 3D-дизайна хранятся в виртуальной библиотеке, поскольку они печатаются с использованием 3D-модели в виде файла CAD или STL, что означает, что их можно найти и распечатать при необходимости. Редактирование проектов может быть выполнено с очень низкими затратами путем редактирования отдельных файлов без потери устаревших запасов и инвестиций в инструменты.

4. Прочные и легкие детали

Основным материалом для 3D-печати является пластик, хотя некоторые металлы также могут использоваться для 3D-печати. Тем не менее, пластмассы имеют преимущества, поскольку они легче, чем их металлические эквиваленты. Это особенно важно в таких отраслях, как автомобилестроение и аэрокосмическая промышленность, где малый вес является проблемой и может обеспечить большую эффективность использования топлива.

Кроме того, детали могут быть созданы из специально подобранных материалов для придания определенных свойств, таких как термостойкость, повышенная прочность или водоотталкивающие свойства.

5. Быстрое проектирование и производство

В зависимости от конструкции и сложности детали 3D-печать может печатать объекты в течение нескольких часов, что намного быстрее, чем формованные или обработанные детали. Не только изготовление детали может обеспечить экономию времени за счет 3D-печати, но и процесс проектирования может быть очень быстрым благодаря созданию файлов STL или CAD, готовых к печати.

6. Минимизация отходов

Для производства деталей требуются только материалы, необходимые для самой детали, с небольшими потерями или без них по сравнению с альтернативными методами, которые вырезаются из больших кусков материалов, не подлежащих вторичной переработке. Этот процесс не только экономит ресурсы, но и снижает стоимость используемых материалов.

7. Экономичность

Будучи одностадийным производственным процессом, 3D-печать экономит время и, следовательно, расходы, связанные с использованием различных машин для производства. 3D-принтеры также можно настроить и оставить для выполнения задания, а это означает, что нет необходимости постоянно присутствовать операторам. Как упоминалось выше, этот производственный процесс также может снизить затраты на материалы, поскольку он использует только количество материала, необходимое для самой детали, с небольшими потерями или без них. Хотя оборудование для 3D-печати может быть дорогим, вы даже можете избежать этих затрат, передав свой проект компании, предоставляющей услуги 3D-печати.

8. Простота доступа

3D-принтеры становятся все более доступными, поскольку все больше местных поставщиков услуг предлагают услуги аутсорсинга для производственных работ. Это экономит время и не требует больших транспортных расходов по сравнению с более традиционными производственными процессами, производимыми за границей в таких странах, как Китай.

9. Безвредность для окружающей среды

Поскольку эта технология снижает количество отходов используемого материала, этот процесс по своей сути является экологически безопасным. Однако экологические преимущества расширяются, если учесть такие факторы, как повышение эффективности использования топлива за счет использования легких деталей, напечатанных на 3D-принтере.

10. Advanced Healthcare

3D-печать используется в медицине для спасения жизней путем печати органов человеческого тела, таких как печень, почки и сердце. Дальнейшие разработки и использование разрабатываются в секторе здравоохранения, обеспечивая одни из самых больших достижений в использовании технологии.

Как и почти любой другой процесс, у технологии 3D-печати также есть недостатки, которые следует учитывать, прежде чем использовать этот процесс.

1. Ограниченное количество материалов

В то время как 3D-печать позволяет создавать предметы из различных пластиков и металлов, доступный выбор сырья не является исчерпывающим. Это связано с тем, что не все металлы или пластмассы могут иметь достаточную температуру для 3D-печати. Кроме того, многие из этих печатных материалов не могут быть переработаны, и очень немногие из них безопасны для пищевых продуктов.

2. Ограниченный размер сборки

В настоящее время 3D-принтеры имеют небольшие камеры печати, которые ограничивают размер печатаемых деталей. Все, что крупнее, нужно будет распечатать отдельными частями и соединить вместе после изготовления. Это может увеличить затраты и время для больших деталей из-за того, что принтеру необходимо напечатать больше деталей, прежде чем для их соединения будет использован ручной труд.

3. Постобработка

Несмотря на то, что большие детали требуют постобработки, как упоминалось выше, большинство деталей, напечатанных на 3D-принтере, нуждаются в той или иной форме очистки для удаления поддерживающего материала со сборки и сглаживания поверхности для достижения требуемой отделки. Используемые методы последующей обработки включают гидроабразивную обработку, шлифование, химическое замачивание и ополаскивание, воздушную или тепловую сушку, сборку и другие. Объем необходимой постобработки зависит от таких факторов, как размер производимой детали, предполагаемое применение и тип технологии 3D-печати, используемой для производства. Таким образом, в то время как 3D-печать позволяет быстро производить детали, скорость производства может быть замедлена постобработкой.

4. Большие объемы

Стоимость 3D-печати является статической, в отличие от более традиционных методов, таких как литье под давлением, где производство больших объемов может быть более рентабельным. Хотя первоначальные инвестиции в 3D-печать могут быть ниже, чем в другие методы производства, после масштабирования для производства больших объемов для массового производства стоимость единицы продукции не снижается, как при литье под давлением.

5. Структура детали

С помощью 3D-печати (также известной как аддитивное производство) детали производятся послойно. Хотя эти слои сцепляются друг с другом, это также означает, что они могут расслаиваться при определенных напряжениях или ориентации. Эта проблема более серьезна при производстве изделий с использованием моделирования наплавления (FDM), в то время как многоструйные и многоструйные детали также имеют тенденцию быть более хрупкими. В некоторых случаях может быть лучше использовать литье под давлением, поскольку оно создает однородные детали, которые не будут разделяться и ломаться.

6. Сокращение производственных рабочих мест

Другим недостатком 3D-технологии является потенциальное сокращение человеческого труда, поскольку большая часть производства автоматизирована и выполняется принтерами. Тем не менее, многие страны третьего мира полагаются на низкоквалифицированные рабочие места, чтобы поддерживать свою экономику, и эта технология может поставить под угрозу эти производственные рабочие места, сократив потребность в производстве за границей.

7. Неточности проектирования

Другая потенциальная проблема с 3D-печатью напрямую связана с типом используемого оборудования или процесса, поскольку некоторые принтеры имеют более низкие допуски, а это означает, что конечные детали могут отличаться от исходного дизайна. Это можно исправить в постобработке, но нужно учитывать, что это еще больше увеличит время и стоимость производства.

8. Вопросы авторского права

По мере того, как 3D-печать становится все более популярной и доступной, у людей появляется все больше возможностей создавать поддельные и контрафактные продукты, и отличить их будет практически невозможно. Это имеет очевидные проблемы с авторским правом, а также с контролем качества.