Что такое 3д принтер и какие преимущества: 3D принтеры преимущества и недостатки

3D принтеры преимущества и недостатки

Если спросить любого владельца 3D-принтера, в чем состоит главное преимущество его устройства, он начнет рассказывать о высоком качестве печати и о возможности изготавливать любые прототипы. На вопрос о недостатках обычно следует ответ о каких-либо недочетах в конструкции принтера: кого-то не устраивает недостаточно жесткая рама, некоторые жалуются на слишком низкие темпы печати. В статье разбираемся, какими преимуществами обладает большинство 3D-принтеров и выясняем, с какими недостатками приходится сталкиваться их владельцам.

Несмотря на относительно медленный старт, аддитивные технологии стали наконец набирать обороты. Теперь 3D-принтеры получили заслуженную популярность как в пользовательской среде, так и в сфере производства. Мы уже оценили многочисленные преимущества 3D-печати, в том числе возможность печатать сложные модели, но пик популярности и функциональности трехмерных технологий еще впереди. Рассказываем об основных преимуществах и недостатках 3D-принтеров.

Плюсы 3D-принтеров

Начнем с преимуществ: трехмерная печать позволяет быстро и относительно недорого изготавливать нужные прототипы с высокой точностью, самостоятельно регулируя настройки принтера и выбирая оптимальные параметры. Остановимся на каждом плюсе 3D-принтеров более подробно.

Достоинство — скорость производства

3D-принтеры позволяют существенно сократить время, затрачиваемое на каждый проект. В отличие от традиционных методов производства, при использовании аддитивных технологий на весь процесс печати потребуется от несколько недель или дней, а основную часть моделей можно напечатать за считаные часы. Некоторые производители решили оптимизировать складские ресурсы, начав изготовление деталей на заказ. Данный подход позволяет вывести массовое производство на новый уровень: теперь не нужно хранить на складе множество деталей, ведь можно их просто распечатывать по мере необходимости, сразу же отправляя на продажу.

Достоинство — стоимость производства

Крупномасштабные проекты с большим количеством напечатанных на 3D-принтере деталей обходятся недешево, но аддитивное производство все равно остается более выгодным в сравнении с традиционными технологиями. Многие производители используют трехмерную печать при изготовлении небольших тиражей или при создании прототипов. Например, ювелирам гораздо выгоднее печатать восковые прототипы украшений, чем отливать их из металла. Пластик, используемый в 3D-печати, стоит относительно недорого, и даже самый простой принтер может помочь сэкономить.

Качество продукции

Современные 3D-принтеры демонстрируют высокое качество выпускаемой продукции. На наш взгляд, качество зависит от следующих характеристик устройства:

• Фотополимерная печать. Данная технология позволяет получить максимально возможное качество готовой продукции.
• Технология FDM. Несмотря на то, что FDM-принтеры пользуются спросом, они просто не могут создать детализацию выше 100 мкм.
• Корпус из металла. При выборе FDM-принтеров стоит отдавать предпочтение моделям, корпус которых изготовлен из металла. Такие принтеры демонстрируют лучшее качество изделий при высокой скорости печати.
• Независимо от того, какая модель принтера была выбрана, готовая продукция, напечатанная при низкой скорости и качественных материалах, практически не отличается от произведенной на высокоскоростном оборудовании.

Таким образом, можно и на недорогих принтерах добиться достойного качества печати, используя качественный филамент на невысоких скоростях.

Точность копий

Точность трехмерной печати – это минимальная допустимая высота наносимого слоя. Современные устройства могут выдавать высокое качество до 20 микрон, но для реального получения прототипов такой точности пользователю потребуется соблюдать определенные условия.

В первую очередь точность готовых копий зависит от самого 3D-принтера – от его технических характеристик, компоновки и пр. Не стоит полагаться только на значение высоты слоя, которое указано в описании устройства.

Точность прототипов зависит от массы факторов. Например, принтеры, выполненные в закрытом корпусе, способны выдавать гораздо лучшие показатели точности моделей, чем их собратья в открытом корпусе, что обусловлено равномерным температурным режимом внутри принтера.

Кроме того, требуется правильно выставлять все настройки печати, следить за калибровкой стола, условиями эксплуатации устройства, температурным режимом. Качественный пластик играет не последнюю роль в точности изготавливаемых копий.

Гибкость производства

Внедрение 3D-печати в различные области производства связанно с тем, что технология дает возможность создавать геометрические формы практически любых размеров и неограниченной сложности.

Принтеры печатают самыми разными материалами, делая процесс производства максимально гибким. Например, на одном и том же устройстве можно создавать как восковки для ювелиров, так и зубные протезы для стоматологов. Такой универсальности невозможно достичь, используя стандартное производственное оборудование. 3D-принтеры открывают перед инженерами, конструкторами и владельцами устройств новые горизонты и перспективы развития собственного бизнеса и аддитивных технологий.

Доступность

Доступность трехмерной печати дает возможность экспериментировать, используя принтеры как в домашних, так и в производственных условиях. Даже самый недорогой 3D-принтер может найти свое применение в архитектуре, строительстве, мелкосерийном производстве, медицине, образовании, ювелирном деле, полиграфии, изготовлении сувениров, рекламы. Стандартной катушки филамента хватит надолго, а купить 3D-принтер может себе позволить практически каждый. Одна из самых бюджетных моделей стоит около $100.

Минусы есть у любой техники, и 3D-принтеры не стали исключением. Поэтому на сегодняшний день у аддитивной технологии есть определенное количество существенных недостатков.

Минус — небольшой размер камеры

Пожалуй, самым существенным недостатком принтеров являются небольшие размеры области печати. Посмотрите на любой 3D-принтер, оцените его габариты – вот именно ими все и ограничивается. Устройство может напечатать только ту модель, которая поместится на его платформе. Если нужно создать прототип большего размера, вам придется прибегать к различным ухищрениям: например, можно распечатать модель по частям, а затем собрать их каким-либо образом. Несмотря на то, что уже сейчас существует прототип 3D-принтера с неограниченными размерами рабочей платформы, о массовом внедрении такой технологии говорить пока не представляется возможным.

Минус — неточности детали

Невозможно полностью избавиться от термического сжатия или усадки готовой модели. Это физический процесс – вы можете только его скомпенсировать. Слои поплыли, Вертикаль не соблюдается, слои не ложатся ровно друг на друга. Выступы на верхнем слое детали могут быть как открытого, так и закрытого типа. По сути, это связано с провисанием пластика, который не успевает охлаждаться, будучи напечатанным в воздухе без поддержек.

Недостаток — постобработка

Большинству готовых изделий, напечатанных на 3D-принтере, требуется постобработка и очистка. Процесс помогает достичь лучшего вида и гладкости модели. Готовые модели обрабатываются различными способами. Пользователи шлифуют детали, обрабатывают их химическим способом, подрезают поддержки, высушивают изделия. Необходимость последующей обработки зависит от множества факторов. Например, объем работ варьируется в зависимости от размеров модели, материала, типа технологии, выбранной при изготовлении прототипа. Таким образом, учитывая, что 3D-печать обеспечивает быстрое производство деталей, скорость изготовления может быть снижена за счет последующей постобработки.

Прочностные качества моделей

Как правило, изготовление трехмерной модели с помощью аддитивных технологий происходит путем послойного наложения филамента. Несмотря на то, что слои хорошо склеены между собой, это не является гарантией идеальной монолитности готового изделия, и оно может расслоиться при определенных нагрузках. Особенно часто эта проблема проявляется при использовании FDM-принтеров. Опытные пользователи советуют применять литье под давлением, чтобы повысить прочностные качества деталей. При использовании этого метода структура готовой детали получается более однородной и менее ломкой.

3D-принтеры неудобны для пользователя

Производители заявляют, что 3D-принтеры просты в использовании. Некоторые компании выпускают устройства специально для новичков. Тем не менее, даже для первоначальной сборки и подготовки принтера к работе пользователю потребуются определенные навыки. Самостоятельно откалибровать рабочий стол, настроить программу-слайсер, выставить нужные параметры печати не так просто, как заверяют производители. Некоторые модели поставляются уже собранными – советуем выбирать именно их в качестве первого принтера.

Вредные выбросы

От габаритов устройства и количества выпускаемого принтером термопласта значительно зависит количество вредных выбросов аэрозолей в атмосферу. Химикаты оседают в наших легких, а также способствуют увеличению размеров озоновой дыры. Команда исследователей под руководством профессора Брента Стивенса провела собственный эксперимент, в рамках которого было протестировано пять моделей 3D-принтеров. В результате ученым удалось вычислить концентрацию нанометровых частиц, которые образуются в процессе трехмерной печати.

Результаты эксперимента не порадовали ни производителей принтеров, ни владельцев и пользователей устройств. Дело в том, что 3D-принтеры, использующие полимолочную кислоту (PLA) при печати, продемонстрировали крайне высокий уровень выброса ультрамелких частиц – от 20 миллиардов в минуту. Гаджеты, работающие на акрилонитрилбутадиенстироле (АБС-пластик), выбрасывают в атмосферу до 200 миллиардов частиц в минуту.

Ученые заявили, что вредные выбросы в подобных количествах аналогичны выбросам в атмосферу при горении табака или ароматических свечей, сжигании природного газа. Кроме того, при работе лазерного принтера, использующего порошок в качестве материала для печати, производится не меньшее количество вредных выделений.

Медленные

3D-принтеры на самом деле очень медленные. Некоторые производители заявляют о высокой скорости печати, но этот показатель относителен. В особенности когда дело доходит до изготовления большого количества прототипов. Многие пользователи, владеющие бюджетными принтерами, оставляют их работать на всю ночь, чтобы к утру получить небольшую готовую модель. В зависимости от габаритов и качества печатаемого изделия, процесс может затянуться. В среднем процесс создания модели может занять от нескольких часов до нескольких дней. Длительность прямо пропорциональна размеру объекта: чем крупногабаритнее будущий прототип, тем большее количество времени займет его печать.

Загрязнение окружающей среды

Побочные продукты аддитивной печати в виде отработанного пластика уже давно интересуют защитников природы. Отходы производства попадают на свалки, создавая при этом негативную дополнительную нагрузку на окружающую среду. Ученые считают, что ABS-пластик, используемый в большинстве 3D-принтеров, достаточно токсичен. Этот вид филамента имеет длительный период разложения в почве. Тем не менее, ABS-пластик является наиболее распространенным видом материала, используемым в аддитивной печати. Более экологичной альтернативой ABS можно считать PLA-пластик. Этот материал более биоразлагаем и менее токсичен. Проблема загрязнения окружающей среды может быть решена с помощью распространения бытовых перерабатывателей пластика в нить для трехмерной печати.

Трехмерные принтеры открывают широкий горизонт возможностей для своих владельцев. Список преимуществ таких устройств безграничен, но мы выбрали лишь основные из них. На наш взгляд, одним из главных плюсов 3D-принтеров является их доступность. Готовые модели получаются достаточно качественными даже на бюджетных моделях. Главное, чтобы пользователь выставил верные настройки и заправил принтер хорошим материалом.

Но у 3D-принтеров есть и свои недостатки. Кроме того, что их не слишком легко откалибровать и подготовить к работе, они производят вредные выбросы в атмосферу, а отходы производства в виде пластика практически не разлагаются, загрязняя окружающую среду. Еще один минус устройств – низкая скорость печати. Тем не менее, трехмерная печать слишком полезна, чтобы от нее отказываться. На наш взгляд, с каждым годом принтеры совершенствуются, и уже совсем скоро их недостатки будут сведены к минимуму.

• 18 мая 2020
• 15953

Получите консультацию специалиста

Преимущества и недостатки 3D-печати. Все тонкости и нюансы в одном посте

Вступление.

Изобретение 3D-печати произвело полную революцию в производстве и разработке продуктов.

3D-печать, также называемая аддитивным производством, влечет за собой объединение нескольких слоев материала один за другим до тех пор, пока вы не создадите модель, напечатанную на 3D-принтере.
Она стала настолько популярной среди многих производителей благодаря ее инновационным достоинствам, которые намного превосходят преимущества традиционного производства.

Однако, как и любой другой способ производства, 3D-печать имеет немало недостатков.

Поэтому в этой статье мы расскажем вам о преимуществах и недостатках 3D-печати, чтобы вы могли подробнее изучить эту новаторскую технологию.

Преимущества 3D-печати.

Причина, по которой 3D-печать стала такой популярной, заключается в ее достоинствах по сравнению с традиционными методами производства. Здесь мы рассмотрим наиболее значительные преимущества 3D-печати.

Это доступно.

3D-принтеры стали более доступными, чем когда-либо. Одна из самых популярных моделей Creality Ender 3 V2 доступна всего за 300 долларов.

Кроме бестселлера Ender 3 V2 в нашем каталоге есть выбор наборов для сборки 3D-принтеров и все они поражают своим соотношением цена-качество.

Всего 5 лет назад невозможно было купить готовое оборудование по столь низкой цене.

3D-печать — это одноэтапный производственный процесс, поэтому он не только экономит вам расходы, связанные с использованием различных производственных процессов и машин, но и экономит драгоценное время.

3D-принтеры не нуждаются в постоянном присмотре, так как они могут выполнять определенные задачи после того, как их настроят; таким образом, вам не нужно постоянно находиться рядом.

Например, их можно оставить работать ночью, не прибегая к дорогостоящей ночной смене, чтобы наблюдать за ними.

Кроме того, 3D-печать позволяет сэкономить на общих расходах на материалы, поскольку в ней используется только материал, необходимый для производства конкретной детали без потерь или с минимальными потерями.
Покупка оборудования для 3D-печати может стоить дорого, если вам нужно сделать только одну деталь, поэтому может быть дешевле передать проект на аутсорсинг компании, предоставляющей услуги 3D-печати.

Инженеры компании 3D4U имеют практический опыт предоставления услуг 3D-печати на заказ. Вы можете связаться с нами любым удобным способом и мы окажем вам поддержку, как при выборе оборудования и расходных материалов, так и в распечатке ваших изделий.

Быстрое прототипирование.

Используя оборудование для 3D-печати, вы можете создать прототипы за пару часов. Благодаря этому скорость процесса проектирования значительно увеличивается, а это означает, что вы можете получить детали в течение нескольких часов и быть готовыми к следующему проекту.
Кроме того, вы можете дешево и быстро создать новый прототип с каждой модификацией конструкции, в отличие от дорогостоящего и длительного процесса обработки прототипа традиционными методами.

Прочные и легкие детали.

Пластик — основной материал, используемый в 3D-печати, хотя существует целый ряд материалов, пригодных для 3D-печати.

3D-печать позволяет создавать сложные органические формы, которые намного легче, чем детали, созданные традиционным способом.

В аэрокосмической и автомобильной промышленности это жизненно важный фактор, поскольку использование легких материалов помогает повысить топливную эффективность.

Детали, напечатанные на 3D-принтере, можно изготавливать из материалов, произведенных по индивидуальному заказу, которые обладают особыми характеристиками, такими как водоотталкивающие свойства, более высокая прочность, а также термостойкость.

Пластмассы, такие как PLA, можно комбинировать с металлами или даже деревом для придания уникальной отделки и свойств.

Технология 3D-печати экологически безопасна.

Использование технологии 3D-печати снижает количество отходов, образующихся в процессе производства.

Более того, эта технология помогает еще больше улучшить окружающую среду, поскольку легкие модели, напечатанные на 3D-принтере, могут сделать автомобили или самолеты значительно более экономичными.
Вы можете печатать на 3D-принтере с использованием материалов, которые либо перерабатываются, либо сделаны из органических материалов растительного происхождения.

Легкий доступ.

Использование оборудования для 3D-печати увеличилось в последние годы из-за большей доступности.

Поэтому найти местную компанию по оказанию услуг 3D-печати теперь проще, чем когда-либо.
3D-печать стала популярным хобби благодаря своей невысокой стоимости и простому доступу.

Многие люди интегрировали 3D-печать в свои хобби, такие как игры, фан-арт или косплей.

Для людей, которые не могут позволить себе купить 3D-принтер, существует множество так называемых производственных помещений, где совместное использование 3D-принтера является бесплатным или недорогим.

Производители также обращаются к 3D-печати, чтобы сэкономить на транспортировке. Благодаря большинству традиционных методов производства, применяемых за рубежом, в таких странах, как Китай, детали, напечатанные на 3D-принтере, могут быть изготовлены ближе к тому месту, где они необходимы для быстрой реакции.

Уменьшение количества отходов.

В 3D-печати для изготовления определенных деталей используется только необходимый материал, поскольку это процесс аддитивного производства.

Это отличается от традиционной обработки, при которой огромные массы материалов, не подлежащих вторичной переработке, разрезаются для изготовления трехмерных деталей.

Таким образом, общая стоимость производства 3D-печати ниже, поскольку используется меньше материала, и вы платите только за то, что вам нужно.

Улучшения в медицинском секторе.

3D-печать произвела революцию в медицинском секторе, поскольку теперь можно печатать органы человеческого тела, такие как сердце, почки и печень.

Печать протезов или слуховых аппаратов уже вообще ни для кого не является диковинкой.

Кроме того, ведутся дополнительные исследования того, как технология 3D-печати может еще больше помочь сектору здравоохранения.

Печать по запросу.

В отличие от субтрактивного производства, технология 3D-печати не занимает много места для складских запасов, поскольку детали могут быть напечатаны только при заказе или необходимости.
Благодаря этому вы не только сэкономите на расходах, но и сэкономите место, поскольку вы печатаете оптом только тогда, когда это необходимо.

Все файлы 3D-дизайна хранятся в виртуальной библиотеке, откуда вы затем распечатываете их с помощью 3D-модели в виде файла STL или CAD.

Качество и последовательность.

Старые методы производства обычно характеризуются плохим дизайном, что может привести к некачественным прототипам.

Это означает, что качество продукта не может быть гарантировано.
Однако это не тот случай, когда используется технология 3D-печати, поскольку сборка продукта осуществляется в строгом пошаговом процессе, что обеспечивает выдающийся дизайн и качество продукции.

Технология 3D-печати также позволяет добиться большей согласованности по сравнению с традиционным производством, при этом одновременно обеспечивая производство деталей неизменно высокого качества.

Это возможно, поскольку ошибки обнаруживаются немедленно, что помогает снизить общее количество потерянных материалов и неисправных деталей.
Следовательно, эта технология гарантирует, что детали в партии не будут дефектными или несовместимыми по сравнению с другими деталями.

Открытый дизайн и тестирование продукта.

Визуальный вид продукта виртуально или на экране нельзя сравнивать с реальным ощущением от прототипа, которое вы можете испытать при использовании технологии 3D-печати.

Таким образом, можно физически потрогать и ощутить прототип продукта и проверить, есть ли в его конструкции какие-либо недостатки.

В случае ошибки вы можете изменить файл САПР и позже распечатать новую версию.
Физический прототип неоценим для демонстрации продукта клиентам или руководителям, которым в противном случае было бы сложно утвердить продукт на основе 3D-модели САПР.
Это одно из основных применений 3D-печати в отрасли, и стоит помнить, что 3D-печать изначально называлась «быстрым прототипированием» именно по этой причине!

Более быстрое производство.

В отличие от традиционных методов производства, таких как обработка с ЧПУ и литье под давлением, 3D-печать выполняется значительно быстрее.

Это связано с тем, что эта технология позволяет быстро тестировать проекты и идеи, от прототипа до конечного продукта.
Следовательно, это позволяет вам проводить больше времени на рынке и привлекать клиентов до того, как ваши конкуренты закончат производство своей конечной продукции.

Бесконечная геометрия и формы.

Обычные методы производства зависят от технологий резки и формования для создания желаемых форм, что не только сложно, но и дорого.
К счастью, у вас не возникнет этой проблемы с технологиями 3D-печати, и все, что вам нужно, — это правильно проработанные поддержки.

Поддержки вы можете создать самостоятельно или автоматически с помощью программного обеспечения.

3D-печать позволяет создавать полые формы без отверстий, имеют экстремальные подрезы, — все это невозможно при использовании любого другого метода производства.

Недостатки 3D-печати.

Конечно, у всего всегда будут свои минусы! Несмотря на множество преимуществ, у 3D-печати есть и недостатки. Вот основные из них.

Ограниченный размер сборки.

Размер камеры, встроенной в 3D-принтеры, обычно относительно невелик, что ограничивает размеры деталей, которые вы можете распечатать.

Следовательно, любой более крупный предмет необходимо напечатать по частям, а затем собрать его после изготовления.
Это увеличивает время, необходимое для печати, потому что 3D-принтеру необходимо напечатать больше деталей, прежде чем вы сможете продолжить и вручную соединить детали.
Дизайнер должен решить, где разместить эти разрывы, чтобы они не ослабили поверхность и не испортили отделку финальной части.

Структура Детали.

В 3D-печати детали обычно создаются один слой за другим, поэтому ее также называют аддитивным производством. Это означает, что, хотя слои прочно удерживаются вместе, они подвержены расщеплению при воздействии нагрузок при определенных ориентациях или напряжениях.

Это проблема, с которой часто сталкиваются изделия, созданные с использованием моделирования методом наплавления. Кроме того, детали Multijet и Polyjet, как правило, более хрупкие.

В связи с этим, возможно, будет лучше использовать литье под давлением при изготовлении однородных деталей, поскольку они более прочны и с меньшей вероятностью выйдут из строя при нагрузке на конструкцию.

Потеря рабочих мест в производственном секторе.

Использование 3D-печати позволяет создавать прототипы и дизайны продуктов в течение нескольких часов с помощью одного простого шага.

Большинство этапов субтрактивного производства исключаются, и это помогает сэкономить на стоимости рабочей силы, поскольку для завершения производственного процесса нужно нанимать меньше людей.
В конечном итоге это приводит к сокращению рабочих мест в обрабатывающей промышленности, что может быть особенно пагубным для стран, где большинство граждан зависят от низкоквалифицированных рабочих мест.
Конечно, требуются операторы и производители 3D-принтеров, что частично компенсирует эти потери.

Технология 3D-печати не очень удобна для пользователя.

Несмотря на ажиотаж по поводу потенциала технологии 3D-печати, использование 3D-принтеров не так просто, как вы могли бы представить. Поскольку это новая технология, при создании деталей на 3D-принтере часто требуется метод проб и ошибок.
Специалисты, имеющие предыдущий опыт работы с этой технологией, могут устранить эту проблему.

Тем не менее пока 3D-печать не получит широкого распространения, ее следует рассматривать как технологию с потенциально крутой кривой обучения.

Ограниченные материалы.

Поскольку технология 3D-печати является недавней инновацией, материалы, необходимые в производственном процессе, ограничены, а некоторые из них все еще разрабатываются.
Предпочтительным материалом для 3D-печати является пластик, поскольку он быстро расплавляется слоями, чтобы сделать конечный предмет. Тем не менее, пластик не самый прочный материал для всех требований, и его прочность варьируется, что делает его не идеальным выбором для определенных компонентов.
3D-печать металлом постепенно набирает обороты как жизнеспособная технология, но на данный момент она довольно дорога.
Кроме того, используются и другие специализированные материалы, в том числе золото и стекло, но их еще предстоит коммерциализировать.

3D-принтеры стоят дорого.

Разумеется, речь идет о промышленном секторе и промышленных 3Д принтерах. В начале статьи мы уже упоминали, что рост производства настольных принтеров сейчас находится на пике своего развития и 3D-принтер купить может себе позволить любой человек со средним доходом. Современные принтеры для дома стоят дешевле ноутбуков, телевизоров и смартфонов.

Материалы и оборудование, используемые в индустриальной 3D-печати, являются дорогостоящими, а стоимость промышленных принтеров исчисляется сотнями тысяч. Поскольку начальный капитал, необходимый для использования технологии 3D-печати, непомерно высок, многие люди не могут пользоваться этой инновационной технологией.
Более того, материалы, необходимые для использования технологии 3D-печати, могут быть дорогими по сравнению с материалами, используемыми в традиционном производстве.
Чтобы обойти эти расходы, многие компании берут в аренду оборудование для 3D-печати или используют стороннюю организацию для получения доступа к 3D-принтерам в так называемых бюро 3D-печати.

Нарушение авторских прав.

Развитие технологии 3D-печати привело к увеличению числа случаев подделки. Это потому, что теперь любой, у кого есть доступ к чертежу продукта, может быстро скопировать существующие продукты. Из-за этого увеличилось количество нарушений патентов, и идентифицировать контрафактный продукт практически невозможно. Развитие технологии 3D-печати усложнило жизнь обладателям авторских прав и патентов для защиты прав на их уникальные продукты.

Как и в других отраслях, таких как музыкальная индустрия, это, вероятно, будет продолжающаяся битва, в которой будет много инноваций и изменений в законодательстве, направленных на борьбу с ней.

Производство опасных предметов.

Создание взрывчатки, оружия, ножей, а также другого опасного оружия теоретически более доступно благодаря технологии 3D-печати. Это потому, что это дает людям доступ к методу производства предметов в их собственных домах, что ранее было невозможно.
Это затруднило соответствующим органам безопасности определение того, когда террористы и преступники изготавливают оружие. Ожидается, что по мере того, как технология 3D-печати станет дешевле и более удобной для пользователя, будет увеличиваться разработка и производство нелицензированного оружия.

Конечно, сообщения СМИ о 3D-печатном оружии были преувеличены, и на самом деле любое оружие, изготовленное из пластика, который плавится при температуре 200 °C, не будет очень эффективным.

Кроме того, некоторые преступники используют 3D-принтеры для создания реалистичных считывателей карт для банкоматов.

Заключение.

Прочитав эту статью, вы теперь знаете преимущества и недостатки 3D-печати. Таким образом, имея это в виду, вы можете понять, почему 3D-печать произвела революцию в производстве и приобрела широкую популярность во всем мире.
Точно так же вы также хорошо осведомлены о недостатках технологии 3D-печати.
Таким образом, технология 3D-печати — это инновация, которую необходимо ценить, осознавая ее недостатки и возможные решения.

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 запросу

Печать по запросу — 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 или нулевыми потерями 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 одноэтапным производственным процессом, 3D-печать экономит время и, следовательно, затраты, 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. Ограниченные материалы

В то время как 3D-печать может 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 3D-печатных деталей 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

Еще одним 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 рабочие места с низкой квалификацией, 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.

Получите дополнительную консультацию по 3D-печати

Нужна помощь в определении того, подходит ли вам 3D-печать?

Свяжитесь с нашей командой ведущих мировых экспертов с более чем 20-летним опытом работы в области аддитивного производства.

Наши эксперты по технологиям помогают нашим клиентам применять правильный технологический процесс в зависимости от требований каждого человека или компании:

[email protected]

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10 Преимущества 3D-печати

Знаете ли вы о многих преимуществах технологии 3D-печати? Следите за тем, как мы разбиваем нашу первую десятку здесь.

Существует 3 основных метода разработки продукта, а именно переход от идеи к физическому трехмерному прототипу продукта.

Субтрактивное производство — это процесс разработки продукта, при котором материал непрерывно вырезается из твердого блока, такого как металл. Это можно сделать вручную или с помощью станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Литье под давлением представляет собой производственный процесс, используемый для производства продукции в больших объемах. Как следует из названия, детали изготавливаются путем впрыскивания нагретого материала в форму.

Итак, что такое 3D-печать? Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, представляет собой процесс создания трехмерных объектов из компьютерного файла, при котором деталь строится путем добавления материала слой за слоем.

Сегодня все больше компаний в различных отраслях используют процесс 3D-печати, поскольку он дает много существенных преимуществ по сравнению с более традиционными методами производства субтрактивным производством и литьем под давлением.

1. Скорость

Одним из самых больших преимуществ технологии 3D-печати является быстрое прототипирование. Быстрое прототипирование — это возможность спроектировать, изготовить и протестировать индивидуальную деталь за минимально возможное время. Кроме того, при необходимости конструкция может быть изменена без негативного влияния на скорость производственного процесса.

До того, как индустрия 3D-печати достигла расцвета, изготовление прототипа занимало недели. Каждый раз, когда вносилось изменение, к процессу добавлялось еще несколько недель. С учетом сроков доставки полная разработка продукта от начала до конца может легко занять год.

С помощью методов 3D-печати компания может спроектировать деталь, изготовить ее на профессиональном 3D-принтере и протестировать ее в течение нескольких дней (а иногда и меньше).

Для малых предприятий или даже частных лиц эта разница значительна. Свобода и творческий подход, обеспечиваемые 3D-печатью, означают, что практически все можно создать без складов, заполненных дорогостоящим оборудованием. Нет никаких длительных сроков выполнения заказа, обычно связанных с необходимостью передачи сложных производственных проектов на аутсорсинг. Это означает свободу от ограничений минимального заказа, что детали и продукты могут быть легко созданы и настроены.

Для небольших серий производства и создания прототипов 3D-печать является лучшим вариантом с точки зрения скорости.

2. Стоимость

Для небольших производственных серий и приложений 3D-печать является наиболее рентабельным производственным процессом. Традиционные методы прототипирования, такие как обработка с ЧПУ и литье под давлением, требуют большого количества дорогостоящих машин, а также гораздо более высоких затрат на рабочую силу, поскольку для их запуска требуются опытные операторы станков и техники.

Это контрастирует с процессом 3D-печати, где для изготовления детали требуется только 1 или 2 станка и меньше операторов (в зависимости от системы). Отходов гораздо меньше, потому что деталь создается с нуля, а не вырезается из цельного блока, как при субтрактивном производстве, и обычно не требует дополнительных инструментов.

3. Гибкость

Еще одним большим преимуществом 3D-печати является то, что любой конкретный принтер может создавать практически все, что умещается в его объеме сборки.

В традиционных производственных процессах каждая новая деталь или изменение конструкции детали требует изготовления нового инструмента, пресс-формы, штампа или приспособления для создания новой детали.

При 3D-печати проект загружается в программное обеспечение для слайсера, добавляются необходимые опоры, а затем печатается практически без изменений физических механизмов или оборудования.

3D-печать позволяет создавать и изготавливать геометрические фигуры, которые невозможно изготовить традиционными методами, как в виде отдельной детали, так и вообще. Такие геометрические формы включают полые полости внутри сплошных деталей и детали внутри деталей.

3D-печать, в отличие от традиционных методов, позволяет включать несколько материалов в один объект, позволяя смешивать и сочетать множество цветов, текстур и механических свойств.

3D-печать позволяет любому пользователю, даже с ограниченным опытом работы с САПР, редактировать проекты по своему усмотрению, создавая уникальные, индивидуальные новые детали. Это также означает, что любой заданный дизайн может быть изготовлен из широкого спектра различных материалов.

4. Конкурентное преимущество

Благодаря скорости и низкой стоимости 3D-печати жизненный цикл продукции сокращается. Предприятия могут улучшать и улучшать продукт, что позволяет им выпускать более качественные продукты за более короткий промежуток времени.

3D-печать позволяет физически демонстрировать новый продукт клиентам и инвесторам, а не оставлять их на волю их воображению, что снижает риск неправильного понимания или потери информации во время общения.

Это также позволяет проводить экономически эффективное рыночное тестирование, получать отзывы от потенциальных клиентов и инвесторов о реальном продукте без риска больших первоначальных затрат на создание прототипа.