10 сумасшедших вещей, которые можно напечатать на 3D-принтере. 3D принтер что можно сделать с его помощью
принтер - что можно сделать с его помощью?
Современный мир уже тяжело представить без трехмерных технологий. Они присутствуют буквально везде: в фотографии, искусстве, кино, развлечения и даже в печати. Мало кто знает, что 3D принтер был изобретен еще 30 лет назад. Но только в наше время 3D печать открыла миру совершенно новые возможности, которые иногда даже переходят за грань реальности. Многих пользователей сегодня интересует вопрос, как работает 3D-принтер и что с его помощью можно сделать? Есть специалисты, уверенные в том, что в будущем такое устройство заменит собой современное конвейерное производство. Схема работы 3D-принтера довольно проста: на компьютере создается трехмерная модель предмета, после этого специальный аппарат отображает предмет в реальности при помощи повторяющихся процедур. 3D-принтер работает не с чернилами. Для его заправки используются другие элементы, вроде пластиковых нитей, фотополимерных смол, металлоглины или керамического порошка. Если вы все еще задумываетесь над тем, на что способен 3D-принтер, то читайте данный обзор далее. В нем мы расскажем о лучших идеях 21-го века.
3D-принтер: части тела
Сегодня проблема трансплантации органов и частей тела стоит довольно остро. Ученые, чтобы восполнить дефицит материала, решили воссоздать кости, кожу, кровеносные сосуды, органы на 3D-принтере. Первые эксперименты по пересадке таких объектов, к удивлению многих специалистов, прошли довольно успешно. Посмотрим, как же работает 3D-принтер. Части тела изготавливают на аппаратах, которые именуют биопринтеры. В качестве сырья для печати используется специальный медицинский гель. Он синтезируется из человеческих клеток. Для воссоздания костей используется специальная керамическая пудра, которая по параметрам схожа с человеческим скелетом. Достижения человека в этой области на самом деле уникальны. Возможно в скором времени дойдет до того, что на таких устройствах можно будет воссоздавать части тело с уникальной ДНК. Фрагменты костей и кожи, которые были пересажены реальным людям, успешно прижились. Планируется также провести эксперимент с почкой. Макет на сегодняшний день уже существует, но пока он не функционирует. Самыми удачными разработками в этой области можно назвать протезы. Созданные таким образом протезы позволяют экономить сотни долларов. Большой популярностью сегодня пользуются устройства для поддержания слуха.
3D-принтер: одежда и обувь
Сегодня в магазине вы вряд ли сможете найти платье, напечатанное на 3D-принтере. Но технология создания таких объектов удивляет. Что можно сделать из фурнитуры и ткани такого удивительного, чего сегодня нет? Но мир полон самых невообразимых идей. Главная особенность 3D-платьев заключается в том, что они будут созданы идеально по фигуре. Мировому сообществу это продемонстрировала Дита фон Тиз. Говоря об одежде, не стоит забывать и об обуви. Первые эскизы такой обуви создал дизайнер из Голландии Янне Куттанен. Схемы двухмерного изображения он разместил в интернете. Сегодня каждый желающий может скачать их на свой компьютер. Но файлы имеют такой большой размер, что на их скачивание уйдет не меньше 6 часов. А сможете ли вы их распечатать в домашних условиях, если у вас под рукой будет 3D-принтер? Сегодня такие устройства не встретишь дома у каждого, поэтому остается только любоваться творениями других.
3D-принтер: музыкальные инструменты
Любой музыкальный инструмент уникален. Еще большую необыкновенность им может придать использование технологий трехмерной печати. Ведь 3D-принтер способен создать даже ажурный музыкальный инструмент. Но будет ли такой инструмент играть? Да, они действительно способны воспроизводить мелодии, правда пока это у них получается не так хорошо, как у традиционных музыкальных инструментов. Впервые такую технологию использовал Олаф Диджел. Его творение больше напоминает паутину. А вот первая синтетическая акустическая гитара была создана Скоттом Саммитом. Он уверяет, что ее можно использовать даже на концертах. Звучание инструмента на некоторых нотах даже превосходит традиционную акустическую гитару. Но 3D-принтер способен воспроизводить не только гитары. Миру также известны скрипка и флейта.
3D-принтер: игрушки
На 3D-принтер можно напечатать что угодно, в том числе и игрушки. С помощью такого устройства можно создавать целые армии солдатиков, куклы, машинки. В домашних условиях портативный агрегат может выполнить любую даже самую смелую мечту вашего ребенка, правда в черно-белом варианте. Специалисты сегодня предлагают воссоздавать игрушки по эскизам самих детей. Предположим, ваш малыш нарисовал на листочке бумаги какую-то каляку-маляку. Загрузите эти данные в компьютер, создайте модель и перенесите ее на 3D-принтер. Ваш ребенок наверняка удивиться тому, как вам удалось создать трехмерную модель непонятного животного.
3D-принтер: объектив для фотоаппарата
Разработчики при создании этой детали фотоаппарата преследовали только одну цель – сэкономить. Ведь стоимость хорошего фотоаппарата складывается из цены линзы. В моделях, изготовленных на 3D-принтере, они конечно не идеальны. Изготавливаются такие линзы из акрила. С такой оптикой вряд ли получится делать профессиональные снимки. А вот для простого использования она вполне подойдет. Автором идеи создания таких линз является Лео Мариус. Именно он первым выложил в интернет эскизы такого аппарата. Общая стоимость материалов обойдется пользователю примерно в 30 долларов.
3D-принтер: автомобиль
3D-принтер способен на многое. Что еще можно сделать при помощи этого устройства? В Женеве прошла презентация первого автомобиля, который практически полностью был напечатан на 3D-принтере. Идея создать такой автомобиль принадлежит Кевину Зингеру. При помощи инженеров ему удалось воплотить проект в жизнь. Первый и единственный суперкар такого рода называется Blade. Это уникальное творение человека. Создатели Blade утверждают, что продукт является экологически чистым. В процессе производства модели не было выбросов вредных веществ в атмосферу. Машина пока ездит только на газе или бензине. В будущем планируется сделать электромобиль. Суперкар всего за две секунды развивает скорость 100 км/ч. Это стало возможным благодаря использованию мощного двигателя на 700 лошадиных сил.
3D-принтер: люстра-робот
Это устройство также известно, как роботизированная рука или фантастическая лампа. Оно представляет собой обыкновенный светильник, закрепленный в вертикальном положении. Особенность данного устройства состоит в том, что в зависимости от потребностей пользователя оно может самостоятельно менять свое положение. Если индикатор почувствует недостаточно света, он повернется в сторону темноты. Если пользователь изменит свое положение, устройство передвинется в его сторону. На 3D-принтере можно сделать подобное устройство. На все вопросы по созданию такого устройства ответы можно найти на Youtube.
computerologia.ru
10 сумасшедших вещей, которые можно напечатать на 3D-принтере
3D-печать, может, и не стала пока очень популярной, но за последние три десятилетия технологии далеко шагнули, если говорить об объемах производства и пользе от 3D-предметов. И – сюрприз, сюрприз – это не только всякие диковины и игрушки.
Относительно 3D-печати легко быть скептиком – она все еще нетороплива, дорога и не так эффективна, как более традиционное производство. Но, если мы сосредоточимся лишь на недостатках этой технологии, далеко мы не продвинемся.
Мы приводим подборку из десяти потрясающих вещей, которые уже возможно изготовить с помощью 3D-принтера.
ЧАСТИ ТЕЛА
Уши, почки, кровеносные сосуды, кожа и кости уже были успешно «напечатаны» учеными в лабораториях США. Вместо того, чтобы использовать более привычный для 3D-принтера пластик, медицинские «биопринтеры» работают с похожей на гель субстанцией, изготовленной из клеток (исключение составляют кости, в печати которых используется керамическая пудра).
Достижения в области 3D-биопринтинга свидетельствуют о том, что вскоре смогут подобрать для каждого пациента идеально совпадающий с его ДНК фрагмент кости, лоскут кожи или целую почку (3D-почки уже существуют, но на данном этапе не являются функциональными).
И пока у 3D-принтеров нет возможности создавать целые конечности, 3D-принтеры, работающие с пластиком, уже печатают рабочие протезы, стоящие дешевле $100, за пару часов.
ПИЦЦА
Спонсируемый NASA проект нацелен на создание еды. NASA начала его финансировать в целях разработки продуктов питания для космонавтов.
Обычно 3D-принтер работает лишь с одним картриджем, но принтер для пиццы использует сразу множество картриджей, содержащие такие производные, как тесто, сыр и соус.
Весь процесс можно увидеть на YouTube:
ШОКОЛАД
Замените картридж с обычным пластиком на картридж с расплавленным шоколадом, и у вас появится бесконечное множество возможностей для создания футуристических десертов. Вы сможете «отлить в шоколаде» любой текст или изображение, которое может обработать компьютер. И это будет съедобно.
Chocedge – один из первых эксклюзивных шоколадных 3D-принтеров. Но на этой ниве существует на удивление жесткая конкуренция. В январе Hershey Company и 3D Systems объявили о начале партнерства, нацеленного на создание 3D-конфет. Если компания заменит фабричных рабочих принтерами, это могло бы оптимизировать весь процесс, а заодно порадовать нас более футуристичными шоколадками.
ОДЕЖДА
Отпечатанная на принтере одежда пока не продается в магазинах, но она уже совершенно точно существует. Например, Дита фон Тиз уже демонстрировала миру отпечатанное на 3D-принтере вечернее платье, сделанное специально для нее. И платье получилось совсем по фигуре.
С точки зрения обычных людей, 3D-одежда находится за гранью возможностей портных, поскольку печатается с учетом всех индивидуальных особенностей покупателя. Хотя, если ваша фигура не такая, как у Диты, вы, может, окажетесь не готовы к такой точной подгонке.
МУЗЫКАЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ
В наши дни уже есть возможность полностью или частично печатать на 3D-принтерах музыкальные инструменты. Уже есть 3D-гитара ODD, чей уникальный дизайн вполне соответствует качеству звучания. Ученый из MIT Media Lab Амит Зоран уже научился печатать работающие флейты. Немецкая фирма EOS отпечатала скрипку из полимеров.
Единственная загвоздка в том, что 3D-инструменты пока недостаточно хорошо звучат – по крайней мере, если сравнивать их с обычными инструментами. Скрипачка Джоанна Ронко на TED Amsterdam сыграла на обычной и отпечатанной на принтере скрипке, и было очевидно, какую из них предпочла публика.
МАШИНЫ
Urbee 2 больше похож на конфетку, нежели на автомобиль. Но это первое транспортное средство из всех существующих, которое было собрано из деталей, изготовленных 3D-принтером.
Трехколесная машина стоит дешевле и является более экономичной в плане потребления топлива, чем любой автомобиль на современном рынке, но 23 лошадиных силы (в сочетании с батарейками) означают, что до скоростей хайвеев ей далеко.
Создатели Urbee 2 намереваются испытывать свое детище в течение ближайших двух лет на американских дорогах, но сначала им придется поработать. В настоящий момент автомобиль не соответствует американским ПДД.
ОРУЖИЕ
Возможно, самое спорное, что может отпечатать 3D-принтер – это огнестрельное оружие. Первая модель, разработанная 26-летним Коди Уилсоном, была названа Liberator.
Сейчас любой человек, у которого есть 3D-принтер и интернет, может напечатать собственный пистолет из пластиковых деталей. Но то, что он будет изготовлен из пластика, не значит, что он не сможет убивать. По данным ФБР, пуля, выпущенная из Liberator, способна нанести серьезный ущерб внутренним органам.
Хотя оружие взорвалось при попытке ФБР отпечатать собственную копию Liberator’а, Уилсон залил в интернет видео, в котором ему самому удается выстрелить из пистолета. Однако сложно сказать, как долго отпечатанные на 3D-принтерах пистолеты будут «в законе», поскольку власти работают над тем, чтобы запретить их.
БЕСПИЛОТНИКИ
Одна революционная технология порождает другую, и вот уже отпечатанные на 3D-принтере дроны бороздят небо.
Ученые из университета Саусгемптона создали SULSA (Синтезированный Лазером Самолет Университета Саусгемптона) – летательный аппарат, производство которого можно поставить на поток. Он летает со скоростью 145 километров в час и способен находиться в воздухе в течение получаса.
Беспилотник можно собрать из пластиковых деталей минут за десять, не используя при этом винты и прочий крепеж. В результате получается практически бесшумный дрон с крейсерской скоростью. Вы никогда не заметите его в воздухе.
ТОВАРЫ ДЛЯ ВЗРОСЛЫХ
Разумеется, первое, что подумали люди, увидев 3D-принтер – надо сделать на нем что-то сексуальное. Отрасль товаров для взрослых уже использует технологию в создании дилдо, деталей вибраторов и прочих секс-игрушек. Некоторые из них даже подгоняются под индивидуальные заказы: 3DEA, попап-магазин в Челси, продает игрушки по персональным меркам клиентов.
На данном этапе вполне предсказуемо, что 3D-печать будет использоваться на ниве секса. Возможно, это знак того, что у нее есть большой потенциал – в конце концов, не стоит забывать, из-за чего люди первоначально начали пользоваться интернетом.
3D-ПРИНТЕРЫ
Да, с помощью 3D-принтера вы можете сделать даже другой 3D-принтер.
Благодаря его способностям к самовоспроизводству мы получаем замкнутый цикл. RepRap – опенсорс-принтер – занимается именно этим. Он выпущен с лицензией бесплатного программного обеспечения, поэтому вы сами можете свободно напечатать детали принтера и собрать его. Просто купите машинку ($500-600 в интернете) и запрограммируйте ее на самовоспроизводство, пока не обеспечите 3D-принтерами всех своих друзей.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
adindex.ru
Что можно распечатать на 3d-принтере?
Электронный трехмерный принтер во время работы. Alex_Traksel / shutterstock.com
Представьте себе такую ситуацию – вы находитесь на отдалённой полярной станции или вообще в космосе. Вы пьете кофе из своей любимой кружки и вдруг обжигаетесь и роняете кружку на пол, разбивая вдребезги. Она была не только любимой, но и последней, больше пить кофе у вас не из чего. Но вы, как представитель прогрессивного человечества, не расстраиваетесь, а просто подходите к своему 3d-принтеру, выбираете нужную программу и печатаете себе кружку в режиме реального времени.
Это не выдумка и не фантастика, а самое ближайшее будущее. О том, как оно будет претворяться в жизнь, – читайте в нашей статье.
Воспроизводство материальной культуры всегда было сложной задачей для общества. Инструменты, одежда, мебель, посуда – все это требовало и требует времени, материалов и умельцев-ремесленников. С ходом истории человечество не на шутку разогналось и уже производит сложные механизмы: машины, самолёты, космические корабли, компьютеры и роботов. Но вместе со сложностями появляются и решения, сокращающие возникшие трудности. И сегодня мы поговорим о главном тренде последних лет в сфере производства – о 3d-принтерах.
Принтер – друг человека
Все хоть раз читали страшные истории о деревнях, охваченных таинственными заболеваниями. Обычно их связывали с колдовством, аномалиями места или бактериями, превращающими всех жителей в зомби. Такие деревни есть и в реальной жизни. Но их истории гораздо более прозаичны.
Так, в небольшом селении в Нидерландах зафиксировано 13 случаев болезни Ван Бухема. Это заболевание не смертельно, но очень осложняет жизнь человеку, страдающему от него. У пациентов наблюдается аномальное утолщение черепа: почти в два-три раза. Мозг сдавливается, вызывая страшные боли, и даже самые простые виды активности становятся недоступны. Медикаментозно победить болезнь Ван Бухема нельзя. Тут нужны радикальные меры.
На решительный шаг пошли медики, к которым обратилась 22-летняя женщина из «заражённой деревни». Они пересадили ей череп. Практически целиком.
Конечно, череп – это не сердце и не печень, но странно было бы полагать, что его можно заменить на что угодно, лишь бы подходило по форме. Вопрос с заменой решили в духе времени – распечатали череп на 3d-принтере, построив модель с учетом всевозможных томографических данных… Но обо всем по порядку.
Копицентр будущего
Проекты 3d-принтеров появились ещё в 80-х годах прошлого века, тогда же и первые опытные образцы. Но волна интереса к новой технологии захлестнула мир только в XXI веке.
Трёхмерная печать относится к так называемым аддитивным технологиям. За этим термином скрывается простая расшифровка: аддитивный от английского add – добавлять. Все классические производственные цепочки строятся по следующему принципу. Мы берем ресурсы: дерево, золото, нефть, пшеницу, велюр – применяем к ним свои знания, отсекаем все лишнее, получаем товар и кучу опилок. 3d-принтер на такое не разменивается – он производит ровно то, что задано в его программе, не оставляя лишнего.
Теперь проведем небольшой эксперимент. Представьте: вы на море. На теплом море с пляжем. Там вы садитесь возле самой воды и набираете в ладони мокрого песка. Теперь начинайте водить ладонями по кругу, равномерно высыпая мокрый песок. В конце концов, у вас должно получиться нечто вроде круглой стенки. Готово, вы – 3d-принтер!
На самом деле, технология трёхмерной печати значительно сложнее, хоть и сходна по принципу. 3d-принтер постепенно, слой за слоем, выращивает объект, форма которого задана через компьютерную модель. И если первые принтеры были примитивны, то современные аппараты могут создавать сложные предметы, как, например, череп из нашей истории.
В качестве расходников принтеру можно дать широкий спектр материалов. Основой для производства обычно служат полимерные смолы или пластик, но трёхмерному принтеру под силу и изделия из металла, ткани, пищевых продуктов и даже живых клеток.
Итак, что же может распечатать 3d-принтер?
Оружие
Древнекитайская мудрость гласит, что для существования народа нужны три вещи: оружие, еда и верность правителю. С печатью последнего у нас вряд ли что-то получится, с едой мы еще разберемся, а вот оружие – это интересно.
Первым огнестрельным оружием, распечатанным на 3d-принтере, считается пистолет Liberator, более похожий на устройство для подачи бензина в бак автомобиля. По своим свойствам Либератор годен разве что для суицида: его прочность позволяет сделать только один выстрел, а осечки случаются в половине случаев. Более поздние версии надежней, но до поставок в армии НАТО ещё очень далеко.
Идейным наследником Либератора стал полуавтоматический Shuty-MP1, изготовленный на 3d-принтере на 95%. Извне были добавлены только ствол, болты и пружины. Впрочем, и этот экземпляр далек от идеала: у Shuty-MP1 деформация наступает после 18-го выстрела.
Арсенал напечатанного оружия довольно широк: тут и гладкоствольные винтовки, и револьверы, и полуавтоматические пистолеты, вроде знаменитого «Uzi».
По мере совершенствования материалов, станет возможным изготавливать армейские образцы вооружения. А значит вам понадобится лишь металлический порошок, нужная программа и патроны. В связи с этим возникает вопрос: а как это контролировать? Свободолюбивые американцы, вооруженные второй поправкой (вторая поправка Конституции дарует каждому гражданину США право на ношение оружия), крайне вдохновлены идеей печати оружия, да и многие революционно настроенные граждане по всей Земле видят напечатанные стволы как средство борьбы с тиранией.
Главный аргумент против печати оружия – феноменальная доступность технологии при мизерной себестоимости.
Многое о политическом значении 3d-оружия говорит настрой человека, придумавшего Либератор. Коди Уилсон, 29-летний анархист и радикальный либертарианец из Техаса, зарегистрировал свою компанию «Defense Distributed», чтобы разработать и распространить чертежи «печатного огнестрела» по всему миру. И, конечно, вокруг этой истории сразу разгорелась дискуссия.
Главный аргумент против печати оружия – феноменальная доступность технологии при мизерной себестоимости. Так, первые образцы Либератора обошлись Уилсону в 25 долларов. Получается, технологии будут доступны любому маньяку, террористу и психопату, который накопит денег на 3d-принтер. Более того, если распечатать оружие, используя только пластик, его можно будет пронести через металлодетектор и не быть замеченным. Для Америки, в которой стрельба в школах и на улице стала настоящей эпидемией, вопрос о свободном распространении оружия стоит не просто остро, а невероятно остро. До чего Штаты дойдут в своих дискуссиях – увидим, а нам остается только ждать и печатать, печатать и ждать.
Средства передвижения
Все в той же Америке, в штате Аризона, группа энтузиастов организовала компанию Local Motors, которая специализируется на 3d-печати автомобилей. Первое творение получило название Strati-EV, и выглядит распечатанная машина не хуже обычных. Красота – это не последнее достоинство Strati-EV, она стоит около 80 тыс. долларов и изготавливается за 45 часов.
Джей Роджерс, сооснователь Local Motors, рассказал, что ему пришла идея сделать машину не из 25 тысяч запчастей, а всего из 50. Так он пришёл к мысли, что автомобиль можно распечатать на 3d-принтере. Только 5% деталей пришлось брать извне, а это значит, что такие автомобили – экологическое чудо. После того как один экземпляр пришел в негодность, его можно сдать на переработку и получить идентичную машину.
Ещё одну оригинальную концепцию предложила компания Kor Motors. Их трёхколесный оранжевый Urbee 2 разгоняется до 112 км/ч и может протянуть на электротяге почти 65 километров. В будущем инженеры Kor Motors планируют создать автомобиль, который проедет от Нью-Йорка до Сан-Франциско всего на 38 литрах бензина.
Если предыдущие проекты – это реализованные амбиции энтузиастов из сферы местечкового машиностроения, то Audi Union C от знаменитого автогиганта – признак интереса к технологии со стороны большой индустрии. Правда, интерес пока всё-таки декоративный: на своём заводе Ауди воспроизвели уменьшенную копию гоночного автомобиля 30-х годов. Но с чего-то же надо начинать?
Конечно, принтеру подвластны не только автомобили. Он может распечатать и транспорт попроще: скейт, ролики, велосипед, рикшу или телегу. Но у трёхмерной печати колоссальный простор для роста вверх – если инженеры смогут усовершенствовать материалы, то скоро мы увидим самолёты, судна, а может, даже и космические корабли, сделанные на принтере.
Органы
Одна из вех в истории трёхмерной печати – это создание таких машин, которые могут печатать части для самих себя. Но это было только начало. Дальше принтеры научились создавать части для человека.
Главная проблема в воспроизведении органов с помощью 3d-технологий – какой биоматериал выбирать? Машина и оружие не могут быть отторгнуты, а вот искусственное сердце – вполне.
Медики и биоинженеры искали разные подходы к этому вопросу. На первых этапах биопечати печатались хрящи, кости и прочие менее сложные для воспроизведения части тела. Для этих нужд обычно используют специальный пластик, как в истории с голландской пациенткой.
Дальше – уже сложнее, и медикам понадобился новый ресурс.
Одна группа ученых из Wake Forest Institute for Regenerative Medicine распечатала семь мочевых пузырей, используя стволовые клетки. Донорскую ткань нанесли поверх макета мочевого пузыря, а дальше клетки уже достроили все сами.
Большого успеха на производстве органов добились американцы из Organovo, сумевшие распечатать на принтере печень. Наслаивая живые клетки друг на друга, ученые смогли создать орган, который действовал в течение 40 дней и даже реагировал на внешние факторы, как настоящий. Недолговечность этой печени пока не даёт нам права говорить о печати органов для трансплантации, но как только специалисты научатся воспроизводить капилляры, проблема будет решена.
Что ещё?
- Дома. Да, робот, оснащенный передвижной платформой, принтером и механической рукой, вполне может построить дом. Об этом в своем докладе рассказывал Эван Аккерман из американского института инженеров электротехники и электроники.
- Мост. Если робот строит дом, то почему бы ему не построить мост? Так, инженеры из Jоris Lааrmаn Lаb, Неijmаns и МХ3D планируют возвести мост в центре Амстердама с помощью аддитивных технологий.
- Тапкобургер. Все, как в знаменитом вирусном интернет-ролике: «У меня есть тапок, у меня есть бургер…Тапкобургер». Конечно, нельзя все воспринимать исключительно серьезно. Даже прорывные технологии. Вот группа заинтересованных лиц и решила распечатать булочку для гамбургера в виде тапка. Получилось забавно.
Этим список не ограничивается, как не ограничивается человеческая фантазия. Только представьте масштабы применения такой технологии. Да хотя бы в освоении других планет. Не нужно будет отправлять стройматериалы и технику, дорогостоящее оборудование и прочие затратные штуки. Просто грузим на борт корабля достаточно расходного материала, робота с 3d-принтером и ответственного инженера. И на условном Марсе можно будет не строить, а прямо-таки штамповать города, и все им сопутствующее.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
sciencepop.ru
Как применить 3D-принтер в быту — эксперименты с Inno3D Printer D1 – Blog Imena.UA
3D-принтеры продолжительное время могли себе позволить только специализированные компании, которые испытывали необходимость в быстром создании прототипов готовых изделий, либо выпуске малых партий продукции. Создание изделия в единичных экземплярах с помощью трёхмерной печати, несмотря на высокую стоимость 3D-принтеров, во многих случаях гораздо дешевле, чем использование дорогих форм для литья или пресс-форм, либо применение инструментальных станков.
В последние годы стоимость 3D-принтеров значительно снизилась, что привлекло к ним внимание обычных потребителей. Производители усердно стимулируют этот спрос, показывая свои устройства на различных выставках и конференциях. Правда, демонстрация возможностей трёхмерной печати при этом сводится к созданию различных вычурных безделушек. Но можно ли сделать 3D-принтер полезным в быту и что для этого нужно? Редакция Блога Imena.ua провела собственный эксперимент, используя бюджетный аппарат Inno3D Printer D1 и высокочественные расходные материалы Verbatim PLA Filament.
Немного о технологиях
Прежде чем переходить к практике использования 3D-принтеров в быту, перечислим наиболее распространённые сегодня технологии. Для трёхмерной печати (второе название — «быстрое прототипирование») применяются различные способы и материалы, но в основе любого из них лежит принцип послойного наращивания твердотельной модели.
Разработки в области быстрого прототипирования велись ещё в 1980-х. Однако широкое коммерческое распространение 3D-принтеры получили лишь в начале 2010-х. Это было связано с окончанием срока действия ряда патентов, связанным с этим резким снижением стоимости устройств, популяризацией технологии среди широких масс и появлением относительно доступных и качественных расходных материалов.
Сегодня массово используется сразу несколько технологий для создания 3D-моделей:
- Стереолитография (SLA). Исходный продукт — жидкий фотополимер, в который добавлен специальный реагент-отвердитель. В обычном состоянии материал остаётся жидким, но под воздействием ультрафиолетового света полимеризуется и становится твёрдым.
- Селективное лазерное спекание. Технология аналогична SLA, но вместо жидкости используется порошок с размером частиц 50–100 мкм. Лазерный луч спекает очередной слой, в результате чего он затвердевает. Достоинство этого метода — различные исходные материалы, например, металл, пластик, керамика, стекло, специальный воск.
- Метод многоструйного моделирования (Multi Jet Modeling, MJM). Здесь по аналогии с обычной струйной печатью материал подаётся через небольшие сопла, расположенные на печатающей головке. В качестве материала для MJM-принтеров могут использоваться пластики, фотополимеры, специальный воск, а также материалы для медицинских имплантов. Применение фотополимера требует засветки напечатанного слоя УФ-лампой с целью его отвердения.
- Послойное склеивание пленок (Laminated Object Manufacturing, LOM). Тонкие листы материала режутся лазерным лучом или специальным лезвием по выкройке, соответствующей данному слою, а потом склеиваются между собой. Для создания 3D-моделей может использоваться не только пластик, но даже бумага, керамика или металл.
Однако основной причиной значительного удешевления 3D-принтеров стало изобретение технологии послойного наплавления — Fused Deposition Modeling (FDM). Также она известна как производство методом наплавления нитей — Fused Filament Fabrication. Именно этот метод сегодня наиболее распространён и доступен для конечных потребителей, не в последнюю очередь благодаря появлению наборов «сделай сам», позволяющих самостоятельно и достаточно дёшево собрать 3D-принтер.
Образец 3D-принтера из набора «сделай сам». Кстати, катушка для пластиковой нити распечатана на другом 3D-принтере
Суть метода FDM состоит в расплавлении нити из пластика в специальной печатающей головке — экструдере — который выдавливает жидкий материал через сопло и наносит его послойно на нужные участки изделия. Чем меньше диаметр сопла, тем тоньше будут напечатанные слои, и тем точнее форма готового объекта будет соответствовать цифровой модели.
В качестве расходного материала применяется пластик ABS и PLA. Первый производится из нефти, является непрозрачным, легко окрашивается в разные цвета. Среди его достоинств — невысокая стоимость и жёсткость (более высокая, чем PLA), потому изделие сохраняет форму при больших нагрузках. Для ABS необходим надёжный прогрев платформы 3D-принтера, температурный режим экструдера – 210-270°. Основной недостаток ABS – чувствительность к воздействию ультрафиолетовых лучей и атмосферных осадков.
В свою очередь, PLA — это экологически чистый полилактид (PLA), который также используется для производства одноразовой посуды и медицинских изделий. PLA производят из кукурузы и сахарного тростника. Этот материал легко разлагается в открытой среде и безопасен для человека, поэтому более популярен. Кроме того, в процессе работы принтер не производит неприятного запаха «паленой пластмассы». Есть недостаток: изделия из PLA со временем разрушаются, их среднее время жизни составляет около 3-4 лет при окружающей температуре около 25° С.
PLA пластик — это экологически чистый полилактид (PLA) производят из кукурузы и сахарного тростника. Этот материал легко разлагается в открытой среде и безопасен для человека
Среди недостатков FDM-технологии: невысокая скорость печати (впрочем, это общий недостаток для всех устройств 3D-печати) и относительно большая толщина слоя — около 0,1 мм, что приводит к заметной шершавости/слоистости поверхности изделия.
Кроме того, иногда возникают сложности с фиксацией модели на рабочем столе, ведь первый слой, который служит как бы фундаментом для всех остальных, должен надёжно «приклеиться» к поверхности платформы. Чтобы решить эту проблему, производители наносят на рабочий стол специальное покрытие, а также снабжают его системой подогрева. Тем не менее, иногда модель всё-таки отрывается от стола в процессе печати, что приводит к непоправимому браку.
Расходные материалы
Ситуация на рынке расходных материалов для трёхмерной печати напоминает рынок обычных принтеров: есть «оригинальные расходники» от именитых производителей и есть более дешёвая «совместимая» продукция от noname-вендоров.
3D-принтеры потребляют пластиковую нить двух стандартных диаметров: 1,75 и 3 мм. Нужный диаметр определяется спецификацией принтера, причём значительные отклонения от стандартного диаметра могут привести к сложностям в работе принтера. Пластик поставляется в катушках и продаётся на вес. PLA гигроскопичен и при хранении требует соблюдения режима влажности, иначе может начаться расслоение материала, что приведёт к дефектам при изготовлении модели.
Для каждого типа материала должна быть известна рабочая температура, до которой должен нагреваться материал в печатающей головке. Эти величины не обязательно будут одинаковы для всех «расходников», сделанных из одного и того же материала. В идеале, оптимальные температуры вендор должен указать на этикетке катушки или в инструкции по применению. Если таких данных нет, их приходится подбирать экспериментально.
Оптимальная рабочая температура пластика Verbatim указана на этикетке
Verbatim — один из наиболее известных производителей, предлагающий высококачественный пластик из полимолочной кислоты. По заявлению вендора, нить обладает низкой возгораемостью. Кроме того, важное преимущество в том, что не требуется подогреваемая платформа для печати. Оптимальная рабочая температура указана на этикетке — от 200 до 220 °С.
Verbatim предлагает PLA-нить различной расцветки
PLA-нить поставляется намотанной на катушку и запакованной в коробку, в которую вложен специальный материал для поглощения влаги. Измерение диаметра нити в нескольких образцах пластика подтвердило заявленные 1,75 мм с погрешностью в несколько сотых. Стабильность размера диаметра обеспечивает максимально однородную волокнистую структуру для получения оптимального качества. Тест на изгиб рукой также показал хорошие результаты: пластик не ломался.
Полупрозрачная PLA-нить позволяет печатать изделия, напоминающие по внешнему виду стекло
Inno3D Printer D1 — доступный 3D-принтер
Для эксперимента мы выбрали устройство Inno3D Printer D1 – один из самых доступных принтеров для трёхмерной печати. Аппарат работает по технологии послойного наплавления, его стоимость составляет чуть выше 1 тыс евро.
Внешне Inno3D Printer D1 напоминает устройства, которые энтузиасты собирают вручную. Защитного кожуха здесь нет, принтер имеет открытую конструкцию. Нижняя часть аппарата представляет собой короб из листовой жести, в которой размещён сенсорный экран управления, разъём miniUSB, слот для карт SD и сервопривод для перемещения рабочего стола по оси Y. Экструдер перемещается по осям X и Z благодаря двум вертикальным направляющим и соединяющих их горизонтальной направляющей. Катушка с пластиковой нитью крепится сбоку на трёх роликах.
Принтер Inno3D Printer D1 отличается открытой конструкцией (вид сверху). Слева расположена катушка с PLA-нитью, которая по рукаву подаётся на экструдер (справа)
Для фиксации модели на рабочем столе на его поверхность наклеивается специальная бумага, именно на неё ложится первый слой. Следует отметить, что эту бумагу можно использовать многократно, пока она не начнёт топорщиться или протираться.
Inno3D Printer D1 позволяет печатать несколько несвязанных между собой объектов
Отсутствие общего защитного кожуха, очевидно, негативно влияет на работоспособность устройства. Дело в том, что 3D-принтер — это достаточно прецизионный механизм, который должен обеспечить перемещение экструдера с шагом примерно 0,1 мм по любой из осей. Поскольку все трубки-направляющие покрыты машинным маслом, и при этом никак не защищены от внешнего воздействия, со временем на них может скапливаться пыль, грязь, абразив. Чтобы не случилось заклинивания, направляющие элементы придётся время от времени чистить и смазывать. А ещё лучше сделать самодельный защитный кожух.
3D-печать — это длительный процесс. Печать полого цилиндра высотой 30 мм занимает около часа
Принтер позволяет печатать с компьютера через miniUSB-порт, либо с карты памяти SD. В первом случае процесс проходит автономно от ПК, во-втором — компьютер должен работать всё то время, пока идёт печать. Перед работой необходимо провести процедуру автотестирования и автокалибровки, что может занять порядка 15-20 минут. Эти процедуры запускаются с помощью команд на сенсорном экране.
Для подготовки файла формата STL к печати используется специальное программное приложение inno3D printer D1, которое поставляется в комплекте с принтером. С его помощью можно изменить размер и расположение модели, его ориентацию на рабочем столе. Кстати, принтер позволяет печатать одновременно несколько отдельных фигур, однако необходимо их расположить на достаточном расстоянии друг от друга на рабочем столе. Кроме того, необходимо выполнить процедуру Build, которая осуществляет финишную подготовку к печати, отдельно для каждой фигуры.
Приложение inno3D printer D1 показывает примерное время, которое потребуется для печати модели. Как показало тестирование, обычно оценочное время существенно завышено, особенно если процесс только стартовал. Но чем ближе к финишу — тем точнее приложение показывает время, которое необходимо для завершения печати.
Приложение inno3D printer D1 показывает примерное время, которое потребуется для печати модели
Кнопка Print приложения запускает процесс печати, с помощью этой же кнопки при необходимости его можно приостановить. Очень важно с запасом загрузить в катушку расходные материалы для печати. Если их не хватит, то процесс печати модели прервётся, так как догрузить «расходники» прямо во время процесса и допечатать затем начатую фигуру не получится. Стоит отметить, что принтер не может определить, что закончились расходные материалы, или случилась другая проблема, из-за которой пластиковая нить больше не поступает. То есть, устройство продолжает «имитировать» процесс печати, хотя из сопла экструдера больше не выходит расплавленный пластик.
inno3D printer D1 не может определить, что закончились расходные материал и пластиковая нить больше не поступает
В настройках можно выбрать печать слоями от 0,12 мм до 0,3 мм. Логично предположить, что слой 0,3 мм позволит напечатать модель намного быстрее, тем более, что не всегда требуется прецизионная печать слоем в 0,12 мм. Но проблема в том, что при выборе слоя 0,3 мм нити не склеиваются между собой. То есть, для получения прочной трёхмерной модели у пользователя остаётся только один вариант — 0,12 мм.
Вообще, процесс 3D-печати — достаточно длительный, например, печать тонкостенного цилиндра высотой 30 мм занимает около часа. Более крупные модели могут печататься целый день. Расход пластиковой нити составляет около 10 см за 3 минуты.
«Барахолка» готовых 3D-моделей. ПО для создания собственных продуктов
Для получения виртуальной трёхмерной модели есть три пути. Первый и самый доступный — скачать уже готовую модель с одного из специализированных интернет-порталов, которая очевидно будет лишь красивой безделицей, но в некоторых случаях, не исключено, может как-то пригодиться в хозяйстве. Например, на сайте 3Dtoday.ru после регистрации можно скачать множество уже готовых моделей как платно, так и бесплатно.
Второй способ — создать цифровую модель с помощью 3D–сканирования уже готового изделия. Такой подход очень эффективен, но в связи с дороговизной трёхмерных сканеров доступен пока лишь профессиональным конструкторам.
Если же необходимо распечатать изделие под собственные требования, для решения практических задач вам потребуется ПО для создания 3D-моделей. Среди наиболее простых в освоении и в то же время обладающих неплохой функциональностью можно порекомендовать Autodesk 123D и Tinkercad, это САПР-системы в браузере от вендора Autodesk, которые не требуют установки на жесткий диск. Среди альтернатив — 3DTIN, также редактор в браузере, функциональность которого похожа на Tinkercad, и Google SketchUp, достаточно простая система для начинающих осваивать 3D-графику от интернет-гиганта.
Если же возможностей бесплатных систем не хватает, отметим, что профессиональные конструкторы для создания моделей используют Autodesk Inventor, Autodesk 3D max, Solidworks, CATIA
Tinkercad — бесплатный и простой в освоении редактор в браузере для создания 3D-моделей
При выборе ПО необходимо удостовериться, что приложение способно сохранять файл в формате STL (все вышеописанные приложения поддерживают STL). Именно этот формат используется для хранения трёхмерных моделей объектов. По своей сути STL представляет собой список треугольных граней, которые описывают поверхность модели, и их нормалей.
3D-печать для бытовых нужд. Собственный опыт
В процессе тестирования мы поставили две вполне бытовые задачи. Во-первых, распечатать две втулки для крепления мебельных принадлежностей; во-вторых, распечатать специальную крепёжную муфту для блендера Braun взамен поломанной. В первом случае решение задачи было продиктовано тем, что для крепления требовались уникальные втулки, аналоги которых вряд ли можно было найти в магазинах. Во-втором случае нами руководило обычное желание сэкономить. Замена пластиковой муфты для блендера в сервисном центре стоила порядка 450 грн, притом что совершенно новый блендер стоил около 850 грн. По расчётам, 3D-печать такой муфты обошлась бы на порядок дешевле.
Для создания виртуальных моделей был выбран популярный редактор в браузере Tinkercad. При первом запуске необходимо пройти регистрацию, после чего в вашей учётной записи автоматически будут сохраняться все созданные модели. Программа бесплатна, легка в освоении и вполне подходит для создания простых конструкций.
Одно из важных преимуществ создания конструкций с использованием 3D-принтера — так называемое «право на ошибку». То есть, если вы создали трёхмерную модель, распечатали её и она не подошла — ничего страшного, всегда можно изменить параметры виртуальной конструкции и распечатать заново. Конечно, будет потрачено время и расходные материалы, тем не менее, несколько попыток наверняка позволят добиться нужного результата.
Одна из пластиковых втулок, созданных за несколько минут в Tinkercad и распечатанных на 3D-принтере
Кстати, печать с помощью расходных материалов Verbatim при толщине слоя 0,12 мм показала отличные результаты — слои легли ровно, соединение между ними было очень прочное. По сути, распечатанная на 3D-принтере модель представляет собой некое подобие «слоёного пирога», и если сварка слоёв произошла недостаточно хорошо, то модель будет отличаться низкой прочностью. Однако в нашем тесте пластиковое изделие толщиной от 5 мм оказалось настолько прочным, что его было сложно поломать без использования каких-либо инструментов. Вместе с тем, пластиковый лист толщиной 1-1,5 мм получался весьма гибким, совершенно не жёстким. Добавим, что печать производилась при температуре 220°С.
На печать этой необычной вазы потребовалось около 8 часов. Бесплатная цифровая модель была загружена с одного из интернет-сайтов, посвященных технологии 3D. Вершина недопечатана — закончилась PLA-нить
Кстати, при наличии определённого опыта в конструировании можно создать и распечатать, например, крышку для смартфона, однако она будет чуть толще фабричной, поскольку при стандартной толщине PLA-пластик обеспечивает недостаточную прочность.
Правила конструирования 3D-моделей
При разработке собственных трёхмерных моделей следует придерживаться следующих правил.
Минимум нависающих элементов. 3D-принтер с лёгкостью справляется с печатью вертикальных элементов, однако для каждого нависающего элемента необходима поддерживающая конструкция. Предположим, вы печатаете миниатюрную модель дома с двухскатной крышей. С печатью фундамента и стен проблем не будет, а вот для воссоздания крыши понадобится спроектировать поддержку. После окончания процесса печати поддержка удаляется острым ножом. Без поддержки допускается печать стенок, которые имеют угол наклона не более 70°.
Плоское основание. Чтобы получить качественный результат, печатаемая модель должна надёжно держаться на столе принтера. Если она отклеится (а такое случается), то вы гарантированно получите на выходе брак.
Ограничение по габаритам. Любой принтер имеет ограничения по максимально допустимым размерам печатаемой модели. В случае, если нужно напечатать изделие, которое больше этих габаритов, его необходимо в САПР-системе разделить на части, чтобы напечатать их по отдельности. Впоследствии эти части можно склеить воедино. Для этого рекомендуется сразу предусмотреть в конструкции соединение типа «гребенка», «шип» или «ласточкин хвост».
Резюме. Будущее 3D-принтеров
Ещё около двух лет назад главный футуролог Cisco Дэйв Эванс предсказал, что с помощью 3D-принтеров можно будет распечатать любую продукцию, даже еду и одежду. Кроме того, уже появились биопринтеры, которые выполняют печать 3D-структуры органов для пересадки стволовыми клетками. Дальнейшее деление, рост и модификация клеток обеспечивает окончательное формирование объекта. Кстати, ещё в 2012 году один из учёных, работавших над созданием данной технологии, распечатал почку. Более того, уже отработана технология распечатки велосипедов, турбовинтовых двигателей и т. д. В прошлом году с помощью специального сверхкрупного 3D-принтера удалось напечатать двухэтажный дом всего за 3 часа. Уже ведутся разработки по возведению многоэтажных зданий.
Согласно прогнозам, к 2020 году стоимость устройств снизится настолько, что их сможет себе позволить любая семья (правда, речь идёт об американской семье). И 3D-принтер станет таким же неотъемлемым аксессуаром дома, как СВЧ-печь или стиральная машина.
Зубные протезы, созданные с помощью технологии трёхмерной печати
А каковы реалии сегодняшнего дня? Применение 3D-принтеров в быту пока не очень оправдано. Да, при наличии конструкторских навыков можно создать виртуальной трёхмерную модель в одном из САПР-редакторов и затем распечатать её в реальности. Преимущества такого подхода в том, что можно создать уникальное изделие под собственные нужды в единственном экземпляре. Недостаток в том, что PLA-пластик не всегда обеспечивает требуемую прочность. Кроме того, при интенсивном использовании на открытом воздухе PLA-пластик через пару лет начинает разлагаться. Что ж, посмотрим, насколько это соответствует действительности. Но скорее всего, через несколько лет уже появятся новые технологии 3D-печати, которые ещё более приблизят к нам будущее, прогнозируемое в этой области футурологами.
Технические характеристики Inno3D Printer D1
- Технология печати: Моделирование методом наплавления (FDM/FFF)
- Количество печатающих головок: 1
- Диаметр сопла: 0.4 мм
- Область построения: 140 x 140 x 150 мм
- Толщина слоя: 0.13 – 0.3 мм
- Дисплей: Сенсорный ЖК дисплей
- Материал для печати: PLA-пластик
- Диаметр нити: 1.75 мм
- Интерфейсы: USB, Слот для SD-карт
- Формат файлов: STL
- Габариты принтера: 39 x 36 x 54 см
- Вес: 10 кг
www.imena.ua
10 потрясающих вещей, напечатанных на 3D-принтерах
3D-принтеры — одна из самых впечатляющих технологий последних лет. На основе цифровой 3D-модели они способны воссоздать точную её копию в реальном мире. Сейчас они слишком дороги, чтобы стоять в каждом доме, в будущем нам непременно предстоит бурное обсуждение их легальности, а пока давайте взглянем на те потрясающие вещи, которые на них печатают уже сегодня.
Для печати на 3D-принтере используются различные материалы — фотополимерные пластики, порошкообразные металлы и целлюлоза, керамические смеси — в зависимости от модели устройства, его размера и назначения. Для кофейной кружки или коллекционной фигурки будет вполне достаточно пластика, но для создания жилого дома он явно не подойдёт.
Имплантаты — одна из самых полезных вещей, которую можно создать с помощью 3D-печати. С помощью компьютерной томограммы врач распечатывает точный имплантат всего за пару часов. 3D-принтеры обеспечивают пациентов рабочими челюстями, ушами, протезами рук и ног и даже кусками черепа.
Нерождённые дети. Современные ультразвуковые технологии уже позволяют родителям увидеть чёткое изображение их ещё не рождённых детей, но 3D-печать выводит это на новый уровень. Считывая данные с УЗИ, 3D-принтер может воссоздать модель ребёнка с высокой точностью.
Огнестрельное оружие. В отличие от имплантатов, это — самая спорная вещь, которую может напечатать 3D-принтер. Ряд компаний и энтузиастов уже смогли создать рабочие модели огнестрельного оружия, почти не уступающего фабричным аналогам. При широком распространении 3D-принтеров кто угодно сможет повторить этот опыт.
Реактивные истребители. BAE Systems — крупная британская оружейная компания — уже использовала напечатанные на 3D-принтере детали, чтобы собрать реактивные истребители Tornado, стоящие на службе ВВС Великобритании. В BAE Systems верят, что подобный подход к производству позволит им сохранить миллионы долларов, так как печать деталей может проходить на любой военной базе, а не на фабрике.
Еда — достаточно очевидная вещь для создания на 3D-принтере, и многие начали экспериментировать в этой области. В основном их используют для печати сладостей, но есть устройство, создающее бургеры. Создание еды по цифровой модели вполне может стать новым шагом в готовке.
Дома. Для создания полноценных жилищ требуются по‑настоящему огромные 3D-принтеры, на данный момент существующие в очень ограниченном количестве. 3D-печать не только многократно ускоряет процесс постройки, но и позволяет придавать домам уникальные формы.
3D-принтеры, распечатанные на 3D-принтерах — что может быть логичнее? Британские исследователи запустили проект RepRap, направленный на создание идеального самокопирующегося устройства, и даже ранние модели показали отличные результаты.
Музыкальные инструменты — одни из самых популярных предметов для 3D-печати. В основном она используется для создания разнообразных гитар. Пользователи могут самостоятельно выбрать размер и форму инструмента, настроив его под свои нужды.
Кожа и ткани. На данный момент группа учёных пытается создать 3D-принтер, способный восстанавливать человеческую кожу и ткани прямо на повреждённых участках тела. В будущем подобные устройства, возможно, смогут печатать даже внутренние органы.
Гоночные автомобили. Группа китайских студентов продемонстрировала, что из деталей, напечатанных на 3D-принтере, вполне реально собрать действующий гоночный болид. Машина успешно ездит и разгоняется до 160 км/ч.
www.popmech.ru
Что можно сделать на 3D-принтере?
Благодаря такому оборудованию, как 3D-принтер появилась возможность создавать индивидуальные товары. С его помощью многие люди с легкостью воплощают в жизнь свои самые смелые художественные фантазии. Конечно, стоимость 3D-принтера достаточно высокая. Однако, это реальная инвестиция в будущее.
Очень важным этапом приобретения 3D-принтера у presslitye.ru является выбор необходимой модели. Их сегодня на рынке представлено достаточно большое количество. Каждый из них имеет свои особенности. Чтобы поближе ознакомиться с ассортиментом и особенностями работы каждой конкретной модели, вы можете воспользоваться специальными каталогами, которые представлены как в электронном, так и в печатном виде. Очень важно ознакомиться с техническими характеристиками. Они являются основой модели. Ко всему прочему на сегодняшний день работает уже не один производитель.
Многие модели 3D-принтеров совместимы с разными расходными материалами. Этот вопрос также стоит изучить более детально. Для того, чтобы правильно осуществить выбор, вы также можете посоветоваться с опытными пользователями данного оборудования. Благодаря многолетнему опыту они смогут вам дать действительно дельный совет.
Мир 3D-печати настолько разнообразный и удивительный, что сложно устоять перед соблазном и приобрести себе одну из представленных моделей. Однако, делать это нужно очень взвешенно. Перед приобретением лучше всего изучить всю доступную информацию по выбранной вами модели. Изучать лучше всего реальные факты, а не домыслы, которых сегодня, к сожалению, развелось огромное множество.
Воплощение задуманные проектов с помощью 3D-принтера - это прекрасное новшество. Конечно, для того, чтобы полностью освоить 3D-печать вам необходимо будет потратить некоторое время. Однако, результат действительно стоит потраченных сили и энергии. Стоит понимать, что 3D-принтер - это прибор, с помощью которого можно создать любой предмет дремлющий в вашем воображении.
Уже практически никто не сомневается, что за 3D-технологиями будущее. И освоение данной технологии стоит начинать как можно быстрее. Это реальный шанс воплотить все задуманное в жизнь. Сегодня многие специалисты, работающие в разных областях прибегают к данной технологии. Многие люди воспринимают 3D-принтер, как неотъемлемую часть своей повседневной жизни. И такой подход - это только начало развития денной технологии изготовления продукции.
Подпишитесь на нас Вконтакте, Facebook, Одноклассники
news24today.info
Как работает 3D-принтер: от напечатанного текста до печати домов
Сегодня смело можно утверждать: без технологии 3D-печати современную цивилизацию представить невозможно, и вряд ли можно назвать другую так стремительно развивающуюся технологию.
По страницам истории
По мнению многих компьютерных экспертов, родоначальником 3D-печати и разработчиком первого еще обычного принтера стал англичанин Бэббидж. В 1822 году он приступил к созданию так называемой «большой разностной машины», предназначенной для производства расчетов и их распечатки. Как все великое, идеи Бэббиджа намного опередили свое время и, спустя 20 лет, так и не реализованный, проект был закрыт.
Большая разностная машина Бэббиджа Прошло более 100 лет, прежде чем была предпринята вторая на сей раз более удачная попытка создания принтера. Первый черно-белый принтер увидел свет в 1953 году. Минуло еще 23 года и компания IBM создает первый струйный цветной принтер. Сегодня количество принтеров в офисах и других организациях уступает разве что числу компьютеров.
Во второй половине 80-х годов происходит очередной технологический прорыв. В 1986 году американец Чек Халл сформулировал концепцию трехмерной печати, а через два года его соотечественник Скот Крамп на ее основе разработал технологию FDM — формования через декомпозицию плавящегося материала. Все ныне действующие трехмерные принтеры своим появлением обязаны именно ей.
Как работает 3D-принтер
По сравнению с печатным принтером, переносящим электронный текст на плоскую бумагу, 3D-принтер имеет дело с трехмерной информацией. Одним словом, он воссоздает объект таким, какой он есть.
Как же печатает 3D-принтер? Вначале создается цифровая модель объекта на компьютере с помощью специальной программы. Она как бы «расчленяет» модель на слои, после чего в действие вступает принтер. Как и у его печатающего «собрата», у 3D-принтера есть свои чернила, правда, состоящие из композитного порошка.
Около 10 лет назад использовался всего лишь один вид «чернил» — пластик АВС. Сегодня их уже более сотни – полипропилен, бетон, целлюлоза, нейлон, металлические порошки, гипс, шоколад и множество других.
В процессе работы исходный материал превращается в массу, которая наносится слой за слоем на рабочую поверхность через специальное сопло. После нанесения очередного слоя поверх него может накладываться клеевое покрытие, затем снова слой «чернил». И так до полного воспроизводства объекта. Работу 3D-принтер можно посмотреть на видео.
Но это общий принцип работы 3D-принтера, так называемая технология быстрого прототипирования. На ее основе разработано несколько способов. Вот лишь некоторые из них.
Стереолитография (SLA)
Одна из первых технологий 3D-печати. В качестве строительного материала используется смесь жидкого полимера с реагентом-отвердителем, чем-то похожая на эпоксидную смолу. Полимеризация и последующее отвердение смеси происходит под действием ультрафиолетового лазера.
Модель формируется тонкими слоями на подвижной подложке с отверстиями, прикрепленной к микролифту-элеватору, который перемещается вверх или вниз на глубину одного слоя. Во время погружения в жидкий полимер луч лазера фиксируется на местах, подлежащих отвердению. Как только один слой сформирован, заготовка поднимется (опускается).
Многоструйное моделирование
Данная технология разработана в компании 3D Systems. Она имеет очень много общего с технологией струйной печати. Особенность устройства и принцип работы этого 3D-принтера состоит в том, что здесь задействовано несколько (до нескольких сот) сопел, расположенных рядами на печатающей головке.
Чернила становятся жидкими посредством нагревания и после послойного нанесения на рабочую поверхность при комнатной температуре застывают. Головка перемещается в горизонтальной плоскости, а вертикальное смещение по мере формирования каждого нового слоя осуществляется за счет опускания рабочего стола.
Выборочное лазерное спекание (SLS)
Настоящим прорывом стало внедрение технологий 3D-печати в металлообработку. Как же работает 3D-принтер по металлу? Особенностью этой технологии является то, что функцию рабочей жидкости выполняет композитный порошок, состоящий из частиц диаметром от 50 до 100 мкм. Порошок наносится горизонтально равномерными тонкими слоями, а на завершающем этапе определенные участки спекаются лазерным лучом.
Одно из главных достоинств лазерного спекания – уникальная экономичность и практически полная безотходность по сравнению с традиционными механическими методами обработки металла – сверлением, фрезеровкой, резанием, литьем и другими, а также минимальная финишная обработка.
Необходимое условие лазерного спекания – азотная среда с минимальным содержанием кислорода, поскольку процесс протекает в условиях высоких температур.
Этим перечень технологий 3D-печати далеко не ограничивается. Его дополняют послойное склеивание пленок, послойное наплавление, послойная печать расплавленной полимерной нитью, ультрафиолетовое облучение через фотомаску.
Что бы еще напечатать
Выяснив, как работает 3D-принтер, впору поведать о том, что сегодня можно сделать с его помощью. Подобно модной и очень удобной одежде, его «примеряют» на себя представители самых различных направлений науки и промышленности. Как оказалось, напечатать можно практически все от ширпотреба из пластика, до солнечных батарей, автомобильных кузовов, деталей для реактивных двигателей и медицинских протезов.
На технологию 3D-печати «положили глаз» военные и строители. Не так давно на борт МКС был доставлен разработанный по заказу NASA 3D-принтер, с помощью которого в условиях невесомости было изготовлено несколько необходимых инструментов. Вполне возможно, что таким образом во время будущей марсианской миссии отдельные запчасти придется изготавливать прямо на борту космического корабля.
Рассматривается также вариант возведения марсианских домов методом 3D-печати, для чего с Земли туда будут доставлены специальные строительные принтеры. Основой «чернил» для них станет марсианский грунт.
www.techcult.ru
