Если еще совсем недавно трехмерное моделирование считалось чем-то из мира фантастики, то сегодня практически любой желающий может приобрести специальное настольное устройство для печати объемных пластиковых изделий. Так что же такое 3D-принтеры, каковы их возможности, перспективы и сфера использования? Какова роль человека в создании точной копии компьютерной модели?
Отличительные особенности 3D-принтера
Трехмерным принтером называют специальное устройство, способное на основании виртуальной модели печатать объемные объекты. Если для печати в обычном принтере используют тонер, то во втором случае пользуются различными видами пластика, нейлоном, металлической пудрой, стеклянным порошком, строительными смесями и другими материалами. Основа данной технологии – послойное выращивание твердых моделей. Этот способ идеально подходит для создания предметов различной сложности: от обычных детских игрушек до всевозможных элементов, используемых, например, в протезировании.
20 Крутых Вещей Сделанных На 3D Принтере, От Которых Ты Офигеешь
Принцип работы данной техники:
- создание компьютерной модели будущего объекта;
- деление полученного шаблона на множество поперечных слоев с помощью специального ПО;
- постепенное наращивание по направлению от основания вверх жидкого, порошкообразного, другого материала с последующим соединением (сплавлением) его в объект нужной формы.
Существует несколько технологий такой печати, отличающихся техникой работы, свойствами используемого исходного материала, используемым ПО:
- Экструзионная печать
Суть этого метода заключается в воздействии экструдера на расходный материал. Он нагревает сырье до определенной температуры, затем выдавливая его через сопло, формирует изделие или его фрагменты. В роли расходников выступают различные виды полимеров. - Порошковая.
Данная технология включает: - струйнуйную печать, основанную на нанесении связующих материалов на тонкие слои порошка, с последующей пропиткой полимерами или воском;
- выборочное или прямое спекание тонких слоев порошка с помощью лазера;
- электронно-лучевое, лазерное сплавление – вместо спекания в местах соприкосновения с лазером происходит плавление порошка.
- Ламинирование
Этот способ позволит значительно удешевить стоимость полученных изделий, так как использует в качестве сырья бумагу, листы из тонкого металла и пластика. - Фотополимеризация
Данная технология основана на использовании жидких фотополимерных смол, затвердевающих под влиянием ультрафиолетового света.
Применение трехмерной печати в быту
Интересует, что можно печатать на 3D принтере? Да много чего: детские и елочные игрушки, сувенирную продукцию, чехлы для мобильных телефонов и планшетов, всевозможные механизмы для автомобилей, множество различных украшений. 3D принтеры стали незаменимыми в строительстве, медицине, пищевой промышленности, их услугами пользуются во многих дизайнерских студиях.
Как заработать при помощи 3D принтера и 3D печати в 2023 году? Различные бизнесы с вложениями и без.
Хотя данное устройство не является предметом первой необходимости, многие все же мечтают иметь его дома. Сегодня эти желания легко воплощаются в реальность, ведь на рынке есть принтеры по вполне приемлемым ценам. Помимо того, сеть наполнена массой интересных «рецептов» изготовления изделий с помощью 3D-устройства.
Принтер поможет напечатать колпачок для обычной ручки, хозяйственные прищепки, мебельную фурнитуру, пластиковые украшения на елку, детские игрушки, интересные маски. Любой владелец мобильного телефона или планшета не откажется от идеи изготовить оригинальный защитный чехол, ведь сделать его с помощью принтера не составит особых трудностей. Если вы являетесь почитателем игры в шахматы, фигуры, выполненные при помощи технологии трехмерной печати, непременно придутся вам по душе.
3D-принтер и малый бизнес
Современный человек всегда стремится к чему-то новому и необычному. Появление трехмерной печати стало толчком для развития малого бизнеса. Изделия, изготовленные на 3D-принтере, позволят заработать довольно неплохие деньги. Цены на устройства разные: наиболее простые стоят около 500 — 1000, более продвинутые модели – свыше 10000 долларов.
Самые современные модели обладают компактными размерами, позволяющими проводить установку на небольших столах. Каковы же возможности 3D-принтера, какие изделия можно вырастить с его помощью?
Популярные идеи для бизнеса:
- сувенирная и подарочная продукция с изображением полюбившихся героев художественных и мультипликационных фильмов;
- оригинальные брелоки, красивая бижутерия, аксессуары для смартфонов, планшетов, сумок;
- товары повседневного использования: тарелки, ложки, вилки и пр.;
- предметы быта: своеобразные шкатулки, интересные вазы и абажуры, другие изделия, призванные украсить жилище или офис;
- наглядные учебные пособия, применяемые в детских садах, школах, колледжах, университетах;
- рекламная продукция: от небольших надписей до вывесок и баннеров;
- макеты обуви, одежды, которые впоследствии будут использоваться профессиональными дизайнерами;
- запасные части;
- туристическая индустрия – фигуры людей на фоне интересных зданий, скульптур, непосредственно макеты различных достопримечательностей.
Объемная печать – хорошая перспектива для начала своего дела. Хотя скорость современных принтеров пока небольшая, при увеличении потребности в изделиях, всегда можно расширить производство путем приобретения еще нескольких агрегатов. Сила 3D-принтера в создании недорогих, порой уникальных изделий, за изготовление которых не берется промышленность.
Медицина
Несомненно, 3D-принтеры являются огромным прорывом в данной отрасли. С каждым годом эта индустрия развивается, расширяя ассортимент производимых товаров. Возможно, вскоре появятся большие фабрики, которые смогут сравнительно за короткое время производить необходимые товары. Возможности этих трехмерных устройств безграничны. Они нашли применение во многих направлениях медицины.
Особой популярностью пользуются принтеры в стоматологии, где с их помощью изготовляют временные коронки и челюстные имплантаты, необходимые для нормальной жизни человека. Производство челюстных аппаратов важно для облегчения работы хирургов.
3D-печать очень востребована в протезировании. Эта технология способна учитывать индивидуальность строения человеческого тела во время изготовления протезов. Специальные микрополости, находящиеся в нужных местах протезных систем, позволяют здоровым клеткам тканей беспрепятственно перемещаться, тем самым облегчая и ускоряя привыкание человека к протезу.
Технология трехмерной печати широко используется при изготовлении имплантатов. Известно, что недавно успешно проведена операция, позволившая внедрить кусок черепа. Сначала было проведено 3D-сканирование, лишь затем приступили к созданию необходимой модели.
Современным ученым с помощью клеток печени (гепатоцитов, звездчатых и клеток эпителия) удалось напечатать на 3D-принтере фрагмент печени. Ткани, изготовленные таким образом, применяют пока лишь для тестирования влияния различных лекарств, а не для пересадки органов человеку. Искусственно созданная ткань самостоятельно существует целых пять дней.
Строительство
Пока только несколько компаний производят строительные принтеры. Стоимость самой дешевой модели превышает 12 тысяч евро. Даже несмотря на среднюю высоту, это устройство может делать дома, объем которых 144 м 3 . Пока нет идеальной модели, которая бы полностью удовлетворила инженеров и строителей. Тем не менее во многих странах активно ведется работа по усовершенствованию 3D-технологии.
Ученые умы пытаются создать уникальное устройство, которое могло бы использовать самое разнообразное сырье. Например, применение керамики, стекла, оксида алюминия позволит «вырастить» самые необходимые элементы для дома. Использование 3D-печати облегчит возведение строений, снизит затраты труда, уменьшит количество отходов. Помимо того, эта умная машина сможет заменить человека в небезопасных местах.
Китайская компания «Winsun» в 2014 году удивила мир информацией о возведении домов при помощи огромного 3D-принтера (высота устройства — 6,6 м, ширина – 10 м, длина – 40 м). Эта уникальная машина работает круглосуточно без остановки и наблюдателей, построить дом можно практически за сутки.
Технология строительства заключается в послойном нанесении раствора, приготовленного из цемента и переработанного строительного мусора. Дом имеет пол, стены шириной около 30 см, полностью приспособлен к размещению сантехники, электропроводки и других коммуникаций. Какова окончательная стоимость строения пока доподлинно неизвестно, однако, уже сейчас понятно, что за этой революционной технологией будущее. Единственный недостаток – это стоимость перевозки готового дома, гаража или другой постройки, ведь строительный принтер немобилен и для нормальной работы требует заводских условий.
Архитектура
Трехмерное моделирование успешно используют в архитектуре, ведь этот способ позволит архитекторам наглядно донести свои идеи заказчикам. Такая модель будущего строения намного эффективнее обычной картинки или изображения на мониторе компьютера. Клиент получает полную информацию о будущем проекте, причем с учетом всех имеющихся тонкостей.
Ювелирная индустрия
В настоящее время существуют принтеры, которые работают с золотом, серебром, платиной, сталью и цветным нейлоном. Эти 3D-устройства предназначены для производства ювелирных украшений. Стоимость таких принтеров начинается с 300 тыс. рублей. Обладатели такой техники за короткое время создают огромное количество всевозможных изделий.
Увлечение 3D-технологией подобно лихорадке захватывает мир. С каждым годом появляется все больше новых моделей, расширяется область применения этой техники. Трехмерная печать стала активно использоваться во всех отраслях промышленности. Наверное, совсем скоро наличием в доме 3D-принтера никого не удивишь. Это устройство, как обычный холодильник или телевизор, станет доступным и необходимым.
Как 3D технологии используются в разных отраслях
Одним из основных применений 3D печати в производстве является прототипирование. С помощью аддитивного производства можно сократить время разработки нового продукта и значительно сэкономить средства. Развитие 3D технологий привело к появлению новых алгоритмов для разработки продукции. Эти алгоритмы легли в основу многих процессов, которые используются в разных отраслях промышленности. В этой статье мы рассмотрим где и как применяются 3D технологии, в частности 3D печать.
Медицина и стоматология
Медицинский сектор стал одним из первых, где аддитивные технологии нашли свое применение. Медицина имеет огромный потенциал для использования 3D технологий, так как их возможности позволяют значительно улучшить качество жизни людей. 3D печать может использоваться для разных целей.
Помимо создания прототипов и разработки новых продуктов, технология 3D печати используется для изготовления литьевых форм, производства инструментов. Также 3D печать находит применение при производстве стандартных имплантов и протезов, (например суставов бедра и колена), изготовления индивидуальных ортопедических изделий. На 3D принтерах можно печатать различные хирургические шаблоны, которые значительно облегчают процесс оперативного вмешательства, делают его более точным и простым. Будущее 3D технологий для медицины заключается в производстве биологических тканей: кожи, органов и костей.
Аэрокосмическая промышленность
Как и медицинский сектор, аэрокосмическая отрасль одной из первых начала внедрять 3D технологии в свою деятельность. В партнерстве с научно-исследовательскими институтами ученые смогли расширить границы использования 3D технологий.
Например, разработка нового самолета стоит больших усилий, при этом каждый объект должен соответствовать определенным требованиям.3D печать может помочь в этом! Оборудование для аэрокосмической промышленности подвергается тщательным испытаниям. Специальные материалы и техника, созданные для этого сектора промышленности, полностью готовы к использованию в реальных условиях. Среди компаний, использующих 3D печать в своей работе — Boeing, Rolls-Royce, Airbus, BAE-Systems и другие.
Автомобильная промышленность
Еще одним первооткрывателем аддитивных технологий стал автомобильный сектор промышленности. Многие автомобильные компании, особенно те, которые участвуют в автомобильном спорте, используют 3D печать для разработки прототипов. Также новые технологии позволяют оптимизировать производственные процессы и использовать современные материалы при изготовлении автомобильных деталей.
Ювелирная промышленность
Процесс изготовления ювелирных украшений традиционным способом требовал познаний в разных областях — производство форм для литья, особенности литья разных металлов, гальваника, ковка, резка камня, гравировка и полировка. Освоение каждой из этих дисциплин занимает много лет и требует серьезной практики. Для ювелирного дела 3D печать стала настоящим открытием. Это простой, быстрый и точный способ создания ювелирных изделий, который позволяет пропустить некоторые шаги традиционного производства. Кроме того, 3D печать позволяет реализовать любые дизайнерские замыслы.
Искусство, дизайн, скульптура
Для искусства 3D технологии открывают новые возможности. Исследование формы и функциональности предметов новыми способами позволяет найти оригинальные решения для современного искусства. Возможности 3D печати позволяют перенимать опыт прославленных мастеров, а также экспериментировать и создавать необычные предметы декора. Некоторые художники, например Джошуа Харкер, Ник Эрвинк и Лайонел Дин прославились только благодаря экспериментам с 3D сканированием, моделированием и печатью. Благодаря 3D печати и сканированию современные мастера имеют возможность воссоздавать произведения искусства, создавать точные копии памятников культуры и подробно изучать мировые шедевры.
Архитектура
Многие современные архитектурные компании используют 3D печать для расширения клиентской базы и успешной коммуникации с заказчиками. Компании печатают макеты будущих строений или помогают визуализировать проект, выполненный в программах для моделирования. Некоторые архитекторы используют 3D печать непосредственно для строительства. Так появилось соответствующее оборудование и материалы для крупномасштабной 3D печати.
Мода
Поскольку 3D печать постоянно совершенствуется (в частности в области открытия новых материалов), этой инновацией заинтересовался и модный бизнес. На мировые подиумы вышли аксессуары, напечатанные на 3D принтерах — головные уборы, обувь, сумки и одежда. Новинки демонстрируются на подиумах по всему миру, а производители уже всерьез задумываются над тем, как сделать материалы для 3D печати из доступного и недорогого переработанного сырья. Первопроходцем в области развития 3D технологий в этом направлении стала Ирис ван Херпен, которая создала нестандартные коллекции, взорвавшие представления о современной моде.
Еда
3D печать едой — одно из новых направлений, которое воодушевляет людей и может стать настоящим мейнстримом. Этот оригинальный способ приготовления и подачи еды становится все более популярным. Первоначально для такой печати использовался шоколад и сахар, но сейчас эксперименты продолжаются. Скоро станет возможной печать мяса из белкового материала, а также пасты. Перспективы развития данной технологии печати позволят сбалансировать рацион на уровне приготовления пищи.
Массовое потребление
В качестве услуги 3D печать набирает большие обороты. 3D печать доступна как для обычных пользователей, так и для компаний, которые не часто прибегают к этому виду производства. Производители стараются сделать 3D печать более доступной и понятной для пользователей с разным уровнем подготовки. Среди лидеров услуг печати — 3DSystems, Makerbot и Stratasys.
Источник: lider-3d.ru
Как работает 3D-принтер, что можно напечатать на 3D-принтере
3D–принтер — это технология, которая позволяет создавать реальные объекты из цифровой модели. Всё началось в 80-х годах под названием «быстрое прототипирование», что и было целью технологии: создать прототип быстрее и дешевле. С тех пор многое изменилось, и сегодня 3D-принтеры позволяют создавать всё, что вы можете себе представить.
Оглавление:
- Что такое 3D–печать?
- Как работает 3D-принтер?
- Что можно напечатать?
3D-принтер позволяет создавать объекты, которые практически идентичны их виртуальным моделям. Именно поэтому сфера применения данных технологий так широка.
Что такое 3D-печать?
3D-печать — это процесс аддитивного производства, потому что, в отличие от традиционного субтрактивного производства, трехмерная печать не удаляет материал, а добавляет его, слой за слоем — то есть выстраивает или выращивает.
- На первом этапе печати данные из чертежа или 3D–модели считываются принтером.
- Далее идет последовательное наложение слоев.
- Эти слои, состоящие из листового материала, жидкости или порошка соединяются друг с другом, превращаясь в окончательную форму.
При производстве ограниченного количества деталей 3D-печать будет быстрее и обойдет дешевле. Мир 3D-печати не стоит на месте и поэтому на рынке появляется все больше различных технологий, конкурирующих между собой. Разница их заключается в самом процессе печати. Одни технологии создают слои путем размягчения или плавления материала, затем они обеспечивают послойное нанесение этого самого материала. Другие технологии предусматривают использование жидких материалов, обретающих в процессе твердую форму под воздействие разнообразных факторов.
Для того, чтобы что-то напечатать, сначала вам понадобится 3D-модель объекта, который вы можете создать в программе 3D-моделирования (CAD — Computer Aided Design), или использовать 3D-сканер для сканирования объекта, который вы хотите печатать. Есть также более простые варианты, такие как поиск моделей в Интернете, которые были созданы и доступны другим людям.
После того, как ваш проект готов, все, что вам нужно сделать, это импортировать его в Слайсер, программа которая адаптирует модель в коды и инструкции для 3D–принтера, большинство программ с открытым исходным кодом и распространяются бесплатно. Слайсер преобразует ваш проект в файл gcode, готовый к печати как физический объект. Просто сохраните файл на прилагаемой SD-карте и вставьте его в свой 3D–принтер и нажмите печать.
На весь процесс может уйти нескольких часов, а иногда и несколько дней. Все зависит от размера, материала и сложности модели. Некоторые 3D-принтеры используют два различных материала. Один из них является частью самой модели, другой выступает в роли подпорки, которая поддерживает части модели, нависающие в воздухе. Второй материал в дальнейшем удаляется.
Как работает 3D-принтер?
Хотя существует несколько технологий 3D-печати, большинство из них создают объект, наращивая множество последовательных тонких слоев материала. Обычно настольные 3D-принтеры используют пластиковые нити (1), которые подаются в принтер податчиком (2). Нить плавится в печатающей головке (3), которая выдавливает материал на платформу (4), создавая объект слой за слоем. Как только принтер начнет печатать, все, что вам нужно делать, это подождать — это просто.
Конечно, когда вы станете продвинутым пользователем, игра с настройками и настройкой вашего принтера может привести к еще лучшему результату.
Что можно напечатать на 3D-принтере?
Возможности 3D-принтеров безграничны, и теперь они становятся обычным инструментом в таких областях, как инженерия, промышленный дизайн, производство и архитектура. Вот некоторые типичные примеры использования:
Персонализированные (Custom) модели
Создавайте персонализированные продукты, которые полностью соответствуют вашим потребностям с точки зрения размера и формы. Сделайте что-то, что было бы невозможно с помощью любых других технологий.
Быстрое прототипирование
Трехмерная печать позволяет быстро создать модель или прототип, помогая инженерам, дизайнерам и компаниям получить обратную связь по своим проектам за короткое время.
Сложная геометрия
Модели, которые трудно даже представить, могут быть легко созданы на 3D-принтере. Эти модели хороши для обучения других по сложной геометрии интересным и полезным способом.
Снижение затрат
Стоимость деталей и прототипов конечного использования 3D-печати низкая благодаря используемым материалам и технологии. Сокращается время производства и расход материала, так как вы можете многократно печатать модели, используя только необходимый материал.
Источник: 3dpt.ru