Введение
В повседневную жизнь 3D пришло к нам в начале нового тысячелетия. Мы, естественно, связываем это определение с киноискусством или мультипликацией. Но данная технология охватывает гораздо больше сфер нашей жизни. Итак, что же такое 3D-принтер и что представляет собой печать на таком устройстве?
3D-принтер — это устройство, которое создаёт изображение в трёхмерном измерении.
История возникновения
- 1984 — компания Charles Hull разработала технологию трёхмерной печати для создания объектов с помощью цифровых данных.
- 1986 — технологию запатентовали и назвали стереолитографией.
- 1988 — компания 3D Systems выпустила 3D-принтер для домашней печати — SLA-250.
- 1993 — основана компания Solidscape, начавшая серийное производство струйных 3D-принтеров при небольших затратах.
- 2005 — появился первый цветной 3D-принтер Spectrum Z510 (компания Z Corporation).
Принцип работы 3D-печати
Принцип формирования фигуры при трёхмерной печати называют аддитивным (от англ. add — добавлять).
- Создаётся компьютерная модель будущего объекта — в 3D-редакторе (3D Studio Max, SolidWorks, AutoCAD) или путём 3D-сканирования.
- Специальное ПО разбивает объект на слои и генерирует набор команд, определяющих последовательность нанесения материала.
- Принтер послойно формирует объект: печатающая головка движется в координатах X и Y, нанося материал слой за слоем; при шаге платформы вдоль оси Z начинается новый уровень.
Материалы для печати: металлические сплавы, пластик, бумага, фотополимеры, минеральные смеси. Некоторые принтеры работают одновременно с разными материалами — по свойствам и цвету.
Основные технологии
| Технология | Принцип |
|---|---|
| SLA | Фотополимер затвердевает под лазерным лучом; обеспечивает наиболее быстрое построение объектов, изделие легко обрабатывать (склеивать, окрашивать). |
| SLS | Спекание порошковых реагентов под воздействием лазерного луча; позволяет изготавливать формы для металлического и пластмассового литья. |
| DLP | Цифровая обработка светом: фотополимерные смолы и DLP-проектор; относительно новая технология. |
| EBM | Электронно-лучевая плавка; для послойного наплавления высокоточных деталей используется металлоглина (смесь органического клея, металлической стружки и воды). |
| HPM | Единственная технология, обеспечивающая механическую, термическую и химическую прочность деталей из конструкционных и высокоэффективных термопластиков. |
Отдельно стоит упомянуть 3D-ручки для ручного рисования: пластиковая нить подаётся в ручку, плавится до нужной температуры и выдавливается через сопло.
Области применения 3D-печати
- Строительство — ускорение возведения зданий.
- Медицина — копии человеческого скелета, стоматологическое протезирование.
- Архитектура и дизайн — макеты интерьеров, зданий и районов для оценки эргономики и внешнего вида.
- Маркетинг и реклама — демонстрация преимуществ нового товара.
- Образование — наглядные материалы на всех уровнях обучения.
- Автомобилестроение — тестирование автомобиля на этапе разработки.
- Моделирование — упаковка, игрушки, сувениры.
- Лёгкая промышленность — элементы потребительских товаров.
- Одежда и обувь — полиуретан, резина, пластик (используется на показах).
- Ювелирное дело — изделия из металлического порошка.
- История и антропология — модели на базе археологических находок.
Исследование рынка 3D-печати в Ростове-на-Дону
В городе около 10 точек услуг 3D-печати и несколько точек 3D-сканирования. Распределение заказчиков:
- 80 % — изготовление аксессуаров и деталей для личных проектов;
- 8 % — пробуют технологию «на зубок»;
- 7 % — используют 3D-печать для работы;
- 5 % — глобальные личные проекты (например, «трогательный музей» — сеть музеев с распечатанными произведениями искусства, которые можно потрогать, в том числе для людей с нарушениями зрения).
Опрос жителей (348 человек)
- 92 % знают о существовании 3D-печати (лучше осведомлены люди до 30–35 лет);
- 19 % знают, что печать возможна не только пластиком, но и металлом;
- 45 % знают о возможностях принтера и материалах печати;
- 15 % пользовались услугой хотя бы раз, из них 3 % — часто;
- 51 % слышали о 3D-ручке, но в большинстве не пользовались;
- 50 % доверили бы свою жизнь подобной технологии;
- 80 % из тех, кто не слышал о 3D-печати, заинтересовались и хотят узнать больше.
Проблемы и перспективы
Технология ещё не идеальна:
- принтер может напечатать несколько деталей сцепленными между собой;
- из-за послойного построения нижний слой может не выдержать тяжести верхних — деталь разрушается;
- перед печатью необходимо тщательно проработать компьютерную модель.
Перспективы: сканирование тела для миниатюрных копий, изготовление обуви, стелек, наушников по форме частей тела, деталей для организма (например, участка черепной коры), увеличение размера деталей и расширение выбора материалов.
Заключение
Использование 3D-принтеров позволяет исключить ручной труд и необходимость чертежей на бумаге, устранять недостатки не в процессе создания, а при разработке. Отсутствуют ограничения на дизайн и сложность формы, изделия получаются лёгкими, а время изготовления минимально.
Технология только набирает обороты. В Ростове-на-Дону большинство заказов пока относятся к личному интересу, но уже идёт процесс использования 3D-печати в крупных и полезных для общества проектах. Несомненно, эта технология — технология будущего. Приобретайте курс https://t-teach.ru/course/kurs-po-3d-pechati-i-modelirovaniyu/ . Он вам пригодится в жизни точно.
