Объёмная 3D печать материального объекта по его трёхмерной компьютерной модели - это уникальная технология современности, которую ожидают большие перспективы в будущем. Ещё недавно устройства, использующие её, казались фантастикой, а сегодня они превратились в реальность, и стали уже доступными даже для домашнего пользования. Хотя стоимость 3D-принтеров ещё высока, и превышает цену других, компьютерных девайсов, они находят всё большее практическое применение не только для прикладного творчества, но и для различных сфер бизнеса. Постоянное развитие и совершенствование этой технологии уже привело к созданию промышленных устройств. Какой из них выбрать?
Что собой представляет 3D-принтер, его назначение
Периферийное компьютерное устройство, которое по цифровой объёмной модели создаёт материальный объект путём послойного нанесения быстро затвердевающего материала, называется 3D-принтером. Для работы такого устройства требуется компьютерная трёхмерная модель, выполненная в любом из 3D-редакторов либо полученная на 3D-сканере. Сегодня существует несколько разновидностей, в зависимости от используемой технологии:
- FDM и DIW 3D-принтеры, применяющие метод экструзии, основанный на продавливании расплавленного материала через тонкое отверстие в специальном устройстве, называемом экструдер (в принтерах первого типа на охлаждаемую поверхность платформы послойно наносится разогретый до предела плавления термопластик, а во втором - керамический шлам, который называют чернилами, в крупных архитектурных моделях может применяться густой керамический шлам);
Принтеры для 3D-печати, работающие по экструзионной технологии (FDM) изготавливают макет путём послойной укладки расплавленного пластика, выдавливаемого через экструдер. Печатающая головка движется по осям X и Y, а печатная платформа - вниз по оси Z
- принтеры типа SLA-DLP, использующие метод фотополимеризации, при котором применяется жидкий фотополимер, а затвердение каждого его слоя производится путём засвечивания ультрафиолетовым лазером;
В 3D-принтерах, построенных на технологии SLA, изделиеие формируется в ванночке, заполненной фотополимерной смолой. Под действие УФ излучения лазера, действующего на тонкий слой смолы, она затвердевает и основание опускается вниз на толщину следующего слоя
- принтеры, в которых для создания трёхмерного материального объекта используется выровненный слой порошка, скрепляющийся послойно различными методами, путём нанесения клея способом струйной печати (3DP-принтеры) или его плавления электронным лучом в вакууме (EBM), лазерным излучением (SLS или DMLS, в зависимости от типа порошка) и нагревательной головкой (SHS);
- EBF 3D-принтеры, в которых для получения материальной модели применяется проволока, расплавляющаяся под действием электронного излучения;
- принтеры, построенные на принципе ламинирования, или послойного нанесения плёнки, в каждом слое которой, вырезается контур детали специальным резаком или лазером;
- принтеры с точечной подачей порошка, расплавляемого лазерным или электронным излучением;
- устройства, работающие с использованием метода многоструйного моделирования (MJM), когда способом струйной печати наносится быстро застывающий материал;
- биопринтеры - инновационные периферийные компьютерные устройства, которые только начинают внедряться, они используют клетки живого организма для формирования внутренних органов, и в будущем будут способны создавать полноценный материал для трансплантологии (уже имеются случаи успешного изготовления и пересадки челюсти для человека и щитовидной железы для лабораторной мыши).
Видео: как работает механизм
Возможности у такого уникального периферийного компьютерного устройства практически неограничены. Сегодня он уже применяется для следующих целей:
- быстрого создания точных макетов в архитектурном проектировании, конструировании различных механизмов и машин, а также в дизайне интерьеров и ландшафта с целью доработки проекта и презентации его заказчику;
- изготовления любых деталей сложной формы для единичного или мелкосерийного производства, а также запчастей для ремонта различных устройств;
- изготовления моделей и форм для литья, в том числе и при создании ювелирных изделий;
- строительства зданий и сооружений любой сложности, для чего используют специальные устройства, напоминающие башенный кран, вместо тросов у которого имеются магистрали для подачи жидкого бетона (такое устройство позволяет возводить 1 этаж за 10 часов, что значительно сокращает сроки строительства);
- создания протезов и внутренних органов для трансплантации в медицине;
- изготовления макетов сложных устройств для наглядных пособий учебных заведений;
- создания геоинформационных систем, представляющих собой объёмную карту местности в цвете, с точным отображением рельефа;
- производства предметов домашнего обихода, различных аксессуаров и предметов для украшения интерьера;
- разработки макетов упаковок и ёмкостей для маркетинговых целей;
- изготовление корпусов экспериментальной техники - автомобилей, систем автоматизации и различных электронных устройств;
- изготовления рекламной и сувенирной продукции;
- производства эксклюзивной одежды и обуви по фигуре и размерам конкретного клиента, полученным путём 3D сканирования.
Этот перечень наглядно демонстрирует перспективы применения 3D-принтеров и их востребованность в самых разных сферах человеческой деятельности.
Как выбрать: параметры, на которые нужно обращать внимание
Покупая любое сложное устройство, нужно чётко определить для себя цели, для которых вы собираетесь его использовать. От этого будет зависеть какие рабочие параметры его вам лучше подойдут. Учитывая, что такое периферийное устройство стоит недёшево, следует наиболее тщательно подбирать его, учитывая все рабочие параметры, чтобы потом не пожалеть о покупке.
Прежде всего, нужно определиться с типом принтера по применяемой технологии 3D печати. Самые популярные и доступные модели сегодня для домашнего пользования или занятий малым бизнесом - это:
- FDM принтеры, в качестве материала использующие полимерную нить из пластика различных видов, и имеющие довольно хорошее качество печати и наиболее низкую цену;
- SLA устройства на фотополимерах, имеющие более высокое качество печати и цену, идеально подходящие для производства ювелирных изделий;
- наиболее дорогие из периферийных устройств этой группы - приборы SLS типа, которые расплавляют порошок лазером, покупать их для дома нецелесообразно, и они могут подойти лишь для бизнеса, из-за высокой стоимости (до 30 тысяч долларов).
Среди основных критериев выбора можно отметить следующие:
- Тип применяемого для печати материала. Выбирая 3D-принтер, нужно учитывать, что расходный материал для устройств типа FMD будет стоить дешевле, чем для SLA-принтеров. Для тех, кто решил приобрести FDM-принтер, существует большой выбор пластиков разных расцветок и видов (PLA, ABS, HIPS, PVA и другие), но идеальным для новичков будет полимерная нить из PLA пластика, поскольку этот материал более лёгкий в пользовании, и изделия из него получаются идеально ровными и гладкими. Для выбравших же 3D-принтер SLA придётся приобретать более дорогой материал в виде фотополимерных смол. К непрофессиональным моделям принтеров лучше всего покупать фотополимер серий Vera, Somos или Tanga, отличающиеся прозрачностью, высокой прочностью, термостойкостью и стабильностью пластика.
- Точность печати. Она более высокая у принтеров SLA. Точность же воспроизведения модели в устройствах экструзионного типа во многом зависит от толщины слоя, который укладывается принтером при печати. А значит, чем тоньше отверстие сопла экструдера, тем выше и чёткость воспроизведения цифровой модели в материальном объекте. Сегодня выпускаются модели принтеров с разным диаметром отверстия сопла от 0,1 до 0,4 мм. При этом нужно понимать, что чем меньше отверстие сопла экструдера, тем больше времени уйдёт на изготовление модели. Здесь каждый должен выбирать сам, что для него важнее - точность отображения 3D-модели или скорость печатания.
- Область печати, определяющая какого максимального размера объект можно распечатать данным принтером. Имеется, конечно, возможность изготавливать и объекты большего размера, но только по частям, склеивая их специальным клеем. Для этого с помощью программы 123D Make цифровая модель разбивается на отдельные части. Но, если вы не хотите заниматься склеиванием, то при выборе принтера сопоставляйте желаемые размеры изготавливаемых макетов с областью печати конкретной модели.
- Особенности конструкции. Здесь имеет значение открытая она или закрытая, и из каких материалов изготовлен корпус и несущие элементы. Эти факторы больше всего влияют на жёсткость всей конструкции, от которой зависит скорость передвижения печатающей головки, а также способность несущих частей устройства гасить колебания и вибрацию от нескольких электродвигателей, отвечающих за перемещение головки принтера по всем трём осям (X, Y и Z) и его стола по оси Z. Изготовленный из дерева корпус хоть и покажется кому-то слишком бюджетным вариантом, но зато он отлично поглощает колебания. Изготовленные же из алюминия или стали несущие конструкции будут более прочными и долговечными. Принтеры типа SLA лучше покупать с хорошо проветриваемой рабочей камерой, что будет способствовать более быстрому отвердеванию фотополимера. А для устройств FDM типа, особенно при работе с ABS пластиком или нейлоном, имеющими высокую степень усадки при быстром остывании, лучше приобрести 3D-принтер с закрытым корпусом и облицовкой рабочей зоны.
- Наличие вспомогательного софта. Принтеры для объёмной печати - это высокотехнологичные компьютерные устройства, для работы которых требуются специальные программы. Прежде всего, 3D-принтер должен распознавать и уметь читать все 3D-редакторы и различные форматы ввода данных. К последним относятся языки STL и X3D, а также стандарт VRML. Существует множество вспомогательных программ, позволяющих производить самые разнообразные действия по подготовке к печати и созданию материальной модели. Такими являются, например, программы слайсеры, позволяющие разрезать объект на части для вывода его на печать частями (Kissslicer или Cura) или программа 123D Catch, предназначенная для работы с облачным сервисом, и позволяющая получить трёхмерную цифровую модель объекта по его фотографиям, сделанным с разных ракурсов. Наличие вспомогательных программ, поставляемых изготовителем принтеров, значительно облегчает работу с такими технически сложными устройствами. И на этот факт тоже следует обращать внимание при их выборе.
Наиболее подходящие 3D-принтеры для малого бизнеса
Объёмная печать с использованием 3D-принтеров, является сегодня наиболее перспективным направлением для малого бизнеса. С помощью этих компьютерных устройств, не требующих слишком больших финансовых вложений, как для промышленных принтеров, можно наладить мелкосерийное производство различных товаров.
Из большого многообразия, представленных на рынке принтеров для этих целей больше всего, подойдут модели, удовлетворяющие следующим критериям:
- качество печати должно быть довольно высоким, чтобы создавать уникальные и реалистичные модели, интересные для продажи, что сразу исключает из выбора относительно дешёвые принтеры, стоимостью до 1000 долларов;
- желательно, чтобы принтер был приспособлен для цветной печати (принтеры FDM, DIW, 3DP или EBF), что позволит сэкономить время на раскрашивание товара при мелкосерийном производстве;
- устройство должно поддерживать работу хотя бы с двумя основными видами пластиков (ПЛА И АБС), что расширит возможности его использования, и позволит производить продукцию для детей (ПЛА пластик предназначен именно для детских товаров);
- цена расходных материалов, используемых 3D-принтером, должна обеспечивать приемлемую себестоимость готовых изделий, достаточную для нормального уровня рентабельности бизнеса;
- размер рабочей камеры должен соответствовать габаритам предусмотренных для производства моделей, при этом следует учитывать, что принтеры с большей областью печати и стоить будут дороже.
В любом случае выбор принтера будет зависеть от того, каким видом бизнеса вы предполагаете заниматься. Для производства мелких поделок подойдут устройства экструзионного типа, а для изготовления ювелирных изделий или зубных протезов - более дорогие принтеры на фотополимерах. Из наиболее подходящих для малого бизнеса можно назвать следующие модели:
- Flashforge Creator Dual , с объёмом рабочей камеры 5,2 литра и двумя экструдерами, принтер поддерживает работу с тремя видами пластиков - ABS, PLA, PVA и имеет точность печати 0,1 мм;
- 3Dison pro AER от корейской компании Rokit, с объёмом рабочего пространства 15,3 литра способный работать с 50 материалами, имеющий высокую скорость печати (до 1000 мм/сек) и толщину слоя от 0,025 мм;
- стереолитографический 3D-принтер типа SLA модели
Pico 2 от компании Asiga, идеальный выбор для тех, кто решил заняться ювелирным делом или оказанием стоматологической помощи, устройство работает от твердотельного LED источника ультрафиолетового излучения.
Какое устройство выбрать для дома
Учитывая пока ещё высокую стоимость периферийных компьютерных устройств для трёхмерной печати, вряд ли будет целесообразным покупать для домашнего пользования слишком дорогой и навороченный 3D-принтер стоимостью в 5 - 10 тыс. долларов и выше. Вполне достаточно будет устройства по цене от 500 долларов до 3 тысяч. Здесь всё зависит от требовательности покупателя к качеству печати и его финансовых возможностей.
Лучше всего, если 3D-принтер для дома будет иметь простое и понятное управление, удобный интерфейс и идеальное соотношение цены и качества. Все востребованные сегодня для домашнего пользования принтеры можно разделить на следующие группы по ценовым категориям:
- бюджетные модели, наиболее доступные из этого вида устройств по цене от 300 до 1 тысячи долларов;
- принтеры среднего класса (1–1,5 тыс. долларов);
- довольно высокого класса устройства по демократичной цене от 1,5 до 3 тысяч долларов.
Среди наиболее популярных принтеров для 3D-печати, можно отметить следующие модели:
- Printrbot Simple , стоимостью 300$, который относится к принтерам экструзионным (FMD), и продаётся в разобранном виде - самостоятельная сборка устройства поможет лучше разобраться с его конструкцией и понять принцип работы этого оборудования;
- Kino XYZ printing da Vinci 1.0 - это новый принтер тайваньской компании XYZ printing, имеющий высокое разрешение печати сопоставимое с более дорогими устройствами - 0,1 мм, стоимость его около 500$ (в работе используется технология послойного наложения расплавленного пластика - FDM);
- Cubify CubeX , относящийся к среднему ценовому сегменту, со стоимостью 1300$, и отличающийся высоким качеством печатания и скоростью создания модели с большими её размерами, этот принтер выпускается в трёх вариантах конструкции - с 1, 2 и 3 экструдерами, что позволяет получать цветные макеты компьютерных моделей, может подключаться к компьютеру через USB соединение или Wi-Fi модуль.
- Afinia H-Series H479 , имеющий высокую точность печати (0,15 - 0,4 мм), удобное программное обеспечение, который работает с недорогой нитью из ABS пластика приличного качества, стоит такое устройство 1,5 тысячи долларов.
Рейтинг лучших 3D-принтеров
Самым известным в мире экспертом в области объёмной печати является зарубежный портал 3D Hubs, который регулярно составляет рейтинг лучших моделей печатающих периферийных устройств в различных номинациях. По версии этого интернет-ресурса, лучшими в 2017 году были названы следующие модели 3D-принтеров:
- Original Prusa i3 MK2 производства чешской компании Prusa Research. Этот принтер предназначен для любителей электроники, являющихся новичками в вопросах 3D-печати, которые смогут самостоятельно собрать его из комплектующих, поскольку он продаётся в разобранном виде. Устройство относится к экструзионным моделям типа FDM, и поддерживает работу с 15 видами пластика, включая ABS и PLA, Carbon и Nylon, HIPS и FilaFlex, Bamboofill, Laybrick и другие. Эта модель в работе может использовать одновременно до 4 различных материалов. Она имеет интегрированную ось Z и нагревательный стол с печатной поверхностью из пластика типа PEI. Принтер такой модели имеет достаточно большую область печати размерами 250 x 210 x 200 мм, минимальную толщину укладываемого слоя пластика 0,05 мм и скорость печатания 40 - 60 мм в секунду.
- BCN3D Sigma R17 (Release 2017) . Эта модель 3D-принтера, выпущенная компанией из Испании BCN3D Technologies, является продолжением популярной во всём мире линейки устройств для трёхмерной печати Sigma. В новой модели применён независимый двойной экструдер, позволяющий избежать деформаций при смене цвета изделий, а также одновременно выполнять печать двух идентичных макетов. В модернизированном устройстве применена новая система охлаждения и обновлена технология микрочипов, управляющих мощностью. Всё это позволило сделать работу принтера более бесшумной. Sigma R17 имеет высокую точность печати от 0,125 мм и область построения макета размерами 297 х 210 х 210 мм. В работе применяется пластиковая нить из следующих полимеров ABS, PLA, HIPS, PET и Exotics, которые экструдер выдавливает с минимальной толщиной слоя 0,05 мм.
- Formlabs Form 2 - стереолитографический (SLA) 3D-принтер, выпускаемый американской компанией Formlabs, оснащённый мощным лазером, сенсорным дисплеем и Wi-Fi модулем. Устройство имеет область печати размером 145 x 145 x 175 мм и толщину слоя 0,025 - 0,1 мм. Этот принтер работает на жидких фотополимерах и допускает использование смол других производителей. Он оснащён платформой с подогревом и встроенной панелью управления.
- PowerSpec 3D Pro. Данная модель производится в Китае и относится к ценовой категории бюджетных 3D-принтеров. Его отличительными чертами являются прочность, высокая скорость печати и наличие в конструкции двойного экструдера, что является редкостью для недорогих моделей. 3D Pro поддерживает работу с тремя видами пластиков (PLA, ABS и PVA) и имеет высокую точность печати. Толщина укладываемого слоя 0,1 - 0,3 мм.
- OrdBot Hadron. Этот принтер выпускает компания ORD Solutions из Канады. Модель представляет собой механическую платформу для 3D-печати, изготовленную из алюминия. Она имеет высокую жёсткость, надёжность и скорость печати (400 мм/с). Принцип её работы построен на технологии FDM. Устройство поддерживает работу с двумя видами пластиков - ABS и PLA, и имеет область печати размером 190 х 190 х 150 мм. В конструкции этого принтера предусмотрена возможность подключения второго экструдера, сервопривода, жидкокристаллического экрана и другого оборудования, что сможет существенно модернизировать устройство уже после его покупки.
Технологии трёхмерной 3D печати ещё только начинают завоёвывать компьютерный рынок, и стоимость принтеров для воплощения цифровой модели в материальный объект пока довольно высокая. Но за этими технологиями будущее, и наверняка 3D-принтеры в скором времени появятся в каждом доме, превратившись в обыденное дополнение к компьютеру. Уже сегодня многие модели стали доступными для людей со средним уровнем достатка, и широко используются не только в малом бизнесе, но и в быту. Пользуясь изложенными рекомендациями можно легко подобрать подходящий принтер для домашнего пользования или небольшого собственного бизнеса.
Мечты фантастов начинают обретать потребительскую реальность: 3D-принтеры выходят на массовый рынок, и сегодня их может купить ну почти что любой человек. Можно напечатать себе пистолет или макет домика. А точно ли оно нам надо? Вот про это сегодня и поговорим.
3D-принтеры: зачем они нужны и как они работают
Поскольку обычные 2D-принтеры уже утратили потенциал к развитию - развито уже всё, что только можно и нельзя - пора обращать взоры к печати в трёхмерном пространстве. Признайтесь, ведь вы не раз мечтали, чтобы можно было не покупать себе вещи, а просто напечатать их. И сегодня это уже можно, правда, с массой оговорок.
3D-принтеры сегодня в моде. Выпущено уже несколько сотен моделей, только это ни о чем не говорит: все они работают в основном по одному и тому же принципу, и даже «фирменное ПО» используют одинаковое, отличающееся подчас только цветом кнопочек. Подчеркиваем, что мы говорим о моделях дня сегодняшнего: такие принтеры быстро эволюционируют, и уже завтра (или через месяц) может выйти на рынок что-нибудь революционное и сногсшибательное.
Итак, что же такое 3D-принтер для домашнего использования? Это устройство, использующее метод послойного изготовления физического объекта из виртуальной 3D-модели. Первые принтеры такого типа появились еще лет 30 назад, и на сегодняшний день представлены десятком разных типов. Перечислять мы их не будем, а пристальное внимание обратим на один, самый доступный обычному пользователю тип сегодня: FDM 3D-принтер. FDM расшифровывается как «моделирование методом наплавления» (Fused Deposition Modeling).
Принцип действия FDM-принтера прост: раздаточной головкой на поверхность охлаждаемой платформы-основы выдавливаются капли находящегося в разогретом состоянии термопластика. Быстро застывая и слипаясь между собой, капли формируют слои создаваемого объекта. Так и получается в итоге объемный предмет, с которым потом что-нибудь можно сделать.
Зачем?
Первое, что нужно для себя понять - а зачем, собственно, нужен 3D-принтер? Что мы хотим - просто развлекаться и создавать модели и макеты? Использовать принтер для ведения бизнеса? Воплощать творческие фантазии? Бизнес, конечно, оценил 3D-печать давно: такие мировые промышленные гиганты, как Airbus, Boeing, General Electric, Ford, Siemens, NASA используют их постоянно; и это не говоря уже об инженерах, ученых, медиках и огромном количестве мелких предпринимателей.
Дома 3D-принтер открывает широчайшие возможности использования и применения своей фантазии, и поскольку самые дешевые модели стоят от 20 тыс. рублей и выше, они доступны практически каждому человеку с компьютером.
Применений на самом деле можно найти массу. Кто-то задумает сделать себе стол с макетами, воссоздающие какую-нибудь область реально существующую или фантастическую (скажем, поверхность планеты из «Звездных войн»). Кто-то напечатает себе солдатиков и вспоминает детство. А кто-то печатает паззлы детям, придумывая все новые и новые варианты. К тому же можно создать работоспособный макет чего-то более сложного.
А один индивидуум вообще напечатал себе пластиковый и полностью работоспособный пистолет, который не виден на металлодетекторах. В связи с этим законники некоторых стран уже начинают беспокоиться на тему срочного внесения поправок в соответствующие законы, дабы не превратить новую технологию в оружие массового уничтожения (хотя Форд тоже не отвечал за то, что кто-то совершал ограбления, пользуясь его машинами).
В общем, резюмируя, можно выделить несколько основных преимуществ 3D-принтеров: домашнее творчество, использование более сотни различных типов материалов (не только огромное количество самых разнообразных пластиков и полимерных смол, но и металлы, бумага, керамика, ткань, пищевые продукты, соль, лунный и марсианский грунт и даже живые клетки!), универсальность и снижение трудоёмкости (один принтер может заменить несколько сложных агрегатов), простота в использовании (об этом мы поговорим далее), экономичность, быстрота создание объектов и гибкость технологии.
Кстати, в сферу применения можно включить и медицину: инновационная биомедицинская печать сможет предложить в ближайшем будущем искусственные органы и ткани тела, а сегодня уже можно печатать протезы и хирургические имплантаты.
Как?
Предположим, вы купили себе 3D-принтер, он стоит и занимает места примерно столько, сколько обычный принтер (или, скорее, МФУ), и далее нужно создать в специальной программе объект для печати. А программ таких множество: Google SketchUp, 3DCrafter, 3Dtim, BRL-CAD, FreeCAD и другие (тысячи их). Желательно, конечно, хоть что-нибудь понимать в CAD-моделировании, но и без этого программы достаточно просты для применения даже новичками.
После смоделированной 3D-версии наступает время её обработки специальной программой (называемой также «слайсером» или «генератор G-кода»). Исходный объект делится на множество тонких горизонтальных слоев и преобразуется в некий цифровой код, понятный 3D-принтеру. Другими словами, генератор создает набор команд, которые указывают 3D-принтеру, как и куда нужно наносить материал при 3D-печати данного объекта. Для пользователя данный этап работы не скажет ничего, потому что фактически принимать участие в нем он в нем не сказать чтобы будет.
А потом наступает волнительный момент печати (кстати, в Windows 8 есть даже поддержка драйвера 3D-печати для принтера MakerBot). Начинается построение объекта из тонких горизонтальных слоев материала.
Сам по себе процесс довольно прост. В самом начале рабочая платформа находится в верхнем положении, а печатающая головка накладывает на неё нижний слой объекта. После того, как сформирован первый слой, рабочая платформа опускается на толщину слоя, и печатающая головка накладывает новый слой материала на предыдущий. Данный цикл повторяется до последнего слоя, то есть до момента завершения создания объекта.
Висящий в воздухе подбородок Ленина был напечатан на недорогом 3D-принтере с подпоркой,
которая в дальнейшем будет отломана, а подбородок – подрихтован.
Если же есть необходимость напечатать висящий в воздухе объект (например, гарцующую лошадь), то сегодня для таковых используется разнообразные подпорки, которые после завершения процесса отламываются или отрезаются, а место стыка шлифуется вручную. В дорогих (то есть хороших) принтерах для подпорок используется водорастворимый материал: после печати модели опускается в воду, где лишние подпорки растворяются.
Параметры печати
О скорости пока речь и не идёт. Понятно, что создание одного объекта займет далеко не один час работы принтера, поэтому выбор 3D-принтера сегодня состоит в выборе между параметрами и решении, насколько тот или иной параметр важен.
И самый главный из них - разрешение печати. Здесь под этим понятием подразумевается минимально допустимая высота слоя материала, с помощью которого может печатать данный 3D-принтер. Разрешение печати принято обозначать в микрометрах (мкм, микрон, тысячной доле миллиметра). Понятно, что чем тоньше слои, тем меньше заметен переход между ними: в итоге поверхность объекта более гладкая, а детали - более выразительные. Обратная сторона высокого разрешения - увеличенное время печати, большая нагрузка на печатающие механизмы и быстрый износ. Разрешение печати зависит от технологии работы принтера, точности печатных механизмов, выбранного материала и настроек приложения.
На сегодняшний день самый точный 3D принтер может печатать с высотой слоя в 50 мкм.
Вторая важная характеристика - рабочий объём (он же - «область печати» или «зона печати»). От него зависит размер напечатанного объекта. Фактически он обозначает зону досягаемости (охвата) печатающей головки принтера в трех плоскостях.
Третий пункт - какими типами пластиковых нитей может печатать принтер. Самыми распространенными на сегодняшний день являются ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) и PLA (полилактид). Некоторые принтеры могут печатать обоими типами, некоторые - только одним из них. Но кроме этих двух типов есть и другие (ещё парочка самых распространенных - HIPS - ударопрочный полистирол и PVA - поливинилацетат), и все они обладают рядом физико-химических характеристик: растворимость в воде, гибкость, структура и запах, прочность и даже свечение в темноте. Возможность печати тем или иным пластиком обуславливается наличием/отсутствием подогрева платформы (который в идеале должен присутствовать), рабочим диапазоном температур экструдера (нагревательный элемент, который плавит пластик) и конструкцией камеры для печати. В идеале лучше всего выбирать принтер с максимальным количеством поддерживаемых нитей, чтоб не ограничивать себя - как сейчас, так и в будущем.
А последний пункт, как ни странно, - страна-производитель. Сейчас на российском рынке можно найти модели из США и Европы, китайские и российские. Американские и европейские модели зачастую завозят в Россию небольшими партиями, а сами компании-производители не имеют официальных представителей в России. Качество китайских моделей на порядки отстаёт от всех прочих, понятное дело, и тут выигрыш идёт больше уже в цене.
Производители
Помимо китайских и кустарных принтеров (да, его реально собрать дома самостоятельно), есть несколько моделей, которые популярны больше остальных, и поэтому их поддержка программным обеспечением максимально широка, если можно так говорить о столь новой области. На сегодняшний день это модели MakerBot Replicator 2, PrintBox3D One, Picaso Designer, UP Plus 2, Cube и CubeX. Отличия у каждого из них сводятся к перечисленным в предыдущем параграфе пунктам, размерам камеры и различным дополнительным опциям наподобие Wi-Fi-модуля. Помимо этих моделей, есть, конечно, и другие, но опять-таки нельзя сказать, что они сильно отличаются с технической точки зрения: всё-таки это больше страна-производитель, размеры, скорость печати и количество поддерживаемых типов пластика.
Вот такие они, поворотные принтеры
Напоследок нужно сказать про поворотные 3D-принтеры. Они пока что совсем никакой популярностью не пользуются, но у них есть всё-таки ряд существенных преимуществ по сравнению с «традиционными» 3D-принтерами - если последние можно так назвать. Главное из них - 3D-принтер с поворотной платформой обеспечивает больший рабочий объем по сравнению с устройствами, работающими в декартовой системе координат. Такой принтер использует полярную систему координат (радиус и угол), чтобы рассчитать движение печатной головки: система автоматически конвертирует модели, созданные в декартовой системе координат, в полярные координаты. Поэтому с подобным 3D-принтером можно использовать стандартное ПО, использующееся в «традиционных» 3D-принтерах без поворотной платформы. Физически это выглядит вполне очевидно: платформа вращается, а его экструдер движется по радиусу платформы от её центра к краю. Такая конструкция в два раза сокращает путь экструдера и снижает необходимость его поддержки.
Недостатки 3D-принтеров
Минусы есть у всего, и 3D-принтеры - не исключение. Поэтому на сегодняшний день у технологии существует определенное количество недостатков.
И первый из них - это, наверное, размеры печати. Вы видите на фотографиях «шкафчики» этих принтеров - и вот именно ими всё и ограничивается. Принтер может напечатать только то, что поместится на платформе. А что-то больше этого - разве что по частям, а затем части придется тем или иным образом склеить. И даже несмотря на то, что уже сейчас существует прототип 3D-принтера, размеры рабочей платформы которого практически не ограничены ничем, о массовом внедрении такой технологии говорить пока рано.
Второй недостаток касается самой технологии. Послойная структура сама по себе означает, что между этими слоями всегда будет некий рубеж, переход: поверхность останется матовой и шероховатой. Конечно, последующая обработка может «сгладить углы» во всех смыслах, но эта «доработка напильником» явно не говорит в пользу технологии. К тому же, слоистая структура означает меньшую плотность и, соответственно, меньшую прочность объекта, по сравнению с цельными деталями.
Третий недостаток - достаточно высокая цена 3D-принтеров на сегодняшний день. Они стоят от 20 тысяч рублей, а хорошая модель стоит в среднем 100 тысяч, и пока подешевение не ожидается.
Так покупать или нет?
Формально покупка 3D-принтера для дома сегодня оправдана только в том случае, если вы можете определить для себя сферу его применения. Выбор моделей достаточно широк, энтузиасты могут собрать принтер даже у себя дома, но тем, кто не хочет сильно рисковать, можно порекомендовать выбрать или одну из самых популярных моделей, которые поддерживаются распространенным и доведённым до ума программным обеспечением (и при этом можно выбрать из десятков приложений). Если же покупка такого необычного агрегата у вас не стоит остро, можно попробовать подождать годик-другой, пока технология не разовьётся достаточно для того, чтобы унифицироваться по максимуму и избавиться от массы неудобных ограничений, которые свойственны ей сегодня.
В любом случае, будущее у технологии весьма радужное и применение она себе уже нашла: а в будущем сферы применения будут только шириться.
Очень сложный вопрос для человека, понимающего всю глубину этой пропасти … «Какой пропасти?» - спросите вы. - Той, что образовалась между 3D-принтерами и рядовыми гражданами, непонимающими, зачем платить даже 10 тыс.!!! за 3д принтер.
Еще сложнее выглядит этот вопрос для людей, таких как мы, которые занимаются продажей, пусть и хороших принтеров Up, но не имеющих широкой сферы применения в головах людей .
Для начала рассмотрим сферы, в которых даже обычный школьник с 3D-принтером может побить многие крупнейшие супер-пупер перекорпорации:
· Изготовление пластиковых деталей бытовой техники , таких как ручки, кнопки, шестеренки, защелки, заглушки, крепления и прочая мелочь. Без них приборы теряют свой внешний вид (что немаловажно) или даже выходят из строя.
· Запчасти для автомобилей, велосипедов, мотоциклов и прочих средств передвижения. Здесь перечислять можно бесконечно… Любая компания заинтересована в расширении производства, поэтому выпуск деталей, на 1 мм отличающихся от продукции конкурентов, не новость. Цены же монополистов ограничивает только совесть, поэтому изготовление соответствующей запчасти на 3D-принтере стоит порою в 100…1000 раз дешевле. А если дома стоит свой филаэсктрудер?
· Образование. Для читателей форума не секрет, что в России хоть и не массово, но действуют программы в стиле «3D-принтер в каждую школу». Особенно активно это происходит в Екатеринбургской и Воронежской и областях, где заинтересованность есть на уровне губернаторов. ДА! Сейчас 3D-принтеры в образовании практически не применяются. Но сколько лет нам осталось до таких компьютерных классов?
Как думаете, какие будут домашние задания?
Здесь мы плавно переходим в сферу размышлений, ведь последний пример пока только набирает обороты. Да и предыдущие… много ли людей сегодня находит время на какое-то хобби после 8-часового рабочего дня и вечерних новостей? (Наверное, все они собрались на этом ресурсе:-)) Даже за ремонтом техники проще обратиться к специалисту, чем самому что-либо моделить.
Но почему же все так печально? Почему 3D-печать распространяется только в Китае лавинообразно, а у нас тишь…
· Одна из причин в том, что 3D-печать в будущем заберет жирный кусок доходов у многих корпораций, а в Китае, как вы знаете, коммунизм….
· Вторую причину мы уже упоминали в одной из прошлых статей - это стремительный рост возможностей технологии и не успевающая за ним человеческая фантазия.
· Третья причина - потрясающая «ленивость» человеческого мозга, инерционность его работы, вызванная физиологическими особенностями.
Для решения любой проблемы нужно пройти три этапа: осознать причины, наметить решение и приступить к действию. Первое мы постарались сделать в этой статье:-).
Вот только малая часть того, что мы распечатали на своих UP! Mini? UP BOX, UP! Plus2
С каждым днем то время, когда 3d-принтеры станут доступны повсеместно, становится все ближе. Коммерчиские образцы уже гораздо более доступны, нежели раньше, а рынок принтеров растет как на дрожжах. Давайте же рассмотрим, в каких областях нашей с вами повседневной жизни технологии 3d-печати можно будет применять в первую очередь.
Думаю, почти каждый из нас, заполучив в свое распоряжение 3d-принтер, первым делом распечатал бы на нем какую-нибудь откровенную фигню. В моем случае, например, это был бы шлем Бэтмена, который бы идеально подходил моей голове.
Кроме этого, можно представить себе довольно много ненужных, но интересных штук, которые можно распечатать. Например, вазу необычной формы, пресонализированные сувениры, кулончики, и еще много всякой малополезной мишуры.
Часто бывает такое, что дома что-то ломается, а чтобы это починить, нужна специфичная деталь, достать которую довольно тяжело. В случае же, если у вас есть 3d-принтер, а еще лучше, 3d-сканер к нему в пару, то вы просто сканируете деталь, исправляете сломанные места на компьютере и отправляете на печать.
Реально даже самому делать метизы или прочие скрепительные элементы, главное, чтобы у пластика, которым вы будете печатать, хватило запаса прочности.
Наверняка, многие из тех, кто относит себя к гик-комьюнити, что-то придумывают, избретают и хотят создавать что-то свое. Для этого очень может пригодиться 3d-принтер.
Приведу пример из собственной практики. В свое время я собирал пушку Гаусса. Так как это был проект, которым я занимался в свободное время – другими словами, когда придется – то довольно много времени у меня ушло на подбор ствола, затем я убил кучу времени на то, чтобы найти подходящий корпус, чтобы уместить в него все компоненты. Если бы у меня был 3d-принтер, то всех этих проблем можно было бы избежать, один раз спроектировав все и распечатав.
Некоторые принтеры уже умеют печатать еду. Разумеется, женищина может быть спокойна за свое место на кухне, ведь возможности машин пока весьма ограничены, но, тем не менее, они есть. Например, аппарат ChefJet умеет создавать вот такие вот сладости.
С помощью сахара, воды, сиропа и красителя уже сейчас можно создавать такие чудеса. Возможно, скоро подобный принтер займет место между холодильником и микроволновкой на среднестатистической кухне.
Любители покупать необычные наряды от модных кутюрье в скором времени могут получить возможность делать это, не выходя из дому. Достаточно будет просто скачать нужный предмет одежды и отправить его на печать.
Вот вам пример бикини, сделанного именно таким образом. А ге за горами и остальные части гардероба.
Конечно, любой вид оружия, скорее всего окажется под запретом для печати. Собственно, насколько я знаю, сейчас так и есть. Однако вполне вероятно даже у кого-то из читателей в закромах найдутся модели знаменитого Liberator, который стал первым широкоизвестным рабочим пистолетом, напечатанном на 3d-принтере.
Возможно, вам не разрешат печатать огнестрел дома, но не исключено, что в будущем такое оружие начнет появляться и в виде коммерческих образцов в силу дешевизны. Осталось только надежность на нужный уровень поднять.
Итог
Будущее с 3d-принтерами не так уж и далеко и при этом весьма увлекательно. Я бы совсем не отказался иметь один у себя дома. Естественно, вышеописанные примеры - лишь малая часть того потенциала, который таят в себе недра трехмерной печати, фантазировать можно много и долго. Одно можно сказать точно, в хозяйстве такая штука точно пригодится.
А что бы вы печатали на таком аппарате, если бы он у вас был? Или же, если у вас уже есть доступ к чему-то подобному, то поделитесь своим опытом с коммьюнити!
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
3D-принтер даже небольшой по размерам все равно стоит сравнительно дорого. Однако оказывается, что даже на бытовом уровне эти устройства вполне способны себя окупить, притом всего за год, поскольку с их помощью можно буквально в домашних условиях успешно изготавливать различные полезные в хозяйстве вещи, которые, как правило, приходится покупать в магазине.
Разумеется, высокофункциональный 3D-принтер, такой как Picaso 3D Designer, к примеру, ориентированный на профессиональное использование, быстро и качественно создавать может объекты посерьезнее, чем нехитрые домашние мелочи. Но при грамотном подходе «обычный» недорогой персональный 3D-принтер тоже может стать домашним мини-заводом по производству всего чего угодно.
Примеры? Пожалуйста: вот лишь несколько очень простых, но практичный и нужных вещей, которые можно сделать дома с помощью современного 3D-принтера и дизайн которых в скачать можно либо бесплатно, либо за совсем символические деньги:
Подставка для яиц
Подставка для яиц
Эта, скажем так, кухонная классика для 3D-принтера сложностей не представляет никаких. Более того, программку для создания такой простой вещи уже давно написали, скачать ее можно всего за $1. Процесс печати займет меньше часа.
Кошелек
Если вместо того, чтобы тратиться на дорогое кожаное портмоне, пойти более оригинальным и более экономным путем, то может получиться вот такой вот «жесткий» мини-бумажник. Его дизайн скачать в Сети можно бесплатно. В готовом виде такой аксессуарчик вмещает и мелочь, и купюры, и кредитки.
Кейс для iPhone
Кейс-протектор для смартфона
Самый простой жесткий защитный чехол для Apple-смартфона стоит около $15. А на сайте MakerBot уже есть готовый дизайн кейса для iPhone, сделать который может и домашний 3D-принтер. Кроме того, специальное мобильное приложение, с которым имеющийся макет изделия можно кастомизировать по своему вкусу, а также менять его размеры под корпус iPhone 4 и 5, а также нового iPhone 5S.
Безопасная бритва
Безопасная бритва
Что может быть дешевле одноразового бритвенного станка? Правильно, одноразовый станок, собственного производства. Экономия налицо: не нужно покупать быстро изнашивающиеся бритвы, если можно просто один раз сделать станок, лезвия в котором меняются за гроши.
Монтировка для велосипедных шин
Велосипедный ключ-монтировка
Такая вот легкая и прочная штуковина места много не занимает, но помогает быстро сменить шину на велосипедном колесе. Кстати, в магазине такая стоит примерно $10.
Открывашка
Открывашка
Созданная на домашнем 3D-принтере персонализированная открывашка, если грамотно похвастаться ею в дружеской компании, возведет вашу технологическую продвинутость в глазах друзей и знакомых до невиданных высот. Тем более, что на такой заметной вещице можно размещать уникальные изображения и дарить на любые праздники и дни рождение всем подряд в течение года без риска показаться банальным.
Катушки для кабелей
Катушки для кабелей
Всякие шнуры и кабеля — по-прежнему нелегкий удел любого современноего любителя гаджетов. Одних только зарядных устройств дома и на работе всегда набирается столько, что торчащие из них шнурки напоминают тарелку со спагетти. Но бесплатный макет от Эдди Личитра и 3D-принтер позволяют в условиях дома или офиса наштамповать симпатичных катушек, которые проблему с путающимися кабелями устраняют навсегда.
Подставка для планшета
Подставка для планшета
Вы, наверное, знаете, сколько стоят аксессуары для iPad, Galaxy Tab, Nexus и Kindle Fire. Иногда кажется, что новый планшет стоит не так уж и дорого по сравнению с простой подставкой для старого. Зато 3D-печать — это способ сделать надежную подставку для любого планшета или смартфона с минимальными затратами.
Насадка для душа
Насадка для душа
… — на самом деле это достаточно простое изделие, если не настаивать на обязательном наличии в нем функции гидромассажа. И такую насадку при необходимости тоже может создать 3D-принтер, много времени это не займет, а дизайн ее тоже качается бесплатно.
Вешалка для ключей
Вешалка для ключей
Конечно, в таком виде вешалка не выглядит как эксклюзивное изделие дорогого дизайнера, однако это совершенно не мешает ей висеть на стене и надежно удерживать ключи. Плюс элемент эксклюзивности тут тоже присутствует — все-таки пока не у каждого дома есть 3D-принтер, на котором можно создавать такие полезные и недорогие вещи.
Кстати, вот такое тоже умеет делать 3D-принтер:
Настоящий эксклюзив