Для людей, які не бачили самого процесу роботи 3D принтера, сама можливість об'ємного друку є чимось фантастичним, на зразок телепортації.
Насправді ця технологія носить швидше еволюційний характер. По суті відмінностей від роботи звичайного принтера не так багато.
Замість тонера, який розпорошується на папір, використовуються інші матеріали, наприклад, швидкоствердні смоли, що дозволяє створити практично будь-який об'єкт.
Явище лапи слона переважно виявляється під час непідтримуваних відбитків, коли перші шари розбиваються на лоток і, отже, ширше, ніж наступні. В області тривимірного друку екструзія відноситься до створення тривимірної форми із плоского об'єкта.
Відкладаючи розплавлені нитки пластикові через сопло, розплавлений пластик осаджується екструдером. є винахідником цієї технології. Цей параметр, який часто виражається у відсотках, визначає кількість матеріалу, що підлягає осадженню всередині об'єкта. Це дозволяє варіювати курсор між збереженням пластику, швидкістю друку та міцності об'єкта.
Обмежень за формою та складністю об'єкта дійсно не існує, це може бути дитяча іграшка, елементи для протезу руки, одяг, навіть вогнепальна зброя, що діє, можна просто надрукувати.
3D-принтери: технології майбутнього вже сьогодні
Типи 3D принтерів
На цьому етапі розвитку 3Dдрук тільки починає використовуватися повсюдно, хоча сам принцип роботи був сформульований ще в 1986 року. З того часу кардинально нічого не змінилося – в основу покладено той самий принцип пошарового створення моделі. Єдине, що змінювалося, це використовуваний матеріал і спосіб його твердіння. У деяких моделях принтерів використовувалися металевий порошокі пластикова пудра, а їх затвердіння застосовувався лазер.
Механічне обладнання для механічної обробки з використанням нерухомого інструменту, що рухається або обертається, використовуваного на заготівлі, закріпленої на нерухомій або рухомій пластині. Футуристичний ярмарок ремесел, творець Фейр – це подія, що присвячує розум «Зроби сам» і зламавши.
Ця технологія наближається до традиційного струминному принтеру, що відкладає дрібні краплі чорнила на папері. Явище просочування пов'язане з надлишком пластику, що генерує появу невеликих крапель на стінках об'єкта. Щоб виправити це, можна грати на температурі екструзії та довжині відведення.
Широке застосування ці матеріали знайшли під час ремонту зношених деталей, наприклад лопатей турбін. Крім цього є принтери, які використовують світлочутливий матеріал (фотополімер). Певною мірою вони працюють як звичайні 2Dпринтери наносять на поверхню шар рідкого матеріалу, потім він твердне при опроміненні (зазвичай ультрафіолетом). Свою нішу знайшли пристрої, в яких за один прохід друкувальної голівки наноситься кілька різних матеріалів.
Відноситься до програмного забезпеченняліцензія якого відповідає критеріям, встановленим Ініціативою з відкритим вихідним кодом: вільний перерозподіл, доступ до вихідного кодута похідним роботам. Частини консольних моделей, тобто. друкуються у вакуумі. Іноді необхідно підтримувати їх із підтримкою.
Полікарбонатний пластик з відмінними механічними властивостями та гарною термостійкістю. Помилка друку, яка може з'явитись на верхніх поверхнях моделі. На французькому жаргоні також називаються порожнечі, дірки чи кратери, часто є синонімами поганого заповнення об'єкта. Останнє може бути пов'язане з не щільним заповненням або відсутністю охолодження останнього, що призводить до краху.
Але все ж таки найпоширенішим типом залишаються принтери, що працюють з термопластиком. Принцип роботи нагадує звичайний клейовий пістолет, керований комп'ютером. Його затвердіння відбувається при зниженні температури. Можлива робота з кольоровими термопластиками.
Біорозкладається полімер, який використовується головним чином у харчовій упаковці. Основний компонент моделювання глини, воску та масляної суміші. Синтетичний полімер переважно використовується при виробництві клею, відомого як «білі клеї». Кілька шарів підтримки додаються під об'єктами, щоб сприяти їхньому прикріпленню до пластини. Крюк, який сильніший, ніж із Брім, робить висновок про вихід у пост-продакшн, тому є більш стомлюючим.
Кількість оболонок є кількістю шарів, доданих у периметр об'єкта. Він також називається «слайсер» французькою мовою. Це також дозволяє виявити можливу проблемукалібрування і якнайшвидше зупинити роботу. Подібно до вибіркового лазерного спікання, селективний лазерний синтез являє собою метод отримання добавки, який працює з лазером, який плавить металевий порошок. Перевага цієї технології полягає у можливості використання чистих металів, відмінних від сплавів, наприклад, титану.
3D-принтери. Мозковий штурм.
Сфера застосування 3D принтерів
З масовим поширенням 3D друку з'явилося безліч, найчастіше просто фантастичних виробів. Серед найнеймовірніших варіантів використання цієї технології слід зазначити такі:
- Дослідники університету Прінстона змогли поєднати живу та неживу матерію під час друку людського вуха. Відверто кажучи, в результаті експерименту вийшов не повноцінний орган, а скоріше протез із біомаси, свого роду антена для уловлювання радіохвиль. У матеріалі у великій кількості містяться стовбурові клітини. У СШАТакож незабаром розпочнуться клінічні випробування з лікування міжхребцевих дисків з допомогою надрукованих протезів. З'явилися першопрохідники і в протезуванні кінцівок, причому для досягнення результату досить просто викачати готові моделі для 3D принтера, а потім зібрати протез;
- Можливість "друкувати" їжу. на Наразіуспішно підібрано склад та надруковано хрящі та кістки, тепер чергу за печаткою м'яса та інших продуктів харчування;
- Вогнепальну зброю. Створено робочий зразок пістолета, він витримує трохи більше одного пострілу. З використанням більш міцного матеріалу було надруковано гвинтівку, яка витримала 15 пострілів без руйнування, тобто характеристики такої зброї практично не поступаються своїм металевим побратимам;
- Друк будівель. на 2014 рік заплановано експеримент з використання 3D принтера у будівництві котеджу. Можливо, це здійснить переворот у будівельній галузі. Але у будівельній галузі вже отримано перші результати. Брайан Петерс, засновник «Лабораторії дизайну» в Амстердамі зумів підібрати такий склад керамічної суміші для принтера, при якому на виготовлення однієї цеглини йде не більше 20 хвилин. Зараз він працює над виготовленням установки для повноцінного друку;
- Астрономами НА САнадруковані місячної бази. Ідея полягає в тому, щоб усі елементи конструкції отримати прямо на місці будівництва з місячного ґрунту;
- У машинобудуванні також взяли на озброєння перспективну технологію. Наприклад, в авіабудуванні при проектуванні реактивних двигунів деякі елементи можуть бути надруковані (за цією технологією вже виготовляються інжектори авіадвигунів);
- У виробництві електроніки проектування та об'ємний друк елементів з оптимальною формою та характеристиками вже стає реальністю. Незамінний 3D друк став при виробництві мікросхем малого розміру та складної форми. Як експеримент дослідники Гарварда та університету штату Іллінойс надрукували настільки малого розміру, що їх можна використовувати для харчування роботів розміром не більше комара.
Перспективи 3D друку
Ряд переваг, у тому числі й можливості створення об'єкта цілком, практично безвідходного виробництва, можливості створення складних внутрішніх структур визначає майбутнє цієї технології. Немає сумнівів, що найближчими роками технологія об'ємного друку набуде широкого поширення.
Селективне спікання лазером дозволяє створювати тривимірні об'єкти шарів з порошками, які спікаються потужним лазером. Об'єкти, виготовлені таким чином, виготовлені із різних сплавів. Трансформація рідкої світлочутливої смоли на об'єкт з використанням ультрафіолетового лазера, який лікує його шар за шаром.
Це відбувається, коли температура екструзії надто висока, сопло рухається надто повільно, а стиск надто короткий. Тому для отримання чистішого враження необхідно грати за цими 3 параметрами. Значення на регулярній сітці у тривимірному просторі, коротше кажучи, це піксель у трьох вимірах.
3D друк впевнено розвивається на глобальному рівні та пропонує можливості, з якими традиційне виробництво конкурувати просто не в змозі. На даному етапі розвитку основний напрямок використання 3D принтерів – швидке та точне прототипування. Єдиним стримуючим фактором є відсутність складів, близьких за властивостями металу, цементобетону, тканини, але це питання часу.
Феномен відриву об'єкта пластини, коли пластик остигає та стискається, викликаючи деформацію моделі. Спостерігається явище циклічного коливання на тривимірних принтерах, друкуюча головка яких не може правильно розміщуватись між кожним шаром. Виявляється, це справжня революція у сфері друку. Ми також говоримо про руйнівну або адитивну технологію.
Отримані об'єкти мають різні типи: моделі, запасні частини, моделі і т.д. Технічний прогрес постійний, і тому оцінки, наведені як приклад, можуть швидко розвиватися. Хоча всі вони мають один і той же принцип роботи, не всі тривимірні принтери використовують одну і ту ж технологію, а матеріал залежить від використовуваної технології.
3D Світ, де немає незамінних речей?
Можливо, найближчим часом це стане реальністю. Фундаментальним змінам може зазнати і економічна система. Адже більше не буде потреби купувати готові товари, достатньо заплатити за сировину та файли, інше зробить 3D принтер. До того ж за такого сценарію розвитку подій виріб вийде унікальним, що ідеально підходить власнику.
Для тривимірних принтерів є три основні технології, також звані процесами. Матеріалами, що використовуються, є порошки. . Існують і інші процеси, але набагато менш поширені та особливо зарезервовані для професійного середовища. Спочатку це були виключно пластикові матеріали.
З розвитком різних процесів друку матеріали стають дедалі більшими; вони вибираються відповідно до їх властивостей. Перелік можливих матеріалів постійно еволюціонує; є пластмаси, метали, смола, скло, кераміка і т.д. Примітка.
Майбутнє покаже, що саме з перерахованого стане реальністю, але одне можна стверджувати з упевненістю – 3D друк здатний кардинально змінити світ.
Якщо ще нещодавно тривимірне моделювання вважалося чимось зі світу фантастики, то сьогодні практично будь-який бажаючий може придбати спеціальний настільний пристрій для друку об'ємних пластикових виробів. Так що ж таке 3D-принтери, якими є їхні можливості, перспективи та сфера використання? Яка роль людини у створенні точної копіїкомп'ютерної моделі?
Якість та швидкість друку
Як і у випадку зі звичайними принтерами, тривимірні принтери мають функції, які допоможуть вам вибрати ваш принтер. Також відомий як роздільна здатність або точність, якість друку виражається в мм або мкм. Роздільна здатність позиціонування або роздільної здатності шару становить близько сотень мікрон.
Споживання виражається у ватах і сильно варіюється в залежності від процесу, що використовується: від 50 Вт до декількох сотень ват у роботі. Ергономіка також є важливим критерієм, оскільки вага та розміри можуть бути дуже важливими навіть для машин, призначених для широкої публіки.
Тривимірним принтером називають спеціальний пристрій, здатне виходячи з віртуальної моделі друкувати об'ємні об'єкти. Якщо для друку у звичайному принтері використовують тонер, то у другому випадку користуються різними видами пластику, нейлоном, металевою пудрою, скляним порошком, будівельними сумішами та іншими матеріалами. Основою даної технології є пошарове вирощування твердих моделей. Цей спосіб ідеально підходить для створення предметів різної складності: від звичайних дитячих іграшок до різних елементів, що використовуються, наприклад, протезування.
А для деяких вони не менш галасливі в режимі очікування! Деякі області вже прийняли їх і регулярно використовують їх із дуже задовільними результатами. Результуючі додатки настільки різноманітні, наскільки вони різноманітні: моделі, прототипи, форми, ювелірні вироби, протези, корони, аксесуари, запасні частини і т.д.
Клієнти інтенсивно тестують принтер
"Ми поставимо щось надійне", - додав він. Ось чому ми так довго збираємось об'єднати цю систему.
Підтримка кераміки та металів все ще експериментальна
Щоб прискорити випробування з цього питання, постачальник також попросив деяких клієнтів використовувати іншу модель. Що ще важливіше цей тривимірний принтер зможе створювати виробничі частини як невеликі серії, за словами пана.
Принцип роботи цієї техніки:
- створення комп'ютерної моделі майбутнього об'єкта;
- розподіл отриманого шаблону на безліч поперечних шарів за допомогою спеціального;
- поступове нарощування у напрямку від основи вгору рідкого, порошкоподібного, іншого матеріалу з подальшим з'єднанням (сплавленням) його в об'єкт потрібної форми.
Існує кілька технологій такого друку, що відрізняються технікою роботи, властивостями вихідного матеріалу, що використовується, використовуваним ПЗ:
Зелена цегла, що складається з концентричних спіралей, створених за допомогою принтера. У галузі охорони здоров'я, наприклад, можуть бути зроблені протези або хірургічні імплантати для задоволення конкретної анатомії пацієнта. Зчленування колінної чашки можна оцифрувати і відтворити відповідно до точних характеристик, автомобільна промисловість також може використовувати цей промисловий принтердля створення користувальних автомобілів, тому покупці можуть отримати спеціальні зручності за дуже низькими цінами.
Таким чином, автовиробник може створювати ці деталі під час виробничого процесу. В аеронавтиці тривимірні принтери можуть створювати більш легкі деталі, але посилені, щоб забезпечити їх опір з часом, не додаючи зайвої ваги.
- Екструзійний друк
Суть цього методу полягає у впливі екструдера на видатковий матеріал. Він нагріває сировину до певної температури, потім вичавлюючи його через сопло, формує виріб або його фрагменти. У ролі розхідників виступають різні видиполімерів. - Порошкова.
Ця технологіявключає:- струйнуйний друк, заснований на нанесенні сполучних матеріалів на тонкі шари порошку, з подальшим просоченням полімерами або воском;
- вибіркове або пряме спікання тонких шарів порошку лазером;
- електронно-променеве, лазерне сплавлення – замість спікання у місцях зіткнення з лазером відбувається плавлення порошку.
- Ламінування
Цей спосіб дозволить значно здешевити вартість отриманих виробів, оскільки використовує як сировину папір, листи з тонкого металу та пластику. - Фотополімеризація
Ця технологія заснована на використанні рідких фотополімерних смол, що твердіють під впливом ультрафіолетового світла.
Застосування тривимірного друку у побуті
Чи цікавить, що можна друкувати на 3D принтері? Так багато чого: дитячі та ялинкові іграшки, сувенірну продукцію, чохли для мобільних телефонів та планшетів, всілякі механізми для автомобілів, безліч різноманітних прикрас. 3D принтери стали незамінними у будівництві, медицині, харчовій промисловості, їх послугами користуються у багатьох дизайнерських студіях.
І тривимірний друк дозволяє створювати деталі «на льоту», не вимагаючи створення запасів громіздкий на складах. Ви коли-небудь шукали лампу, не маючи можливості знайти той, який вам потрібен, чи вам довелося чекати на місяці за запасну частину пристрою, який більше не виробляється? Ці розчарування скоро будуть у минулому. Високопродуктивний тривимірний друк або виробництво добавок, який був вперше розроблений у лабораторії близько тридцяти років тому, тепер доступний для споживачів. Це одне з найцікавіших нововведень останніх років, яке пропонує всім, де б він не було, можливість робити на вимогу необхідний об'єкт.
Хоча цей пристрійне є предметом першої необхідності, багато хто все ж таки мріє мати його вдома. Сьогодні ці бажання легко втілюються в реальність, адже на ринку є принтери за цілком прийнятними цінами. Крім того, мережа наповнена масою цікавих рецептів виготовлення виробів за допомогою 3D-пристрою.
Деякі навіть заходять так далеко, що говорять про «третю промислову революцію». У цій статті розглядається зростаючий спектр застосування цієї техніки та її величезний потенціал для інновацій. Шари матеріалу депонуються у «зоні накопичення» і зливаються. Цей процес добавок, який обмежує відходи, оскільки він використовує лише кількість матеріалу, необхідного для виготовлення компонента, відрізняється від звичайних субактивних виробничих процесів, які включають видалення шарів матеріалу для досягнення бажаної форми.
Принтер допоможе надрукувати ковпачок для звичайної ручки, господарські прищіпки, меблеву фурнітуру, пластикові прикраси на ялинку, дитячі іграшки, цікаві маски. Будь-який власник мобільного телефонаабо планшета не відмовиться від ідеї виготовити оригінальний захисний чохол, адже зробити його за допомогою принтера не складе особливих труднощів. Якщо ви є шанувальником гри в шахи, фігури, виконані за допомогою технології тривимірного друку, неодмінно припадуть вам до душі.
Деякі з цих методів полягають у плавленні або розм'якшенні шарів матеріалу, інші полягають у зв'язуванні порошкоподібних матеріалів або інших при селективному розпиленні або затвердінні рідких матеріалів. Це дозволило дизайнерам швидко та недорого виявляти та виправляти дефекти дизайну, тим самим прискорюючи процес виробництва продукції та мінімізуючи бізнес-ризики. Цей метод вже широко використовується для виготовлення ювелірних виробів та інших предметів одягу, виготовлених на замовлення, для коронок, мостів та імплантатів у стоматологічних лабораторіях, а також для виробництва протезів та слухових апаратів. запропонувати пацієнтам цілком адаптоване рішення.
Сучасна людина завжди прагне чогось нового та незвичайного. Поява тривимірного друку стала поштовхом у розвиток малого бізнесу. Вироби, виготовлені на 3D принтері, дозволять заробити досить непогані гроші. Ціни на пристрої різні: найпростіші коштують близько 500 - 1000, просунуті моделі - понад 10000 доларів. Найсучасніші моделі мають компактні розміри, що дозволяють проводити установку на невеликих столах. Які ж можливості 3D-принтера, які вироби можна виростити за його допомогою?
Використання в автомобільному та аерокосмічному секторах
Тривимірний друк особливо підходить для короткого, малооб'ємного виробництва та пропонує компаніям більш гнучке, економічне та швидке рішеннятрадиційних методів виробництва. Цей метод також використовується для виробництва складних деталей для електроніки, автомобільної та авіаційної промисловості. Він може використовуватися для різних матеріалів: від металів до пластмас, у тому числі композитів, і забезпечує більш швидку і ефективну продукцію. Він використовує менше сировини і дозволяє виготовляти легші, складніші та стійкіші деталі: коротше кажучи, це легший і екологічніший метод, який можна використовувати в багатьох секторах: від авіації до продуктів, - каже пан.
Популярні ідеї для бізнесу:
- сувенірна та подарункова продукція із зображенням улюблених героїв художніх та мультиплікаційних фільмів;
- оригінальні брелоки, гарна біжутерія, аксесуари для смартфонів, планшетів, сумок;
- товари повсякденного використання: тарілки, ложки, виделки та ін.;
- предмети побуту: своєрідні скриньки, цікаві вази та абажури, інші вироби, покликані прикрасити житло чи офіс;
- наочні навчальні посібники, що застосовуються у дитячих садках, школах, коледжах, університетах;
- рекламна продукція: від невеликих написів до вивісок та банерів;
- макети взуття, одягу, який згодом використовуватиметься професійними дизайнерами;
- запасні частини;
- туристична індустрія - фігури людей на тлі цікавих будівель, скульптур, безпосередньо макети різних визначних пам'яток.
Незважаючи на дорогість, титан є легким, міцним та довговічним та ідеально підходить для авіабудування. У традиційному виробництві він сильно використовує верстати, тому що при різанні він твердне. Те, що колись належало до наукової фантастики, тепер збулося. Медицина, можливо, є однією з найцікавіших сфер застосування. Тривимірний друк використовується не тільки для виробництва протезів і слухових апаратів, але і для лікування захворювань, що важко піддаються лікуванню, і для просування медичних досліджень, у тому числі в області регенеративної медицини.
Особливою популярністю користуються принтери в стоматології, де за їх допомогою виготовляють тимчасові коронки та щелепні імплантати, необхідні для нормального життя людини. Виробництво щелепних апаратів є важливим для полегшення роботи хірургів.
3D-друк дуже популярний у протезуванні. Ця технологія здатна враховувати індивідуальність будови людського тіла під час виготовлення протезів. Спеціальні мікропорожнини, що у потрібних місцях протезних систем, дозволяють здоровим клітинам тканин безперешкодно переміщатися, полегшуючи і прискорюючи звикання людини до протезу.
Технологія тривимірного друку широко використовується для виготовлення імплантатів. Відомо, що нещодавно успішно проведено операцію, яка дозволила впровадити шматок черепа. Спочатку було проведено 3D-сканування, лише потім розпочали створення необхідної моделі.
Сучасним вченим за допомогою клітин печінки (гепатоцитів, зірчастих та клітин епітелію) вдалося надрукувати на 3D-принтері фрагмент печінки. Тканини, виготовлені таким чином, застосовують лише для тестування впливу різних ліків, а не для пересадки органів людині. Штучно створена тканина самостійно існує п'ять днів.
Будівництво
Поки що лише кілька компаній виробляють будівельні принтери. Вартість найдешевшої моделі перевищує 12 тисяч євро. Навіть незважаючи на середню висоту, цей пристрій може робити будинки, об'єм яких 144 м3. Поки що немає ідеальної моделі, яка б повністю задовольнила інженерів та будівельників. Проте у багатьох країнах активно ведеться робота щодо вдосконалення 3D-технології.
Вчені уми намагаються створити унікальний пристрій, який міг би використовувати найрізноманітнішу сировину. Наприклад, застосування кераміки, скла, оксиду алюмінію дозволить «виростити» найнеобхідніші елементи для дому. Використання 3D-друку полегшить будівництво будівель, знизить витрати, зменшить кількість відходів. Крім того, ця розумна машина зможе замінити людину в небезпечних місцях.
Китайська компанія Winsun у 2014 році здивувала світ інформацією про будівництво будинків за допомогою величезного 3D-принтера (висота пристрою — 6,6 м, ширина — 10 м, довжина — 40 м). Ця унікальна машина працює цілодобово без зупинки та спостерігачів, збудувати будинок можна практично за добу.
Технологія будівництва полягає у пошаровому нанесенні розчину, приготованого з цементу та переробленого будівельного сміття. Будинок має підлогу, стіни завширшки близько 30 см, повністю пристосований до розміщення сантехніки, електропроводки та інших комунікацій. Яка остаточна вартість будівлі поки достеменно невідома, проте вже зараз зрозуміло, що за цією революційною технологією майбутнє. Єдиний недолік – це вартість перевезення готового будинку, гаража чи іншої споруди, адже будівельний принтер немобільний і для нормальної роботи потребує заводських умов.
Архітектура
Тривимірне моделювання успішно використовують у архітектурі, адже цей спосіб дозволить архітекторам наочно донести свої ідеї замовникам. Така модель майбутньої будови набагато ефективніша за звичайну картинку або зображення на моніторі комп'ютера. Клієнт отримує повну інформаціюпро майбутній проект, причому з урахуванням усіх тонкощів.
Ювелірна індустрія
В даний час існують принтери, які працюють із золотом, сріблом, платиною, сталлю та кольоровим нейлоном. Ці 3D пристрої призначені для виробництва ювелірних прикрас. Вартість таких принтерів починається із 300 тис. рублів. Власники такої техніки за короткий час виробляють величезну кількість різних виробів.
Захоплення 3D-технологією подібно до лихоманки захоплює світ. З кожним роком з'являється все більше нових моделей, розширюється сфера застосування цієї техніки. Тривимірний друк почав активно використовуватися у всіх галузях промисловості. Напевно, незабаром наявністю в будинку 3D-принтера нікого не здивуєш. Цей пристрій, як звичайний холодильник або телевізор, стане доступним та необхідним.