Статьи

Что такое 3D-печать и 3D-принтер? В чем инновационность этой технологии?

Опубликовано: 13.11.2018

видео Что такое 3D-печать и 3D-принтер? В чем инновационность этой технологии?

ТОП 5 ПРОБЛЕМ 3D ПЕЧАТИ. 3D печать и 3D принтер. Калибровка стола. Секреты печати ABS пластиком.

Совсем недавно 3D-принтеры считались чем-то из разряда экзотики, предназначенной для профессионалов и одиночек-энтузиастов.



Но все меняется. Появляется большое количество трехмерных принтеров, ориентированных на “простых пользователей”. Можно с уверенностью говорить, что 3D-печать постепенно войдет в повседневную жизнь каждого. И это будет очень скоро.

Аддитивное производство (3D-печать) – что это такое?

Для начала давайте разберемся, что такое “аддитивное производство”, которое обычно упоминается в качестве синонима 3D-печати, и чем оно отличается от обычного производства.


3D ПЕЧАТЬ ЧЕХЛОВ ДЛЯ СМАРТФОНА / КАК СДЕЛАТЬ ЧЕХОЛ

Рассмотрим классические способы изготовления объектов. Чтобы было более понятно, мы не будем останавливаться на литье и штамповке, а возьмем механическую обработку.

Так, для создания какого-нибудь объекта, нужно взять заготовку, отдаленно напоминающую нужный предмет, и удалить с нее “лишний” материал. Неважно чем — напильником, фрезой, лазером или струей воды под давлением. Смысл один — удаление лишнего материала.

Что нужно знать новичку про 3D печать на 3D принтере

Великий художник Микеланджело на вопрос “как вы делаете свои скульптуры?”, ответил: “Я беру камень и отсекаю всё лишнее

 

Аддитивное производство (“add” на английском языке — “добавлять”), в свою очередь, использует другой принцип создания объектов — послойный. 3D-принтеры выращивают объект с нуля, добавляя к нему мелкие порции материала, формирующие слои, поэтому этот процесс и называется аддитивным.

Чтобы проиллюстрировать основной принцип послойного создания объектов, возьмем лепку снеговика. Вначале вы лепите маленький комочек, катите его по снегу, на него налипают новые слои, и в итоге получается большой, монолитный объект — снежный ком.

Примерно то же происходит и в 3D-печати: на ровную, горизонтальную поверхность накладывается тонкий слой материала, потом сверху на этот слой накладывается следующий, потом — еще и еще, пока не будет построен целый объект сложной формы. На рисунке сверху эти слои прекрасно видно.

Более наглядно процесс 3D-печати показан на видео ниже:

Способы построения объектов различными типами 3D-принтеров мы рассмотрим детально в отдельной статье. Сейчас выясним, для чего, все-таки, нужны 3D-принтеры.

Для чего нужен 3D-принтер?

В двух словах: 3D-принтеры нужны для создания реальных объектов из цифровых компьютерных 3D-моделей.

Такие модели вы уже много раз видели — например, в фильмах, в играх, в рекламе. Это объемные копии реальных или воображаемых предметов и существ, но существуют они в электронной форме (то есть увидеть их можно только на экране).

3D-принтеры позволяют легко сделать эти виртуальные модели реальными — их можно будет потрогать и использовать.

Несмотря на то, что широкую известность 3D-принтеры стали приобретать только в последнее время, в промышленности они используются достаточно давно. Первый коммерческий 3D-принтер был представлен еще в 1987 году, а сама технология 3D-печати восходит своими корнями к разработкам 19 века в области топографии и фотоскульптуры.

Технологию 3D-печати по достоинству оценили такие мировые промышленные гиганты, как Airbus, Boeing, General Electric, Ford, Siemens, специалисты NASA и британские военные , не говоря об инженерах, ученых, медиках, огромном количестве мелких предпринимателей и простых пользователей.

Давайте посмотрим, почему 3D-принтеры привлекают столько внимания.

Преимущества 3D-печати

Давайте попробуем оценить плюсы 3D-печати в сравнении с привычными нам методами производства.

1. Свобода творчества

3D-принтеры могут создавать объекты практически любой формы и сложности. Если вы можете “нарисовать” модель в 3D-редакторе, принтер ее напечатает.

Это открывает потрясающие возможности как для промышленности, так и для простых пользователей. А для дизайнеров и художников, 3D-принтер — просто неоценимая находка.

Несколько примеров сложных объектов, напечатанных на принтере:

2. Большое разнообразие материалов

3D-принтеры могут использовать для печати больше сотни типов материалов, и этот список постоянно расширяется и дополняется. Это 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 !

Более того, 3D-принтеры способны полноценно работать с материалами, обработка которых при помощи классических методов очень сложная и дорогостоящая.

Например, сплав Inconel 625, из которого американская компания SolidConcepts напечатала свой пистолет . Это настолько твердый материал, что его механическая обработка практически невозможна.

3. Универсальность и снижение трудоемкости

Для создания сложного объекта не нужен цех с разными станками, пресс-формы и формы для литья. Для этого достаточно всего одного 3D-принтера. По сути, это целая фабрика в одном устройстве.

Взгляните на эту “птичку в клетке”. Чтобы сделать такой объект стандартными средствами, потребуется несколько этапов и разборная конструкция. А на 3D-принтере это делается быстро и просто.

Эти переплетенные шестерни неразъемные — весь объект целиком напечатан на 3D-принтере за один раз.

4. Простота в использовании

Для создания объекта на 3D-принтере не нужно ничего, кроме самого принтера, материала для печати и компьютерной 3D-модели.

Вот примерный алгоритм процесса:

Создание цифровой 3D-модели в программе-редакторе. Это совсем не обязательно делать самому — существует огромное количество готовых моделей, как платных, так и бесплатных. Конвертация цифровой модели в формат, понятный 3D-принтеру. На этом этапе, специальная компьютерная программа-слайсер разделяет исходную 3D-модель на тонкие горизонтальные слои и переводит ее в код, понятный 3D-принтеру. Собственно 3D-печать. Вы отправляете подготовленную на предыдущем этапе модель на печать, и 3D-принтер самостоятельно занимается ее постройкой. Ваше участие в этом процессе минимально.

Ничего сложного в этом нет. Разве не так?

5. Экономичность

Выше мы рассмотрели базовый принцип аддитивного производства. Послойное создание предмета подразумевает собой практически полное отсутствие отходов, т.к. объект создается не из болванки, с которой удаляется много ненужного материала, а послойно, с использованием только необходимого его количества.

Нужно заметить, что полная безотходность не всегда возможна. Объекты после 3D-печати обычно проходят постобработку, во время которой удаляются шероховатости, заусенцы и поддерживающие конструкции, но, по сравнению с классическим производством, количество отходов незначительное. Кроме того, отходы 3D-печати легко переработать.

4. Быстрота создания объектов и гибкость технологии

Цифровая модель, 3D-принтер, несколько часов его работы и объект готов.

Современная технология 3D-печати основана на разработках в области быстрого построения прототипов и макетов. Инженеры, конструирующие какой-либо механизм, перед запуском в производство, должны его опробовать и устранить недостатки. Для этого и создаются рабочие прототипы будущей продукции.

3D-принтер позволяет создавать такие прототипы в кратчайшие сроки. Благодаря гибкости технологии 3D-печати, для внесения изменений в конструкцию будущего предмета, достаточно отредактировать его виртуальную модель в 3D-редакторе. Естественно, это значительное снижение как финансовых, так и временных затрат.

5. Использование 3D-принтеров в медицине

Этот пункт я специально выделил отдельно. Дело в том, что, если с изготовлением различных изделий промышленность долгое время справлялась и без 3D-принтеров, то технологий, способных эффективно заменить биомедицинскую 3D-печать, просто не существует.

В настоящее время ведутся разработки в области создания искусственных органов и тканей тела , новых эффективных лекарств и лечения сложных болезней . Протезы и хирургические имплантаты , напечатанные на 3D-принтере — уже реальность.

Конечно, все описанное выше выглядит ожившей фантастикой, сказкой. Однако, и на солнце бывают пятна. Поэтому, рассмотрим и недостатки 3D-принтеров.

Недостатки 3D-печати

1. Ограничения, связанные с особенностями аддитивного производства

Так как 3D-принтеры создают объекты послойно, очевидно, что между этими слоями, какими бы тонкими они ни были, всегда будет граница-переход. Это означает, как минимум, что поверхность созданных объектов будет шероховатой и матовой. Особенно это касается относительно дешевых домашних 3D-принтеров. Конечно, дефекты поверхности исправляются в процессе постобработки, но это все равно затраченное время, труд и деньги.

Слоистая структура объектов также означает их меньшую прочность по сравнению с деталями, выточенными на станке из цельного куска металла. Например, инженерам Siemens пока что не удается напечатать на 3D-принтере жаростойкие детали для газовых турбин.

С другой стороны есть, пистолет SolidConcepts, успешно прошедший испытания стрельбой (а это немалые нагрузки).

2. Ограничения в размерах объектов

3D-принтеры способны печатать относительно небольшие объекты — такие,  которые могут уместиться на их рабочей платформе. Т.е. они не смогут напечатать целиком, например, дом.

Правда, уже сейчас существует прототип 3D-принтера, размеры рабочей платформы которого практически неограниченны, но о внедрении такой технологии говорить пока рано.

3. Высокая цена

Не будем упоминать профессиональные промышленные устройства — там счет идет на десятки и сотни тысяч долларов.

Что касается бытовых, настольных 3D-принтеров , то стоимость большинства из них начинается с 400-500 долларов. Прибавьте сюда еще стоимость расходных материалов и обслуживания.

В связи с этим, стоит упомянуть одно очень известное электронное устройство. Мобильные телефоны каких-то 20 лет назад были доступны только очень богатым людям, а сейчас — практически всем. Очевидно, что по мере развития технологий, например, удешевления производства электроники , будут снижаться цены и на 3D-принтеры.

4. Незаконная 3D-печать оружия

В некоторых странах Запада в последнее время всерьез занялись вопросом , касающимся бесконтрольного производства огнестрельного оружия. Поводом для этого послужило появление предельно дешевого пластикового пистолета Liberator , который не обнаруживается металлоискателями.

Нужно заметить, что 3D-печать — это просто технология, она не может быть ни хорошей, ни плохой. Все дело в способах ее применения. Естественно, найдутся люди, которые захотят использовать 3D-принтеры в противозаконных целях.

5. Сокращение существующих производств

К недостаткам 3D-печати часто относят потенциальное снижение потребности промышленности в рабочей силе. Попросту говоря, много простых рабочих рискует быть уволенными, т.к. один принтер способен заменить несколько станков.

В то же время, для разработки и обслуживания 3D-принтеров потребуются высококвалифицированные инженеры и техники.

С другой стороны, сокращение одних направлений и перетекание инвестиций в другие, новые и более перспективные отрасли — нормальное и закономерное явление в экономике. Многим будет нелегко освоить технологии 3D-печати, но мы ведь как-то освоили компьютеры? Возможно, 3D-принтеры так же изменят нашу жизнь.

В нашей следующей статье из рубрики  3D-печать для “чайников” мы расскажем, как работают 3D-принтеры. Это будет простое и понятное объяснение.

Новости

Rivne-trend.in.ua
Исходя из этих критериев, можно легко преподнести себя в том или ином деле. Хороший доход может быть на любой работе. Но хороших друзей на рабочем месте выбрать сложно. В такой ситуации больше побеждает

Сайты Ивано-Франковска
Сейчас с помощью новостных порталов каждый пользователь может узнать все, что происходит в любом городе и в любой стране. Например, вы можете найти разные Сайты Ивано-Франковска, которые вмещают в себе

Odessa-trend.in.ua
Исходя из этих критериев, можно легко преподнести себя в том или ином деле. Хороший доход может быть на любой работе. Но хороших друзей на рабочем месте выбрать сложно. В такой ситуации больше побеждает

Сайты Хмельницкого
Ни для кого не секрет, что сайт должен привлекать пользователей глобальной сети. Чем больше времени посетители потратят на изучение того или иного виртуального проекта, тем выше вероятность повторных

Lutsk-trend.in.ua
Черный цвет панели. Белизна экрана монитора. Мерцающий курсор. Пим-бим… Если вы ведете блог или занимаетесь постоянными публикациями в соцсетях, то наверняка сталкивались с творческим кризисом.

Черновцы
Широта распространения и охвата аудитории лежит в основе деления культуры на элитарную и массовую. Элитарная культура — это культура привилегированных групп общества, характеризующаяся принципиальной

Трендах в городе (культурных
Широта распространения и охвата аудитории лежит в основе деления культуры на элитарную и массовую. Элитарная культура — это культура привилегированных групп общества, характеризующаяся принципиальной

Харьков
Доброго дня всем! Те, кто давно меня читают, в курсе, что  в основном я пишу на бухгалтерские темы. Но иногда так хочется разнообразить нашу работу обычными ситуациями из жизни. Так вот, моя мама работала

Khmelnytski.info
Каждые несколько месяцев появляются новые или обновляются уже известные социальные сети: Pinterest, Periscope, Foursquare, Instagram — и некоторые маркетологи считают, что для продвижения обязательно

Rivnenski.info
Будучи культурным и экономическим центром Сибири, Новокузнецк так и не смог стать городом мечты не только в масштабах России, но и в пределах собственного региона. Трудно совмещать звание мощного металлургического


 PHILIP LAURENCE   Pioneer   Антистресс   Аромалампы   Бизнес   Игры   Косметика   Оружие   Панно   Романтика   Спорт   Фен-Шуй   Фен-Шуй Аромалампы   Часы   ЭКСТРИМ   ЭМОЦИИ   Экскурсии   визитницы   подарки для деловых людей   фотоальбомы  
— сайт сделан на студии « Kontora #2 »
E-mail: [email protected]



  • Карта сайта
rss