В 2011 году принтер, который приняли биогелем, написал нашу почку напрямую во время пресс-конференции TED. 2 месяца назад Adidas объявила свежую модель кроссовок, которые издают на 3D-принтере за 20 секунд. А не так давно компания Илона Маска SpaceX удачно провела испытания двигателей мирового фрегата, которые также написали на 3D-принтере.
В современном мире 3d печать в Москве — это далеко не умопомрачительная технология будущего, а хорошо исследованная действительность.
Ее используют в архитектуре, строительстве, медицине, дизайне, производстве одежды и обуви и прочих сферах. По запросу «3D-принтер» поисковики выдают тысячи чертежей и макетов различной проблемы — от мыльницы и настольной лампы до авто двигателя и дома.
Любой может приобрести принтер и написать чехол для телефона, а далее 3д печати по рисунку идут не все. В данной публикации поведаем, когда возникла 3D-печать, как можно использовать технологию и какие у нее перспективы.
Не будем чересчур ослаблять вас датами и коротко и ясно перескажем историю 3D-печати. Предшественник трехмерной печати. В самом начале 80-х врач Хидео Кодама спроектировал систему оперативного прототипирования при помощи фотополимера — водянистого вещества на базе акрила. Технология печати была похожа на современную: принтер отпечатывал субъект по модификации, послойно.
Первый 3D-принтинг. Изготовление физических объектов при помощи цифровых данных показал Чарльз Халл. В 1984 году, когда ПК еще не сильно различались от счетных машинок, а до исхода Windows-95 было двадцать лет, он придумал стереолитографию — предшественницу 3D-печати.
Работала технология так: под влиянием УФ лазера материал затвердевал и преобразовывался в пластмассовое изделие. Фигуру отпечатывали по цифровым субъектам, и это стало расцветом среди создателей — отныне можно было формировать макеты с большими издержками.
Первый изготовитель 3D-принтеров. Через 2 года Чарльз Халл запатентовал технологию и приоткрыл организацию по изготовлению принтеров 3D Systems. Она произвела первый аппарат для индустриальной 3D-печати и до сегодняшнего дня занимает первое место на рынке. Впрочем, тогда принтер именовали по-другому — устройством для стереолитографии.
Популярность 3D-печати и новые технологии. В середине 80-х 3D Systems пустила стоковое производство стереолитографических принтеров.
А к тому времени возникли и прочие технологии печати: лазерное соединение и моделирование способом наплавления. В 1-м случае лазером обрабатывался порошок, а не жидкость. А по способу наплавления работает абсолютное большинство сегодняшних 3D-принтеров. Термин «3D-печать» зашел в обиход, возникли первые бытовые сканеры.
Революция в 3D-печати. В самом начале свежих рынок раскололся на 2 направления: дорогостоящие трудные системы и те, что доступны каждому для печати дома. Технологию начали использовать в особых областях: в первый раз на 3D-принтере написали пузырь, который удачно пересаживали.
В 2005 году появился первый цветной 3D-принтер с отличным качеством печати, который формировал комплекты компонентов для себя и «коллег».
Преимущественно сканеры трехмерной печати заключаются из одинаковых компонентов и по приспособлению похожи на стандартные сканеры. Главное различие — явное: 3D-принтер издает в 3-х плоскостях, и помимо высоты и высоты возникает глубь.
Вот из каких компонентов состоит 3D-принтер, за исключением каркаса:
шприцмашина, или издающая картина — разогревает плоскость, при помощи системы захвата отмеряет четкое число материала и выжмет полужидкий пластик, который сервируется в качестве нитей;
рабочий стол (его еще называют рабочей платформой или поверхностью для печати) — на нем принтер создает детали и отращивает изделия;
линейный и шаговый моторы — приводят в перемещение детали, отвечают за пунктуальность и скорость печати;
фиксаторы — детекторы, которые устанавливают координаты печати и сдерживают маневренные детали. Нужны, чтобы принтер не выходил за границы десктопа, и делают печать не менее элегантной;
станина — объединяет все элементы принтера.
За создание многомерного изделия отвечает аддитивный процесс 3д-печати — это когда при производстве объекта слои материала накладываются друг на дружку, сверху наверх, пока не выйдет копия формы в рисунке. Так издают изделия из пластика. А фотополимерная печать работает по технологии стереолитографии (SLA): под влиянием лазерного излучателя фотополимеры затвердевают. Помимо пластика и фотополимерных смол, передовые 3D-принтеры работают с металлоглиной и железным порошком.
Печать состоит из нескончаемых циклов, которые повторяются 1 за иным — на 1 пласт материала наносится следующий, и издающая картина подвигается, пока на рабочей поверхности не будет готовый объект. Отходы печати принтер сам устраняет с десктопа.
Принтер издает изделие по 3D-чертежу: его формируют на ПК в дополнительной платформе, потом сохраняют в формате STL. Данный документ выводят в платформу резки для принтера — она помогает задать модификации физические характеристики изделия, к примеру плотность. Дальше программа реорганизует модель в аннотацию для экструдера и разгружает ее на принтер, который начинает распечатать изделие.
Короткая аннотация по настройке принтера:
Выбрать 3D-модель. Изделие можно написать самому в особом CAD-редакторе или отыскать готовый рисунок — в сети-интернет полно модификаций различной проблемы.
Приготовить 3D-модель к печати. Это делают способом слайсинга (slice — часть). Например, чтобы размножить игрушку, ее модель нужно при помощи программ-слайсеров «разбить» на слои и дать их на принтер. Не вдаваясь в пространные рассуждения, слайсер демонстрирует сканеру, как распечатать объект: по какому контуру идти печатной головке, с какой скоростью, какую толщину оболочек делать.
Дать модель сканеру. Из слайсера 3D-чертеж сохраняется в документ под наименованием G-code. ПК грузит документ в принтер и пускает 3д-печать.
Смотреть за печатью.
Находится в зависимости от качества материала, принтера и конечного изделия. Довольно часто бытовые сканеры грубо передают фигуру и оттенок объекта. Изделия из пластика нужно специально обработать: временами они печатаются с заусенцами и браками и всегда с ребристой поверхностью.
Для обработки поверхности есть несколько способов — не все подходят для бытового применения:
машинная обработка — улучшение вручную, ограничение заусенцев;
биологическая — углубление в ацетон, пескоструйная обработка, нанесение спецраствора кисточкой.
В сети-интернет полно подборок с инструкциями для печати 3D-изделий. 3D-Today публикует фото работ обладателей принтеров, от маленьких запчастей до статуй. На «Хабре» 3 месяца назад постили список «50 крутых вещей для печати на 3D-принтере». Make3D сообщили о не менее крупных планах — печати авто, оружия, солнечных батарей и протезов.
Есть ряд многообещающих областей, в которых используют 3D-печать:
Изготовление модификаций по своим наброскам. Иванов, разработчик обслуживания 3DPrintus, в своем интервью «Афише» сообщил, что 3D-печать доведет к буму customizable things: любой сумеет собрать и размножить необходимое изделие . К примеру, сделать модель бота и заказать его печать на индустриальном принтере, создать и размножить собственный дизайн обручальных колец или обуви. Образцы подобных проектов — Thinker Thing и Jweel.
Быстрое прототипирование. Наиболее распространенная область, в которой применяют многомерную печать. На 3D-принтерах делают испытательные модификации протезов, макеты целительных корсетов, барельефов, олимпийского снаряжения.
Сложная геометрия. 3D-принтер без проблем управляется с созданием модификаций любой формы. Несколько образцов:
— в австралийском институте проверяли возможности 3D-принтера и написали мебель в фигуре оттиска пальца;
— повар из Дании выиграл в конкурсе повышенной кухни: он написал на 3D-принтере малые яства трудной формы из морепродуктов и бурачного пюре;
— в германском факультете спроектировали систему для учащенной 3D-печати — за 18 секунд принтер производит сложное арифметическое изделие высотой в 30 сантиметров. Как правило у принтеров уходит час на печать карманных фигурок.