3Д принтер что может


3D-принтер: что это и как он работает? | GeekBrains

Описание возможностей 3д принтера и история его появления.

https://d2xzmw6cctk25h.cloudfront.net/post/1999/og_image/501bb6c82a53bb3bc2a0fee73b0c9e9e.png

В 2011 году принтер, который заправили биогелем, напечатал человеческую почку прямо во время конференции TED. Два года назад Adidas анонсировала новую модель кроссовок, которые печатают на 3D-принтере за 20 минут. А недавно компания Илона Маска SpaceX успешно провела испытания двигателей космического корабля, которые тоже напечатали на 3D-принтере.

В современном мире 3D-печать — это не удивительная технология будущего, а хорошо изученная реальность. Ее применяют в архитектуре, строительстве, медицине, дизайне, производстве одежды и обуви и других сферах. По запросу «3D-принтер» поисковики выдают сотни чертежей и прототипов разной сложности — от мыльницы и настольной лампы до автомобильного двигателя и даже жилого дома. 

Любой может купить принтер и напечатать чехол для смартфона, но дальше 3д печати по чертежу идут не все. В этой статье расскажем, когда появилась 3D-печать, как можно применять технологию и какие у нее перспективы.

Как появился трехмерный принтер

Не будем слишком утомлять вас датами и кратко перескажем историю 3D-печати.

Предвестник трехмерной печати. В начале 80-х доктор Хидео Кодама разработал систему быстрого прототипирования с помощью фотополимера — жидкого вещества на основе акрила. Технология печати была похожа на современную: принтер печатал объект по модели, послойно. 

Первый 3D-принтинг. Изготовление физических предметов с помощью цифровых данных продемонстрировал Чарльз Халл. В 1984 году, когда компьютеры еще не сильно отличались от калькуляторов, а до выхода Windows-95 было десять лет, он изобрел стереолитографию - предшественницу 3D-печати. Работала технология так: под воздействием ультрафиолетового лазера материал застывал и превращался в пластиковое изделие. Форму печатали по цифровым объектам, и это стало бумом среди разработчиков — теперь можно было создавать прототипы с меньшими издержками. 

Первый 3D-принтер. Источник: habr

Первый производитель 3D-принтеров. Через два года Чарльз Халл запатентовал технологию и открыл компанию по производству принтеров 3D Systems. Она выпустила первый аппарат для промышленной 3D-печати и до сих пор лидирует на рынке. Правда, тогда принтер называли иначе — аппаратом для стереолитографии.

Популярность 3D-печати и новые технологии. В конце 80-х 3D Systems запустила серийное производство стереолитографических принтеров. Но к тому времени появились и другие технологии печати: лазерное спекание и моделирование методом наплавления. В первом случае лазером обрабатывался порошок, а не жидкость. А по методу наплавления работает большинство современных 3D-принтеров. Термин «3D-печать» вошел в обиход, появились первые домашние принтеры.

Революция в 3D-печати. В начале нулевых рынок раскололся на два направления: дорогие сложные системы и те, что доступны каждому для печати дома. Технологию начали применять в специфических областях: впервые на 3D-принтере напечатали мочевой пузырь, который успешно имплантировали.

Печать тестового образца почки. Источник: BBC

В 2005 году появился первый цветной 3D-принтер с высоким качеством печати, который создавал комплекты деталей для себя и «коллег».

Как устроен 3D-принтер

В основном принтеры трехмерной печати состоят из одинаковых деталей и по устройству похожи на обычные принтеры. Главное отличие — очевидное: 3D-принтер печатает в трех плоскостях, и кроме ширины и высоты появляется глубина. 

Вот из каких деталей состоит 3D-принтер, не считая корпуса:

  • экструдер, или печатающая головка — разогревает поверхность, с помощью системы захвата отмеряет точное количество материала и выдавливает полужидкий пластик, который подается в виде нитей; 
  • рабочий стол (его еще называют рабочей платформой или поверхностью для печати) — на нем принтер формирует детали и выращивает изделия;
  • линейный и шаговый двигатели — приводят в движение детали, отвечают за точность и скорость печати;
  • фиксаторы — датчики, которые определяют координаты печати и ограничивают подвижные детали. Нужны, чтобы принтер не выходил за пределы рабочего стола, и делают печать более аккуратной;
  • рама — соединяет все элементы принтера.

Схема 3D-принтера. Источник: Lostprinters

Все это управляется компьютером.

Как создают изделия

За создание трехмерного изделия отвечает аддитивный процесс 3д-печати — это когда при изготовлении предмета слои материала накладываются друг на друга, снизу вверх, пока не получится копия формы в чертеже. Так печатают изделия из пластика. А фотополимерная печать работает по технологии стереолитографии (SLA): под воздействием лазерного излучателя фотополимеры затвердевают. Кроме пластика и фотополимерных смол, современные 3D-принтеры работают с металлоглиной и металлическим порошком. 

Печать состоит из непрерывных циклов, которые повторяются один за другим — на один слой материала наносится следующий, и печатающая головка двигается, пока на рабочей поверхности не окажется готовый предмет. Отходы печати принтер сам удаляет с рабочего стола.

Как работает 3D-чертеж

Принтер печатает изделие по 3D-чертежу: его создают на компьютере в специальной программе, затем сохраняют в формате STL. Этот файл выводят в программу резки для принтера — она помогает задать модели физические свойства изделия, например плотность. Далее программа преобразует модель в инструкцию для экструдера и выгружает ее на принтер, который начинает печатать изделие.

3D-чертеж легко сделать в домашних условиях — почитайте инструкцию на habr. 

Как запрограммировать 3D-принтер

Краткая инструкция по настройке принтера:

  1. Выбрать 3D-модель. Изделие можно нарисовать самому в специальном CAD-редакторе или найти готовый чертеж — в интернете полно моделей разной сложности.
  2. Подготовить 3D-модель к печати. Это делают методом слайсинга (slice — часть). К примеру, чтобы распечатать игрушку, ее модель нужно с помощью программ-слайсеров «разбить» на слои и передать их на принтер. Проще говоря, слайсер показывает принтеру, как печатать предмет: по какому контуру двигаться печатной головке, с какой скоростью, какую толщину слоев делать. 
  3. Передать модель принтеру. Из слайсера 3D-чертеж сохраняется в файл под названием G-code. Компьютер загружает файл в принтер и запускает 3д-печать.
  4. Наблюдать за печатью.

Можно ли применять напечатанные изделия

Зависит от качества материала, принтера и конечного изделия. Часто домашние принтеры неточно передают форму и цвет предмета. Изделия из пластика нужно дополнительно обработать: иногда они печатаются с заусенцами и дефектами и почти всегда с ребристой поверхностью. 

Изделие после и до обработки. Источник: 3D-Today

Для обработки поверхности есть несколько способов — не все подходят для домашнего применения:

  • механическая обработка — шлифовка вручную, срезание заусенцев;
  • химическая — погружение в ацетон, пескоструйная обработка, нанесение спецраствора кисточкой. 

Что можно напечатать на 3D-принтере

В интернете полно подборок с инструкциями для печати 3D-изделий. 3D-Today публикует фотографии работ владельцев принтеров, от мелких запчастей до скульптур. На «Хабре» уже три года назад постили список «50 крутых вещей для печати на 3D-принтере». Make3D написали о более масштабных проектах — печати автомобилей, оружия, солнечных батарей и протезов.

Есть ряд перспективных областей, в которых уже применяют 3D-печать.

Изготовление моделей по собственным эскизам. Константин Иванов, создатель сервиса 3DPrintus, в интервью «Афише» рассказал, что 3D-печать приведет к расцвету customizable things: любой сможет собрать и распечатать нужное изделие онлайн. Например, сделать модель робота и заказать его печать на промышленном принтере, создать и распечатать свой дизайн обручальных колец или обуви. Примеры таких проектов — Thinker Thing и Jweel. 

Быстрое прототипирование. Самая популярная область, в которой используют трехмерную печать. На 3D-принтерах делают тестовые модели протезов, прототипы лечебных корсетов, барельефов, олимпийского снаряжения.

Прототипы детских протезов, 3D-печать. Источник: 3D-Pulse

Сложная геометрия. 3D-принтер легко справляется с изготовлением моделей любой формы. Несколько примеров:

— в австралийском университете исследовали возможности 3D-принтера и напечатали табурет в форме отпечатка пальца;

— шеф-повар из Дании победил в конкурсе высокой кухни: он напечатал на 3D-принтере миниатюрные блюда сложной формы из морепродуктов и свекольного пюре;

Одно из победивших блюд шеф-повара. Источник: 3D-Pulse

— в немецком институте разработали систему для ускоренной 3D-печати — за 18 минут принтер изготавливает сложное геометрическое изделие высотой в 30 см. Обычно у принтеров уходит час на печать карманных фигурок.

Технологии 3D-печати 

Кратко об основных методах 3D-принтинга.

Стереолитография (SLA). В стереолитографическом принтере лазер облучает фотополимеры, и формирует каждый слой по 3D-чертежу. После облучения материал затвердевает. Прочность изделия зависит от типа полимера — термопластика, смол, резины. 

Цветную печать стереолитография не поддерживает. Из других недостатков — медленная работа, огромный размер стереолитографических установок, а еще нельзя сочетать несколько материалов в одном цикле.

Эта технология — одна из самых дорогих, но гарантирует точность печати. Принтер наносит слои толщиной 15 микрон — это в несколько раз тоньше человеческого волоса. Поэтому с помощью стереолитографии делают стоматологические протезы и украшения. 

Промышленные стереолитографические установки могут печатать огромные изделия, в несколько метров. Поэтому их успешно применяют в производстве самолетов, судов, в оборонной промышленности, медицине и машиностроении. 

Селективное лазерное спекание (SLS). Самый распространенный метод спекания порошковых материалов. Другие технологии — прямое лазерное спекание и выборочная лазерная плавка.

Метод изобрел Карл Декарт в конце восьмидесятых: его принтер печатал методом послойного вычерчивания (спекания). Мощный лазер нагревает небольшие частицы материала и двигается по контурам 3D-чертежа, пока изделие не будет готово. Технологию используют для изготовления не цельных изделий, а деталей. После спекания детали помещают в печь, где материал выгорает. SLS использует пластик, керамику, металл, полимеры, стекловолокно в виде порошка.

На атлете — кроссовки New Balance, которые изготовили с помощью лазерного спекания. Источник: 3D-Today

Технологию SLS используют для прототипов и сложных геометрических деталей. Для печати в домашних условиях SLS не подходит из-за огромных размеров принтера.

Послойная заливка полимера (FDM), или моделирование методом послойного наплавления. Этот способ 3d-печати изобретен американцем Скоттом Крампом. Работает FDM так: материал выводится в экструдер в виде нити, там он нагревается и подается на рабочий стол микрокаплями. Экструдер перемещается по рабочей поверхности в соответствии с 3D-моделью, материал охлаждается и застывает в изделие. 

Преимущества — высокая гибкость изделий и устойчивость к температурам. Для такой печати используют разные виды термопластика. FDM — самая недорогая среди 3D-технологий печати, поэтому принтеры популярны в домашнем использовании: для изготовления игрушек, сувениров, украшений. Но в основном моделирование послойным наплавлением используют в прототипировании и промышленном производстве — принтеры довольно быстро печатают мелкосерийные партии изделий. Предметы из огнеупорных пластиков изготовляют для космической отрасли. 

Струйная 3D-печать. Один из первых методов трехмерной печати — в 1993 году его изобрели американские студенты, когда усовершенствовали обычный бумажный принтер, и вскоре технологию приобрела та самая компания 3D Systems. 

Работает струйная печать так: на тонкий слой материала наносится связующее вещество по контурам чертежа. Печатная головка наносит материал по границам модели, и частицы каждого нового слоя склеиваются между собой. Этот цикл повторяется, пока изделие не будет готово. Это один из видов порошковой печати: раньше струйные 3D-принтеры печатали на гипсе, сейчас используют пластики, песчаные смеси и металлические порошки. Чтобы сделать изделие крепче, после печати его могут пропитывать воском или обжигать.

Предметы, которые напечатали по этой технологии, обычно долговечные, но не очень прочные. Поэтому с помощью струйной печати делают сувениры, украшения или прототипы. Такой принтер можно использовать дома. 

Эти конфеты сделали на кондитерском струйном 3D-принтере ChefJet: вместо пластика он использует воду, сахар, шоколад и пищевые красители. Источник: 3Dcream.ru

Еще струйную технологию используют в биопечати — наносят живые клетки друг на друга послойно и таким образом строят органические ткани. 

Где применяют 3D-печать

В основном в профессиональных сферах.

Строительство. На 3D-принтерах печатают стены из специальной цементной смеси и даже дома в несколько этажей. Например, Андрей Руденко еще в 2014 году напечатал на строительном принтере замок 3 × 5 метров. Такие 3D-принтеры могут построить двухэтажный дом за 20 часов.

Медицина. О печати органов мы уже упоминали, а еще 3D-принтеры активно используют в протезировании и стоматологии. Впечатляющие примеры — с помощью 3D-печати врачам удалось разделить сиамских близнецов, а кошке без четырех лап поставили протезы, которые напечатали на принтере. 

Подробнее о 3D-принтинге в медицине можно узнать в статье издания 3D-Pulse.

Космос. С помощью трехмерной печати делают оборудование для ракет, космических станций. Еще технологию используют в космической биопечати и даже в работе луноходов. Например, российская компания 3D Bioprinting Solutions отправит в космос живые бактерии и клетки, которые вырастят на 3D-принтере. Создатель Amazon Джефф Безос презентовал прототип лунного модуля с напечатанным двигателем, а космический стартап Relativity Space строит фабрику 3D-печати ракет. 

Авиация. 3D-детали печатают не только для космических аппаратов, но и для самолетов. Инженеры из лаборатории ВВС США изготавливают на 3D-принтере авиакомпоненты — например, элемент обшивки фюзеляжа — примерно за пять часов.

Архитектура и промышленный дизайн. На трехмерных принтерах печатают макеты домов, микрорайонов и поселков, включая инфраструктуру: дороги, деревья, магазины, освещение, транспорт. В качестве материала обычно используют недорогой гипсовый композит. 

Одно из необычных решений — дизайн бетонных баррикад от американского дизайнера Джо Дюсе. После терактов с грузовыми автомобилями, которые врезались в толпу людей, он предложил макет прочных и функциональных заграждений в виде конструктора, которые можно напечатать на 3D-принтере.

Изготовить прототип помогла компания UrbaStyle, которая печатает бетонные формы на строительных 3D-принтерах

Образование. С помощью 3D-печати производят наглядные пособия для детских садов, школ и вузов. В некоторых московских школах с 2016 года есть трехмерные принтеры: на уроках химии дети разглядывают 3D-модели молекул и проводят реакции в напечатанных пробирках, на физике изучают электрическую цепь на 3D-прототипе токопроводящего стенда, а еще сами печатают себе ручки на уроках ИЗО.

Узнать больше о 3D-технологиях в школах можно на сайте «Ассоциации 3D-образования». 

А еще 3D-печать помогает в быту, производстве одежды, украшений, картографии, изготовлении игрушек и дизайне упаковок.

Что такое 3D-принтер? Введение в 3D-принтеры

3D-печать - это революционная технология, которая в последнее время вызвала ажиотаж из-за их гениальной концепции, которая была использована в их изобретении, и огромного потенциала для влияния на текущий производственный процесс. Несравненное устройство, которое используется для создания трехмерного объекта из цифрового файла; 3D-принтеры создали чудеса в цифровом мире принтеров. Практика создания трехмерного объекта использует химический подход и аддитивные процессы, при которых объект изготавливается путем организации ряда его покрытий друг над другом до тех пор, пока неповрежденный объект не будет сформирован.Каждое из этих покрытий представляет собой очень мелко нарезанный горизонтальный кусок готового объекта, который должен быть изготовлен принтером.

Что такое 3D-принтер?

3D-принтеры

используются для создания трехмерных объектов и объектов путем печати. Этот процесс также называется аддитивным производством. В этих принтерах последовательные пленки и слои определенного материала укладываются под управлением компьютера. Объекты, которые создаются на этих принтерах, могут иметь любую форму, размер и геометрию.Принтеры последовательно размещают материал на порошковой подушке, к которой прикреплены головки струйных принтеров. Хотя их обычно называют 3D-принтерами или 3D-печатными машинами, в технических стандартах эти устройства называются , процесс аддитивного производства .

Как работают 3D-принтеры?

Эти принтеры в первую очередь формулируют фундаментальный дизайн объекта, который вы хотите создать. Этот план создается с помощью файла САПР, который применяет программу трехмерного моделирования, которая используется для создания нового проекта, или он также может использовать трехмерный сканер, который дублирует точную модель объекта, а также создает трехмерный цифровой файл объекта.Эти сканеры объединяют различные методы создания 3D-моделей. Для создания цифрового файла для печати программное обеспечение, используемое в 3D-моделировании, разбивает окончательную модель на миллионы слоев. Когда эти фрагменты загружаются в принтер, конечный объект может быть создан путем наложения слоев друг на друга. 3D-принтер изучает каждый 2D-фрагмент изображения и создает окончательный объект, создавая трехмерную модель изображения. Is

Это видео объясняет весь процесс 3D-печати.

Технологии, используемые в 3D-принтерах

В различных типах 3D-принтеров используются разные технологии. Существует множество способов печати, которые отличаются только способом построения слоев для завершения абсолютного объекта. В то время как некоторые технологии используют процесс плавления для создания слоев, для которых они используют процесс либо селективного наслаивания, либо наплавленного осаждения.Одна из наиболее широко используемых технологий - Стереолитография . Он также использует другие технологии, такие как фотополимеризация в ванне , струйная обработка материала , heet lamination , порошковая наплавка и многие другие.

3D моделирование

Печатным 3D-моделям можно придать форму с помощью пакета САПР или 3D-сканера, который использует обычную цифровую камеру и фотограмметрическое программное обеспечение. Процедура 3D-сканирования оценивает и сохраняет цифровые данные и заставляет их материализоваться в форме реального объекта.На основе этой техники можно изготавливать трехмерные модели. Независимо от используемого программного обеспечения для 3D-моделирования, эта 3D-модель преобразуется в формат .STL или .OBJ, чтобы программное обеспечение, которое печатает объект, могло сделать его читаемым.

Перед печатью 3D-модели из файла STL необходимо проверить файл на наличие множественных ошибок. Этот шаг называется исправлением. В файлах STL может быть много ошибок, возникающих в процессе 3D-сканирования, и эти ошибки необходимо сначала исправить, прежде чем разрезать слои файла.После этого файл .STL должен быть разработан программным обеспечением, которое преобразует модель в несколько тонких слоев и преобразует в файл с указанием конкретных инструкций. 3D-принтер отслеживает этот файл и направления, прикрепленные к нему, и накладывает несколько слоев жидкости, порошка или бумажного материала для создания модели из серии поперечных сечений. Есть несколько материалов, которые можно наносить через сопло для печати, например пластик, песок, металл, а иногда даже шоколад. Эти слои, которые соответствуют различным поперечным сечениям модели САПР, затем автоматически соединяются или объединяются для придания им окончательной формы.

Применение 3D-принтеров

3D-печать находит множество применений в различных секторах промышленности от автомобильной до аэрокосмической и авиационной, до биопечати и медицинских инструментов. 3D-печать также может быть очень полезна при создании предметов повседневного использования и личных проектов.

Самым ярким преимуществом этих принтеров является то, что они могут создавать практически любую форму и геометрию любого объекта. Что ж, время, необходимое для печати 3D-модели любого объекта, во многом зависит только от размера и структуры объекта, который нужно напечатать.Печать любого объекта может занять от нескольких часов до нескольких дней. Это также зависит от метода, использованного принтером, и от сложности модели. Технология аддитивной системы позволяет сэкономить ваше время и помочь напечатать объект за несколько часов.

Услуги 3D-печати

3D-принтеры

дороги, и не каждый может позволить себе их для своих индивидуальных целей, поэтому есть различные компании и фирмы, которые предлагают услуги 3D-печати.Существуют также онлайн-услуги 3D-печати, которые предоставляют услуги 3D-печати по экономичному диапазону цен и могут распечатать и доставить любой объект из цифрового файла, который вы загружаете на их веб-сайт.

.

Что можно сделать с помощью 3D-принтера?

Когда дело доходит до 3D-печати, вы думаете в первую очередь о прототипах или безделушках и игрушках? Тогда пришло время подумать еще раз. Сегодня 3D-печать используется удивительным количеством инновационных способов, чтобы помочь сделать наш мир лучше - на суше, в море и даже на Марсе. Вот несколько примеров.

Дом, напечатанный на 3D-принтере
Источник: BANDD Designs / ICON / New Story

New Story, жилищная некоммерческая компания в Сан-Франциско, в партнерстве с компанией Icon, занимающейся строительными технологиями, использовала 3D-печать для производства 350- квадратный фут за 48 часов за 10 000 долларов.Прогнозы для домов площадью от 600 до 800 квадратных футов, основанные на этом прототипе, будут стоить менее 4000 долларов, а время строительства составит всего 24 часа. Эти быстрые и доступные дома предназначены для использования в самых разных местах - от экономичного жилья в Техасе до суровых климатических условий и местности в Сальвадоре.

Посмотрите за пределы планеты Земля, и мы увидим 3D-печать Habitat Challenge. Эта инициатива, запущенная НАСА, стимулирует инновации в технологиях, необходимых для автономной 3D-печати среды обитания с использованием местных ресурсов и перерабатываемых материалов на Луне, Марсе и других планетах.

Коралловый риф, напечатанный на 3D-принтере
Источник: Алекс Гоуд, Reef Design Lab

Хрупкие экосистемы, поддерживающие коралловые рифы по всему миру, уже становятся жертвами повышения температуры воды в океане. Инженеры и ученые изучают возможность использования 3D-печати для создания «новых» коралловых рифов, чтобы обеспечить временное, но достаточно гибкое решение для воссоздания сложных форм кораллов таким образом, чтобы это способствовало возвращению морской жизни.

Ознакомьтесь с нашим руководством покупателя 3D-принтеров
Биопечать 3D
Источник: UoT

В области медицины исследователи разрабатывают системы 3D-печати, которые позволяют печатать живые ткани на глубоких ранах и серьезных ожогах.Например, ученые из Университета Торонто и Исследовательского института Саннибрук создали портативный 3D-биопринтер, который печатает клетки кожи для лечения пострадавших от ожогов. Команда из Медицинской школы Уэйк Форест разработала 3D-принтер, который использует клетки кожи вместо чернил, накладывая новую здоровую кожу на поврежденную.

Промышленный инструмент, напечатанный на 3D-принтере
Источник: Siemens Gas & Power

Используя 3D-принтеры Markforged Industrial Series и непрерывный углеродный волокнистый материал, компания Siemens Gas & Power создала индивидуальную циркулярную пилу для 3D-печати - и ее нужно было только купить мотор и лезвие.Подразделение Gas & Power владеет компрессорами, генераторами и турбинами по всему миру. Часто корпуса газовых турбин нуждаются в обслуживании, поэтому инженерам необходимо использовать дисковую пилу для их ремонта. Стандартные режущие пилы не имеют контурной формы, что означает, что команда обычно отправляла все компоненты за границу, ожидала изготовления специальной пластины и затем собирала инструмент, когда они получали детали обратно. Используя компоненты, напечатанные на 3D-принтере, команда сэкономила примерно 8000 долларов на каждый инструмент (которых много) и сократила время выполнения заказа на 35 дней.Теперь их инженеры могут эффективно ремонтировать турбины в полевых условиях, не дожидаясь помощи третьих лиц.

Инновации в 3D-печати не знают границ

В списке приложений для 3D-печати гораздо больше, и все это происходит сейчас в бесчисленных отраслях с использованием различных инновационных технологий и материалов. Подумайте о стоматологии, очках, протезировании, дизайне мебели, археологии, палеонтологии и судебной медицине, и это лишь некоторые из них. И вы можете быть уверены, что творческое и разнообразное использование 3D-печати будет продолжать расти - и улучшать наш образ жизни и работу.

.

20 удивительных вещей, которые можно сделать с помощью 3D-принтеров

Если вы умеете печатать в 2D, можете ли вы печатать в 3D? Что ж, технология уже здесь. Вы можете распечатать трехмерные объекты на основе рабочего шаблона, и они предназначены не только для галочки. Они действительно работают! Производители могут предоставить вам шаблон, на котором вы можете распечатать сломанную часть оборудования, скажем, винт, вместо того, чтобы заказывать и ждать замены.

Как вариант, вы можете сделать точную копию дорогого автомобиля, например Aston Martin DB5 1960 года в масштабе 1: 3, а затем разбить и сжечь его для развлечения, как это сделали создатели фильма о Джеймсе Бонде, Skyfall .

3D-печать стала возможной благодаря сплавлению слоев материалов, сделанных из прочных пластиков и металлов, на основе шаблона, разработанного с помощью программного обеспечения 3D-компьютерного проектирования (CAD). Каждый слой имеет толщину около 0,1 мм и состоит из жидких, порошковых и листовых материалов.

С помощью этой технологии и 3D-принтера вы можете создавать дизайны или печатать 3D-модели практически всего, что находится под солнцем, при условии, что у вас есть шаблоны. Чтобы вы почувствовали, на что способна 3D-печать, вот 20 удивительных шедевров, созданных с помощью 3D-печати.

10 дешевых и доступных 3D-принтеров для покупки
10 дешевых и доступных 3D-принтеров для покупки

Было время, когда 3D-принтеры были в новинку, но теперь их нет. Вы видите сотни ... Подробнее

1. Рабочий пистолет

В прошлом огнестрельное оружие, напечатанное на 3D-принтере, легко ломалось после нескольких выстрелов. Однако сегодня некоммерческая корпорация Defense Distributed предлагает пользователям загрузить необходимые файлы для печати собственного огнестрельного оружия при условии, что у вас дома есть 3D-принтер.

Вот видео, на котором одно из их творений стреляет в полуавтоматическом и полностью автоматическом режимах.

2. Акустическая гитара, напечатанная на 3D-принтере

Скотт Сумми создал первую в мире акустическую гитару, напечатанную на 3D-принтере, а это значит, что все мы теперь знаем, что это возможно.

С помощью 3D-печати гитары могут изготавливаться из пластика в комплекте с металлической крышкой звукового отверстия и пяточным шарниром. Помимо изготовления рабочих музыкальных инструментов, заядлые гитаристы могут также сделать 3D-копии гитар своих любимых музыкантов или кумиров.

3. Объектив фотоаппарата ручной работы

Объектив фотоаппарата сложно создать, но с помощью 3D-печати вы можете сделать свой собственный объектив и даже получить некоторые творческие и уникальные результаты.

Создатель этого объектива камеры использовал акрил вместо стекла объектива и другие инструменты и машины, чтобы объединить множество мелких деталей. И, что самое главное, объектив работает! Посмотрите эти несколько снимков, сделанных с помощью объектива, напечатанного на 3D-принтере.

4. Флейта сякухати

Это красивая японская флейта из нержавеющей стали, напечатанная на 3D-принтере.Он поставляется с несколькими различными вариантами отделки, такими как матовое позолоченное или глянцевое и матовое покрытие под античную бронзу (на фото ниже). Длина флейты составляет 9,4 дюйма, а ее дизайн напоминает крошечный дракон, если присмотреться.

Этот красивый музыкальный инструмент можно купить за 239,95 долларов. Вы представляете, что это значит для любителей фантастических фильмов?

5. Ткацкий станок с жесткой рамой

Если вы увлекаетесь ткачеством, вы можете создать этот жесткий нижний ткацкий станок с помощью 3D-принтера и необработанного пластика; все это скреплено винтами.Создатель использовал программу 3D-моделирования под названием openSCAD, чтобы спроектировать это.

Класс истории

был бы намного интереснее, если бы вы могли видеть фактические инструменты сделок за определенный период времени.

6. 3D фигурки по детским рисункам

Вы когда-нибудь хотели превратить один из рисунков вашего ребенка в нечто «настоящее», от рисунка до, может быть, скульптуры? Что ж, теперь вы можете это сделать за 99 евро. Красочный рисунок вашего ребенка можно превратить в произведение искусства благодаря 3D-печати.

Этот предмет имеет длину около 4 дюймов и может использоваться для украшения вашего рабочего стола или дома или использоваться в качестве трофея для художественных талантов вашего ребенка.

7. 3D плод

«3D-сканов» вашего будущего ребенка приобретают совершенно новое значение. Вместо изображения вашего УЗИ японская компания теперь дает вам «Форму ангела», 3D-печать вашего плода за 1275 долларов. 3D-модель создается на основе данных 3D-изображения, обработанных с помощью BioTexture.

8. 3D-печатные медицинские модели

Когда дело доходит до технологий, наука должна иметь в ней участие. С 3D-печатью у врачей будет более дешевая альтернатива изучению анатомии человека, а также возможность привнести реализм в хирургическую практику без использования трупов.

Поскольку эти медицинские модели напечатаны настолько точно, хирурги могут также спланировать операцию на напечатанной модели, прежде чем реальный пациент попадет под нож.

9. Электросамокат

Эта туфля, наполненная замысловатыми деталями и огнями, имеет длину 1 метр и не является парой туфель, которую можно надеть. Он использовался в качестве рекламы Onitsuka Tiger и был создан с помощью 3D-принтера. По ссылке говорится, что вы можете купить ее за 5879,83 евро и оставить как современную скульптуру у себя дома.

10. Чехол для iPhone и визитница

Это творение Янне Киттанена может выглядеть как хорошо продуманный чехол для iPhone 5, но на самом деле он более функциональный. Он также может содержать две карты.

Он назван «Ящик Мондриана», в честь художника Пита Мондриана, которому нравился рисунок из множества горизонтальных и вертикальных линий. Есть 3 цвета на выбор по цене 34,99 доллара.

11. Бинты для снаряжения

Если вы хотите брать с собой свое снаряжение и хотите, чтобы оно было аккуратно организовано, тогда вы можете купить эти напечатанные на 3D-принтере обертки для снаряжения, которые избавят вас от лишних хлопот и времени на распутывание множества кабелей.

Его можно напечатать в большом количестве различных цветов, а его цена варьируется от 10 до 20 евро в зависимости от выбранного вами цвета.

12. Infinite Sisu - подставка для iPad

Этот стенд вдохновлен финской концепцией решимости; Трудно не заметить маленького мускулистого «человечка», держащего iPad. Это определенно произведение искусства, которое можно приобрести по цене 161 доллар.

Может показаться, что это дорогое удовольствие для прославленной подставки для смартфона или планшета, но это огромная цена, которую вы платите за любое красивое искусство.

13. Настраиваемые 3D-печатные жучки
Энтузиасты

Android хотели бы, чтобы фигурки Android были размещены на их столах, но что замечательно в этих 3D-печатных фигурках, так это то, что в них есть настраиваемые темы, описывающие вашу личность.

Доступно 25 дизайнов по цене 21,99 доллара США; если вы не найдете что-то, что описывает вас, есть возможность настроить свой собственный Bugdroid по начальной цене 29,99 доллара США.

14. Подвесной светильник

Лампа Palm Lamp от того же человека, который создал чехол для iPhone 5.Янне Киттанен создал это привлекательное произведение искусства, которое бывает разных размеров. Используйте его как часть вашего декора, как торшер, настольный или потолочный светильник.

15. Часы-калейдоскоп

Вот часы из двух частей, напечатанные на 3D-принтере, которые состоят из двух частей: части A и части B. Часы разделены на 2 «лица»: циферблат с фиолетовой цифрой и циферблат с дизайном за ним.

С помощью нескольких инструкций вы можете собрать их вместе и запустить и запустить в кратчайшие сроки.Белые часы-калейдоскоп доступны за 51 доллар, а черные - за 61 доллар.

16. Скульптурная анатомия Револютиса 3D

Это произведение искусства создано одним из самых известных дизайнеров 3D-печати Джошуа Харкером. Он напечатан из полиамида - комбинации нейлона и стекла, сплавленных с помощью лазера. По ссылке можно увидеть больше фотографий этого увлекательного и сложного творения крупным планом.

17. Кофейные чашки

Это чашки для кофе эспрессо, напечатанные из глазурованной керамики.Процесс печати занимает почти целый день, и проект One Cup a Day направлен на разработку и создание 30 уникальных чашек за 30 дней. Вы можете приобрести их творения на этом сайте, где цены варьируются от 36 до 77 долларов.

19. Ткани с 3D-печатью

Дизайнер Иржи Эвенхуис работал вместе с Янне Киттаненом, чтобы сделать иголку и нитку устаревшими, используя программное обеспечение, которое собирает данные о теле человека для мгновенного создания идеально подходящей одежды.

Этот тип технологии пригоден для вторичной переработки, требует меньше труда, сокращает время производства и, в конечном итоге, снижает выбросы углекислого газа за счет более экологичного способа создания одежды.Кроме того, вы можете быть уверены, что одежда, которую вы покупаете в Интернете, подойдет вам как перчатка.

20. Бикини с 3D-принтом - N21

Это высокотехнологичное бикини сделано из нейлона 12, прочного, гибкого и водонепроницаемого материала толщиной 0,7 мм. По словам создателей, он идеально подходит для купальных костюмов и становится более комфортным при контакте с водой. Эта футуристическая 3D-одежда стоит 200-300 долларов и ее можно заказать на этом сайте.

.

Насколько точно работает 3D-печать?

3D-печать - это универсальный метод производства и быстрого прототипирования. За последние несколько десятилетий он произвел фурор во многих отраслях по всему миру.

3D-печать является частью семейства производственных технологий, называемых аддитивным производством. Это описывает создание объекта путем добавления материала к объекту слой за слоем. На протяжении всей своей истории аддитивное производство носило различные названия, включая стереолитографию, трехмерное наслоение и трехмерную печать, но наиболее известной является трехмерная печать.

Так как же работают 3D-принтеры?

СВЯЗАННЫЕ С: НАЧНИТЕ СОБСТВЕННЫЙ БИЗНЕС ПО 3D-ПЕЧАТИ: 11 ИНТЕРЕСНЫХ КЕЙСОВ КОМПАНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ 3D-ПЕЧАТЬ

Как работает 3D-принтер?

Процесс 3D-печати начинается с создания графической модели печатаемого объекта. Обычно они разрабатываются с использованием программных пакетов автоматизированного проектирования (САПР), и это может быть наиболее трудоемкой частью процесса. Для этого используются программы TinkerCAD, Fusion360 и Sketchup.

Для сложных продуктов эти модели часто тщательно тестируются в имитационном моделировании на предмет возможных дефектов в конечном продукте. Конечно, если объект для печати носит чисто декоративный характер, это менее важно.

Одним из основных преимуществ 3D-печати является то, что она позволяет быстро создавать прототипы практически всего. Единственное реальное ограничение - это ваше воображение.

На самом деле, есть объекты, которые просто слишком сложны для создания в более традиционных процессах производства или прототипирования, таких как фрезерование или формование с ЧПУ.Это также намного дешевле, чем многие другие традиционные методы производства.

После проектирования следующим этапом является цифровая нарезка модели для ее печати. Это жизненно важный шаг, поскольку 3D-принтер не может концептуализировать 3D-модель так же, как вы или я. Процесс нарезки разбивает модель на множество слоев. Затем дизайн каждого слоя отправляется в печатающую головку для печати или укладки по порядку.

Процесс нарезки обычно завершается с помощью специальной программы для резки, такой как CraftWare или Astroprint.Это программное обеспечение для срезов также будет обрабатывать "заливку" модели, создавая решетчатую структуру внутри твердотельной модели для дополнительной устойчивости, если это необходимо.

Это также область, в которой 3D-принтеры преуспевают. Они способны печатать очень прочные материалы с очень низкой плотностью за счет стратегического добавления воздушных карманов внутри конечного продукта.

Программное обеспечение слайсера также добавит столбцы поддержки, где это необходимо. Это необходимо, потому что пластик не может быть уложен в воздухе, а столбцы помогают принтеру заполнять промежутки.Затем эти столбцы при необходимости удаляются.

После того, как программа слайсера сработала, данные отправляются на принтер для заключительного этапа.

Источник: Интересный машиностроительный цех

Отсюда сам 3D-принтер берет верх. Он начнет распечатывать модель в соответствии с конкретными инструкциями программы слайсера, используя разные методы, в зависимости от типа используемого принтера. Например, в прямой 3D-печати используется технология, аналогичная технологии струйной печати, в которой сопла перемещаются вперед и назад, вверх и вниз, распределяя густой воск или пластмассовые полимеры, которые затвердевают, образуя каждое новое поперечное сечение 3D-объекта.В многоструйном моделировании используются десятки работающих одновременно струй для более быстрого моделирования.

При трехмерной печати связующим сопла для струйной печати наносят тонкий сухой порошок и жидкий клей или связующее, которые вместе образуют каждый напечатанный слой. Принтеры для переплета делают два прохода для формирования каждого слоя. Первый проход наносит тонкий слой порошка, а второй проход использует сопла для нанесения связующего.

При фотополимеризации капли жидкого пластика подвергаются воздействию лазерного луча ультрафиолетового света, который превращает жидкость в твердое тело.

Спекание - это еще одна технология 3D-печати, которая включает плавление и сплавление частиц вместе для печати каждого последующего слоя. Связанное с этим селективное лазерное спекание основывается на использовании лазера для плавления огнестойкого пластикового порошка, который затем затвердевает, образуя печатный слой. Спекание также можно использовать для изготовления металлических предметов.

Процесс 3D может занять часы или даже дни, в зависимости от размера и сложности проекта.

«Есть несколько более быстрых технологий, производящих всплески в отрасли, например, Carbon M1, в котором используются лазеры, выстреливаемые в слой жидкости и вытягивающие отпечаток из него, что значительно ускоряет процесс.Но эти типы принтеров во много раз сложнее, намного дороже и пока работают только с пластиком ». - howtogeek.com.

Независимо от того, какой тип 3D-принтера используется, общий процесс печати обычно одинаков.

  • Шаг 1: Создание 3D-модели с помощью программного обеспечения CAD.
  • Шаг 2: Чертеж CAD преобразуется в формат стандартного языка тесселяции (STL). Большинство 3D-принтеров используют файлы STL в дополнение к другим типам файлов такие как ZPR и ObjDF.
  • Шаг 3: Файл STL передается на компьютер, который управляет 3D-принтером. Там пользователь указывает размер и ориентацию для печати.
  • Шаг 4: Сам 3D-принтер настроен. У каждой машины свои требования к настройке, такие как заправка полимеров, связующих и других расходных материалов, которые будет использовать принтер.
  • Шаг 5: Запустите машину и дождитесь завершения сборки. В это время следует регулярно проверять машину, чтобы убедиться в отсутствии ошибок.
  • Шаг 6: Напечатанный объект удален из аппарата.
  • Шаг 7: Последний шаг - пост-обработка. Многие 3D-принтеры требуют какой-либо постобработки, такой как удаление остатков порошка щеткой или промывка печатного объекта для удаления водорастворимых подложек. Новый объект также может нуждаться в лечении.

Что умеет делать 3D-принтер?

Как мы уже видели, 3D-принтеры невероятно универсальны.Теоретически они могут создать практически все, о чем вы можете подумать.

Но они ограничены видами материалов, которые они могут использовать для «чернил», и их размером. Для очень больших объектов, например дома, вам нужно будет распечатать отдельные части или использовать очень большой 3D-принтер .

3D-принтеры могут печатать в пластике, бетоне, металле и даже клетках животных. Но большинство принтеров предназначены для использования только одного типа материала.

Некоторые интересные примеры объектов, напечатанных на 3D-принтере, включают, но не ограничиваются: -

  • Протезы конечностей и других частей тела
  • Дома и другие здания
  • Продукты питания
  • Медицина
  • Огнестрельное оружие
  • Жидкие структуры
  • Стекло продукты
  • Акриловые объекты
  • Реквизит для фильмов
  • Музыкальные инструменты
  • Одежда
  • Медицинские модели и устройства

3D-печать, несомненно, находит применение во многих отраслях промышленности.

Какие существуют типы программного обеспечения для 3D-печати?

В различных программах САПР используются различные форматы файлов, но некоторые из наиболее распространенных:

  • STL - стандартный язык тесселяции или STL - это формат 3D-рендеринга, который обычно может только обрабатывать один цвет. Обычно это формат файла, который используют большинство настольных 3D-принтеров.
  • VRML - язык моделирования виртуальной реальности, файл VRML - это новый формат файла.Они обычно используются для принтеров с более чем одним экструдером и позволяют создавать многоцветные модели.
  • AMF - формат файла аддитивного производства, это открытый стандарт на основе .xml для 3D-печати. Он также может поддерживать несколько цветов.
  • GCode - GCode - это еще один формат файла, который может содержать подробные инструкции для 3D-принтера, которым он должен следовать при укладке каждого среза.
  • Другие форматы - Другие производители 3D-принтеров также имеют свои собственные форматы файлов.

Каковы преимущества 3D-печати?

Как мы уже упоминали выше, 3D-печать может иметь различные преимущества по сравнению с более традиционными производственными процессами, такими как литье под давлением или фрезерование с ЧПУ.

3D-печать - это аддитивный процесс, а не вычитающий, как фрезерование с ЧПУ. 3D-печать строит вещи слой за слоем, в то время как позже постепенно удаляет материал из твердого блока, чтобы создать продукт. Это означает, что в некоторых случаях 3D-печать может быть более ресурсоэффективной, чем ЧПУ.

Другой пример традиционных производственных процессов, литье под давлением, отлично подходит для изготовления множества объектов в больших объемах. Хотя его можно использовать для создания прототипов, литье под давлением лучше всего подходит для крупномасштабного массового производства утвержденного дизайна продукта. Однако 3D-печать лучше подходит для мелкосерийного ограниченного производства или создания прототипов.

В зависимости от области применения 3D-печать имеет ряд других преимуществ перед другими производственными процессами. К ним относятся, но не ограничиваются:

  • Более быстрое производство - Хотя время от времени 3D-печать медленная, она может быть быстрее некоторых традиционных процессов, таких как литье под давлением и субтрактивное производство.
  • Легкодоступный - 3D-печать существует уже несколько десятилетий и резко выросла примерно с 2010 года. Сейчас доступно большое количество принтеров и пакетов программного обеспечения (многие из них с открытым исходным кодом), что позволяет практически любому узнать, как это сделать.
Источник: Pixabay
  • Продукция более высокого качества - 3D-печать обеспечивает неизменно высокое качество продукции. Если модель точна и соответствует назначению, и используется принтер одного и того же типа, конечный продукт обычно всегда будет одинакового качества.
  • Отлично подходит для проектирования и тестирования продукции. - 3D-печать - один из лучших инструментов для проектирования и тестирования продукции. Он предлагает возможности для проектирования и тестирования моделей, позволяющих с легкостью дорабатывать их.
  • Рентабельность - 3D-печать, как мы видели, может быть рентабельным средством производства. После создания модели процесс обычно автоматизируется, а отходы сырья обычно ограничиваются.
  • Дизайн изделий почти бесконечен - Возможности 3D-печати практически безграничны.Пока он может быть разработан в САПР, а принтер достаточно большой, чтобы его напечатать, нет предела.
  • 3D-принтеры могут печатать с использованием различных материалов. - Некоторые 3D-принтеры действительно могут смешивать или переключаться между материалами. В традиционной печати это может быть сложно и дорого.
.

Смотрите также