Как работает 3D-принтер и зачем он нужен?

Понятие «3D» уже успело прочно войти в нашу жизнь. Мы связываем его с мультипликацией, кино и фотографией. Каждый хоть раз слышал о перспективной технологии трехмерной печати, с помощью которой можно создавать все, что душе угодно: от чизбургеров до прототипов сложных машин и даже донорских органов. Это устройство кажется волшебной палочкой, способной на невероятные чудеса. Сегодня поговорим о том, что же могут 3D-принтеры и нужны ли они обычным людям.

Как пользоваться 3-Д принтером?

После того, как схлынет первый восторг от покупки, наступает реальность. Как его собрать, как установить 3D принтер, как им пользоваться и чем печатать? Ух, сейчас поработаем!

Разочаруем. 3D-струйник не требует сборки. Установка занимает пару минут, а чем печатать… Ну читайте далее!

3D принтеры

  • 3D-ручка My Core MyRiwell RP-100B Pink (4993-15499a) 934 грн Купить
  • POLAROID Набор стартовый Fast Play 3D-ручка с нитками PL-2000-00 1 799 грн Купить
  • XYZPRINTING Junior (3F1J0XEU00E) 17 872 грн Купить
Как пользоваться 3-Д принтером?

Что такое 3D-принтер для металла

Это специальное устройство, которое дает возможность создавать металлические изделия и наносить специальные слои на формирующиеся детали. То есть формирование объекта принтером происходит послойно.

Первым делом при помощи компьютера и специальной программы создается виртуальная модель в трех плоскостях, разделенная на цифровые слои. В процессе печати объекта, из головки принтера на печатающую платформу выделяется жидкий металл или порошок, тем самым создавая начальный слой. Далее автоматически формируется следующий слой металла. Итак, слой за слоем, создается готовое изделие.

Что такое 3D-принтер для металла

Данное устройство дает возможность для изготовления самых разнообразных изделий. Используемые современные разработки очень конкурентоспособны на фоне стандартных методик производства металлических объектов.

Сферы использования

Несмотря на то, что 3D-принтеры начали массово использоваться лишь недавно, они стремительно ворвались практически во все сферы человеческой жизни. Как вы уже поняли, эти устройства разрабатывались для промышленных целей и до сих пор активно используются в различных производствах. Их применяют для быстрого изготовления прототипов моделей, чтобы тестировать их перед запуском основной продукции, и для создания готовых деталей в мелкосерийном производстве. С помощью трёхмерной печати делают формы для литейного производства. На 3D-принтерах печатают сложные, массивные, прочные и недорогие конструкции. Но после того, как технология вышла за рамки промышленной, ей нашли применение где только смогли. В прошлом году мы с вами говорили о том, что 3D-принтеры фактически захватывают мир.

Читайте также:  25 SDK платформ для качественной работы мобильного приложения

Кроме того, с помощью гигантских 3D-принтеров, грязи и натуральных волокон (шерсти, например) предлагают решить проблему с жильём в самых отдалённых и бедных уголках планеты. Рабочий прототип такого устройства был представлен итальянской компанией WASP в прошлом году. Также существуют принтеры, способные печатать из песка. Художник Маркус Кайзер собственноручно собрал аппарат, использующий энергию Солнца для создания стеклянных объектов. Ещё один принтер под названием D-Shape, использующий для печати песок и неорганический компаунд, разработал итальянский робототехник Энрико Дини. Прочность полученного материала эксперты сравнивают с железобетоном. Кстати, художники или скульпторы могут использовать специальные 3D-ручки для создания своих шедевров. Тем временем, учёные предлагают использовать 3D-принтеры в космической программе. Одно такое устройство уже успешно доставлено на МКС для печати различных деталей, инструментов и прочих вещей, которые могут понадобиться астронавтам. В будущем предполагается использовать технологии трёхмерной печати для строительства лунных баз и освоения Марса.

Так что, как видим, 3D-принтеры используются во многих отраслях — и довольно успешно. Конечно же, данным устройствам нашлось применение и в быту для создания различных мелочей, сувениров, деталей и т.д. Однако сейчас большинство 3D-принтеров являются дорогим удовольствием. Поэтому если вы хотите купить себе один такой в дом, необходимо чётко понимать, как и для чего он будет использоваться.

Как выбрать 3D принтер

Выбирая принтер, в первую очередь надо определиться с тем, по какой технологии происходит печать. Прибор любительского уровня, а только такой потенциально может купить себе среднестатистический потребитель, а не целое предприятие, работают на основе разработки под названием Пластик Джет (PJP), в некоторых источниках она обозначается как Fused Deposition Modeling (FDM) или Fused Filament Fabrication (FFF). По сути это одно и то же.

Виды материалов для любительской печати

Как выбрать 3D принтер

В основном для печати на устройствах такого типа используется пластик с разными характеристиками. Фасуется он в виде пластикового шнура, намотанного на катушку, или нарезанного соломкой. Массово используется пластик двух видов: ABS и PLA.

АБС пластик безопасен, не токсичен, подходит для детских изделий, более того, с ним можно работать в присутствии детей. Изделия из него прочные, долго служат. Недостаток пластика – теряет товарный вид на солнце и на сильном морозе. Его чаще используют в профессиональном изготовлении деталей.

ПЛА пластик (полилактид) более хрупкий, служит не так хорошо. Зато он более пластичен и дает больше возможностей для сложных форм. Он является натуральным продуктом, так как производится из кукурузы и сахарного тростника. В утилизации он экологичен, на 100% разлагается на безопасные компоненты. Изделия из PLA устойчивы к истиранию, держат свою геометрию. Следовательно, пластик отлично подходит для движущихся элементов.  В целом, это скорее любительский вариант пластика.

Читайте также:  Обнуление счетчика на различных моделях принтеров Brother

Альтернативные материалы для 3D  печати

Как выбрать 3D принтер

Помимо пластика для работы на таких принтерах используют следующие материалы.

  1. Нержавеющая сталь. Используется только в профессиональном оборудовании. Дает большие возможности для изготовления деталей.
  2. Дерево. По факту не дерево, а смесь связывающего полимера с деревянной добавкой.  Этот материал стоит очень дорого, в работе особых навыков не требует. Изделия из него «теплые», внешне не отличить от дерева.
  3. Смола тоже стоит дорого. Из нее можно распечатать детали высокой точности, с великолепным качеством поверхности – гладкие и прочные. Под действием солнца смола теряет прозрачность.
  4. Нейлон. Применяется в основном для изготовления элементов промышленного и медицинского назначения.

Важно! Покупая материал для печати, следует учесть, что формат катушки и толщина шнура должны совпадать с рабочими характеристиками принтера.

Характеристики 3D принтеров

Как выбрать 3D принтер

Чтобы выбрать принтер или провести анализ для выявления лидера, надо понимать, какие характеристики устройств являются ключевыми.

  1. Область печати. Этот параметр определяет максимальный объем деталей, которые возможно создать с помощью данного оборудования. В документации указывается или объем в или предельные линейные размеры в мм.
  2. Разрешение печати (слоя). Это толщина слоя, которым наносится материал. Чем выше разрешение, тем тоньше наносится пластик, рельефы спокойные, поверхность качественная. Ниже эта величина – детали выходят более «топорными», без тонкой проработки. В некоторых приборах данный параметр может выставляться оператором.
  3. Экструдер. Это рабочий узел принтера, который отвечает за подготовку (разогрев) и выдачу материала. Пластик (или другое сырье) размягчается под действием высоких температур в сопле и подается на печать (экструдируется). В состав данного узла входит непосредственно сопло, транспортер для шнура (нити пластика), температурный контролер и охлаждающий механизм. 3D принтеры с одним экструдером за проход могут работать только одной нитью. Чтобы появилась возможность многоцветной печали, в приборе должно быть, по крайней мере, 2-3 экструдера. В промышленных устройствах возможен вариант одного узла с двойным соплом. Это дорого, и бытовые устройства так не оборудуются.

    3D принтер с двумя экструдерами

  4. Принтеры могут «коннектиться» с внешними устройствами (компьютером, смартфоном или просто внешней памятью) посредством USB и/или Wi-Fi. Не всегда это является обязательным условием для работы.
  5. Прошивка принтера (программное обеспечение). По умолчанию оно является предустановленным. В его обязанности входит распознание, обработка документов в формате stl для последующей печати. Создаются же эти файлы в профессиональных программах, вроде Скетчап и Autodesk Inventors Fusion.
  6. Дополнительные функции. Эргономика, дизайн и другие детали не вмешиваются в рабочие процессы в принтере, но часто определяют его стоимость.

3D принтеры могут поставляться как самостоятельный прибор (Assembled) или в формате конструктора, когда пользователь сам его собирает (DIY). Второй вариант стоит значительно меньше.

При выборе 3D-принтера стоит обратить внимание на такие параметры:

  • Технология печати. В список самых популярных технологий, с которыми работают 3D-принтеры, входят: FDM, SLA и SLS.

FDM является самой распространенной и часто применяется в не очень дорогих устройствах с хорошим качеством печати. Для работы используется пластиковая нить, которая в процессе плавится и выдавливается на платформу.

Технология SLA более точна и позволяет создавать ювелирные изделия.  Расходным материалом выступает фотополимер, который под воздействием специального луча, превращается в твердый пластик.

Принтеры, работающие по SLS-технологии, отличаются массивностью, широким выбором материалов и дороговизной. Их используют в машиностроении, космонавтике и других сферах. В основе этой технологии лежит последовательное спекание слоев порошкообразного материала путем применения лазеров.

Чтоб определиться с технологией, нужно понимать, для чего Вы будете использовать 3D-принтер.

  • Материал. Подумайте, с какими материалами Вы хотите работать. Учитывайте их стоимость, расход и дополнительные характеристики (гибкость, растворимость, запах, свечение в темноте, прочность и т.д.). Для новичков хорош PLА (полилактид). Из него получаются гладкие и ровные изделия.
  • Параметры детализации. Точность печати зависит от выбранной технологии и расходных материалов. Чем меньше высота слоя, тем выше этот параметр. Из пластика PLA и ABS получаются объекты с достаточно высокой детализацией. Для изготовления несложных и крупных моделей точность менее важна, чем скорость.
  • Область печати. Учитывайте размеры изделий, для которых нужен принтер. Если Вы купите устройство со слишком маленькой рабочей областью, большие модели придется печатать по частям.
  • Скорость работы. Она измеряется в см/ч либо в мм/с, влияет на время «выращивания» объекта и в значительной мере зависит от качества корпуса, а также механики устройства. Все современные программы для управления трехмерной печатью дают возможность менять параметры скорости. В начале работы лучше установить ее значение на отметке 50%, чтоб первый слой хорошо закрепился на площадке. В идеале ­– максимальная скорость работы принтера должна составлять 100 мм/с и выше.
  • Программное обеспечение. Убедитесь в совместимости модели с популярным ПО. Уникальный софт может несвоевременно обновляться либо быть платным. От программной начинки зависит возможность тонких настроек и адаптации устройства под себя.

Работа с 3D-принтером дает возможность ощутить себя настоящим творцом и задействовать фантазию.