Домашний 3d принтер: 10 мифов о домашней 3D-печати / Habr – руководство для начинающих / Gearbest.com corporate blog / Habr — Кинотеатр "Художественный" кино, афиша, киноафиша, анонс, рейтинг, новость, кинотеатр, кинотеатры Москвы, кинофильм, прокат, лучший, Россия, Москва, кинотеатр Художественный

Содержание

руководство для начинающих / Gearbest.com corporate blog / Habr

Автор этого поста увидел первую 3D-модель, распечатанную на принтере, около 10 лет назад. Шло собрание в огромном российском рекламном агентстве, которое использовало возможности 3D-печати для того, чтобы печатать демонстрации очень дорогой сувенирки — её предстояло сделать из меди, бронзы, серебра и совсем мелкие штучки из золота. Мы с коммерческим директором тогдашней компании крутили в руках будущие статуэтки и значки из буро-серо-синего пластика, с неаккуратными заусенцами, «провалами» и т.д. Нам это казалось восьмым чудом света — и, когда нам отдали макеты насовсем, мы радовались как дети и уже в машине шутили, что круто было бы печатать на принтере блинчики, пирожные и колбасу. Никогда мы ещё не были так близки к предсказанию будущего.

Когда хозяин купил 3D-принтер, а ты понял, как выглядит безысходность

Сегодня 3D-принтеры стали настолько доступными, что практически каждый может купить свой just for fun (и покупает — мы в Gearbest как никто об этом знаем), например, чтобы напечатать с ребёнком новогодние снежинки или игрушки, сделать макет для работы, самолётик для хобби или элементы для какого-нибудь невероятного DIY. Более того, нередко 3D-принтер занимает своё почётное место рядом с давно упокоившимся домашним принтером и хозяин иногда совестливо подумывает наконец что-то напечатать. Ну хотя бы Эйфелеву башню и Триумфальную арку для сестрёнки, увлечённой французским языком.

Такая популярность неудивительна — 3D-принтеры появляются едва ли не каждую неделю: доступные, с отличными расходниками, многофункциональные. И эта тенденция приведёт к одному: принтеры поселятся дома у всех как рабочий инструмент, помощник, игрушка, обучающий комплекс.

Очень ждём 3D-принтеры нового поколения

Теория, которая нужна, чтобы понять, какой он, ваш 3D-принтер

Хоть статья и для новичков, избежать терминов не получится — большой путь начинается с первого шага. Поэтому прежде всего нужно поинтересоваться, какая у 3D-принтера технология печати. Большинство принтеров любительского уровня используют технологию, которая называется «Fused Deposition Modeling» (FDM), она же «Fused Filament Fabrication» (FFF), она же «Plastic Jet Printing» (PJP). Технология печати проста и понятна: слои пластика (редко — другого материала) накладываются друг на друга и формируют ту фигуру, которую вы смоделировали. То есть изделие как бы складывается из множества горизонтальных сечений, сформированных из пластика, который экструдируется из горячего сопла (пластиковая нить плавится) и сразу после экструзии застывает.

Бывают ещё SLA-принтеры, в которых печать происходит за счёт того, что смола взаимодействует с лазером и затвердевает по мере создания фигуры. Такие принтеры печатают ультра точные и детализированные изделия.

Основной материал для любительско-DIY-домашней печати — цветной пластик, который чаще всего продаётся в виде нитей на катушках (редко — в коротких отрезках). Но, как мы помним из школьного курса химии, пластик тоже бывает разный и каждый вид материала имеет свои свойства прочности, хрупкости, прозрачности, пластичности и т.д. Чаще всего материал называют ABS-нить или PLA-нить. И это не просто аббревиатуры.

АБС-пластик довольно ударопрочен и долговечен, не ломается на сгибах. Он называется по первым буквам компонентов: акрилонитрил (до 35%), бутадиен (до 30%), стирол (до 60%). Это нетоксичный и безопасный материал, с которым можно работать в присутствии детей. Однако на открытом солнце и морозе пластик может потерять внешний вид.

PLA (полилактид) — крайне термопластичный полиэфир, который является более хрупким и менее «живучим», чем ABS. Абсолютно экологичен и биоразлагаем. ПЛА-пластик производят из кукурузы или сахарного тростника. Этот тип пластика отлично держит форму и имеет хорошее трение, поэтому, если вы собираете что-то из подвижных деталек, посмотрите на ПЛА.

Если разделить совсем грубо, то АБС больше для профессионалов, а ПЛА — для начинающих любителей.

Какие материалы ещё бывают?

Нержавейка — сплав из нержавеющей стали и бронзы. Очень крутой материал, но в любительских 3D-принтерах не используется.

Древесина — смесь переработанной древесины и полимера. Изделия из хорошей, дорогой нити такого плана выглядят как дерево и приятны в руках. Печать такой нитью не сложнее остальных.

Смола — дорогой материал с высокой степенью гладкости, точности, отличной текстурой. Изделия могут мутнеть от солнечного света.

Нейлон — популярный материал для 3D-печати, но чаще используется в промышленности и медицине.

Выбирая материалы, обратите внимание на размер катушки и диаметр нити — они должны соответствовать техническим требованиям вашего принтера.

Область печати — проще говоря, объём фигуры, который можно напечатать на 3D-принтере. Эта величина обычно указывается в кубических сантиметрах или в соотношении глубины, высоты и ширины в мм.
Скорость печати — важный параметр, который определяет, как быстро сопло отдаёт расплавленную нить (мм в секунду). Хорошей скорости радоваться стоит не всегда — иногда она идёт в ущерб разрешению печати. Также на скорость влияют материал печати и структура самой модели, которую вы пытаетесь изготовить.
Разрешение слоя — по сути, толщина слоя: высокое разрешение — тонкие слои, почти незаметный рельеф, гладкое изделие; низкое разрешение — грубая работа с более толстыми слоями. Часто 3D-принтеры предоставляют пользователю возможность выбрать разрешение.

Толщина слоя 50, 100 и 200 микрон — разница, конечно, есть

Экструдер — часть принтера, которая разогревает и отдаёт материал. Материал плавится в сопле и экструдируется из него (подаётся на печать). Кроме сопла экструдер включает механизм подачи нити, датчик температуры и систему охлаждения (в нормальных моделях). Если экструдер у принтера один, то печать довольно однообразна — одним цветом за раз. А вот два и более экструдеров позволяют сочетать цвета и материалы. Принтеры с двойным соплом на один экструдер встречаются редко, стоят дорого — в домашних условиях это избыточная возможность.
При экструзии термопластичная нить экструдируется в виде расплавленного материала и этот самый материал откладывается по координатам X и Y, а сам объект «формируется» по координате Z (отсюда и 3D-печать).

Поддержка устройств памяти — принтеры могут поддерживать карты памяти, USB, смартфоны, устройства по Wi-Fi и т.д. Внешний ПК для 3D-печати нужен далеко не всегда.
Программное обеспечение для 3D-принтера обычно поставляется с самими оборудованием. Его основная задача — уметь открывать и обрабатывать файлы формата STL (используются для печати моделей и передачи некоторых параметров). Но не стоит забывать, что для 3D-моделирования вам понадобится специализированное ПО типа Sketchup, Autodesk Inventors Fusion и т.д. Именно эти программы помогут вам спроектировать модель и сгенерить STL-файл.

Autodesk Inventors Fusion

Опции — красивый дисплей, функциональные кнопки, распознавание материалов и т.д. — это уже дело вкуса и удобства, которое, тем не менее, влияет на цену.

Ну и отдельно нужно сказать о модели поставки, с которой вы непременно встретитесь даже в этой статье — понятие «Kit». Kit отличается от Assembled тем, что устройство пользователь должен собрать самостоятельно (DIY). Плюсов много: главный — удовольствие от сборки и возможность изучить принтер до винтика, второй — ощутимо сниженная цена за счёт компактной поставки, также за счёт того, что производителю не пришлось осуществить сборку и калибровку вашей 3D-машины.

Крепким принтером для новичков можно назвать Alfawise U20 — с одной стороны, он прост и доступен по цене ($299,99, а с купоном GBAlfawiseU20 $279.99 — всего 50 купонов), с другой — имеет всё для того, чтобы хозяин ощутил себя почти профессионалом. Что мы получаем от этой модели: рабочая зона 300 х 300 х 400 мм (этого достаточно для большинства любительских запросов и для части инженерных), прочную алюминиевую раму, экструдер с одним соплом 0,4 мм и возможностью греться до 250 градусов (а это уже выбор материала!), поддержку карту памяти, удобный LCD-экранчик, скорость печати от 20 до 150 мм/с, поддержку ABS, PLA, TPU (износостойкий гибкий материал на основе полиуретана). Весит принтер 12 кг, место на столе займёт. И да, это тот самый DIY Kit, то есть вам предстоит самостоятельно собрать машину (не без удовольствия!).

Ещё одна модель, ставшая буквально классикой начинающего в сфере 3D-печати, это принтер Anet A8 (цена $145.99). Это проверенный опытом многих пользователей принтер, надёжный как автомат Калашникова и такой же простой. Что имеем: рабочий объём 220 х 220 х 240 мм (это не очень много), поддержку кучи материалов, включая «дерево», нейлон и светящиеся нити, поддержку SD-карт, скорость печати 100 мм/с и очень скромный, но информативный LCD-дисплей. Хорошая милая Anet тем, что по ней можно найти практически любую информацию и любой опыт пользователей. Популярность модели играет ей на руку (или что там у неё…).

Для сравнения приведём дорогой 3D-принтер — Creality3D CR-Х, на него сейчас идёт предзаказ по $789,99. И он действительно отличается от перечисленных моделей. Прежде всего, это большое рабочее пространство 300 х 300 х 400 мм, разрешение 50-400 микрон, 4,3′ тачскрин. Ну и главная фишка — поддержка печати двумя цветами за счёт двойного экструдера и работа с PETG — ударопрочным материалом практически без запаха и без усадки. Принтер поставляется с набором инструментов, имеет силиконизированную рабочую платформу (шансов получить ожог почти ноль) и двойную систему охлаждения. Как видите, разница очевидна.

Кстати, в мире 3D существую МФУ, как и в мире печатных принтеров. Как правило, 3D-МФУ включают камеры для удалённого мониторинга печати, обычные принтеры, сканеры и многое другое.

С чем нужно обязательно определиться перед тем, как заказать свой 3D-принтер?

Можно купить лишний мобильник «на посмотреть, чё за оболочка», пару внешних дисков, наушники из любопытства и даже второй видеорегистратор, но купить 3D-принтер с бухты-барахты — история сомнительная: он большой, займёт много места, стоит нормальных денег и вообще требует ответственного подхода и осознания, что к нему будут нужны километры расходников (к счастью, в основном, недорогих). Тут почти как с котом — берёшь раз и навсегда. Но не потому что трудно перепродать в случае чего, а потому что душой прикипаешь.Ваш дом наполнится милотой и забавными фигурками

Итак, с чем нужно определиться.

Бюджет. 3D-принтеры стоят от 150$ до нескольких тысяч долларов. Соответственно, определитесь с тем, сколько вы готовы потратить, какой объём расходников придётся закупить. Выбирайте принтер по своим целям, но не стремитесь сэкономить любой ценой — если вы решили подойти к 3D-печати всерьёз, в недорогой модели вм может не хватить каких-то важных функций.
Ваши проекты. Что вы будете делать? Насколько загружен будет ваш принтер (например, одно дело — редкие поделки для школы или кружков, другое — обслуживание производства хенд-мейд подарков и вещиц для заработка)? Какие материалы вам понадобятся?
Необходимые материалы и их свойства — приценитесь к материалам и расходникам, составьте список и вычислите объём нитей, которые вам понадобятся. Если ваш проект предполагает какую-то коммерческую составляющую, учитывайте тот факт, что доставка материалов займёт какое-то время. Обязательно проверьте, поддерживает ли выбранный принтер необходимые типы пластика.
Многоцветная печать — если вам необходимо несколько цветов, вам нужен принтер с несколькими экструдерами, а это уже другая ценовая категория.
Цели печати, как правило определяют размер необходимого вам принтера. Если вы собираетесь просто «побаловаться» или приобретаете игрушку для ребёнка, то лучше не заморачиваться и выбрать компактный принтер с небольшим рабочим объёмом. Этого будет вполне достаточно для just for fun.

Например, есть очень симпатичная модель Alfawise X6A. Во-первых, он стильный и выглядит несколько лучше привычных «скелетиков», во-вторых, у него очень компактная рабочая область — 220 х 220 х 220 мм. При этом он открыт для любых экспериментов и поддерживает материалы ABS, HIPS, PC, PLA, PVC, Wood, имеет скорость печати от 20 до 150 мм, неплохое разрешение печати от 0,06 до 0,4 мм, поддерживает SD и USB, оснащён отличным рабочим дисплеем. И при этом его полные габариты 41,5 х 40,8 х 44,5 см — то есть просто займёт угол на рабочем столе. Это реально компактная домашняя модель. И стоит всего $289.99 (с купоном GBX6A — $285,99).

Место для принтера — чаще всего это рабочий стол или любая устойчивая поверхность. Однако мы бы рекомендовали не выбирать полностью закупоренные помещения (если это квартира, а не гараж). Дело в том, что работа с горячим пластиком предполагает определённый запах (интенсивность зависит от материала) и помещение нужно обязательно проветривать.
Ваш опыт работы с 3D-печатью определит время от включения в сеть до первого результата в ваших руках (это непередаваемое ощущение — держать первую сделанную фигурку!). Вам нужно освоиться с техникой, с соответствующим программным обеспечением, с картами памяти, работой с ПК и т.д. Впрочем, у современного человека такие задачи — дело весьма короткого времени.
Кто ещё будет пользоваться 3D-принтером. Если к вам присоединиться ваш ровесник (брат, сестра, друг, коллега), то это одно дело и можно разделять ответственность за состояние и работу принтера. Если это будет ваш любопытный подросток, то лучше работать с принтером совместно, а модель выбирать устойчивее и надёжнее.
Будьте готовы обрабатывать модели. Увы, нет в мире совершенства (хотя нам таким кажется TEVO Little Monster Delta 3D Printer DIY Kit — только посмотрите на этот дизайн!) и вам придётся поработать напильником маникюрными ножницами и ножами разных мастей, чтобы довести фигурку до совершенства. С готовых изделий нередко приходится снимать лишние нити, наплывы, выступы и т.д.

Для первого уровня пользователя 3D-принтера эта информация окажется по-настоящему полезной, гораздо полезнее многочисленных видео с «магией» печати. Дело в том, что сам принтер всего лишь инструмент и основную магию творите вы — своей фантазией, умением, вкусом. Но что процесс захватывающий — это факт. Даже если модели из Интернета, даже если материал самый недорогой, а принтер не навороченный. Потому что природа креатина творит с каждым из нас чудеса.

Если у вас есть особые советы, которые могут дополнить статью, пожалуйста, пишите в комментариях — как показывает опыт Хабра, комментарии зачастую дают +500 к полезности публикации. Давайте разбираться в дебрях 3D-печати вместе!

Ещё несколько моделей, которые нам очень нравятся:

Alfawise U20 — $299.99 ($279.99 c купоном GB-$20OFF) — поддержка многих материалов нити, экран, скорость 20 — 150 мм/с.
Alfawise U10 — $439.99 ($429.99 c купоном GBU10EU) — большой рабочий объём, 4 материала, скорость печати 10 -150 мм/с, высокая точность
Anet E12 — $279,99 ($269.99 c купоном GBE12) — высокое разрешение, 3 материала нити, скорость печати 40-120 мм/с, та же неубиваемая модель Anet, но с большой рабочей областью
Creality3D CR-10 — $ 389.99 — очень быстро собирается DIY Kit, отличная детализация печати
Creality3D CR-10S4 — $599,99 ($559.99 c купоном CR10S4) — огромный объём рабочей области (400 х 400 х 400 мм)!
Очень популярный у наших пользователей принтер — сейчас цена вообще сказка — $175.99
Мегакрутой фотополимерный 3D принтер Flyingbear Shine (DLP UV Resin) — по купону GBFlyingbear предоставляется небольшая скидка $10. Итоговая цена $569.99 с учетом бесплатной доставки (т.к. до 10 кг). И да, для фотополимерного принтера это реально низкая цена.
Небольшой фотополимерный малыш для начинающих — на него мы приготовили купон GBSparkMaker и цена со скидкой по купону составит $259.99.
DLP принтер — с купоном GBLD001 цена $569.99.
Alfawise U10 3D Printer — с огромной областью печати 40 x 40 x 50 см. Сейчас идёт со скидкой 25%%, итого за $419.99

Строим дом с помощью 3D-принтера: обзор компаний и перспективы

Строительная 3D-печать – одно из самых неоднозначных, но быстроразвивающихся направлений в области аддитивных технологий. В создании 3D-принтеров для укладки строительных смесей соревнуются инженеры со всего мира, а проекты варьируются от неказистых, возведенных на скорую руку сарайчиков до многоэтажных домов.

Сегодня мы отдадим дань наиболее известным именам в области аддитивных строительных технологий и попытаемся разобраться что же такое строительная 3D-печать, как она применяется, и чего стоит ожидать в будущем.

Contour Crafting

Одним из основателей современных технологий строительной 3D-печати считается профессор Берох Хошневис. Уроженец Ирана, Берох переехал в США и в настоящее время входит в деканат Университета Южной Калифорнии (USC), а также тесно сотрудничает с NASA. Профессору Кошневису принадлежит авторство технологии Contour Crafting, так или иначе послужившей основой для альтернативных разработок: строительная смесь наносится с помощью экструдера, установленного на подвижной портальной конструкции.

Полноценная версия технологии предусматривает полностью автоматизированный процесс, включая установку арматуры и коммуникаций во время печати с помощью роботов-манипуляторов. Работы над технологией ведутся с 1995 года, однако практических результатов мало, либо же они держатся в секрете. Дело в том, что одним из спонсоров исследований выступают ВМС США, заинтересованные в технологии автоматизированного строительства военных баз. С 2010 года наработками команды заинтересовалась и NASA, нуждающаяся в подходящей методике строительства лунных и марсианских колоний.

Кошневис же успел обвинить в краже технологий китайскую строительную компанию WinSun (см. ниже), стремительно укрепляющую позиции на коммерческом рынке.

D -Shape

Один из наиболее необычных вариантов строительной 3D-печати, разработанный итальянским инженером Энрико Дини. В отличие от конкурентных установок, 3D-принтер D-Shape не использует позиционируемый по трем осям экструдер, а полагается на целый массив из 300 сопел, закрепленный на подвижной платформе.

Рабочая площадь в текущей версии составляет 6х6 метров. Технология скорее напоминает струйную печать, а массив используется для нанесения связующего агента на слои песка. Первая модель принтера, запатентованная в 2006 году, печатала эпоксидными смолами, но такой подход вызвал немало технических трудностей и был оставлен. Новая версия, запатентованная в 2008 году, использует в качестве байндеров оксиды металлов и хлорид магния.

Теоретически технология позволяет добиваться высокой скорости печати, однако на практике возникают ограничения из-за медленного отверждения материала – для полного схватывания требуются примерно одни сутки. С другой стороны, остаточный материал выступает в роли опоры, частично снимая механическую нагрузку со свежих слоев. Хотя Дини не оставляет надежд на коммерциализацию своей технологии, самым внушительным примером практической печати пока что остается цельная скульптура под названием «Радиолярия» размером 3х3х3 метра.

«StroyBot » Андрея Руденко

Андрей Руденко по праву занимает место одного из первопроходцев строительной 3D-печати. Талантливый инженер, переехавший в Миннесоту, впервые привлек внимание проектом миниатюрного сказочного замка, изготовленного с помощью 3D-принтера собственной конструкции под названием «СтройБот».

Путь разработчика оказался тернистым, причем главные проблемы заключаются не в технологии, а вездесущей бюрократии. Столкнувшись с красной лентой в США и не питая особых иллюзий насчет российского рынка, Андрей нашел поддержку в лице Льюиса Якича – калифорнийского предпринимателя и владельца филиппинской гостиницы Lewis Grand Hotel.

Там-то Руденко и продемонстрировал возможности своей технологии в полной мере, напечатав пристройку площадью 130м² с несколькими спальнями, всеми необходимыми коммуникациями и даже джакузи (см. видео ниже).

В качестве расходного материала был использован геополимерный бетон из вулканического пепла. Проект уникален еще и тем, что гостиничное крыло стало первым в мире эксплуатируемым 3D-печатным объектом. Подробнее о наработках Андрея Руденко можно узнать в личном блоге изобретателя на 3Dtoday.

Спецавиа

Компании «Спецавиа» повезло на российском рынке в значительно большей степени. Уже несколько лет ярославское предприятие, изначально специализировавшееся на производстве ЧПУ-станков для металлообрабатывающей отрасли, конструирует строительные 3D-принтеры. На сегодняшний день ассортимент компании состоит из как минимум семи вариантов разных размеров.

Самым известным проектом с применением 3D-принтера «Спецавиа» стало возведение необычной сторожки на территории Екатеринбургского цементного завода: директор предприятия Ринат Брылин, увлекающийся 3D-печатью со студенческих лет, решил поселить охрану завода в реплике башни замка Винтерфелл из популярного телесериала «Игра Престолов». Возведение необычной постройки, напечатанной с помощью 3D-принтера S-6044 Long, завершилось в ноябре прошлого года. Сотрудничество Брылина и Спецавиа носит взаимовыгодный характер, ибо имея на руках 3D-принтер сотрудники завода могут испытывать специальные строительные смеси в деле «не отходя от кассы».

За 2016 год компания реализовала примерно три десятка строительных 3D-принтеров, а в этом году собирается продемонстрировать полномасштабные проекты: в декабре 2015 года специалисты предприятия впервые напечатали полноценное здание площадью 165 кв. метров. В ходе строительства использовались разные технологии, часть здания была напечатана прямо на площадке, а некоторые блоки печатались в цехе перед доставкой на объект и сборкой.

Несъемная опалубка была армирована во время печати. После сборки силовые элементы стен были залиты бетоном производства упомянутого выше Екатеринбургского цементного завода, а внешний контур утеплен пеногипсобетоном завода «Монолит». Согласно планам собственника отделка здания завершится летом текущего года, после чего проект будет продемонстрирован общественности.

Apis Cor

Есть у Спецавиа и интересный, многообещающий конкурент в лице иркутской компании Apis Cor. Если 3D-принтеры Спецавиа, как и большинства конкурентов, используют портальную схему, то разработка Apis Cor основана на использовании телескопического манипулятора на поворотной платформе. Другими словами, принтер возводит стены вокруг себя, а по завершении строительства переносится на другое место с помощью крана. В дизайне изначально предусмотрена высокая мобильность: компактная установка весом в шесть тонн легко умещается в грузовик.

Первой полноценной демонстрацией возможностей необычного 3D-принтера стало строительство опытного здания в Ступино, завершившееся месяц назад. Необычная округлая форма домика площадью 37 кв. метров наглядно демонстрирует архитектурную гибкость строительной 3D-печати. На возведение стен ушло менее суток, но на полное затвердевание потребовалось еще около месяца. Отметим, что проект осуществлялся в не самых благоприятных погодных условиях, ввиду чего объект пришлось возводить под тентом.

Здание оснащено теплоизоляцией и всеми необходимыми коммуникациями, но жить в нем никто не будет, ибо эта постройка предназначена сугубо для демонстрационных целей. На очереди же более крупномасштабный проект: строительство двух демонстрационных домиков в Техасе, а затем возведение эко-поселка совместно с местной строительной компанией Sunconomy.

WinSun

И наконец, самая известное отраслевое предприятие – китайская компания WinSun. В 2014 году шанхайское предприятие прославилось на весь мир возведением десяти 3D-печатных зданий всего за одни сутки. На деле все оказалось немого скромнее: небольшие «коробочки» были напечатаны блок за блоком в цехе, а затем собраны на строительной площадки без арматуры или коммуникаций, но с остеклением. Тем не менее, начало было положено. Менее чем через год китайские строители отличились уже самым масштабным проектом на текущий день, а точнее сразу двумя – 3D-печатной пятиэтажкой и симпатичным особняком площадью 1100 кв. метров.

Старания компании не прошли незамеченными: к 2016 году представители WinSun вели переговоры с властями Ирака и Саудовской Аравии по огромным контрактам. Ираку требуется построить около десяти тысяч домов взамен разрушенных в ходе войны, а саудиты заинтересовались печатью сразу полутора миллионов зданий для решения растущего жилищного кризиса. О твердых контрактах пока ничего не известно, но время от времени компания напоминает о себе, например постройкой первого 3D-печатного офисного здания в Дубае.

«Офис будущего» был построен всего за 17 дней, включая проводку коммуникаций, отделку и обустройство. Возведением здания площадью 250 кв. метров занималась бригада из восемнадцати человек, причем за принтером присматривал лишь один оператор. После завершения строительства в здании разместился офис фонда «Дубай будущего». 3D-принтер WinSun – это портальная конструкция с габаритами 36х12х6 метров, а в качестве расходных материалов используются строительные смеси с наполнителями из переработанных отходов, вероятнее всего стеклопластика.

Перспективы строительной 3D-печати

Так каким потенциалом обладают строительные аддитивные технологии? Необходимо понимать, что это не панацея, не замена традиционным строительным технологиям, а полезное дополнение. Практическая польза от строительной 3D-печати пока что сводится к изготовлению различных декоративных элементов и несъемной опалубки сложных форм: если архитектурные проекты WinSun не отличаются особой оригинальностью, то демонстрационная постройка Apis Cor в Ступино, спиральные колонны Руденко и 3D-печатные церковные купола Спецавиа наглядно демонстрируют свободу дизайна.

Вопрос с армированием и утеплением решается достаточно просто: по мере печати слоев укладывается горизонтальная арматура, после застывания 3D-печатной опалубки устанавливаются коммуникации, а внутренний объем заполняется дополнительной арматурой, утеплителем и заливается бетоном в соответствии с проектом. Внешняя же поверхность стен шлифуется и/или оштукатуривается. Как результат, достигается существенная экономия на съемной опалубке и, что самое главное, рабочей силе. Последний момент может оказать ключевое влияние на темпы развития строительной 3D-печати в разных регионах мира, ибо привлекательность подобной автоматизации прямо пропорциональна дороговизне рабочей силы.

Полностью автоматизированных технологий аддитивного строительства еще не существует, если не считать теоретических наработок Contour Crafting: заливать фундамент и устанавливать арматуру, коммуникации и перекрытия пока приходится вручную. С другой стороны, ничто не мешает переложить и эти задачи на плечи роботов. Так, инженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха уже продемонстрировали робота-сварщика, способного создавать арматуру самых разных форм, голландская компания MX3D работает над проектом цельнометаллического 3D-печатного моста в Амстердаме, а австралийская компания Fastbrick Robotics проектирует роботов-укладчиков кирпичей.

3D-печатных небоскребов ждать пока не стоит. В ближайшие годы строительные аддитивные технологии будут использоваться в основном для изготовления декоративных элементов и относительно небольших дизайнерских объектов. Масштаб применения будет напрямую зависеть от стоимости материалов, рабочей силы и даже географического расположения. Например, метод спекания песка с помощью сфокусированного солнечного света вполне может оказаться привлекательным для строительства в пустынных регионах, благо что сырье валяется прямо под ногами, а источник энергии висит над головой. Эта технология, впервые опробованная польским инженером Маркусом Кайзером и получившая в отечественных кулуарах название «гелиолитография», даже рассматривается НПО имени С.А. Лавочкина в качестве технологии строительства лунных баз из реголита.

Руководитель проекта 3Dtoday Сергей Пушкин и генеральный директор девелоперской компании Capital Group Михаил Хвесько обсудили настоящее и будущее строительных технологий 3D-печати в программе «Новая Экономика» с Кириллом Токаревым на телеканале РБК.

Запись передачи можно посмотреть по этой ссылке.

Лучшие 3D-принтеры для дома: большой обзор 2019

Раньше 3D-принтеры могли позволить себе только конструкторы и ученые, но сегодня 3D-печать стала более доступной и каждый может купить себе бытовой 3D-принтер. С помощью данной технологии можно напечатать посуду, игрушки, сувениры, модели и всевозможные предметы обихода.

3D-принтер для дома должен обладать несколькими важными качествами:

Быть не слишком дорогим, так как домашнее использование не предполагает скорой самоокупаемости;
Иметь достаточно компактные размеры — бытовой 3D-принтер должен помещаться на рабочем столе, максимум — рядом со столом, занимая места не больше, чем тумбочка, т.к. предполагается возможность его использования в жилом помещении;
Иметь удобную для обслуживания и ремонта конструкцию, т.к. вызывать мастера на “каждый чих” бытового 3D-принтера экономически нецелесообразно;
Работать с распространенными и недорогими расходными материалами;
Иметь достаточную аудиторию пользователей, что позволит черпать знания о работе с ним, советы и гайды из Интернета.

В данном обзоре мы собрали лучшие бытовые 3D-принтеры для дома, которые подойдут как для начинающих, так и для опытных пользователей; он поможет выбрать 3D-принтер для использования дома или в частной мастерской.

Содержание

Наборы для сборки

Для начинающих пользователей

3D-принтер Anycubic I3 Mega

3D-принтер Wanhao Duplicator i3 Mini (D i3mini)

3D-принтер Anet A8 autolevel

3D-принтер Tevo Tarantula

Для опытных пользователей

3D-принтер Anet A3

3D-принтер Prusa i3 Steel DIY

3D-принтер Anycubic Kossel Plus

3D-принтер Anycubic 4Max

3D-принтеры готовые к печати “из коробки”

Для начинающих пользователей

3D-принтер Wanhao Duplicator 10 (D10)

3D-принтер XYZprinting Da Vinci Junior

3D-принтер UP Mini 2

Для опытных пользователей

3D-принтер Tevo Michelangelo

3D-принтер Wanhao Duplicator i3 v2.1 (Di3v2.1)

3D-принтер Wanhao Duplicator 7 (D7 1.5)

В заключение

Наборы для сборки

Для начинающих пользователей

3D-принтер Anycubic I3 Mega

Anycubic I3 Mega — большой FDM-принтер с жесткой металлической рамой, надежным приводом и современным дизайном конструкции, механики и электроники.

Одно из главных достоинств принтера — его уникальная платформа Anycubic Ultrabase, плотная, жестко закрепленная и подогреваемая. Обеспечивает высокую адгезию первых слоев и, благодаря четкой калибровке, точную печать на протяжении всего процесса. Размер платформы и рамы обеспечивают довольно большую область печати.

Контроль осуществляется через полноцветный сенсорный экран в основании принтера. Экран мультиязычный и обеспечивает доступ ко всем основным настройкам и параметрам печати и к управлению процессом печати в реальном времени.

Принтер очень быстро собирается и подготавливается к печати из коробки. На заводе-производителе каждый выпускаемый принтер тестируется непрерывной работой более суток. Для начала работы с принтером вам нужно закрутить восемь винтов и присоединить три коннектора — и принтер готов печатать.

Как у большинства современных 3D-принтеров, у Anycubic I3 Mega есть система защиты печати от сбоев электроэнергии и датчик филамента. При сбоях в электропитании прерванная печать восстанавливается после подачи электричества, с той точки, в которой остановилась. Если материал закончился, принтер приостановит работу до установки новой катушки.

Основные особенности:

Простая сборка, идеально подходит для начинающих
ЖК-экран для удобного использования в автономном режиме
Толщина слоя от 0,05 мм
Поддержка автономной печати с SD-карт особенно актуальна, когда нет возможности поддерживать постоянную связь с компьютером
Поддерживает популярные материалы для печати: ABS, PLA, HIPS, Wood
Упрощенная конструкция позволяет собрать и настроить принтер быстро и легко
Повышенная надежность и стабильность печати, благодаря акриловой платформе
Стоимость: 24 801 р. Цена может изменяться, текущую уточняйте при заказе.

Видеообзор:

Примеры изделий:

3D-принтер Wanhao Duplicator i3 Mini (D i3mini)

Новый миниатюрный и бюджетный FDM-принтер отлично подходит для дома и школы. Открытая конструкция компенсируется надежными металлическими направляющими. Этот принтер станет замечательным подарком ребенку или начинающему 3D-мейкеру.

Данный 3D-принтер используется для печати небольших моделей. Практичный и универсальный в использовании, 3D-принтер выполнен в компактном корпусе и помещается на любом по размерам столе. Отсутствие системы подогрева платформы обеспечивает небольшое энергопотребление в процессе эксплуатации. Печать осуществляется с использованием технологии послойного наплавления, отличается высокой точностью и профессиональным уровнем. Допускается калибровка принтера во время выполнения стандартных операций.

Основные особенности:

ЖК-экран и колесо управления для удобного использования в автономном режиме
Толщина слоя от 0,1 мм
Поддержка автономной печати с MicroSD карт, особенно актуальна, когда нет возможности поддерживать постоянную связь с компьютером
Поддерживает популярные материалы для печати: PLA; Wood
Простая сборка, идеально подходит для начинающих
Повышенная надежность и стабильность печати
Стоимость: 16 224 р. Цена может изменяться, текущую уточняйте при заказе.

Видеообзор:

Примеры изделий:

3D-принтер Anet A8 autolevel

Набор для сборки настольного 3D-принтера Anet A8 с ЖК-дисплеем и поддержкой карт Micro SD, для печати без постоянного подключения к компьютеру. Настольный принтер Anet A8 представляет собой 3D-принтер с акриловой платформой и одним экструдером. Он имеет размер построения 220 x 220 x 240 мм. Для любителей собирать принтер своими руками, настольный принтер Anet A8 представляет собой возможность получить пошаговый опыт принтеростроения.

Основные особенности:

ЖК-экран и клавиатура для удобного использования в автономном режиме
Толщина слоя от 0,1 мм
Поддержка автономной печати с SD карт, особенно актуальна, когда нет возможности поддерживать постоянную связь с компьютером
Поддерживает популярные материалы для печати: ABS / PLA / HIPS
Упрощенная конструкция позволяет собрать и настроить принтер быстро и легко
Акриловая платформа с автоматической калибровкой
Простая сборка, идеально подходит для апологетов DIY
Стоимость: 13 600 р. Цена может изменяться, текущую уточняйте при заказе.

Видеообзор:

Примеры изделий:

3D-принтер Tevo Tarantula

TEVO Tarantula — бюджетная модель классического 3D-принтера с открытой рабочей зоной, предоставляющая владельцу возможность осуществлять построение объемных объектов по технологии FDM. Рамная конструкция принтера выполнена из алюминиевого профиля, обеспечивающего жесткость конструкции, и служит несущим элементом для рабочих узлов и модулей. Рабочий стол принтера обладает функцией автоматического выравнивания, а для определения нулевого положения печатающей головки предусмотрен дистанционный датчик приближения.

Основные особенности:

ЖК-экран для удобного использования в автономном режиме
Толщина слоя от 0,05 мм
Поддерживает популярные материалы для печати: PLA, ABS, PETG, дерево, PVA и гибкие филаменты (с Pro Metal Extruder)
Простая сборка
Программное обеспечение имеет открытый исходный код
Стоимость: 29 106 р. Цена может изменяться, текущую уточняйте при заказе.

Видеообзор:

Примеры изделий:

Для опытных пользователей

3D-принтер Anet A3

3D-принтер Anet A3 имеет открытую конструкцию, подогреваемую платформу и надежные узлы и компоненты.
Сопло полностью металлическое и позволяет выводить материал плавно, обеспечивая высокую точность печати, скорость и минимум ошибок из-за засорения сопла пластиком. Простое управление с помощью LCD-дисплея. По

В России напечатали первый жилой дом из бетона за 594 000 руб / Habr

Более 70 лет назад в США создали первую машину для быстрой (24 часа) заливки домов из бетона, которую спроектировал инженерный гений Роберт Гилмор ЛеТорно. Вот видео от 1946 года. Вообще, этой идее Томаса Эдисона более 100 лет (патент). За десятилетия технология печати из бетона изменилась, начали применять полноценную 3D-печать по индивидуальным проектам. Сейчас такие домики выглядят гораздо симпатичнее. Например, в феврале 2017 года жилой дом отпечатали в подмосковном Ступино на строительном принтере Apis Cor. Это первый дом в РФ, отпечатанный целиком, а не собранный из отпечатанных панелей.

Площадь здания 38 м². Общая стоимость строительства «под ключ», включая фундамент, стены, перекрытия, кровлю, электропроводку, двери и окна, наружную и внутреннюю отделку, составила 593 568,19 руб (подробная смета), но это без стоимости работ некоторых специалистов.

Принтер вполне мобильный. Погрузчик привозит его в кузове — и устанавливает на подготовленный фундамент в месте строительства.

Принтер подключается шлангом к большой бетономешалке, то есть автоматической системе замешивания и подачи смеси. Выглядит это примерно так.

Затем начинаются работы. Все работы по строительству дома заняли в Ступино примерно два месяца. Проект начали в декабре 2016 года, закончили в феврале 2017 года. Рекламируемые 24 часа — это лишь чистое машинное время работы принтера Apis Cor. Его включали на разных этапах для печати самонесущих стен, перегородок и ограждающих конструкций здания.

У устройства интересная конструкция. Он располагается на подвижном кронштейне в центре и печатает вокруг себя, постепенно поднимаясь. После завершения печати стеновых конструкций его извлекают краном — и он продолжает трудиться снаружи.

Сам прибор в процессе потребляет 8 кВт, так что нужно обеспечить его электричеством на время строительных работ.

Стоимость печати домика из бетона заметно дешевле возведения обычной «коробки» из блоков.

Вдобавок, у таких домов масса дополнительных преимуществ, что делает их действительно уникальными.

1. Практически произвольная форма стен. Закруглённые стены с любыми углами. Здесь идеальная точность строительства, пьяный каменщик точно не запорет вам проект. Принтер имеет встроенную систему автоматического выравнивания по горизонту и систему стабилизации.

2. Стены сразу после обработки готовы под покраску декоративной штукатуркой. Вы можете сами пройтись валиком за один день и покрасить дом в произвольные цвета, а затем перекрасить под настроение в любой момент. Не требуется оштукатуривание с уровнем и маячками. Налицо дополнительное удешевление отделочных работ. Это касается как внутренней, так и внешней отделки.

3. Форму стен, размер и расположение окон вы можете идеально запланировать с учётом окружающего пейзажа и освещённости. Кстати, есть предположение, что стены с одной стороны можно сделать чуть под наклоном, чтобы дополнительно увеличить освещённость. Впрочем, дизайнерская фантазия ограничивается доступными формами стеклопакетов, ведь здесь не обойдёшься обычными стёклами, нужно ставить двойные стеклопакеты, чтобы не замёрзнуть зимой.

Из недостатков, которые приходят на ум, можно упомянуть плоскую крышу.

Понятно, что разработчик гарантирует: кровля эффективно выдерживает высокие снеговые и эксплуатационные нагрузки. Но кажется, что на такой крыше может скапливаться стоячая вода со всеми вытекающими (точнее, не вытекающими последствиями). Чтобы такого не происходило, на кровле применяется специальная клиновидная теплоизоляция PIR Slope — готовый конструктор для создания нужных уклонов и контр-уклонов. Говорят, что осадки будут эффективно отводиться с поверхности кровли, но всё равно как-то необычно.

Как будет работать теплоизоляция между внутренней и внешней стенами — тоже интересно проверить. Сейчас застройщик экспериментирует с двумя спообами утепления: из засыпной крошки Logicpir на одной части дома (теплопроводнойсть 0,022 ВТ/м*К) и заливного полиуретанового состава на другой (0.023-0,025 ВТ/м*К). Утепление велось одновременно с печатью конструкций, что значительно увеличило сроки строительства.

Ну и маленькие размеры дома не каждому понравятся — всё-таки не каждый готов жить в однокомнатной квартире, маленькой студии. Хотя и такой вариант на 38 м² вполне сойдёт для жизни одинокому человеку. К тому же, как упоминалось, технология позволяет строить дома и большего размера.

Да, и для круглого дома телевизор придётся покупать вогнутый, если вы хотите играть в компьютерные игры на большом экране.

По этой технологии можно печатать и трёхэтажные дома, но они обойдутся гораздо дороже, чем $10 тыс.

Из других недостатков — ограничения по датам строительства. Применение бетонной смеси, используемой в качестве «чернил» возможно только при температуре от 5˚С выше нуля. Так что если не хотите ставить тент с обогревателем — то стройка зимой невозможна. В будущем обещают, что принтер научится работать с геополимерным бетоном из природных компонентов — таким материалом можно печатать при более низких температурах. К тому же он превосходит обычный бетон по другим параметрам.

В конце концов, в доме точно нет места для установки котла или другой системы отопления. Вероятно, единственный вариант для жизни зимой — электрообогреватель.

Смета первого дома вышла в районе $10 000, хотя в смете учтены работы не всех специалистов. В смете есть монтаж оконных и дверных блоков, отделка стен, окраска фасада, устройство водоотвода, устройство гидроизоляции, устройство теплоизоляции, но остальные работы никак не учтены. Вероятно, с этими работами дом «под ключ» выйдет в два раза дороже, то есть примерно $20 000.

Фундамент	14 819 руб
Стены	95 629,64 руб
Перекрытия, кровля	144 267,55 руб
Электропроводка	12 650 руб
Двери и окна	211 052 руб
Наружная отделка	46 250 руб
Внутренняя отделка	68 900 руб

Но подрядчик отмечает, что в этом показательном проекте применялись дорогие материалы. Если использовать более дешёвые материалы, то стоимость снизится примерно до $8100.

Авторы проекта из компании ГК ПИК и Apis Cor отмечают, что этот демонстрационный домик на территории Ступинского завода ячеистого бетона — первый в России жилой дом, отпечатанный целиком на принтере.

UPD: «Разбираем напечатанный дом»

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:

Выбрать 3D-модель. Изделие можно нарисовать самому в специальном CAD-редакторе или найти готовый чертеж — в интернете полно моделей разной сложности.
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.
Передать модель принтеру. Из слайсера 3D-чертеж сохраняется в файл под названием G-code. Компьютер загружает файл в принтер и запускает 3д-печать.
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.

Как правильно выбрать 3D принтер для дома?

Моделированием с каждым годом увлекается все большее число любителей объемных, оригинальных объектов, нестандартных сувениров и мини-прототипов желанных автомобилей, репродукций. По данной причине 3D принтер купить для домашнего использования желают немало семей. Как же выбрать эту технику, на какие параметры и характеристики обратить внимание, чтобы с наслаждением заниматься моделированием и испытывать гордость при демонстрации созданных вами конструкций?

Первое: определитесь, для каких целей вам нужен 3D принтер?

Как правило, основной задачей, которая возлагается на домашние средства 3D печати, является создание небольших сувениров, красивых игрушек или нарисованных вручную деталей, компонентов отдельных зданий. Для таких целей оптимально подойдут 3д принтеры с небольшим количеством функций, которые занимают немного места и при этом остаются безвредными для окружающих. Идеально соответствует данным критериям Prism Mini – универсальный и компактный 3D принтер, который подойдет для каждой семьи.

Кстати, о безопасности. Для дома рекомендуется приобретать оборудованием с цельнолитым металлическим корпусом, который плотно закрывается при печати. Такой 3D-принтер не пропускает вредного излучения, не нагревается, и не вырабатывает вредных запахов. С ним работать могут и дети. Picaso 3D Designer – это безопасная модель, которая подойдет для любой семьи.

Выбирайте 3D-принтер, исходя из рабочего материала!

Другая, не менее важная характеристика, приемлемой для дома техники – рабочий материал. Многие стараются 3д принтер купить подешевле, не обращая внимания на то, из чего он способен воссоздавать трехмерные конструкции. В процессе работы, когда заканчивается материал, его, бывает сложно найти и эксплуатация оборудования на время прекращается. Но есть и такие модели, что справляются с гибким пластиком, PLA, нейлоном, ABS. В частности, таковым является принтер Ultimaker 2 Extended , который работает с различными видами «расходников».

Разнообразие рабочих материалов для подобного оборудования еще важно с точки зрения точности воспроизведения конструкций. Из некоторых видов пластика не получится сверхточного 3D объекта. А вот тем, кому важна эластичность, прежде всего, а не жесткость и безукоризненность линий изделия, должны присмотреться к нейлоновым материалам и 3д принтерам, что поддерживают этот тип печати.

О точности печати: поговорим о микронах!

Упомянутая выше точность определяется в 3D-принтерах микронами. Чем меньше этот показатель, тем более тонким будет слой печати, тем детальнее и точнее выглядит готовое изделие. Для домашнего использования подойдет оборудование с рабочим параметром в 200 микрон, например, таковым является UP Mini .

А если вы дома станете разрабатывать конструкторские проекты или тончайшие с инженерной точки зрения конструкции, присмотритесь к модели Printbox One , которая печатает слои всего в 50 микрон.

Если вы еще сомневаетесь, как выбрать 3D принтер для дома, вспомните и еще об одной особенности – чем точнее будет печататься образец, тем больше времени на его изготовление понадобится. Значит, для нетерпеливых людей стоит приобретать высокоскоростное 3D-оборудование, которое проектирует модели со скоростью в 50-60 см³ в час.

Не забывайте про управление!

Выбирая, какой 3D-принтер лучше купить для домашнего использования, рекомендуется заострять внимание и на таком параметре как управление. Сложные в эксплуатации модели, как правило, подразумевают подключение к компьютеру, к специальному программному обеспечению. Поэтому, помимо кнопок управления, придется изучить и софт, ведь печать будет осуществляться только из предлагаемых форматов 3д моделей. Полупрофессиональное оборудование, такое как Witbox Single Extruder легко изучить, оно снабжается инструкцией на русском языке. Кроме того, производители предлагают поддержку пользователей, поэтому овладеть навыками управления им будет легко людям любых возрастов.

И в завершении хочется отметить, что задумываясь, как правильно подобрать 3D принтер, обратитесь к отзывам. Многие семейные пары рекомендуют покупать азиатские модели, как самую доступную и качественную технику. Например, таковым является Wanhao i3 из Китая.