Разное

3D принтер что такое: Что такое 3D-принтер

Содержание

3D-принтер — технологии, применение, как работает

Содержание статьи

 

Что такое 3D-принтер

3D-принтер — это устройство, работающее по принципу послойного формирования физического объекта из цифровой 3D-модели.

Процесс трехмерной печати еще называется быстрым прототипированием или аддитивным производством.

Настольный 3D-принтер

Технологии послойного формирования объектов называются аддитивные технологии от английского слова additive – добавлять. В отличии от традиционных способов получения деталей (фрезеровка, точение, распил и т.п.), на 3D-принтере детали получаются методом добавления материала (слоев), что позволяет добиться высокой экономии материалов. 3D-печать может осуществляться разнообразными материалами (от пластика до металла), а также несколькими технологиями, подробнее о которых мы расскажем ниже.

Управление 3D-принтером осуществляется программным способом. Для того, чтобы принтер воспроизводил физический объект, просчет задания на печать должен происходить в специализированном программном обеспечении, в которое загружается цифровая модель в формате для 3D-печати (STL). Специальная программа слайсер разбивает цифровую 3D-модель на слои и выдает сформированный бинарный код понятный для 3D-принтера. Далее полученный код может быть запущен на печать в программном обеспечении для принтера или записан на карту памяти для непосредственной печати без ПК.

 

Способы позиционирования печатающей головки 3D-принтера

FDM экструдер

В зависимости от расположения и механики работы (кинематической модели) печатающего механизма, они подразделяются на следующие основные способы:

  • Декартова, когда в конструкции используются три взаимно-перпендикулярные направляющие, вдоль каждой из которых двигается либо печатающая головка, либо основание модели.
  • Дельта-робот: три радиально-симметрично расположенных двигателя согласованно смещают основания трёх параллелограммов, прикреплённых к печатающей головке
  • Автономная: когда печатающая головка размещена на собственном шасси, и эта конструкция передвигается целиком за счёт какого-либо двигателя, приводящего шасси в движение.

 

Сферы применения 3D-принтеров

  • быстрое прототипирование
  • мелкосерийное производство
  • изготовление мастер-моделей и форм для литейного производства
  • изготовление бытовых предметов
  • производство готовых изделий со сложной геометрией и внутренней структурой
  • макетирование
  • реклама
  • в медицине для изготовления протезов и имплантатов, также ведутся исследования по 3D-печати внутренних органов человека
  • строительство зданий и сооружений
  • производства корпусов экспериментальной техники (от телефонов до оружия)
  • пищевое производство
  • другое

 

Основные технологии 3D-печати

 

Лазерная стереолитография (англ. laser stereolithography, SLA) — 3D-печать, с помощью которой объект формируется из жидкого фотополимера, затвердевающего под воздействием лазерного или ультрафиолетового излучения. Процесс формирования объекта происходит в ванне с жидким фотополимером. На платформе, погруженной в фотополимер путем засветки формируется изображение первого слоя объекта и происходит кристаллизация фотополимера. Затем платформа перемещается на толщину одного слоя (6-100 мкм) вверх и происходит формирование следующего слоя. Процесс формирования слоев продолжается до полного построения объекта, при этом жидкий полимер затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик.

Схема 3D-печати SLA

Этот метод 3D-печати немного отличается от других, так как в качестве «строительного материала» используются не порошки, а фотополимеры в жидком состоянии. SLA технология применяется в промышленных 3D-принтерах. С помощью лазерной стереолитографии получаются объекты с высокой (до 6 микрон) точностью и гладкой, почти глянцевой, поверхностью не требующей постобработки.

Фотополимерный 3D-принтер и модель из фотополимера

Полимеризация фотополимерного пластика ультрафиолетовой лампой (англ. Digital Light Processing, DLP) — технология похожа на предыдущую (SLA), но пластик твердеет под действием ультрафиолета. DLP технология может использоваться как в промышленных, так и бытовых 3D-принтерах.

Выборочное лазерное спекание (англ. selective laser sintering, SLS) — 3D-печать, с помощью которой объект формируется из порошкового материала (пластик, металл) в следствие его расплавления лазерным лучом. При SLS печати, материал наносится на платформу тонким равномерным слоем (специальным выравнивающим скребком), после чего на поверхности платформы лазерным излучением формируется первый слой объекта. Затем платформа опускается на толщину одного слоя (16-80 мкм) и на неё вновь наносится порошковый материал. Температура в рабочей камере в процессе 3D-печати поддерживается на уровне чуть ниже точки плавления рабочего материала, что позволяет уменьшить необходимую для сплавления мощность лазера. Для предотвращения окисления материала процесс проходит в бескислородной среде.

Схема 3D-печати SLS

Метод SLS-печати позволяет получать, в том числе, прочные металлические изделия, не уступающие аналогам произведенным традиционными способами, но в отличии от последних, имеющие сложную внутреннюю структуру. SLS применяется только в промышленных 3D-принтерах.

Изделие из металла полученное на 3D-принтере

Выборочное лазерное сплавление (англ. Selective laser melting, SLM) — технология лазерного плавления металлического порошка по математическим CAD-моделям. С помощью SLM-печати создаются сложные металлические детали узлов и агрегатов, а также неразборные конструкции с изменяемой геометрией.

Технология селективного лазерного плавления SLM очень похожа на SLS, однако в отличии от последней, материалы (порошки) подвергаются не спеканию, а плавлению до образования гомогенной (густой, пастообразной) массы, как это происходит в EBM-печати. В отличии от EBM, в SLM используется лазер. Данный процесс успешно заменяет традиционные методы производства, так как физико-механические свойства изделий, построенных по технологии SLM, зачастую превосходят свойства изделий, изготовленных традиционным способом. По принципу SLM построены только промышленные 3D-принтеры.

 

Технология 3D-печати FDM

Моделирование методом послойного наплавления (англ. Fused deposition modeling, FDM) — технология послойного создания трехмерных объектов за счет укладки расплавленной нити из плавкого материала (пластика, металла, воска). В качестве материалов для FDM-печати в большинстве случаев используются термопластики (ABS, PLA и др.), выпускаемые в виде катушек нитей или прутков.

FDM-печать была разработана в конце 1980-х годов С. Скоттом Крампом. Ее коммерческое распространение началось в 1990 году. На сегодняшний день FDM является самой распространенной технологией 3D-печати из-за простоты конструкции и низкой стоимости подобных устройств.

Термин «Fused Deposition Modeling» и аббревиатура FDM являются торговыми марками компании Stratasys. Участники проекта RepRap, придумали аналогичный термин «Fused Filament Fabrication» или FFF (Производство способом наплавления нитей) для использования в обход юридических ограничений. Термины FDM и FFF равнозначны по смыслу и назначению.

Принцип печати по FDM/FFF технологии заключается в нанесении расплавленного материала на рабочую платформу. Нанесенный материал быстро остывает и переходит из вязкого состояния в твердое. Следующий слой наносится на предыдущий и тем самым спаивается с ним. В процессе печати пластиковая нить или пруток под воздействием высокой температуры в экструдере размягчается и выдавливается на платформу. Часто в данном способе печати используют две рабочие головки (экструдера) — одна выдавливает на платформу рабочий материал, другая — растворимый материал поддержки. Материал поддержки позволяет строить сложные объекты без провисания слоев.

FDM-печать применяется как в промышленных, так и в подавляющем большинстве современных бытовых 3D-принтерах. Технология на сегодняшний день настолько распространена, что понятия «бытовой принтер» и «FDM принтер» многие пользователи считают синонимами.

Электронно-лучевая плавка (англ. Electron Beam Melting, EBM) — аналогична SLS/DMLS, только здесь объект формируется путём плавления металлического порошка электронным лучом в вакууме.

Электронно-лучевая плавка — метод плавки металла путем применения электронного пучка. Используется при плавке особо чистых материалов, например, сталей и титана, и материалов, стойких к высокой температуре и химическим воздействиям. При EBM-печати практически отсутствует загрязнение материала посторонними примесями, так как процесс проходит в вакууме. Промышленные электронные плавильные печи позволяют производить изделия длиной в несколько метров и весом несколько тонн.

Технология многоструйного моделирования (англ. Multi Jet Modeling, MJM) — основана на многоструйном моделировании с помощью фотополимерного или воскового материала. Используется в 3D-принтерах компании 3D Systems серии ProJet. Аналогичной технологией является PolyJet от компании Stratasys, которая сопоставима по качеству, но использует более дешевые материалы.

Схема 3D-печати MJM

Принцип MJM-печати заключается в следующем. Печатающая головка со множеством мельчайших сопел, расположенных линейно в несколько рядов наносит материал на рабочую поверхность по принципу струйной печати. Количество сопел начинается от 96 для младших моделей 3D-принтеров и достигает 448 для продвинутых моделей. Блок сопел движется вдоль рабочей поверхности и наносит слой жидкого фотополимера. Затем, УФ-лампа засвечивает только что нанесенные частицы материала, в результате чего тот затвердевает, формируя прочный слой. Операции нанесения и засвечивания материала повторяются до полного построения объекта.

 

Технология цветной струйной печати (англ. Color Jet Printing, CJP) — построена на принципе послойного склеивания и окрашивания композитного порошка на основе гипса или пластика. CJP применяется в 3D-принтерах компании 3D Systems серии ProJet. До этого данный принцип печати назывался 3D Printing (3DP) и был разработан в Массачусетском технологическом институте (MIT) в 1993 году. CJP (3DP) позволяет быстро создавать как одноцветные, так и полноцветные прототипы из композитного порошка.

Изделие полученное на CJP 3D-принтере

Принцип CJP-печати основан на склеивании основного материала (композитного порошка) связующим. Связующий материал — склеивает и окрашивает вместе частицы в нужных местах, формируя изделие. Построение объекта происходит послойно. Сначала материал модели равномерно тонким слоем распределяется по всей поверхности платформы камеры построения. Потом на этот слой наносится связующий материал, склеивая и окрашивая частицы между собой согласно цифровой 3D-модели. Затем платформа смещается вниз на толщину слоя (100 мкм). Операции нанесения материалов повторяются слой за слоем до полного построения модели.

Ламинирование (англ. laminated object manufacturing, LOM) — способ формирования объектов послойным склеиванием (нагревом, давлением) тонких листов рабочего материала с вырезанием (с помощью лазерного луча или режущего инструмента) соответствующих контуров на каждом слое.

Объекты, напечатанные техникой LOM, могут быть дополнительно модифицированы путем механической обработки или сверления после печати. Толщина слоя при печати таким способом зависит от используемого материала, как правило, равна толщине обычной бумаги для копирования.

Схема 3D-печати LOM

Ламинирование не совсем относится к традиционным технологиям 3D-печати, поэтому не очень распространено. 3D-печатm таким способом требует использования материала поддержки, который затем очень затруднительно удалять, особенно на объектах с высокой детализацией.

Биопринтеры — экспериментальные установки, в которых печать 3D-структуры будущего объекта (органа для пересадки) производится каплями, содержащими живые клетки. Далее деление, рост и модификации клеток обеспечивает окончательное формирование объекта.

Понравилось? Покажи друзьям!

3D-принтер что такое?

Распечатывать картинки научились уже давно. Хотя, собственно говоря, не так уж давно. Сначала принтеры печатали только текст одним-единственным шрифтом, как на пишущей машинке.

А потом на этих принтерах с помощью букв и цифр удавалось даже нарисовать изображение. Это была так называемая матричная печать.

Струйная и лазерная печать позволили без труда печатать черно-белые и цветные изображения практически любой степени разрешения всех цветов и оттенков.

Но идея печатать трехмерные материальные объекты никогда не покидала разработчиков.

И вот стали совершенно реальными принтеры, которые печатают не картинку на бумаге, а объект в пространстве. Пространство имеет 3 измерения, поэтому такие принтеры получили название 3D-принтеры или, говоря простыми словами, трехмерные принтеры. Итак, 3D-принтеры: что такое, как работает и что можно напечатать с его помощью?

Распечатать или воссоздать трехмерное изделие сразу, одним махом невозможно. Поэтому и трехмерные принтеры распечатывают такие объекты слой за слоем, также как лазерные или струйные двухмерные принтеры распечатывают картинку строка за строчкой.

Распечатанное на принтере 3D модель – это не рисунок на бумаге. Это полноценный материальный объект, который можно взять в руки, перенести, поставить, убрать и наконец использовать по назначению.

3D-принтер – это устройство, которое позволяет создавать изображение в трехмерном измерении.

Такой принтер слой за слоем распечатывает цифровую трехмерную модель.

В качестве материала для создания модели, как правило, используется специальный пластик.

Предпосылки создания 3D-принтера

Первые попытки создания технологии трехмерной печати делали еще в 80-х годах. В то время был разработан стереолитограф, с помощью которого можно было создавать 3D-объекты из жидкого фотополимерного пластика. Технология в таком оборудовании основывается на свойствах фотополимеров – под воздействием лазера он застывает, приобретая твердую форму пластика.

Еще одним предшественником современного 3D-принтера стала технология «лазерного спекания». Основой для создания объемных моделей является порошок легкоплавкого пластика. От воздействия лазера пластик плавится, а затем спекается в единую массу. А чтобы от сильного нагрева пластик не воспламенился, в рабочую камеру закачивают инертный газ. Сложность обслуживания такого оборудования не позволяет такие принтеры использовать в домашних условиях.

Современный домашний 3D-принтер

Уже сегодня есть модели 3D-принтера для дома. Правда, стоимость их достаточно высока.

Как работает 3D-принтер?

Работает следующим образом: к рабочему элементу – головке-экструдеру подается пластиковая нить, он ее плавит и через сопло наносит в нужную точку распечатываемого слоя. При комнатной температуре пластик очень быстро застывает, что позволяет беспрерывно печатать, создавая слой за слоем объемный объект.

Каких-либо специальных условий при обслуживании 3D-принтера для дома не требуется, кроме затрат на печать (стоимость одного килограмма пластиковой нити 50-60 долларов).

В процессе печати такой принтер, можно сказать, прямо в воздухе из расплавленной нити воссоздает материальный объект. Данный объект предварительно должен быть оцифрован и в виде файла находиться в компьютере. Далее с помощью драйвера из цифровой модели объекта воспроизводятся такие движения печатающей головки, чтобы вытекающая из них расплавленная нить в конечном итоге застыла в виде точной копии оцифрованного объекта.

Встает собственно вопрос, а что это за цифровая модель материального объекта? Это файл, в котором специальным образом описано устройство этого объекта. Также как в текстовых файлах содержится модель текста, в графических файлах – модель картинок, в видео-файлах содержится модель видео изображения со звуком.

Мы привыкли к тому, что в таких файлах есть соответствующие расширения, по которым мы легко определяем, что за информация в них хранится. Например, расширение .txt и .doc – это тексты. Расширение .jpg и .png – это картинки. Расширение .avi и .mpeg4 – это видео. Также и у файлов 3d-моделей должны быть свои, отличные от других расширения файлов.

А как создать такие файлы? Для этого нужны соответствующие программы-конструкторы, равно как для создания текстов нужен текстовый редактор, для создания картинок нужен графический редактор.

Также уже существуют 3D-сканеры, позволяющие автоматизировать процесс создания 3D-файла также, как привычный сканер создает файл с только что отсканированным им изображением.

Как видим, технология работы с 3D-принтером и 3D-моделями во многом схожи с привычными методами и приемами работы с компьютерными файлами.

3D-принтер открывает новые возможности

Благодаря технологии 3D-принтера возможно печатать очень сложные трехмерные модели. Например, можно распечатать проекционную модель здания, причем точность передачи объекта может доходить до 100 микрон. Интересно, что 3D-принтеру под силу распечатывать даже модели с подвижными частями уже в сборе.

3D-принтеры для дома еще достаточно дороги, но многие уже оценили возможности такого оборудования. Эти принтеры пока более актуальны в научных институтах. Ведь благодаря им появилась возможность быстро и относительно просто воссоздавать разработанные прототипы, не прибегая к услугам опытного или серийного производства.

Оценили возможности 3D-принтеров люди разных профессий.

  • Ювелирам теперь проще создавать новые украшения самых разнообразных форм.
  • Понравилась новинка и археологам, так как при необходимости можно сделать точную копию найденной находки.
  • А в археологии очень трепетно относятся к оригиналам, стараясь лишний раз к ним даже не прикасаться.

3D-принтеры действительно открывают огромные возможности во всех сферах деятельности человека. Интересно, что существуют 3D-принтеры, которые печатают не пластиком, а шерстью, металлом и даже есть тестовые модели, печатающие пиццу.

Видео “В России напечатали первый жилой 3D-дом”

Мечтой ученых, которая скоро может стать былью – воссоздание человеческих органов, а так же создание бытовых «пищевых принтеров», которые из углеводов и белков смогут производить настоящие продукты. «Фантастика!», – скажете Вы… Возможно… но уже сегодня активно ведутся разработки технологии 3D-печати живой ткани с помощью стволовых клеток.

Сканирование 3D-объекта и последующая передача его модели в виде файла в любую точку мира, где есть Интернет, и там распечатка с помощью 3D-технологии – чем не быстрая передача материального объекта на любые расстояния? Об этом пока еще можно только мечтать. Но не за горами то время, когда можно будет позвонить или через Интернет сделать заказ пиццы на дом, оплатить этот заказ опять же через Интернет, и тут же у себя на кухне распечатать горяченькую пиццу. Приятного аппетита!

За 3D-технологиями большое будущее. Пока мы еще стоим в самом начале этого пути. Но ведь матричные принтеры, которые могли печатать только текст – это не такое уж отдаленное прошлое. И кто тогда мог представить, какие возможности открывает технология печати?!

 

P.S. Как Вы считаете, можно ли сравнить компьютерную грамотность с Джином, выпущенным из кувшина? Еще по теме:

Картридж для принтера: заправить или купить?

Что такое сканер и как им пользоваться

Что значит iPad и для чего он сгодится?

Что такое гаджет и что такое виджет?

Что такое планшетный ПК?



Получайте актуальные статьи по компьютерной грамотности прямо на ваш почтовый ящик.
Уже более 3.000 подписчиков

.

Важно: необходимо подтвердить свою подписку! В своей почте откройте письмо для активации и кликните по указанной там ссылке. Если письма нет, проверьте папку Спам.

Автор: Надежда Широбокова


19 декабря 2014




Как выбрать 3D-принтер по характеристикам

Введение

Технология 3D-печати набирает все большую популярность в мире, области применения увеличиваются с огромной скоростью: будь то промышленность, бизнес, медицина, образование, строительство и даже повседневный быт. В данной статье речь пойдет о том, как выбрать 3D-принтер по его характеристикам.

Подробнее о том, как выбрать 3D-принтер для дома и 3D-принтер для бизнеса читайте в наших предыдущих статьях.

О 3D-печати для новичков читайте в статье «3D-принтер для чайников: как перестать бояться и начать печатать».

Наиболее востребованной технологией печати на рынке является FDM (Fused Deposition Modeling), в основе которой заложена идея последовательного нанесения слоев материала для создания 3D моделей. Подробнее об этой технологии можно прочитать в статье «3D-принтеры FDM и FFF: в чем разница» про FFF и FDM 3D-принтеры. Какой выбрать? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется разобраться в характеристиках  “внутренностей” и в том, как они влияют на качество печати.

Содержание

Объем камеры

Одним из критериев для выбора 3D-принтера является объем камеры или размер рабочего пространства — это область, которую экструдер в состоянии свободно достичь.

Подробнее «О самых больших 3D-принтерах» читайте в статье по ссылке.

Какие бывают

3D-принтеры бывают самых разных размеров, от небольшой коробочки размером с пенал до целых зданий. Подавляющее большинство 3D-принтеров — настольные, размеры их области печати начинаются обычно с 10-20 сантиметров по каждой координатной оси. Для малогабаритной печати характерна высокая точность и детализация печати.

Источник: www.rbc.ru

Большее рабочее пространство требует большее время для печати. Пользователям придется пожертвовать детализацией и точностью для уменьшения времени печати, увеличивая диаметр сопел от стандартных 0.3 мм и 0.4 мм вплоть до 1 мм. Либо набраться терпения и ждать — результат будет точнее.

Источник: hitecher.com

Если вопрос стоит в том, как выбрать 3D-принтер для дома, то стоит выбрать малогабаритный принтер.

На что влияет

Тут все просто — габариты рабочего пространства, главным образом, влияют на максимальный размер печатаемого изделия, и опосредованно — на точность, детализацию и скорость. Перечисленные характеристики сильно зависят друг от друга, например, при увеличении скорости печати страдает ее детализация и качество.

В любом случае, делая выбор в пользу одного или другого типа 3D-принтера, придется смириться с некоторыми потерями в вышеописанных характеристиках. Но эти потери можно минимизировать. Как — читайте далее.

Применение

Малогабаритные (около 20 см) и средние принтеры, то есть — персональное и профессиональное оборудование с размерами печати 0,5 — 3 м, применяются повсеместно — сложно найти область деятельности, где была бы неприменима 3D-печать.

Принтеры с рабочей областью от нескольких метров до десятков метров применяются в производстве судов, авто и авиатехники, в строительстве. Некоторые строительные 3D-принтеры масштабируются, в теории — без ограничений, и могут печатать объекты размерами в сотни метров.

Подробнее об областях и всевозможных кейсах применения 3D-печати читайте в статьях нашего блога.

Примеры принтов

Источник: https://www.3dz.com.mt

Пример среднего размера печатаемого изделия.

Источник: https://blog.adafruit.com

Пример малогабаритной 3D-печати

Источник: http://3dprintstory.org

Шанхай, 3D-печатный мост 26,3 х 3,6 м. Автор фото: Divulgação

Крупный 3D-печатный объект.

Пример принтера

Пример 3D-принтера для крупногабаритной печати — Raise 3D Pro2 Plus.

Raise 3D Pro2 Plus

Источник: raise3d.com

Характеристики:

  • Размеры: 620×590×1105 мм
  • Подогреваемая платформа: да, 110 ºC 
  • Рабочая камера: 305×305×605 мм 
  • Скорость перемещения: 30 — 150 мм/с 
  • Температура экструдера: 300 ºC 
  • Точность позиционирования: XY: 0.78125 мкм, Z: 0.078125 мкм 
  • Диаметр сопла: 0.2/ 0.4/ 0.6/ 0.8 мм 
  • Количество печатающих головок: 2
  • Цена: 490 000 руб

Кинематика

Кинематика 3D-принтера говорит нам о том, каким образом устроено и как происходит перемещение печатающей головки по рабочему пространству. Выбор наиболее подходящего способа передвижения экструдера для каждого 3D-принтера осуществляется в индивидуальном порядке самим производителем. Но стоит для общего понимания описать эти способы. Существуют два типа конструкций, по которым движется механизм экструдера, это рельсы и валы. Рельсы, по сравнению с валами, обеспечивают более точное позиционирование и меньше подвержены деформации.  У каждой кинематической схемы есть свои плюсы и минусы.

На качество работы, в конечном итоге, влияет и кинематическая схема, и качество ее реализации в конструкции.

Подробнее о кинематиках FFF и FDM 3D-принтеров, их достоинствах и недостатках, читайте здесь.

Какие бывают

1. XY-Head Z-Bed. Данная кинематика предполагает движение экструдера по осям X и Y (в плоскости), а рабочей поверхности — по оси Z (по вертикали). На сегодняшний день, благодаря максимальной жесткости конструкции, данная схема является самой распространенной для изготовляемых в промышленных масштабах 3D-принтеров. В такой кинематике проще всего достичь высокого показателя точности позиционирования и, соответственно, качества печати. Также данная схема компактна и позволяет производить принтеры с закрытым корпусом.

Источник: http://www.insideaccess.lk

2 .XZ-Head Y-Bed. В этой кинематике экструдер перемещается по оси X и вертикально по Z, а стол движется по оси Y. В классическом (первоначальном) виде схема имеет достаточное количество изъянов. Например:

  • невозможность установить закрытый корпус
  • громоздкость конструкции приводов для горизонтального движения стола ощутимо замедляет процесс печати
  • такое явление, как Z-wobbling, в результате которого происходит смещение слоев относительно друг друга. Корень проблемы заключается в реализации кинематики. Правый и левый приводы для перемещения  экструдера по Z-оси работают несогласованно, из-за чего возникают небольшие колебания и перекосы головки.

Одна из самых популярных реализаций такой схемы — конструкция Йозефа Прюши, которая так и называется — Prusa. На сегодняшний день широко используется версия Prusa i3. Конструкция данной кинематики представляет собой жесткую вертикальную раму с экструдером и приводом оси Z из двух двигателей. Данная модификация приобрела огромную популярность в бюджетном сегменте 3D-принтеров.

Источник: https://prestigify.com

3. Delta. Довольно перспективная схема, имеющая ряд недостатков. Особенность конструкции позволяет реализовать высокоскоростную печать без дефектов, вызванных вобблингом. Данная схема очень требовательна к плате управления и нуждается в сложной калибровке. Все принтеры с такой кинематикой компактны по основанию но занимают много места в высоту. Качество печати дельта-ботов неравномерно по площади слоя. Подробнее о плюсах и минусах дельт читайте здесь.

Источник: https://3dprintersdepot.com

Вид экструдера

Экструдер — незаменимая часть любого 3D принтера, главная задача которой заключается в подаче расплавленного материала для последующего нанесения слоев. Какой экструдер выбрать для 3D-принтера? Ниже будут приведены основные их типы, и их отрицательные и положительные стороны.

Экструдер состоит из двигателя для проталкивания филамента в хотэнд и, собственно, самого хотэнда для размягчения пластика. Далее пластик через сопло попадает в рабочую область.

В массовом производстве 3D принтеры оснащаются 2 видами экструдеров — Direct-экструдером и Bowden-экструдером. Особенностью первого типа является то, что двигатель для подачи материала находится непосредственно на самом узле, и, таким образом, загромождает подвижную головку. Как следствие — малая скорость передвижения и печати. Двигатель Bowden-экструдера может располагаться вне головки, поэтому скорость печати и точность позиционирования у таких принтеров обычно больше. Но большее расстояние между движком и хотэндом затрудняют проталкивание материала, особенно, если это гибкий пластик (FLEX и RUBBER).

Источник: kinvert.com

Что если вам необходим принтер, способный печатать двумя материалами за один сеанс, или умеющий создавать сложные модели с громоздкими нависающими конструкциями? Для этого существуют экструдеры с двумя соплами! Конечно, существуют 3D-принтеры с двумя и более экструдерами (они могут перемещаться зависимо или независимо друг от друга), но они громоздки и дороги. Длительное время печати, необходимость построения “технологической башни” и меньшая точность позиционирования отталкивают пользователей своей непрактичностью.

Конструкция из двух экструдеров. Источник: https://aliexpress.com/

Что такое 3D-печать? Принцип работы / Типы / Применение

Концепция 3D-печати была изложена Дэвидом Джонсом (David E.H. Jones) в 1974 году. Однако методы и материалы для изготовления моделей были разработаны только в начале 1980-х годов.

Термин «3D-печать» охватывает многочисленные процессы и методы, которые предлагают широкий спектр возможностей для производства деталей и изделий из различных материалов. В последние годы эти процессы значительно развились и в настоящее время могут играть решающую роль во многих областях применения.

Эта обзорная статья призвана объяснить различные типы и процессы 3D-печати, как они работают, и каковы их использование и преимущества на текущем рынке. Давайте начнем с самого главного вопроса.

Что такое 3D-печать?

3D-печать, также известная как аддитивное производство, представляет собой процесс создания физического объекта из трехмерной цифровой модели или модели САПР. Он включает в себя различные компьютерные технологии, в которых материал соединяется или затвердевает для создания реального объекта.

Как правило, материал (такой как частицы порошка или молекулы жидкости, слитые вместе) добавляется слой за слоем в миллиметровом масштабе. Вот почему 3D-печать также называют процессом аддитивного производства.

Изображение иллюстрирует, как 3D-принтер печатает трехмерные объекты слой за слоем

В 1990-х годах технологии 3D-печати назывались быстрым прототипированием. Они были пригодны только для изготовления эстетических или функциональных прототипов. С тех пор мы прошли долгий путь.

Современная технология 3D-печати достаточно продвинута, чтобы создавать сложные структуры и геометрии, которые иначе было бы невозможно создать вручную.

Точность, диапазон материалов и повторяемость 3D-печати увеличились до такой степени, что мы можем создавать практически все — от простых прототипов до сложных конечных изделий, таких как экологически чистые здания, детали самолетов, медицинские инструменты и даже искусственные органы, используя слои человеческих клеток.

Как именно это работает?

Все методы 3D-печати основаны на том же принципе: 3D-принтер берет цифровую модель (в качестве входных данных) и превращает ее в физический трехмерный объект, добавляя материал слой за слоем.

Это способ отличается от традиционных производственных процессов, таких как литье под давлением и обработка с ЧПУ, которые используют различные режущие инструменты для построения желаемой структуры из сплошного блока. 3D-печать, однако, не требует никаких режущих инструментов: объекты изготавливаются непосредственно на встроенной платформе.

Процесс начинается с цифровой 3D-модели (проект объекта). Программное обеспечение (специфичное для принтера) нарезает трехмерную модель на тонкие двумерные слои. Затем он преобразует их в набор инструкций на машинном языке для выполнения принтером.

В зависимости от типа принтера и размера объекта печать занимает несколько часов. Печатный объект часто требует постобработки (например, шлифовки, нанесения лака, краски или других видов обычных завершающих штрихов) для достижения оптимальной отделки поверхности, что требует дополнительного времени и ручного труда.

Различные типы 3D-принтеров используют различные технологии, которые обрабатывают различные материалы по-разному. Пожалуй, самое основное ограничение 3D-печати, с точки зрения материалов и приложений, заключается в том, что нет единого универсального решения.

Типы/Процессы 3D-печати

Согласно стандарту ISO / ASTM 52900 все процессы 3D-печати можно разделить на семь групп. Каждый имеет свои плюсы и минусы, связанные с ним, которые обычно включают такие аспекты, как стоимость, скорость, свойства материала и геометрические ограничения.

1. Фотополимеризация VAT

Иллюстрация SLA: лазер (а) избирательно освещает прозрачное дно (с) резервуара, заполненного (б) жидкой фотополимеризующейся смолой. Подъемная платформа (e) постепенно вытягивает затвердевшую смолу (d).

3D-принтер на основе фотополимеризации Vat имеет контейнер, заполненный фотополимерной смолой, которая закалена с помощью источника ультрафиолетового света для создания объекта. Три наиболее распространенные формы полимеризации чана являются:

1A) Стереолитография (SLA): Изобретенная в 1984 году, SLA использует ультрафиолетовый лазер для сшивания химических мономеров и олигомеров с образованием полимеров, которые составляют тело трехмерного твердого тела. Хотя процесс быстрый и может построить практически любую структуру, он может быть дорогим.

1b) Цифровая обработка света (DLP): в нем используются обычные источники света, такие как дуговые лампы (вместо лазеров). Каждый слой объекта проецируется на ванну с жидкой смолой, которая затем затвердевает слой за слоем при подъеме или опускании подъемной платформы.

1c) Непрерывное производство жидкостных интерфейсов (CLIP): оно похоже на стереолитографию, но непрерывно и до 100 раз быстрее. CLIP может производить резиновые и гибкие объекты с гладкими сторонами, которые невозможно создать другими методами.

2. Экструзия материала

Иллюстрация экструзии материала: форсунка (1) наносит материал (2) на сборочную платформу (3).

В этом процессе нить из твердого термопластичного материала проталкивается через нагретое сопло, которое расплавляет материал и осаждает его на строительной платформе по заданному пути. Этот материал в конечном итоге охлаждается и затвердевает, образуя трехмерный объект. Наиболее часто используемые методы в этом процессе являются:

2a) Моделирование наплавки (FDM): в нем используется непрерывная нить из термопластичного материала, такого как нейлон, термопластичный полиуретан или полимолочная кислота.

2b) Робокастинг: Роботизированная обработка включает в себя экструзию пастообразного материала из небольшого сопла, в то время как сопло перемещается по строительной платформе. Этот процесс отличается от FDM тем, что после экструзии не требуется сушка или застывание материала для сохранения его формы.

3. Sheet Lamination – объединение листовых материалов

Некоторые принтеры используют бумагу и пластик в качестве строительного материала, чтобы снизить стоимость печати. В этом методе несколько слоев клеящего пластика, бумаги или металлических ламинатов последовательно соединяются вместе и обрезаются до нужной формы с помощью лазерного резака или ножа.

Разрешение слоя может быть определено исходным материалом. Обычно оно составляет от одного до нескольких листов копировальной бумаги. Процесс может быть использован для изготовления больших деталей, но точность размеров конечного изделия будет значительно ниже, чем у стереолитографии.

4. Направленное осаждение энергии

Метод осаждения направленной энергии широко используется в высокотехнологичной металлургии и в быстром производстве. Печатное устройство содержит сопло, которое крепится к многоосевому манипулятору робота. Сопло наносит металлическую энергию на платформу для сборки, которая затем плавится лазером, плазмой или электронным лучом, образуя твердый объект.

Этот тип 3D-печати поддерживает различные металлы, функционально классифицированные материалы и композиты, включая алюминий, нержавеющую сталь и титан. Он не только может конструировать совершенно новые металлические детали, но также может прикреплять материал (ы) к существующим деталям, что позволяет использовать гибридное производство.

5. Струйная обработка материалов

Части, напечатанные в процессе струйной обработки материала

Струйная печать работает аналогично струйным бумажным принтерам. В этом процессе светочувствительный материал наносится каплями через сопло небольшого диаметра, а затем затвердевает при помощи ультрафиолетового света, создавая деталь послойно.

Материалы, используемые в этой технике, представляют собой термореактивные фотополимеры (акрилы). Также доступны многокомпонентная печать и широкий спектр материалов (включая резиноподобные и прозрачные материалы).

Поскольку струйная печать материалов 3D-печати позволяет создавать детали с высокой точностью размеров с гладкой поверхностью, это привлекательный вариант для изготовления как визуальных прототипов, так и коммерческих инструментов.

6. Струйная переплетная обработка

Полноцветная печать, напечатанная из песчаника с помощью Binder Jetting

Для струйной обработки связующего используется два материала: порошковое основание и жидкое связующее. Порошок распределяется равномерными слоями в строительной камере, а связующее наносится через струйные форсунки, которые «склеивают» частицы порошка для создания нужного объекта.

Воск или термореактивный полимер часто смешивают со связующим порошком для повышения его прочности. После завершения 3D-печати, оставшийся порошок собирается и используется для печати другой структуры.

Так как эта технология очень похожа на струйную печать, она также называется инжекционной 3D-печатью. В основном она используется для печати деталей из эластомеров, свесов и цветных прототипов.

7. Слияние порошкового слоя

Слияние порошкового слоя представляет собой подгруппу аддитивного производства, при котором источник тепла (например, термопечатающая головка или лазер) используется для объединения материала в порошкообразную форму для создания физических объектов. Пятью наиболее распространенными формами этой технологии являются:

7a) Селективное лазерное спекание (SLS): в качестве источника энергии используется лазер для спекания порошкообразного материала, такого как полиамид или нейлон. Здесь термин спекания относится к процессу уплотнения и формирования твердой массы материала путем приложения давления или тепла без плавления его до точки сжижения.

7b) Селективное лазерное плавление (SLM): в отличие от SLS, этот метод предназначен для полного расплавления и плавления металлических порошков вместе. Он может создавать полностью плотные материалы (слой за слоем), которые имеют механические характеристики, аналогичные тем из традиционных изготовленных металлов. Это один из быстро развивающихся процессов, который реализуется как в промышленности, так и в научных исследованиях.

7c) Электронно-лучевая плавка (EBM): в этом процессе сырье (проволока или металлический порошок) помещают в вакуум и сплавляют вместе, используя электронный луч. Хотя EBM можно использовать только с проводящими материалами, он обладает превосходной скоростью сборки благодаря более высокой плотности энергии.

7d) Выборочное тепловое спекание (SHS): в нем используется термическая печатающая головка для подачи тепла на слои порошкообразного термопласта. Как только слой закончен, слой порошка перемещается вниз, и добавляется новый слой материала, который затем спекается для формирования следующего поперечного сечения модели. Этот метод лучше всего подходит для изготовления недорогих прототипов и деталей для функционального тестирования.

7e) Прямое металлическое лазерное спекание (DMLS): Он похож на SLS, но вместо этого использует мощность металла. Оставшаяся энергия становится вспомогательной структурой объекта и может быть повторно использована для следующей 3D печати. Детали DMLS в основном изготавливаются из порошкообразных материалов, таких как титан, нержавеющая сталь, алюминий и несколько нишевых сплавов. Это идеальный процесс для изготовления медицинских деталей на заказ, нефтегазовых компонентов и прочных функциональных прототипов.

Применение

В последнее десятилетие 3D-печать получила значительное развитие. Поскольку ее можно использовать для быстрого изготовления сложных конструкций по более низкой цене, она стала незаменимым инструментом в различных отраслях промышленности, начиная от коммерческого производства и медицины и заканчивая архитектурой и нестандартным дизайном.

Многие технологии производства добавок могут быть использованы для производства пищевых продуктов. Современные 3D-принтеры поставляются с предустановленными рецептами на встроенном компьютере, а также позволяют пользователям удаленно создавать свои продукты питания на компьютерах и смартфонах. Пища, напечатанная на 3D-принтере, может быть изменена по текстуре, цвету, форме, вкусу и питанию.

Технология также доказала свою эффективность в фармацевтических составах. Первый препарат, изготовленный компанией 3D Printing, был выпущен в 2015 году. В том же году FDA одобрило первый планшет с 3D-печатью.

3D-принтер Zero-G отправлен на МКС в 2014 году

В 2014 году компания SpaceX доставила на Международную космическую станцию первый трехмерный принтер. В настоящее время он используется космонавтами для печати таких полезных инструментов, как торцовый ключ.

В настоящее время технологические компании интегрируют аддитивное производство с облачными вычислениями для обеспечения децентрализованного и географически независимого распределенного производства. Некоторые компании предлагают услуги онлайн-3D-печати (через веб-сайт) как частным, так и коммерческим клиентам.

Будущее 3D-печати

Большая мечта о 3D-печати — это «фабрика в доме каждого». Это может звучать странно, но нельзя отрицать, что обладание машиной, которая может мгновенно производить бесконечно настраиваемые вещи, является захватывающим.

По данным GrandViewResearch, мировой рынок 3D-печати был оценен в $ 11,58 млрд в 2019 году, и ожидается, что он достигнет более $33 млрд к 2027 году (при темпе роста 14% в год).

Факторы, которые, как ожидается, будут стимулировать рост рынка, включают в себя агрессивные исследования и разработки и растущий спрос на приложения для создания прототипов из различных отраслей промышленности, в частности, автомобильной, аэрокосмической, оборонной и медицинской.

классификация по материалам и технологиям, разновидности 3d печати

  • Появление 3D-принтеров открыло совершенно новый период в мире современных технологий, поскольку стало реально напечатать самостоятельно практически любой объёмный предмет. Основа работы таких устройств обычно сводится к созданию цифровой модели, которая потом воплощается в настоящую копию. Но подобные приборы бывают совершенно разной мощности и комплектации, а также функционируют на базе всевозможных материалов. Поэтому владельцам принтеров стоит разбираться в этих отличиях, чтобы знать, какой вариант и когда именно будет уместно использовать.
  • Классификация принтеров по типу используемых материалов
  • Разновидности 3d печати

Классификация принтеров по типу используемых материалов

Именно расходник, который заправляется в 3D-принтер, определяет конкретный тип устройства. Сейчас создано несколько десятков вариаций, которые отличаются по своей плотности, технике и сфере применения. Зная свойства каждого из них, получится подобрать максимально качественную базу для будущего изделия.

Глина/керамика

Частично копируя свойствами керамики, рассматриваемая 3D-нить для печати включает в себя специальную смесь глины и полимера. Единой характеристикой для них является хрупкость, поэтому для безошибочной обработки и печати стоит соблюдать осторожность. Загруженный материал постепенно нагревается в печи после печати, а керамические частицы филамента спекаются, создавая слегка усохший, но твёрдый образец, готовый к остеклению и последующей обработке керамики.

Справка! Одним из лучших примеров глины для печати является LAYCeramic от Lay Filament, которая гарантирует почти аутентичные результаты.

Керамическую нить советуют применять, когда необходимо воссоздать глиняную посуду ручной работы и точно повторить столь уникальную фактуру из искусственной замены.

Гипс

Главное преимущества гипса заключается в простоте, эффективности и универсальности в 3D-печати для повтора различных объектов. В таком случае  3D-принтер для гипса  также заправляется соответствующими порошками, начиная от обыкновенного гипса и заканчивая более сложными аналогами в виде шпаклевки, цемента и тому подобных версий. Данный материал равномерно распределяется по поверхности рабочего стола, поверх идёт профессиональное клеящее средство, после чего повторно наносится тонкий слой гипсового порошка.

Внимание! Напечатанные изделия могут иметь любой оттенок, ведь цветовой спектр в отдельных моделях принтеров достигает почти 6 млн палитр.

За счёт наличия связующего вещества такие принтеры нередко применяются для создания интерьерных украшений – гипс прекрасно подходит для изготовления формы, которую потом можно декорировать уже вручную.

Воск

Вещество, которое следует применять для восковой 3D-печати, с натуральным воском не имеет ничего общего, кроме наименования, заниженной зольности и похожих температур плавления. Этот материал нужен для изготовления выплавляемых моделей – формочек для литья металлов. Впоследствии воск из заготовок выплавляется и вместо него заливается уже расплавленный металл.

Подобным способом создаются украшения высокого качества и копии металлических деталей для техники. Здесь задействовано параллельно несколько технологий — струйная печать или FDM. Вдобавок тут имеется отдельный бонус – лёгкость исполнения, поэтому чёткость и точность повторяемых контуров оценивается безукоризненно.

Пластик

Здесь для создания очередных объектов придётся задействовать жидкие фотополимеры, которые имеют интересный принцип создания фигурок. Ссылаясь на загруженную заранее компьютерную модель, ультрафиолетовый лазер постепенно засвечивает выделенные по схеме зоны. Чуть позже они начнут плавно затвердевать. Поскольку воздействие осуществляется через специально подготовленный фотошаблон, применяется ультрафиолетовая лампа. А шаблон будет меняться с каждым следующим слоем.

Единственный недостаток – низкая скорость работы, хотя подобная технология 3D-печати нужна для элементов деталей из металла. Именно она сделала принтеры такими популярными, что повлияло на спрос и востребованность таких устройств в будущем.

Дерево

Когда необходима печать объектов, которые выглядят максимально похожими на дерево и имеют аналогичные характеристики, то стоит приобрести PLA-wood с добавлением древесного волокна. На рынке существует множество филаментов для 3D-принтера, созданных по формуле самых распространенных пород. Одним из креативных применений является создание моделей, используемых в архитектуре. Но эстетическая и тактильная привлекательность такого материала достигается благодаря снижению гибкости и прочности.

Важно! Стоит быть осторожным с температурой, при которой вы печатаете филаментом с древесиной: чрезмерное количество тепла непременно приведёт к сгоревшему или карамельному виду.

Металл (сталь/алюминий/золото)

Настоящие металлы здесь тоже не применяются: по факту это лишь смесь специального порошка и PLA/ABS. Хотя такая основа всё равно позволяет создавать прототипы, которые имеют внешний вид металла. Для аддитивных установок готовый материал выпускается в форме мелкодисперсных сферических гранул с размером зерна 4–80 микрон, а сама технология сосредоточена на сплаве при помощи иттербиевого лазера.

Справка! Сейчас существует около 20 материалов из металла, число которых постоянно увеличивается за счёт не просто стандартных смесей, но и уникальных высокотехнологичных веществ.

Подобным методом изготавливаются функциональные детали и технические прототипы, штампы, прессовые вставки и всякие элементы пресс-форм для литья. Но из-за них придётся чаще менять сопла: применяемые компоненты немного абразивны, что значительно повышает степень износа.

Поликарбонат

К числу самых новейших материалов относят PC или обыкновенный поликарбонат. Согласно многочисленным отзывам это чрезвычайно прочный, легкий и прозрачный термопластик. Он прекрасно подходит для производства различных бытовых продуктов (компакт-диски, пуленепробиваемые стекла, снаряжение, стекла для солнцезащитных очков, подводные маски, чехлы для телефонов) – материал нашёл своё применение в самых разных отраслях.

Завышенная ударная вязкость здесь гораздо надёжнее, чем у стекла или акрила. А вот плотность меньше половины плотности стекла: это свидетельствует о хорошей прочности к ударам и аналогичной прозрачности.

Песок

Значение «песок» в 3D-печати объединяет группу специальных порошкообразных материалов, куда включены такие виды, как: кварцевый, керамический, хромированный и циркониевый песок, оксид. Обычно упомянутые варианты используются при литейном производстве в машиностроении и промышленности. Впрочем, известны случаи их применения в смежных сферах – архитектуре или дизайне.

Принцип действия техники с песком очень прост: печатающая головка принтера начинает наносить специальное связующее вещество, поверх него порошок и так повторяет однообразное действие многократно. Дополнительно стоит отметить, что устройства, которые ориентированы на песок, без проблем взаимодействуют и с пудрой из металла.

Полиамид

Полиамид – уникальный порошковый материал, спекаемый лазером. Полный список полиамидов широк и включает в себя простые пластики и параллельно специальные вещества. Столь востребованный пластик шероховат, поэтому при его использовании на конечном изделии могут быть заметны гранулы или горизонтально ориентированные полосы (следы от слоёв печати).

Внимание! Данный изъян поверхности можно исправить при завершающей постобработке за счёт мини-дрелей и профессиональных шлифовальных насадок.

Обычно он применяется для изготовления уже конечных изделий, тестирования и мелкосерийного производства, гарантируя стабильную производительность и многочисленные копии.

Резина

Специальный материал, который по своим свойствам очень близок к настоящей резине и практически на 100 % повторяет её главные свойства. Этот материал хорошо подойдет для печати таких гибких вещей, как кнопки, уплотнители, амортизаторы и даже покрышки для радиоуправляемых моделей. Техника тоже не отличается сложностью: поверхности склеиваются при помощи синтетических каучуков или паяльного фена. Обычно в наборе к 3D-принтеру идёт катушка, упакованная в многоразовый вакуумный пакет с силикагелем, чтобы при хранении вещество не портилось.

Силикон

Долго данный материал не использовался в 3D-печати, поскольку плохо поддавался нагреву, что изначально делало его непригодным для рассматриваемой технологии производства. Но сейчас многочисленные области применения силикона вытекают из разнообразных свойств материала: устойчивость к воздействию агрессивных сред, отсутствие токсического действия, эластичность и прозрачность.

Чаще всего из него повторяют модели игрушек, масок, мягких тапочек, элементов суставов, кнопок и даже пневматических патрубков сложной формы. База из силикона не поддается механической обработке и поэтому обладает высокой износостойкостью.

Разновидности 3d печати

Современных технологий 3D-печати на теперешний момент создано немало: регулярно появляются свежие версии, а также происходит непрерывная модификация уже известных схем и формул. Поэтому владельцу 3D-принтера необходимо оставаться в курсе новинок, чтобы ориентироваться во всём многообразии моделей и учитывать их технологические характеристики.

SLA – стереолитография

  SLA   — основан на облучении жидкой фотополимерной смолы лазером для повтора твёрдых физических моделей. Воссоздание запланированной модели проводится поэтапно, слой за слоем: каждый вычерчивается лазером, согласно заложенным в систему данным. Подобное облучение приводит к полимеризации (затвердеванию) материала в точках соприкосновения с лучом. Многие не рекомендуют держать такое устройство дома из-за токсичности фотополимера.

DLP

 DLP  — альтернативный способ цифровой светодиодной проекции позволяет снизить себестоимость 3D техники. По сравнению с лазерными установками, DLP принтеры создают проекцию изображение целого слоя до затвердевания полимерной смолы, а потом наносится новый слой материала и следует рисунок нового слоя будущей модели. С момента появления такие приборы составляют серьёзную конкуренцию аппаратам, работающим по смежной технологии SLA.

FDM/FFF/PJP

Представленная группа  FDM  принтеров действует по единому принципу: они выдавливают какой-то определённый материал слой за слоем через сопло-дозатор. Пока это самая популярная технология в рассматриваемых устройствах, куда входят мэйкерботоподобные аналоги. Печать на основе подобной техники отличается высоким качеством, скоростью и прочностью финальных изделий. Вдобавок она совместима с большинством ранее упомянутых материалов.

SLM

 SLM  — принцип работы данной технологии заключается в лазерном сплавлении металлического порошка. Для этого камера принтера наполняется необходимым материалом при помощи специального подающего механизма. Потом база распределяется по платформе очень тонкими слоями посредством ровняющей лопатки. Далее мощный лазер соединяет двухмерные кусочки будущего изделия путем выборочного сплавления. На финальных этапах платформа опускается, и весь процесс повторяется заново до полного построения выбранной вещи.

 Справка!  Стоит помнить, что ёмкость при печати по SLM заполняется специальным инертным газом, что не дает металлу вступать в реакцию. В качестве материала часто используются сталь, кобальт-хромовые и другие смеси, титан, а также драгоценные металлы.

LCD

Этот формат печати очень похож на ранее упомянутый принцип DLP, хотя сам алгоритм обладает существенным преимуществом — низкой стоимостью принтеров. Обычно к принтерам схожей конструкции относятся устройства, работающие с засветкой фотополимера светодиодной УФ-матрицей с использованием в качестве маски доработанного LCD-дисплея. Они имеют хорошую совместимость с прочими технологиями, но перед применением полимеров для других типов требуется предварительная проверка по каждой подборке.

SLS

Смысл  SLS  (лазерного спекания порошковых компонентов) заключается в степени нагрева материала печати и используемых материалов. В подобных конструкциях всегда есть небольшая ванна с жидким полимером, где луч лазера проходит по поверхности, после чего в обработанных зонах полимер под воздействием УФ полимеризуется. Едва один слой будет готов, платформа с деталью опускается, жидкий полимер переходит в пустоту и запекается следующий слой. Так происходит по кругу, пока не будет закончено всё изделие целиком.

 Внимание!  После печати таким способом необходима постобработка объекта — удаление лишнего материала и поддержки, иногда поверхность шлифуют.

LPD

Протокол, также известный под названием «протокол построчной печати», — сетевая версия прикладного уровня для передачи объёмных предметов на печать, является стандартом де-факто для UNIX-систем, предоставляющим базовые возможности. Тут файл данных, предназначенный для печати на принтере, сначала помещается во временную область (каталог на диске), где периодически сканируется зона спулинга. По факту столь специфическая область представляет собой последовательный набор очередей заданий на реализацию копий, которые выполняются в стандартной очереди.

Polyjet

Очередной метод печати был изобретён израильской компанией Objet в 2000 г. Его суть сводится к тому, что фотополимер маленькими дозами выстреливается из тонких сопел (наподобие струйной печати), после чего моментально полимеризуется на поверхности изготавливаемой вещи под воздействием УФ-излучения. Основными материалами здесь являются фотополимеры и пластик, хотя порой подходит и специальный воск. Как правило, столь объёмную печать используют при изготовлении медицинских имплантатов, зубных протезов и слепков. Заодно тут допускается получение многоцветных вариантов и вещей с различными свойствами (эластичные в сочетании с твёрдыми).

3 DP

Процесс создания дубликатов по этой inc-jet-технологии базируется на связывании материала в предварительно заданных зонах уникальным клеящим веществом. Перед стартом печати будущая 3D-модель требуемого объекта должна быть разрезана специальной САПР-программой на горизонтальные слои, после чего сама форма уже передаётся на печать в специальном G-коде. Выбранный метод заключается в нанесении на материал клея, за ним слоя свежего порошка и далее всё заново. В итоге получается похожий на гипс материал (sandstone) – данный способ абсолютно безопасен для бытового и офисного использования.

 Справка!  Конечный результат может иметь грубую поверхность и невысокое разрешение – это главный изъян 3 DP.

DMLS

Прямое спекание металлов лазером – уникальный приём аддитивного производства металлических изделий, созданный фирмой EOS. Технологию DMLS нередко путают со смежными принципами SLS и SLM. Процесс неизменно включает в себя порошковый материал: он идёт в рабочую камеру в чётком количестве, необходимом для нанесения одного слоя. Потом специальный валик выравнивает вещество в ровный слой и удаляет лишнее из камеры, а лазерный луч спекает частицы друг с другом и с предыдущим уровнем согласно контурам, заданным цифровой моделью.

 Важно!  Центральной особенностью технологии считается очень высокое разрешение печати – в среднем около 20 микрон.

CJP

Очередная цветная струйная печать – тоже разновидность трёхмерного способа, которая подразумевает тонкое нанесение порошкообразных расходных материалов с выборочным использованием связующего полимера. Важным отличием этой новинки являются разноцветные элементы в моделях. В свою очередь, неизрасходованные материалы не убираются из рабочей зоны во время процесса, а служат дополнительной опорой для следующих уровней, что позволяет реализовать предметы высокой геометрической сложности.

EBM

Техника, которая называется электронно-лучевая плавка – ещё один метод аддитивного производства металлических изделий быстрого производства. В основе утверждённой схемы лежит использование электронных пучков высокой мощности для сплавки материала в вакуумной камере с появлением последовательных слоев, дублирующих контуры объёмной модели. Подобное плавление совершается при высоких фоновых температурах, достигающих порядка 700–1000 °C, что даёт возможность создавать детали без остаточного механического напряжения, который бывает вызван градиентом температур между уже охлажденными и ещё горячими участками.

Clip

Инновационная схема и принцип её действия заключается в использовании света и кислорода для отверждения светочувствительной смолы. Согласно описанию, такой подход схож с типичной и широко известной стереолитографией, где для отверждения светочувствительной смолы применяется лазер или прожектор. Здесь механическая 3D-печать внезапно превращается в фотохимический процесс, позволяющий использовать тонкую настройку и гарантирующий быстрое изготовление объектов и отсутствие эффекта расслоения. Кислород активно применяется как подавляющий агент, предотвращающий отвердевание смолы в отдельных зонах.

DLS

Наиболее распространенный алгоритм печати, который заключается в том, что под воздействием ультрафиолетового света корректируются физические свойства смол. Каждый слой засвечивается, после чего последующий уровень становится твёрдым. По факту это альтернативный метод SLA, который необходим вместо лазерных установок. Такие варианты проецируют изображение полноценного слоя, после наносится другой слой строительного вещества, и так постепенно формируется будущий прототип. 3D-приборы, работающие по технологии DLS, демонстрируют высокие результаты.

MJ

Многоструйное моделирование – фирменный способ печати на базе аддитивного производства, разработанный организацией 3D-Systems. Данная технология применяется в серии профессиональных устройств ProJet. Так, воспроизведение слоёв осуществляется с помощью специальной печатной головки, дополненной массивом сопел: их численность в современных моделях варьируется от 96 до 448 штук. В случае с фотополимерами каждый законченный слой обрабатывается ультрафиолетовым излучателем для дальнейшей полимеризации.

LOM

Если рассматривать этот вариант планировки объёмных фигур, то в нем используются ламинированные пласты, которые вырезаются с помощью ножа или лазера и склеиваются. Сначала фиксируется тонкий лист материала, который отрезается чётко по контуру, потом укладывается следующий лист и так снова. На финальной стадии все листы прессуются или спекаются. А когда для печати объёмных моделей необходима тонкая фольга, то она спекается благодаря встроенной ультразвуковой вибрации и прессуется в требуемый формат.

LDM

Очередную технологию разработал производитель принтеров WASP, ориентируясь для начала на глину. Методика жидкого нанесения выбранного вещества решает многие технические проблемы, связанные с созданием 3D-материалов. Подобный алгоритм позволяет чётко контролировать поток глиняного материала, подающегося на экструдер: от начала до конца процесс синхронизирован с шаговым двигателем, который обещает последовательную подачу базы. Такой подход предотвращает образование воздушных пузырей, деформаций и прочих изъянов, которые в итоге рискуют вызвать разрушение керамических изделий.

MJM

MJM имеет немало общего с FDM-технологией и тоже именуется многоструйной. Трехмерная печать осуществляется за счёт равномерного выдавливания расходного материала через многочисленные сопла, расположенные в печатающей головке. Эти элементы зафиксированы линией в несколько рядов, численность и расположение которых зависит от конкретной модели. В процессе печати головка неспешно передвигается в горизонтальной плоскости вдоль предметного стола, а из каждого миниатюрного сопла разбрызгивается жидкий полимер. Сразу после пройденного блока под влиянием УФ-излучения материал оперативно застывает и приобретает прочность.

Binder jetting

Аналог струйной печати посредством нанесения порошка и склеивания его связующим веществом BJ разработан специально для производства литейных форм. Цифровая модель заданной формы делится поэтапно на слои, переносится в аддитивную установку, где на предварительно подготовленный уровень песчаной смеси наносится отвердитель. Так в зоне построения создается отвержденная часть профессиональной смеси, точно повторяющей 3D-объект. Таким способом получится качественно печатать масштабные детали, что более рентабельно, чем иные методы производства.

DMT

Данная технология считается одним из самых эффективных видов 3D-печати металлических изделий за счёт прямого послойного построения в процессе сплавления мелкодисперсных частиц порошка лазером непосредственно по CAD-модели. В процессе DMT материал в требуемом количестве подается точечно в область плавления, образованную поверх заготовки при воздействии лазерного излучения. Благодаря такой организации подачи порошка возникает целый перечень уникальных преимуществ.

SDL

Селективное прессование запатентовано компанией Mcor Technologies: подобная печать начинается с подготовки в специальном программном обеспечении. Модели заранее компонуются и размещаются в виртуальной рабочей камере принтера, делятся на слои, устанавливается глубина пропитки и в конце формируется задание на печать. Все операции выполняются в уникальном программном обеспечении, которое идёт в комплекте с самим устройством.

MIM

Литьевое прессование металлов – высокотехнологичный процесс формования сложных изделий, изготавливаемых из мелкодисперсных смесей полимерного связующего с металлическими наполнителями. Этот способ производства деталей сложного профиля без отходов материала и последующей механической обработки считается сегодня самым малозатратным при серийном производстве. Причём металлический порошок получают путём распыления металла с размером частиц от 5 до 20 микрон.

Специальные приборы для 3D-печати привлекают большое количество людей, но далеко не все действительно разбираются во встроенном функционале таких устройств. Поэтому правильная расстановка приоритетов в сочетании со знанием существующих технологий и различных материалов для печати позволят использовать столь уникальную технику по максимуму.

  • 14 февраля 2020

  • 936

что такое 3D-принтер, принцип его работы, как создаются модели для 3D-печати.

Появление принтеров, позволяющих осуществлять распечатку в объёмном формате, значительно расширило возможности человека в различных сферах деятельности. Теперь можно создавать различные детали любой сложности и конфигурации в домашних условиях. При этом для работы используются полимерные материалы, которые легко можно купить в магазине или заказать через интернет.

Однако сам процесс печати представляет собой сложную последовательность действий. Для того чтобы разбираться в современных технологиях и правильно пользоваться устройством, необходимо знать его принцип работы. С этим вы можете познакомиться в нашей статье.

Содержание статьи

Что такое 3D-принтер, принцип его работы

3D принтер, если объяснять простыми словами, это устройство, создающее трёхмерные объекты путём послойной печати. Сначала формируется модель в специальной программе, затем она обрабатывается при помощи так называемого генератора G-кода — делится на горизонтальные слои и преобразуется в цифровой код. Последний становится командой для принтера, куда и как наносить материал.

Он представляет собой сложную конструкцию, в которой печатающая головка двигается только по горизонтали. В результате нанесения материала сразу в нескольких плоскостях создаётся объёмная фигура. Формируется фигура на специальном рабочем столике, обеспечивающем приклеивание полимера и его фиксацию.

При нанесении одного слоя, поверхность стола опускается на один уровень ниже — ровно на толщину 1 слоя и печатающая головка наносит следующий слой до тех пор, пока объект не будет полностью создан.

ВАЖНО! В наше время 3D печать нашла применение во всех сферах человеческой деятельности: от строительства до медицины.

Технология SLA

Для понимания следует рассмотреть несколько возможных вариантов нанесения полимерного материала для формирования изделия. Одним из таких способов является использование технологии SLA:

  1. В ёмкость наливается полимер или смола, затвердевающая при воздействии луча лазера.
  2. После включения системы лазер начинает перемещаться вдоль кареток.
  3. В определённых местах касания лазером полимер становится тверже, его структура меняется.
  4. Ёмкость после прохождения слоя опускается ниже, формируя каркас.

ВАЖНО! Так получаются чёткие детали, обладающие высокой прочностью и качеством материала, однако использование данной технологии слишком затратно.

Технология SLS

Данный способ основывается на использовании лазерного луча для послойного создания детали. В центре оборудования установлен валик с платформой. Из неё подаётся специальный полимерный материал для формирования заготовки. После нанесения тонкого слоя лазер равномерно склеивает участки полимера, формируя один уровень. Так проходит несколько циклов до появления готовой формы.

Такой вариант несколько сложнее в исполнении, но не уступает в точности. Стоимость в среднем ниже по сравнению с другими версиями.

Технология DLP

Вариант DLP печати является относительно новым изобретением в области 3D-моделирования, однако принцип практически не отличается от представленных выше методов. Стоит понимать, что в DLP печати в качестве основного инструмента выступает полоска с прикреплёнными к ней светодиодами вместо лазерной установки, как при технологии SLA. Это позволяет не только ускорить процесс, получить отличное качество, но и сэкономить на оборудовании. Представленный вариант является улучшенной версией и занимает лидирующие позиции.

Технология EBM

Ещё одним вариантом, применяемым в области объёмной печати, является разработка EBM. Технология подразумевает применение направленных лучей от излучателей (электронные пушки). За счёт высокой температуры, получаемой при нагревании потоком лучей, материал начинает плавиться, а в дальнейшем позволяет формировать изделие различной конфигурации и размеров. Температура может достигать до 1000°C, что позволяет работать даже с некоторыми металлами.

ВАЖНО! Основным преимуществом данного метода является большая скорость и высокая производительность, что крайне полезно при высоких темпах работы и больших масштабах производства.

Управление работой 3D-принтера

Чтобы обеспечивать взаимодействие всех систем, необходимо правильно управлять параметрами распечатки и настраивать технику. Для регулирования эксплуатации 3D принтера существуют различные программы и приложения. Основным способом является использование настроек программного обеспечения, установленного на компьютере. С его помощью можно регулировать следующие параметры:

  1. Температуру сопла, из которого подаётся полимерный материал для изготовления модели.
  2. Температуру рабочего стола для лучшего прилипания материала к поверхности.
  3. Скорость и интенсивность подачи полимера на рабочую поверхность. Благодаря данному параметру также улучшается нанесение слоёв.
  4. Работу электромоторов для передвижения печатающего станка.

Также существуют специальные программы, использующие кодировку для взаимодействия с контроллерами и управления рабочим процессом.

Как создаются модели для 3D-печати

Для обеспечения такого сложного процесса необходимо пользоваться специальными моделями, по которым будет строиться будущее изделие. Если вы только начинаете осваивать технологию, стоит научиться пользоваться стандартными программами и приложениями. Обычно в комплекте идёт установочный диск с базовой комплектацией и набором готовых фигур.

Можете найти приложение в интернете или создать фигуру в режиме онлайн. В данном разделе вам нужно пройти обучение, чтобы понимать основной порядок действий. После этого вы можете самостоятельно попробовать создать собственный макет будущей детали. Программа сама преобразует формат файла и отправит его на печать.

Подпишитесь на наши Социальные сети

принтер — это… Что такое 3D-принтер?

У этого термина существуют и другие значения, см. 3D.

3D-принтер.

3D-принтер — устройство, использующее метод послойного создания физического объекта на основе виртуальной 3D-модели.

Технология

3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта.

Применяются две принципиальные технологии:

  • Лазерная
    1. Лазерная печать — ультрафиолетовый лазер постепенно, пиксель за пикселем, засвечивает жидкий фотополимер, либо фотополимер засвечивается ультрафиолетовой лампой через фотошаблон, меняющийся с новым слоем. При этом он затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик
    2. Лазерное спекание — при этом лазер выжигает в порошке из легкосплавного пластика, слой за слоем, контур будущей детали. После этого лишний порошок стряхивается с готовой детали
    3. Ламинирование — деталь создаётся из большого количества слоёв рабочего материала, которые постепенно накладываются друг на друга и склеиваются, при этом лазер вырезает в каждом контур сечения будущей детали
  • Струйная
    1. Застывание материала при охлаждении — раздаточная головка выдавливает на охлаждаемую платформу-основу капли разогретого термопластика. Капли быстро застывают и слипаются друг с другом, формируя слои будущего объекта
    2. Полимеризация фотополимерного пластика под действием ультрафиолетовой лампы — способ похож на предыдущий, но пластик твердеет под действием ультрафиолета
    3. Склеивание или спекание порошкообразного материала — то же самое что и лазерное спекание, только порошок склеивается клеящим веществом, поступающим из специальной струйной головки. При этом можно воспроизвести окраску детали, используя связующие вещества различных цветов
    4. Густые керамические смеси тоже применяются в качестве самоотверждаемого материала для 3D-печати крупных архитектурных моделей[1].

Существующие технологии

  • Лазерная стереолитография (Laser Stereolithography, SLA) — объект формируется из специального жидкого фотополимера, затвердевающего под действием лазерного излучения (или излучения ртутных ламп). При этом лазерное излучение формирует на поверхности текущий слой разрабатываемого объекта, после чего, объект погружается в фотополимер на толщину одного слоя, чтобы лазер мог приступить к формированию следующего слоя.
  • Селективное лазерное спекание (Selective Laser Sintering, SLS) — объект формируется из плавкого порошкового материала (пластик, металл) путем его плавления под действием лазерного излучения. Порошкообразный материал наносится на платформу тонким равномерным слоем (обычно специальным выравнивающим валиком), после чего лазерное излучение формирует на поверхности текущий слой разрабатываемого объекта. Затем платформа опускается на толщину одного слоя и на нее вновь наносится порошкообразный материал. Данная технология не нуждается в поддерживающих структурах «висящих в воздухе» элементов разрабатываемого объекта, за счет заполнения пустот порошком. Для уменьшения необходимой для спекания энергии, температура рабочей камеры обычно поддерживается на уровне чуть ниже точки плавления рабочего материала, а для предотвращения окисления, процесс проходит в бескислородной среде.
  • Электронно-лучевая плавка (Electron Beam Melting, EBM) — аналогична технологии SLS, только здесь объект формируется путем плавления металлического порошка электронным лучом в вакууме.
  • Моделирование методом наплавления (Fused Deposition Modeling, FDM) — объект формируется путем послойной укладки расплавленной нити из плавкого рабочего материала (пластик, металл, воск). Рабочий материал подаётся в экструзионную головку, которая выдавливает на охлаждаемую платформу тонкую нить расплавленного материала, формируя таким образом текущий слой разрабатываемого объекта. Далее платформа опускается на толщину одного слоя, чтобы можно было нанести следующий слой. Часто в данной технологии участвуют две рабочие головки — одна выдавливает на платформу рабочий материал, другая — материал поддержки.
  • Изготовление объектов с использованием ламинирования (Laminated Object Manufacturing, LOM) — объект формируется послойным склеиванием (нагревом, давлением) тонких плёнок рабочего материала, с вырезанием (с помощью лазерного луча или режущим инструмента) соответствующих контуров на каждом слое. За счет отсутствия пустот, данная технология не нуждается в поддерживающих структурах «висящих в воздухе» элементов разрабатываемого объекта, однако, удаление лишнего материала (обычно его разделяют на мелкие кусочки) в некоторых ситуациях может вызывать затруднения.

Применение технологии

  • Для быстрого прототипирования, то есть быстрого изготовления прототипов моделей и объектов для дальнейшей доводки. Уже на этапе проектирования можно кардинальным образом изменить конструкцию узла или объекта в целом. В инженерии такой подход способен существенно снизить затраты в производстве и освоении новой продукции.
  • Для быстрого производства — изготовление готовых деталей из материалов, поддерживаемых 3D-принтерами. Это отличное решение для малосерийного производства
  • Изготовление моделей и форм для литейного производства.
  • Конструкция из прозрачного материала позволяет увидеть работу механизма «изнутри», что в частности было использовано инженерами Porsche при изучении тока масла в трансмиссии автомобиля ещё при разработке
  • Производство различных мелочей в домашних условиях
  • Производство сложных, массивных, прочных и главное недорогих систем. Например беспилотный самолёт Polecat компании Lockheed, большая часть деталей которого была изготовлена методом скоростной трёхмерной печати.
  • Разработки Университета Миссури, позволяющие наносить на специальный био-гель сгустки клеток заданного типа. Развитие данной технологии — выращивание полноценных органов.
  • В медицине при зубном протезировании.

Приложения

После создания 3D-модели используются САПР-системы, поддерживающие управление 3D-печатью. Часто модели сохраняют в формате STL.

Самовоспроизведение

RepRap версия 2.0 (Мендель)

До недавнего времени считались научной фантастикой 3D-принтеры, способные воспроизводить детали собственной конструкции, то есть реплицировать сами себя. Сейчас разработка такой машины ведётся проектом RepRap, на данный момент принтер уже производит более половины собственных деталей. Проект представляет собой разработку с общедоступными наработками и вся информация о конструкции распространяется по условиям лицензии GNU General Public License.

Проект первого в истории недорогого реплицирующегося (то есть способного воссоздать по крайней мере часть самого себя) трёхмерного принтера — RepRap активно реализуется в наши дни английскими конструкторами университета Бата. «Самая главная особенность RepRap состоит в том, что с самого начала он был задуман как реплицирующаяся система: принтер, который сам себя распечатывает» (Адриан Боуэр, один из сотрудников проекта RepRap).

См. также

Примечания

Ссылки

Устройства
  • Проект RepRap — открытый проект по созданию 3D-принтера своими руками
  • [email protected] (англ.) — другой открытый проект по созданию 3D-принтера своими руками
Статьи и обзоры

Что такое 3д принтер? Как это устроено?

Понятие «принтер» давно известно человечеству как бесконечный источник печати текста и красочных картинок. Современные принтеры с легкостью печатают глянцевые и матовые фотографии. О том, что они незаменимы в офисах и учебных заведениях, можно говорить долго и нудно. Но с объемной печатью у таких растений очень мало общего; с их помощью нельзя делать трехмерные фигуры.

Тогда что это за штука собственно трехмерный принтер? Работа 3D-принтера заключается в том, чтобы вынимать трехмерные фигуры и объекты, поэтому можно утверждать, что он создает физические тела в соответствии с формами и параметрами.

Что касается технологии воспроизведения трехмерной печати, то их достаточно очень много, но все они основаны на принципе постепенного наложения разных слоев материала друг на друга. Другими словами, с помощью этого оборудования вы можете отображать самые разные предметы и детали в объемных плоскостях.

Рис. 1. Фигурка сделана с помощью 3D-принтера.

Где и для чего применяют трехмерные принтеры

Если около 20 лет назад главным нововведением в мире и достижением разработчиков была мобильная связь, то сегодня наступает звездный час оборудования для трехмерной печати. На практике они используются в самых разных сферах. В первую очередь их начали использовать при изготовлении опытных образцов. Однако распечатать на 3D-принтере можно не только идеальные прототипы, но и многое другое.Сегодня известно использование подобных аппаратов в архитектуре и скульптуре, в ландшафтном дизайне, в геодезии и картографии, а также в сапожной и обувной промышленности.

Стоит отметить, что бизнес по производству 3D-принтеров тесно связан с ювелирным искусством. Технология 3D-печати давно взята на вооружение представителями этой профессии. Также они используются в медицинском моделировании для воссоздания моделей внутренних органов и изготовления протезов. Современные скульпторы и художники очень часто используют аппараты для изготовления прототипов для воспроизведения в большом количестве различных фигур.

Из-за дороговизны трехмерных принтеров не каждый собственник бизнеса может позволить себе приобрести такое оборудование, поэтому сегодня многие фирмы и организации предлагают клиентам арендовать этот принтер или изготовить отдельные объекты на заказ. На территории Российской Федерации такая услуга будет стоить несколько долларов за каждый кубический сантиметр или чуть больше. В значительной степени все будет зависеть от использования методов трехмерной печати. В ближайшее время планируется организация и реализация таких заказов удаленно, чтобы заказчик мог дать точные инструкции по той или иной задаче исполнителю, а затем получить готовую статью по почте.

Еще одним удивительным фактом о 3D-принтерах можно считать их способность дублировать собственные детали. Разработка такого специализированного устройства была начата в 2006 году на базе проекта RapRap, в рамках которого ученым удалось воспроизвести почти половину конструктивных элементов устройства для трехмерной печати. В будущем с помощью такого оборудования производство 3D-принтеров будет стоить намного дешевле и меньше трудозатрат. За два года разработчики провели все испытания и устранили недостатки своего творения, и сегодня трехмерные принтеры RepRap запущены в производство.Сделать такой 3D-принтер своими руками будет достаточно сложно, но тогда вы, скорее всего, столкнетесь с недостатками устройства.

Рис. 2. Трехмерный принтер, печатающий собственные детали.

Сегодня можно купить 3D-принтер, если только у вас есть огромные финансовые возможности, но со временем стоимость таких аппаратов будет меньше, потому что современные разработки ученых направлены в основном на снижение цены и модернизацию такого трехмерного оборудования.

Перспективы и возможности 3D-принтеров в пищевой промышленности

Первое трехмерное устройство, 3D-печать которого можно использовать для выращивания продуктов питания, было изготовлено учеными из Массачусетского технологического института. В 2010 году они представили миру ударное устройство под названием Comucopia («рог изобилия»).

Работа 3D-принтера такого направления мало чем отличается от стандартного устройства, но в качестве исходного материала используется тот или иной пищевой продукт, можно даже смешивать несколько разных продуктов.При попадании пищевых продуктов в рабочую камеру происходит их сильное охлаждение для удобства проведения последующих работ. Затем полученное вещество тщательно перемешивают и из него готовят заранее заданный продукт или блюдо.

Создание такого пищевого принтера тесно связано с именами Марчелло Коэльо и Амита Зорана, потому что именно эти люди считаются основоположниками этой идеи и людьми, осуществившими ее непосредственное воплощение. Это нововведение представляет собой не только интересную аппаратуру, но и большой шаг вперед в развитии кулинарии.Обзор 3D-принтеров такого рода деятельности показал, что они могут знакомить человечество с совершенно новыми изысканными кулинарными изобретениями и использовать неизвестную ранее технологию приготовления еды, что особенно популярно в фешенебельных ресторанах. Более того, пользователь может заранее указать необходимое значение пищевой ценности или не менее важных вкусовых качеств готового продукта, который можно распечатать на 3D-принтере. Обслуживание такого устройства достаточно простое, но, тем не менее, потребует от пользователя подробного ознакомления с инструкциями..

Рис. 3. Пищевой трехмерный принтер.

Перспективы и возможности 3D-принтеров в медицине

Долгие годы медицинских исследований привели к тому, что Институт регенеративной медицины PEC Forest начал использовать трехмерную печать для воспроизведения тканей человека. Похоже, что струйные 3D-принтеры могут поднимать настоящие человеческие органы, если они будут заправляться биоматериалом (живыми клетками) вместо пластиковой ABC.С этой разработкой стремительное развитие клонирования живых организмов стало гораздо более реальным, чем раньше. Этому биопринтеру пришлось пройти множество всевозможных тестов и анализов, потому что пересадить человеку «отпечатанные» почку или печень без тщательного исследования было бы неразумно и слишком рискованно.

Результатом кропотливой и кропотливой работы ученых стал трехмерный принтер под названием «TED 2011», представленный публике осенью 2011 года. Вы будете поражены простотой технологии его работы, ведь он слишком сильно напоминает самый простой струйный принтер.Всем знакомые чернила заменили стволовыми клетками человеческого или животного происхождения. Некоторым может показаться, что сбор такого 3D-принтера своими руками не требует особого труда, а совсем наоборот. Каждая мельчайшая деталь играет важную роль, ведь любое неправильное движение или изменение температуры может угрожать той или иной операции.

Обзор 3D-принтеров медицинского назначения показывает, что их возможности практически безграничны. С помощью такого оборудования можно в кратчайшие сроки изготовить практически любую ткань человеческого организма, в том числе кожные покровы и слизистые оболочки.Что касается хрящей и позвоночных дисков, то даже такие сложные составы и суставы можно поднять с помощью соответствующего биоматериала. Испытательный орган, воссозданный с помощью медицинского 3D-принтера, также оказался успешным. Бизнес 3D-принтеров нашел свое полноценное место и здесь.

Это процесс подъема внутренних органов человека.

Использование данного прибора на практике означает, что больной орган человека подвергается необходимому анализу и сканированию под разными углами для получения полной картины.Находки помещаются в мозговой центр устройства трехмерной печати, а в рабочую камеру загружается соответствующая модель биоматериала. Всего за несколько часов это устройство производит здоровое тело со всеми его составными системами и сосудами.

Результаты следующих медицинских исследований поражают даже самых опытных врачей. Например, ученым удалось реконструировать репродуктивные органы кроликов. На этом эксперимент не закончен, так как исследуемым животным имплантировали приподнятые органы.Оказалось, что искусственные образцы обладают всеми необходимыми функциями, поэтому кролики снова смогли спариваться. Другой эксперимент, поразивший человечество, — это искусственное создание крысиного сердца, которое не только вернуло к жизни бедное животное, но и подарило ему полное здоровье. Также известно о мочевом пузыре человека, который был успешно воспроизведен с помощью 3D-принтера.

Медики планируют использовать такое оборудование для заживления ран, ожогов и других серьезных травм на теле пациента.Ножевые и огнестрельные ранения уже не так страшны, ведь процесс заживления такого пациента будет более быстрым и эффективным. Для трехмерного принтера достаточно будет просто сканировать рану или поврежденный орган, чтобы в ближайшее время отдать необходимую порцию биоматериала и залить свежие раны.

Столь удивительный 3D-принтер просто радует человечество, выставка рабочих моделей с каждым годом пополняется новыми устройствами, которые имеют все больше хороших возможностей. Исследователи предсказывают большое будущее компактным персональным устройствам; такой 3D принтер может купить любой желающий.Речь идет о том, что напечатать на 3D-принтере можно все, что угодно. С медицинской точки зрения такой аппарат будет незаменим при домашнем заживлении ран того или иного осложнения.

Будущее за трехмерной печатью

3D-принтера были настоящими звездами на ежегодной научной конференции CES, выставка 2014 года заставила по-новому взглянуть на использование такого оборудования. С каждым годом количество представленных моделей устройств 3D-печати увеличивается.Лет пять назад в таких принтерах не было ничего особенного, но сегодня их стоимость стала намного меньше, а возможности стали более невероятными.

Рис. 5. Есть портативный трехмерный принтер.

Любителей кулинарного искусства порадовали кондитерские 3D-принтеры, выставка 2014 представила миру две модели такого замечательного оборудования (ChefJet, ChefJetPro). Разработчики ожидают активного использования своих изобретений в ресторанах, кафе и других специализированных заведениях, что не только упростило бы приготовление многих блюд, но и стало интересным развлечением для посетителей.Многих также заинтересовали трехмерный сканер и портативный 3D-принтер, особенно успешной была выставка, посвященная трехмерной печати.

Только представьте, какой была бы ваша жизнь с таким универсальным устройством. Вооружившись специальным материалом, пользователь сможет в домашних условиях напечатать себе уникальный набор посуды или даже пару симпатичных туфель, каждый день вы сможете радовать своего малыша новым кулинарным шедевром, съедобным замком или сладостями красивой формы.

Рис. 6. Есть сладости, напечатанные с помощью трехмерной печати.

Скоро трехмерные принтеры можно будет назвать волшебной палочкой, которая кардинально изменит мир вокруг нас. Сфера космических исследований уже давно обратила внимание на устройства трехмерной печати, поскольку они значительно облегчили и ускорили процесс ремонта соответствующей космической техники. Более того, космонавты смогли самостоятельно изготавливать собственные инструменты и аппараты, необходимые для дальнейших исследований космоса.Кто знает, может быть, в ближайшее десятилетие человечество сможет построить новые города на Луне или соседних планетах.

.

3ders.org — Что такое 3D-печать?

В прессе сегодня горячая тема 3D-печати!

Технология 3D-печати пришла в технологический мир в 1986 году, но не приобрела особого значения до 1990 года. Она не была так популярна за пределами мира инженерии, архитектуры и производства.

3D-печать также известна как изготовление настольных ПК, она может формировать любой материал, который можно получить в виде порошка. Для создания объекта вам понадобится цифровая 3D-модель.Вы можете сканировать набор трехмерных изображений или рисовать их с помощью компьютерного дизайна или программного обеспечения САПР. Вы также можете скачать их из Интернета. Цифровая 3D-модель обычно сохраняется в формате STL и затем отправляется на принтер. Процесс «печати» трехмерного объекта послойно с помощью оборудования, который очень похож на струйные принтеры.

Одно из самых важных приложений 3D-печати — это медицинская промышленность. С помощью 3D-печати хирурги могут создавать макеты частей тела своего пациента, которые необходимо прооперировать.

3D-печать позволяет изготавливать деталь с нуля за считанные часы. Это позволяет дизайнерам и разработчикам перейти от плоского экрана к конкретной детали.

В настоящее время почти все, от аэрокосмических компонентов до игрушек, создается с помощью 3D-принтеров.

3D-печать

может обеспечить значительную экономию затрат на сборку, поскольку с ее помощью можно печатать уже собранные изделия. С помощью 3D-печати компании теперь могут экспериментировать с новыми идеями и многочисленными итерациями дизайна без значительных затрат времени или инструментов.Они могут решить, стоит ли выделять дополнительные ресурсы на концепцию продукта. В будущем 3D-печать может даже бросить вызов методу массового производства.

3D-печать повлияет на многие отрасли, такие как автомобилестроение, медицина, бизнес и промышленное оборудование, образование, архитектура и производство потребительских товаров.

Посмотрите видео ниже.

Читайте и просматривайте самые свежие в 3der.онлайн-ресурсы org, информация и многое другое:

** Комментарии? Подсказки? Находите ошибки? Или предложения, идеи, напишите нам в форме «свяжитесь с нами». Спасибо.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *