ДонНТУ   Портал магистров

3D-принтеры

Год назад я побывал на Международной выставке «Устойчивое развитие: энергоэффективность, ресурсосбережение, экобезопасность» в Донецке, где команда цифровой лаборатории IZOLAB презентовала 3D принтер. Координатор этого проекта Константин Леоненко рассказал, что это «кружок умелые руки, научно-техническое творчество 21 века». Что у них на Изоляции "будут стоять станки цифрового производства. С их помощью можно будет компьютерные модели разнообразные с минимальными усилиями превращать в физические объекты." Тогда же меня и заинтересовала эта штуковина.

Как оказалось, будущее из фантастических фильмов ХХ века становится заметно ближе. Появляются и развиваются новые технологии. Одной из таких фантастических технологий является 3D печать. 3D-принтер — устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели. Технология 3Д-печати с каждым годом становится всё доступнее и если пару лет назад это были большие и дорогие коробки за сотни тысяч долларов, то сегодня уже можно купить один небольшой агрегат прямо домой.

3D-принтер — устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D-модели. Любой 3D-принтер, вне зависимости от вида, представляет собой устройство, которое позволяет получить объемный физический объект на основе его графической трехмерной модели.

Персональные 3D-принтеры

  • Материал печати: пластик (ABS, PLA)
  • Технология: термопластическая экструзия
  • Назначение: использование дома и в офисе
  • Специальные навыки: не требуются
  • Данный класс принтеров рассчитан на обычного пользователя, от короткорого не потребуются специальных знаний и навыков. Персональный 3D-принтер поставляется в частично собранном (сопровождается инструкцией) или полностью готовом к использованию виде.

    Пример персонального 3D-принтера

    Принцип печати: расплавленный пластик через раздаточную головку по каплям поступает на платформу. Полимер мгновенно застывает, после чего печатающая головка перемещается и начинает печатать новый слой.

    Расходный материал представляет собой катушку с пластиком. Встречаются различные цвета пластика, однако не каждый 3D-принтер поддерживает печать несколькими цветами.

    В сегменте персональных принтеров можно выделить 2 подкласса:

    Потребительскиe

    Под этим условным названием можно объединить наиболее простые в использовании 3D-принтеры. С их помощью можно напечатать объекты несложной формы одного цвета. Подходят для создания прототипов или небольших предметов, применимых в быту.

    Пример потребительского 3D-принтера

    Недостатком таких принтеров является довольно низкая скорость работы (от 15 минут до нескольких часов), невысокая точность позиционирования головки и, как результат, — невысокое качество получаемых объектов.

    Преимущества: самая низкая цена из всех моделей 3D-принтеров, минимальный размер и вес. Также они практически бесшумны и не требуют вентилирования помещения. Их удобно использовать дома. Подойдут дизайнерам, изобретателям и всем остальным, кто желает протестировать 3D-технологию.

    Полупрофессиональные

    Это название также весьма условно. Такой 3D-принтер может использоваться как дома, так и в офисе для получения моделей и прототипов, мелкосерийной продукции.

    Основным отличием от предыдущей модели является высокий температурный режим работы.

    Такой принтер представляет собой закрытый бокс, в котором платформа нагревается. Дело в том, что в процессе печати слои пластика остывают неравномерно, отчего фигура может деформироваться. Нагрев компенсирует температурную разницу между слоями материала. В результате становится возможной печать более крупных и сложных объектов.

    Как правило, 3D-принтеры такого типа «выпекают» предметы с большей точностью и высокой скоростью. Отсюда и недостаток — шум и необходимость проветривания помещения. Для работы такого принтера следует отвести отдельную зону.

    Пример полупрофессионального 3D-принтера

    Некоторые 3D-принтеры, поддерживающие нагрев, имеют второй экструдер. Через него подается пластик второго цвета или поддерживающий материал. Это растворимый в воде или ином веществе пластик, который позволяет на выходе получить объект со множеством мелких элементов.

    3D ручки

    Люди уже фактически готовы рисовать в воздухе. Мы жестикулируем во время разговора и пытаемся проиллюстрировать свои слова, изображая руками разные фигуры. 3D-ручки позволяют превратить эти жесты в материальные, видимые объекты. Идея такого устройства уже не нова, но текущие реализации пока далеки от совершенства. Недавно на Kickstarter появился новый проект 3D-ручки. LIX Pen мала и потребляет мало энергии.

    3D-ручка LIX Pen

    Её длина 16,4 см, диаметр 1,4 см, вес 35 гр. Корпус из алюминия. Для работы достаточно подключить к компьютеру проводом с 3,5-мм штекером. Расходный материал для печати основан на растительных PLA-волокнах, также может использоваться более прочный ABS-пластик. Материал разогревается до 150 градусов С. Расходник подаётся с обратного конца ручки и в виде расплава подаётся к пишущему узлу. На воздухе материал быстро застывает, что и позволяет создавать объёмные контурные объекты.

    Пример рисунка 3D-ручкой

    Длина каждого расходного прутка 10 см, его хватает примерно на 2 минуты «рисования». Качество и наглядность результата подобной 3D-печати зависит лишь от твёрдости ваших рук, ведь скорость затвердевания материала не слишком высока.

    Источники

    1. Википедия.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: ru.wikipedia.org/wiki/3D-принтеры.
    2. Персональные 3D-принтеры - виды и технологии печати.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: 3dprinters.by.
    3. Самая маленькая ручка для 3D-рисования.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/221621/.

    Ссылки по теме:

    1. Сomputerra. 3D-принтеры[Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.computerra.ru.
    2. Всё о 3D-принтерах.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: 3dpr.ru.
    3. Выставка передовых технологий 3D-печати и сканирования.[Электронный ресурс]. – Режим доступа: 3d-expo.ru.