3D печать сегодня на слуху. Трудно найти человека, который не слышал бы о существовании 3D принтеров. Но мало кто знает какие именно возможности таит в себе эта технология и чем она может быть полезна обычным людям, далёким от науки и инженерного дела.
Для освещения этого вопроса редакция sovets.ru обратилась к специалистам компании 3dvision.su, которая оказывает услуги по 3D печати в Москве, а по почте работает со всей Россией.
Технологии 3D печати
Люди далёкие от технологий часто думают, что 3D печать появилась совсем недавно — может быть, лет пять назад, что технология 3D печати — это какая-то одна технология, и все 3D принтеры работают по одному принципу. Так вот, эти утверждения — миф. Встречаются и более экзотические мифы, порой противоречащие друг другу. Некоторые думают, что эта технология ужасно дорогая вещь, которая не по карману обычному человеку, да и не знают чем она может быть полезна. Другие, напротив, полны неоправданного оптимизма и готовы спорить, что уже через пару-тройку лет все производства будут закрыты, а всё необходимое для жизни каждый человек будет распечатывать на принтере у себя на кухне. На самом деле. всё совсем не так.
История автоматической 3D печати насчитывает уже несколько десятилетий. А вручную технология послойного создания изображений использовалась, например, в скульптуре, как минимум, 150 лет назад. Справедливости ради нужно сказать, что массовый выход на рынок недорогих 3D принтеров произошёл всего лишь в 2009 году. Но связано это не с прорывом в изобретательской мысли, а с тем, что вышел срок действия одного из самых старых патентов, и стоимость принтеров, основанных на этой технологии многократно упала.
Сам термин «3D принтинг» был придуман в 1995 году — уже 20 лет назад. До этого использовался более громоздкий и «скучный» термин — быстрое прототипирование. Или каждую технологию печати называли своим собственным названием. Да, таких технологий сегодня насчитывается уже с десяток и у каждой есть своё название.
Самые популярные из существующих технологий 3D печати сведены в таблицу.
| Технология | Материал | Описание метода |
|---|---|---|
| Стереолитография | Полимерные жидкости | Одна из самых старых и отлаженных технологий, дающая наибольшую точность в изготовлении деталей. Деталь формируется в ванночке с жидким полимером, который заставляют застывать с помощью лазера. недостатками являются большое количество остатков материала, и невысокая долговечность деталей. |
| Послойная наплавка | Метод послойной наплавки тоже «старичок», именно эта технология стала общедоступной в 2009 году, и именно на ней основаны большинство недорогих систем 3D печати. Суть технологии в том, что расплавленный полимер из специального сопла подаётся в нужное место и там быстро застывает. Недостатками технологии являются относительно невысокая точность и невысокая прочность деталей. Впрочем, «невысокая точность» — это погрешности до 0,05 мм, что вполне годится для очень-очень многих задач. | |
| Струйная печать | Струйная печать похожа на послойную наплавку, только полимер подаётся не из одного большого сопла, а из множества мелких. Это многократно повышает как точность изготовления деталей, так и скорость их изготовления. Платить за это приходится крайне малым выбором подходящих материалов: ведь здесь используется не расплавленный полимер, а жидкий, который должен быстро застывать под действием света. Кроме того, получающиеся изделия отличаются хрупкостью. | |
| Лазерное спекание | Порошок: полимерный. металлический или керамический | В этом методе на создаваемый объект наносится очередной тонкий слой порошка, который потом в нужных местах спекается с помощью лазера. Основным недостатком является неоднородность материала получающегося изделия, и связанные с этим проблемы с прочностью и усадкой. Тем не менее, эта технология является сравнительно не дорогой и это обеспечивает ей популярность. |
| Лазерная плавка | Основное отличие лазерной плавки о лазерного спекания в том, что здесь слой порошка кладётся потоньше, а лазер используется по мощнее. Благодаря этому удаётся значительно увеличить ассортимент используемых материалов, улучшить микроструктуру изделия и повысить его прочность. К сожалению, проблема с усадкой остаются. А к ним добавляется уменьшение скорости печати и увеличение расхода энергии. | |
| Электронно-лучевая плавка | Металлический порошок | Методика похожа на лазерную плавку, только для нагревания используется не лазерный луч, а поток электронов. Поэтому для этого процесса годится только проводящие ток металлические порошки, а сам процесс можно реализовать только при отсутствии воздуха в вакуумной камере. Качество получается довольно высоким, но и затраты соответствующие. |
| Послойное изготовление из листового материала | Тонкие листы полимерные, металлические, керамические или из композитных материалов | Из тонких листов материала с высокой точностью лазером вырезаются отдельные слои будущего изделия, которые склеиваются или свариваются между собой. Как правило, требуется ручная доводка готового изделия. Специалисты утверждают, что потенциал технологии очень велик, но пока её уровень развития позволяет её использовать лишь в ограниченных приложениях. |
Как видно из таблицы, не смотря на разнообразие технологий все они имеют те или иные недостатки. И пожалуй общим недостатком является относительно невысокая прочность изделий. И это действительно так: традиционные литьё, прокат или штамповка обеспечивают гораздо большую механическую прочность деталей. Конечно, технологии не стоят на месте, но пока область применения 3D принтинга — это те случаи, когда необходимость сделать деталь сложной формы важнее высокой механической прочности. И только область единичного или, в лучше случае, мелкосерийного производства.
Возможности 3D печати
Сегодня 3D принтинг уже используется в производстве: для быстрого создания сложных деталей и узлов в опытном производстве разнообразной техники, в качестве технологии изготовления эксклюзивных деталей в самолётостроении или в элитном автомобилестроении, для технологий ремонта деталей сложной формы и так далее.
Но мы рассмотрим для каких целей возможности 3D печати уже сегодня могут быть использованы не на производстве, а в обычной жизни обычных людей.
В первую очередь, конечно, нужно сказать о медицинском применении технологии. В самом деле, где ещё так важно изготовление единичных изделий, начиная от протезов и заканчивая имплантантами для внутренних органов. Но медицинская специфика заключается в особых требованиях и по точности, и по используемым материалам, и, конечно, 3D принтинг в медицине — это область, где изделия изготавливаются не по заказу пациента, а по заказу лечащего врача.
Другое дело сувениры, прикладное искусство или макеты зданий
Печать домов на 3D принтере
Одно из самых популярных направлений заказов в компании 3dvision.su — это печать макетов будущих зданий http://3dvision.su/maketirovanie/. Что может быть нагляднее, чем заранее получить уменьшенную модель своего будущего дома? Сколько неприятных сюрпризов можно избежать если перед постройкой дома детально обследовать его 3D модель. А ведь с её помощью можно заранее продумать и расстановку мебели, и многое другое. Ну, и наконец, выполнив свою основную роль, эта модель станет великолепным подарком детям.
3D печать фигурок людей
Другое популярное направление — 3D печать фигурок людей. Это обычно делается в качестве оригинального и очень современного подарка. И заказывается чаще всего фигурки близких людей.
3D печать в прикладном искусстве
Возможности 3D принтинга открывают огромные перспективы перед дизайнерами и скульптурами. С их помощью можно реализовать самые безумные фантазии и изготовить потрясающе стильные вещи. Поэтому значительную часть заказов составляют произведения искусства, как правило начинающих мастеров.
Стоимость печати на 3D принтере
Наконец, ответим на самый животрепещущий вопрос: «сколько стоит 3D печать?»
На момент написания статьи цена печати на 3D принтерах в зависимости от используемой технологии и материала лежит в пределах от 40 до 150 рублей за кубический сантиметр. При этом, стоимость минимального заказа обычно ограничивается 1500-2000 рублей, что соответствует объёму полученной фигурки от 15 до 35 кубических сантиметров — вполне достаточно для небольшой статуэтки или сувенира.
Как видите, 3D печать вполне по карману каждому, а значит, она уже готова войти в ваш дом.
