Объёмная 3D печать материального объекта по его трёхмерной компьютерной модели - это уникальная технология современности, которую ожидают большие перспективы в будущем. Ещё недавно устройства, использующие её, казались фантастикой, а сегодня они превратились в реальность, и стали уже доступными даже для домашнего пользования. Хотя стоимость 3D-принтеров ещё высока, и превышает цену других, компьютерных девайсов, они находят всё большее практическое применение не только для прикладного творчества, но и для различных сфер бизнеса. Постоянное развитие и совершенствование этой технологии уже привело к созданию промышленных устройств. Какой из них выбрать?

Что собой представляет 3D-принтер, его назначение

Периферийное компьютерное устройство, которое по цифровой объёмной модели создаёт материальный объект путём послойного нанесения быстро затвердевающего материала, называется 3D-принтером. Для работы такого устройства требуется компьютерная трёхмерная модель, выполненная в любом из 3D-редакторов либо полученная на 3D-сканере. Сегодня существует несколько разновидностей, в зависимости от используемой технологии:

• FDM и DIW 3D-принтеры, применяющие метод экструзии, основанный на продавливании расплавленного материала через тонкое отверстие в специальном устройстве, называемом экструдер (в принтерах первого типа на охлаждаемую поверхность платформы послойно наносится разогретый до предела плавления термопластик, а во втором - керамический шлам, который называют чернилами, в крупных архитектурных моделях может применяться густой керамический шлам);

  Принтеры для 3D-печати, работающие по экструзионной технологии (FDM) изготавливают макет путём послойной укладки расплавленного пластика, выдавливаемого через экструдер. Печатающая головка движется по осям X и Y, а печатная платформа - вниз по оси Z

• принтеры типа SLA-DLP, использующие метод фотополимеризации, при котором применяется жидкий фотополимер, а затвердение каждого его слоя производится путём засвечивания ультрафиолетовым лазером;

  

  В 3D-принтерах, построенных на технологии SLA, изделиеие формируется в ванночке, заполненной фотополимерной смолой. Под действие УФ излучения лазера, действующего на тонкий слой смолы, она затвердевает и основание опускается вниз на толщину следующего слоя

• принтеры, в которых для создания трёхмерного материального объекта используется выровненный слой порошка, скрепляющийся послойно различными методами, путём нанесения клея способом струйной печати (3DP-принтеры) или его плавления электронным лучом в вакууме (EBM), лазерным излучением (SLS или DMLS, в зависимости от типа порошка) и нагревательной головкой (SHS);

  

  При использовании технологии SLS, тонкий слой порошка в нужном месте спекается лазером, и печатная платформа опускается на толщину слоя, а всё пространство стола засыпается новой порцией порошка

• EBF 3D-принтеры, в которых для получения материальной модели применяется проволока, расплавляющаяся под действием электронного излучения;
• принтеры, построенные на принципе ламинирования, или послойного нанесения плёнки, в каждом слое которой, вырезается контур детали специальным резаком или лазером;

  

  3D-принтеры, основанные на технологии ламинирования используют укладку тонкой плёнки с последующим вырезанием слоя лазером

• принтеры с точечной подачей порошка, расплавляемого лазерным или электронным излучением;
• устройства, работающие с использованием метода многоструйного моделирования (MJM), когда способом струйной печати наносится быстро застывающий материал;
• биопринтеры - инновационные периферийные компьютерные устройства, которые только начинают внедряться, они используют клетки живого организма для формирования внутренних органов, и в будущем будут способны создавать полноценный материал для трансплантологии (уже имеются случаи успешного изготовления и пересадки челюсти для человека и щитовидной железы для лабораторной мыши).

Видео: как работает механизм

Возможности у такого уникального периферийного компьютерного устройства практически неограничены. Сегодня он уже применяется для следующих целей:

• быстрого создания точных макетов в архитектурном проектировании, конструировании различных механизмов и машин, а также в дизайне интерьеров и ландшафта с целью доработки проекта и презентации его заказчику;

  

  Архитектурные макеты, созданные устройствами объёмной печати служат для презентаций проекта заказчику или для его доработки

• изготовления любых деталей сложной формы для единичного или мелкосерийного производства, а также запчастей для ремонта различных устройств;

  

  Одним из направлений использования 3D-печати является изготовление запчастей для ремонта

• изготовления моделей и форм для литья, в том числе и при создании ювелирных изделий;

  

  Из пластика способом 3D-печати создаётся форма, в которую отливается ювелирное украшение. Таким способом можно производить изделия самой сложной конфигурации

• строительства зданий и сооружений любой сложности, для чего используют специальные устройства, напоминающие башенный кран, вместо тросов у которого имеются магистрали для подачи жидкого бетона (такое устройство позволяет возводить 1 этаж за 10 часов, что значительно сокращает сроки строительства);

  

  С помощью 3D-принтера сегодня уже строят дома, подавая вместо пластика бетон

• создания протезов и внутренних органов для трансплантации в медицине;

  

  Трёхмерная печать используется для создания протезов, и проходят первые испытания по изготовлению внутренних органов из биочернил ДНК

• изготовления макетов сложных устройств для наглядных пособий учебных заведений;

  

  Наглядное пособие по изучению конструкции ходовой части автомобиля, изготовленное средствами 3D печати

• создания геоинформационных систем, представляющих собой объёмную карту местности в цвете, с точным отображением рельефа;

  

  Создание геоинформационных моделей местности - это одно из направлений применения 3D-принтеров

• производства предметов домашнего обихода, различных аксессуаров и предметов для украшения интерьера;

  

  С помощью 3D-принтеров можно создавать предметы украшения интерьера

• разработки макетов упаковок и ёмкостей для маркетинговых целей;

  

  Средствами объёмной печати можно создавать макеты упаковки товаров и различных ёмкостей

• изготовление корпусов экспериментальной техники - автомобилей, систем автоматизации и различных электронных устройств;

  

  Устройствами для трёхмерной печати можно изготавливать корпуса различных бытовых и электронных приборов

• изготовления рекламной и сувенирной продукции;
• производства эксклюзивной одежды и обуви по фигуре и размерам конкретного клиента, полученным путём 3D сканирования.

  

  В 3D-принтерах можно изготовить эксклюзивные модели обуви

Этот перечень наглядно демонстрирует перспективы применения 3D-принтеров и их востребованность в самых разных сферах человеческой деятельности.

Как выбрать: параметры, на которые нужно обращать внимание

Покупая любое сложное устройство, нужно чётко определить для себя цели, для которых вы собираетесь его использовать. От этого будет зависеть какие рабочие параметры его вам лучше подойдут. Учитывая, что такое периферийное устройство стоит недёшево, следует наиболее тщательно подбирать его, учитывая все рабочие параметры, чтобы потом не пожалеть о покупке.

Прежде всего, нужно определиться с типом принтера по применяемой технологии 3D печати. Самые популярные и доступные модели сегодня для домашнего пользования или занятий малым бизнесом - это:

Среди основных критериев выбора можно отметить следующие:

1. Тип применяемого для печати материала. Выбирая 3D-принтер, нужно учитывать, что расходный материал для устройств типа FMD будет стоить дешевле, чем для SLA-принтеров. Для тех, кто решил приобрести FDM-принтер, существует большой выбор пластиков разных расцветок и видов (PLA, ABS, HIPS, PVA и другие), но идеальным для новичков будет полимерная нить из PLA пластика, поскольку этот материал более лёгкий в пользовании, и изделия из него получаются идеально ровными и гладкими. Для выбравших же 3D-принтер SLA придётся приобретать более дорогой материал в виде фотополимерных смол. К непрофессиональным моделям принтеров лучше всего покупать фотополимер серий Vera, Somos или Tanga, отличающиеся прозрачностью, высокой прочностью, термостойкостью и стабильностью пластика.

   

   Нить из ABS пластика для печати на 3D-принтере с технологией FDM

2. Точность печати. Она более высокая у принтеров SLA. Точность же воспроизведения модели в устройствах экструзионного типа во многом зависит от толщины слоя, который укладывается принтером при печати. А значит, чем тоньше отверстие сопла экструдера, тем выше и чёткость воспроизведения цифровой модели в материальном объекте. Сегодня выпускаются модели принтеров с разным диаметром отверстия сопла от 0,1 до 0,4 мм. При этом нужно понимать, что чем меньше отверстие сопла экструдера, тем больше времени уйдёт на изготовление модели. Здесь каждый должен выбирать сам, что для него важнее - точность отображения 3D-модели или скорость печатания.

   

   На верхнем фото - деталь, изготовленная на 3D-принтере с точностью 0,1 мм, а на нижнем - 0,025. При большей точности печати изделие получается более гладким, без видимых слоёв пластика

3. Область печати, определяющая какого максимального размера объект можно распечатать данным принтером. Имеется, конечно, возможность изготавливать и объекты большего размера, но только по частям, склеивая их специальным клеем. Для этого с помощью программы 123D Make цифровая модель разбивается на отдельные части. Но, если вы не хотите заниматься склеиванием, то при выборе принтера сопоставляйте желаемые размеры изготавливаемых макетов с областью печати конкретной модели.

   

   Максимальное пространство, которое может занять макет на 3D-принтере - это его область печати

4. Особенности конструкции. Здесь имеет значение открытая она или закрытая, и из каких материалов изготовлен корпус и несущие элементы. Эти факторы больше всего влияют на жёсткость всей конструкции, от которой зависит скорость передвижения печатающей головки, а также способность несущих частей устройства гасить колебания и вибрацию от нескольких электродвигателей, отвечающих за перемещение головки принтера по всем трём осям (X, Y и Z) и его стола по оси Z. Изготовленный из дерева корпус хоть и покажется кому-то слишком бюджетным вариантом, но зато он отлично поглощает колебания. Изготовленные же из алюминия или стали несущие конструкции будут более прочными и долговечными. Принтеры типа SLA лучше покупать с хорошо проветриваемой рабочей камерой, что будет способствовать более быстрому отвердеванию фотополимера. А для устройств FDM типа, особенно при работе с ABS пластиком или нейлоном, имеющими высокую степень усадки при быстром остывании, лучше приобрести 3D-принтер с закрытым корпусом и облицовкой рабочей зоны.

   

   Принтеры с закрытой конструкцией (фото справа) имеют большую жёсткость и могут развивать более высокую скорость печати

5. Наличие вспомогательного софта. Принтеры для объёмной печати - это высокотехнологичные компьютерные устройства, для работы которых требуются специальные программы. Прежде всего, 3D-принтер должен распознавать и уметь читать все 3D-редакторы и различные форматы ввода данных. К последним относятся языки STL и X3D, а также стандарт VRML. Существует множество вспомогательных программ, позволяющих производить самые разнообразные действия по подготовке к печати и созданию материальной модели. Такими являются, например, программы слайсеры, позволяющие разрезать объект на части для вывода его на печать частями (Kissslicer или Cura) или программа 123D Catch, предназначенная для работы с облачным сервисом, и позволяющая получить трёхмерную цифровую модель объекта по его фотографиям, сделанным с разных ракурсов. Наличие вспомогательных программ, поставляемых изготовителем принтеров, значительно облегчает работу с такими технически сложными устройствами. И на этот факт тоже следует обращать внимание при их выборе.

Наиболее подходящие 3D-принтеры для малого бизнеса

Объёмная печать с использованием 3D-принтеров, является сегодня наиболее перспективным направлением для малого бизнеса. С помощью этих компьютерных устройств, не требующих слишком больших финансовых вложений, как для промышленных принтеров, можно наладить мелкосерийное производство различных товаров.

Из большого многообразия, представленных на рынке принтеров для этих целей больше всего, подойдут модели, удовлетворяющие следующим критериям:

• качество печати должно быть довольно высоким, чтобы создавать уникальные и реалистичные модели, интересные для продажи, что сразу исключает из выбора относительно дешёвые принтеры, стоимостью до 1000 долларов;
• желательно, чтобы принтер был приспособлен для цветной печати (принтеры FDM, DIW, 3DP или EBF), что позволит сэкономить время на раскрашивание товара при мелкосерийном производстве;
• устройство должно поддерживать работу хотя бы с двумя основными видами пластиков (ПЛА И АБС), что расширит возможности его использования, и позволит производить продукцию для детей (ПЛА пластик предназначен именно для детских товаров);
• цена расходных материалов, используемых 3D-принтером, должна обеспечивать приемлемую себестоимость готовых изделий, достаточную для нормального уровня рентабельности бизнеса;
• размер рабочей камеры должен соответствовать габаритам предусмотренных для производства моделей, при этом следует учитывать, что принтеры с большей областью печати и стоить будут дороже.

В любом случае выбор принтера будет зависеть от того, каким видом бизнеса вы предполагаете заниматься. Для производства мелких поделок подойдут устройства экструзионного типа, а для изготовления ювелирных изделий или зубных протезов - более дорогие принтеры на фотополимерах. Из наиболее подходящих для малого бизнеса можно назвать следующие модели:

Какое устройство выбрать для дома

Учитывая пока ещё высокую стоимость периферийных компьютерных устройств для трёхмерной печати, вряд ли будет целесообразным покупать для домашнего пользования слишком дорогой и навороченный 3D-принтер стоимостью в 5 - 10 тыс. долларов и выше. Вполне достаточно будет устройства по цене от 500 долларов до 3 тысяч. Здесь всё зависит от требовательности покупателя к качеству печати и его финансовых возможностей.

Лучше всего, если 3D-принтер для дома будет иметь простое и понятное управление, удобный интерфейс и идеальное соотношение цены и качества. Все востребованные сегодня для домашнего пользования принтеры можно разделить на следующие группы по ценовым категориям:

• бюджетные модели, наиболее доступные из этого вида устройств по цене от 300 до 1 тысячи долларов;
• принтеры среднего класса (1–1,5 тыс. долларов);
• довольно высокого класса устройства по демократичной цене от 1,5 до 3 тысяч долларов.

Среди наиболее популярных принтеров для 3D-печати, можно отметить следующие модели:

• Printrbot Simple , стоимостью 300$, который относится к принтерам экструзионным (FMD), и продаётся в разобранном виде - самостоятельная сборка устройства поможет лучше разобраться с его конструкцией и понять принцип работы этого оборудования;

  

  Printrbot Simple продаётся в разобранном виде и является самым доступным и востребованным для дома периферийным компьютерным устройством

• Kino XYZ printing da Vinci 1.0 - это новый принтер тайваньской компании XYZ printing, имеющий высокое разрешение печати сопоставимое с более дорогими устройствами - 0,1 мм, стоимость его около 500$ (в работе используется технология послойного наложения расплавленного пластика - FDM);

  

  Модель принтера Kino XYZ printing da Vinci 1.0 имеет закрытую конструкцию и высокое разрешение печати до 0,1 мм

• Cubify CubeX , относящийся к среднему ценовому сегменту, со стоимостью 1300$, и отличающийся высоким качеством печатания и скоростью создания модели с большими её размерами, этот принтер выпускается в трёх вариантах конструкции - с 1, 2 и 3 экструдерами, что позволяет получать цветные макеты компьютерных моделей, может подключаться к компьютеру через USB соединение или Wi-Fi модуль.

  Принтер Afinia H-Series H479 стоимостью 1,5 тыс. долларов с точностью печати 0,15 - 0,4 мм

Рейтинг лучших 3D-принтеров

Самым известным в мире экспертом в области объёмной печати является зарубежный портал 3D Hubs, который регулярно составляет рейтинг лучших моделей печатающих периферийных устройств в различных номинациях. По версии этого интернет-ресурса, лучшими в 2017 году были названы следующие модели 3D-принтеров:

1. Original Prusa i3 MK2 производства чешской компании Prusa Research. Этот принтер предназначен для любителей электроники, являющихся новичками в вопросах 3D-печати, которые смогут самостоятельно собрать его из комплектующих, поскольку он продаётся в разобранном виде. Устройство относится к экструзионным моделям типа FDM, и поддерживает работу с 15 видами пластика, включая ABS и PLA, Carbon и Nylon, HIPS и FilaFlex, Bamboofill, Laybrick и другие. Эта модель в работе может использовать одновременно до 4 различных материалов. Она имеет интегрированную ось Z и нагревательный стол с печатной поверхностью из пластика типа PEI. Принтер такой модели имеет достаточно большую область печати размерами 250 x 210 x 200 мм, минимальную толщину укладываемого слоя пластика 0,05 мм и скорость печатания 40 - 60 мм в секунду.

   

   Принтер модели Original Prusa i3 mk2 поддерживает 15 видов пластиков, и способен одновременно работать с 4 различными материалами

2. BCN3D Sigma R17 (Release 2017) . Эта модель 3D-принтера, выпущенная компанией из Испании BCN3D Technologies, является продолжением популярной во всём мире линейки устройств для трёхмерной печати Sigma. В новой модели применён независимый двойной экструдер, позволяющий избежать деформаций при смене цвета изделий, а также одновременно выполнять печать двух идентичных макетов. В модернизированном устройстве применена новая система охлаждения и обновлена технология микрочипов, управляющих мощностью. Всё это позволило сделать работу принтера более бесшумной. Sigma R17 имеет высокую точность печати от 0,125 мм и область построения макета размерами 297 х 210 х 210 мм. В работе применяется пластиковая нить из следующих полимеров ABS, PLA, HIPS, PET и Exotics, которые экструдер выдавливает с минимальной толщиной слоя 0,05 мм.

   

   Устройство модели BCN3D Sigma R17 имеет сдвоенный независимый экструдер, позволяющий печатать одновременно два одинаковых изделия

3. Formlabs Form 2 - стереолитографический (SLA) 3D-принтер, выпускаемый американской компанией Formlabs, оснащённый мощным лазером, сенсорным дисплеем и Wi-Fi модулем. Устройство имеет область печати размером 145 x 145 x 175 мм и толщину слоя 0,025 - 0,1 мм. Этот принтер работает на жидких фотополимерах и допускает использование смол других производителей. Он оснащён платформой с подогревом и встроенной панелью управления.

   

   3D-принтер Formlabs Form 2 оснащён мощным лазером, сенсорным дисплеем и модулем Wi-Fi. В работе устройства используется технология SLA, с применением фотополимерных смол

4. PowerSpec 3D Pro. Данная модель производится в Китае и относится к ценовой категории бюджетных 3D-принтеров. Его отличительными чертами являются прочность, высокая скорость печати и наличие в конструкции двойного экструдера, что является редкостью для недорогих моделей. 3D Pro поддерживает работу с тремя видами пластиков (PLA, ABS и PVA) и имеет высокую точность печати. Толщина укладываемого слоя 0,1 - 0,3 мм.

   

   Модель принтера PowerSpec 3D Pro имеет высокую прочность и скорость печати. Она оснащена двойным экструдером, что достаточно необычно для бюджетного принтера

5. OrdBot Hadron. Этот принтер выпускает компания ORD Solutions из Канады. Модель представляет собой механическую платформу для 3D-печати, изготовленную из алюминия. Она имеет высокую жёсткость, надёжность и скорость печати (400 мм/с). Принцип её работы построен на технологии FDM. Устройство поддерживает работу с двумя видами пластиков - ABS и PLA, и имеет область печати размером 190 х 190 х 150 мм. В конструкции этого принтера предусмотрена возможность подключения второго экструдера, сервопривода, жидкокристаллического экрана и другого оборудования, что сможет существенно модернизировать устройство уже после его покупки.

   

   Модель устройства для трёхмерной печати ORD Bot Hadron изготавливается из алюминия, и благодаря высокой жёсткости конструкции, имеет хорошую скорость печатания - 400 мм/с

Технологии трёхмерной 3D печати ещё только начинают завоёвывать компьютерный рынок, и стоимость принтеров для воплощения цифровой модели в материальный объект пока довольно высокая. Но за этими технологиями будущее, и наверняка 3D-принтеры в скором времени появятся в каждом доме, превратившись в обыденное дополнение к компьютеру. Уже сегодня многие модели стали доступными для людей со средним уровнем достатка, и широко используются не только в малом бизнесе, но и в быту. Пользуясь изложенными рекомендациями можно легко подобрать подходящий принтер для домашнего пользования или небольшого собственного бизнеса.

Появление на рынке 3D-принтеров ознаменовало новую эпоху. Если раньше продукция, разработанная на базе высоких технологий, в бытовом хозяйстве позволяла решать привычные задачи, то в случае с трехмерной печатью предлагается новый способ применения устройств. Разумеется, новым он является только для рядового пользователя, так как в промышленности и на производственных предприятиях схожие технологии используются давно. Но в любом случае печать на 3D-принтере значительно расширяет возможности потребителя, к освоению которых, как показывает практика, готовы далеко не все. Во многом это связано со сложностью технологической реализации аппаратов, а также с нюансами их эксплуатации.

Но самые интересные вопросы касаются пользы от таких принтеров. Какие изделия позволяет создавать данное устройство? Для каких целей его продукцию можно использовать? И как работает 3D-принтер? Это важные вопросы, так как трехмерная печать все же является недешевым удовольствием. Поэтому приобретать соответствующее оборудование ради любопытства, мягко говоря, нецелесообразно. По крайней мере, стоит детальнее вникнуть в рабочие процессы печати и выяснить, какую пользу от них можно ожидать.

Что такое 3D-принтер?

Это устройство для трехмерной печати, посредством которого можно генерировать объемные предметы, дублирующие заранее подготовленную виртуальную модель объекта. По сравнению с традиционными принтерами, которые выводят электронный текст на бумагу, 3D-устройства обеспечивают вывод трехмерной информации, то есть создают объекты с реальными физическими параметрами. Собственно, для понимания того, как работает 3D-принтер, следует рассмотреть этапы изготовления твердых предметов с его помощью.

Принцип работы в общих чертах

Начинается работа с создания виртуального шаблона на компьютере с помощью специальной программы. Далее происходит обработка программным способом модели с целью ее разделения на слои. После этого в работу вступает техническая часть принтера, послойно формируя массу из композитного порошка для дальнейшего изготовления предмета. По мере заполнения специальной камеры материалом ось принтера распределяет массу по рабочей поверхности. После формирования каждого слоя головка устройства накладывает клеевую основу. Повторяется этот процесс до момента, пока не будет выполнен объект, разработанный в программе для печати. Важно учитывать, что изготовление на 3D-принтере может выполняться по разным технологиям. Соответственно, меняется и и свойства используемого материала, а также подходы к программной реализации задачи.

Технология быстрого прототипирования

Несмотря на различия в нюансах процесса изготовления, практически все устройства для трехмерной печати работают на принципе быстрого прототипирования. В соответствии с данной концепцией, производство осуществляется путем быстрого формирования опытных моделей для предварительной демонстрации возможностей будущего продукта. Задумывалась технология еще в 1980-х годах с целью создания образцов и заготовок. Сегодня этот метод известен как понимание которого и даст ответ на вопрос о том, как работает 3D-принтер и что отличает его функцию от традиционных подходов к изготовлению предметов. Так, если в процессе фрезерования, точения и происходит удаление материала, а ковка, прессовка и штамповка изменяют форму заготовки, то аддитивное производство предполагает увеличение массы материала посредством наращивания слоями. Иными словами, 3D принтер изменяет фазовое состояние веществ в определенных границах пространства. На сегодняшний день трехмерная печать развивается в нескольких направлениях, среди которых можно выделить стереолитографические технологии (STL), методы нанесения термопластов (FDM) и лазерное спекание (SLS).

Метод послойного наплавления термопласта

Это, пожалуй, наиболее популярная техника трехмерного изготовления. Распространенности FDM-аппаратов способствует сразу несколько факторов. В первую очередь в работе устройств используются относительно недорогие пластики. Также имеет значение простая техника эксплуатации, что особенно важно в работе с таким оборудованием. Как правило, технологии 3D-принтеров этого типа предусматривают работу с термопластиками, одним из которых является полилактид. Среди преимуществ этого материала отмечается экологичность, так как получают данный пластик из сахарного тростника и кукурузы.

Главным же элементом в самом принтере стоит назвать экструдер, который выполняет задачу печатной головки. Впрочем, в этой части не все так однозначно, поскольку элемент представляет собой комплекс отдельных компонентов. Если рассматривать термин «экструдер» в привычном понимании, то к нему будет относиться только часть головки в виде подающего механизма. Так или иначе, печатающая основа подает пластик для 3D-принтера путем нанесения расплавленной нити. Движение механической части обеспечивается электромотором. В итоге механизм направляет нить в нагреваемую трубу сопла, которая и формирует конечный объект.

Стереолитографические установки

Технология лазерной стереолитографии сегодня широко применяется в протезировании зубов. Это второй по популярности тип принтеров для 3D-печати. Отличительной чертой стереолитографических устройств является получение непревзойденно высокого качества объектов. Достигаются такие результаты благодаря разрешению аппаратов, которое может исчисляться единичными микронами. Поэтому вполне логично, что работа 3D-принтера на основе лазерной стереолитографии высоко ценится не только стоматологами, но и ювелирами. Программная часть устройства во многом напоминает FDM-аналоги, но есть и целый ряд особенностей технологии. Несмотря на тот факт, что принцип печати называют лазерной стереолитографией, все чаще функция такого оборудования базируется на светодиодных ультрафиолетовых проекторах.

Проекторные модели надежнее лазерных и по цене обходятся дешевле. Для них не нужны деликатные зеркала, обеспечивающие отклонение лучей, что упрощает конструкцию. В то же время печать на 3D-принтере с проекторами отличается высокой производительностью. Данное преимущество достигается благодаря тому, что происходит не последовательное, а полное засвечивание контура слоя.

Лазерное спекание

Еще одна разновидность применения лазерного метода. В этом случае применяется легкоплавный пластик. Мощный лазер прорисовывает по пластиковой основе сечение объекта, что приводит к плавлению и спеканию материала. Так происходит с каждым слоем до получения завершенной модели, которую подготовила программа для 3D-принтера в качестве заготовки. Остатки пластикового порошка стряхиваются с полученного предмета в конце рабочего процесса. Существенным недостатком таких аппаратов является создание объектов с пористой поверхностью. С другой стороны, это никак не влияет на прочность изделий. Более того, именно вышедшие из таких принтеров модели являются самыми долговечными. Сама же установка имеет сложную конструкцию и, как следствие, высокую стоимость. При этом и процесс изготовления отнимает много времени по сравнению с 3D-принтерами других типов. Как отмечают пользователи, скорость формирования модели составляет несколько сантиметров в час.

Расходные материалы

Основным материалом для создания моделей путем трехмерной печати является термопластик. Кроме уже упомянутых разновидностей, стоит отметить пластик для 3D-принтера в форматах ABS и PLA. Также используется нейлон, поликарбонат, полиэтилен и другие виды, также используемые в промышленности. При этом некоторые установки допускают и смешивание материалов, а также использование вспомогательных веществ, улучшающих качественные характеристики будущего изделия. Например, для этой цели используют который, в сущности, является той же разновидностью пластика PVA. Растворив его в воде, пользователь может создавать сложные геометрические фигуры.

Наиболее же экзотическим материалом для использования в подобных задачах является металл. Чтобы получить такое изделие, также применяют 3D-модели для печати на 3D-принтере, а отличия технологии сводятся к функции С ее помощью наносится связующая клейкая масса в места, куда указывает компьютерная программа. Далее на всю рабочую область головка наносит тонкий пласт металлической пудры. То есть металл не плавится, как в случае с пластиками, а накладывается и склеивается послойно в виде мельчайших частичек.

Управление работой принтера

Для начала стоит отметить операции, которые контролируются пользователем через компьютер. Это регулировка температуры сопла и рабочей площадки, темпы подачи материала и работы электромотора, который обеспечивает позиционирование печатающей головки. Все эти действия находятся под управлением электронных контроллеров. Как правило, современные модели таких устройств базируются на системе Arduino с открытой архитектурой. Что касается программного языка, то в принтерах используется так называемый G-код, построенный на командах управления оборудованием для печати. На этой стадии можно перейти к рассмотрению программ-слайсеров, которые обеспечивают перевод 3D-модели для печати на 3D-принтере в понятный контроллерам код. Сразу надо сказать, что такое программное обеспечение не имеет прямого отношения к разработке графических моделей.

Программное обеспечение

В перечень основных задач слайсеров входит установка параметров, в соответствии с которыми будет осуществляться печать. Выбор конкретной программы определяется типом принтера. Например, устройства RepRap подразумевают использование слайсеров, выполненных с открытым кодом. Среди таких можно выделить Replicator G и Skeinforge. Однако немало и производителей, которые рекомендуют использовать только фирменное ПО от конкретных компаний. Это, в частности, относится к аппаратам Cube от фирмы 3D Systems. Что же касается моделирования изделий, то этим занимается специальная программа для 3D-принтера, предназначенная для трехмерного проектирования. Обычно для этих целей используют CAD-редакторы, которые, впрочем, требуют определенного опыта работы с дизайном 3D.

Какие изделия можно получить?

Спектр возможностей трехмерных принтеров активно расширяется, что позволяет создавать продукцию для самых разных сегментов рынка. Если говорить о строительстве и архитектуре, то здесь очень ценятся возможности изготовление макетов, для которых, собственно, и разрабатывалась концепция аддитивного производства. В машиностроительной промышленности также широко используется 3D-принтер. Изделия в данном случае могут быть представлены и потребительской продукцией, и отдельными элементами для концептов. Как уже говорилось, высокая точность изготовления деталей была высоко оценена работниками медицины. Помимо протезирования, 3D-принтер используется в изготовлении макетов и образцов органов.

Постепенно технологии 3D печати входят в нашу жизнь, открывая новые возможности в самых разных областях деятельности. 3D печать позволяет создать трехмерную модель какого-то изделия на компьютере и за считанное время получить полноценный физический объект, соответствующим заданным параметрам. Преимущества использования современных 3D принтеров очевидны: снижение себестоимости изготовления продукции и сокращение сроков ее появления на рынке, моделирование элементов любой формы и сложности, быстрота и высокая точность изготовления, возможность использования разных материалов. В ближайшие годы снижение стоимости 3D принтеров должно открыть новые перспективы для реализации трехмерной печати.

Печать в 3 D формате уже получает самое широкое распространение. Можно выделить несколько областей, где начинают активно применяться трехмерные принтеры:

— Быстрое прототипирование и машиностроение

В области промышленного производства для проектирования новой продукции всегда требуется создание моделей – прототипов будущей продукции. Для этих целей применяются такие традиционные способы, как механическая обработка и литье. На изготовление прототипа обычно уходят недели или даже месяцы кропотливой работы. Это весьма дорогостоящий и трудоемкий этап производства.

Creative Tools / Foter / CC BY

Трехмерные принтеры позволяют существенно убыстрить весь процесс – можно получать готовые прототипы практически одним нажатием кнопки. В результате, вне зависимости от технических характеристик изделия его можно создать за считанные минуты или часы. Тем самым, экономятся ресурсы и время. Особенно это актуально для машиностроения и многих других областей промышленного производства.

Creative Tools / Foter / CC BY

Благодаря использованию трехмерных принтеров сокращается время на конструкторские работы, гораздо более оперативно принимается решение о запуске изделия в серию. Созданный при помощи 3D печати макет помогает обнаружить недочеты в конструкции еще на этапе разработки. Важно, что принтер дает возможность изготовить столько макетов или отдельных деталей, сколько необходимо для проектирования, а не сколько представляется возможным вследствие каких-либо производственных ограничений.

— Мелкосерийное производство

hawaii / Foter / CC BY-NC-ND

Не меньшую пользу 3D печать может принести и в мелкосерийном производстве, то есть при изготовлении небольших партий изделий или эксклюзивной продукции. В частности, трехмерные принтеры уже применяются в ювелирной промышленности для создания отдельных восковых моделей, по которым впоследствии выполняется отливка готовых изделий, или эксклюзивных экземпляров продукции. Сегодня появилась возможность быстро создавать модели украшений, спроектированных в программе. Только при трехмерной печати вместо воска задействуется специальный материал, по своим характеристикам сопоставимый с воском. Помимо ювелирных изделий, 3D печать может использоваться для изготовления сувениров и игрушек, причем с различной цветностью и текстурой. Также с помощью 3D принтеров можно создавать объемные карты с точными ландшафтными рельефами.

— Медицина

Одна из самых интересных областей применения современных технологий трехмерной печати – это, конечно, медицина. Ведь в этой сфере трехмерная печать может помочь спасти человеческие жизни. Здесь есть несколько вариантов использования принтеров формата 3D. Например, в стоматологии при помощи 3D печати уже можно получать протезы и коронки за более короткое время, чем при использовании традиционной технологии производства. Кроме того, 3D принтеры могут воспроизвести точную копию отдельных частей человеческого тела или всего скелета для эффективного обучения медиков, либо отработки приемов в преддверии сложных операций.

Также технологии 3D печати начинают применяться уже для создания отдельных живых органов с целью замены тех, что оказались повреждены в человеческом организме. В частности, в 2011 году успешной оказалась попытка ученых создать живую человеческую почку. Причем для ее «выращивания» устройству потребовалось три часа. В качестве материала обычно используется биомасса с высоким содержанием стволовых клеток. Сам факт возможности изготовления живых органов обеспечивает огромные возможности для медицины. Еще одна сфера применения 3D принтеров в медицине – это конструирование специальных медицинских инструментов под заказ для каждого пациента в соответствии с его заболеванием и анатомическими особенностями.

— Архитектура

Технологии трехмерной печати позволяют создавать архитектурные макеты зданий, сооружений, отдельных районов города и коттеджных поселков с соответствующей инфраструктурой. Использование 3D принтера дает возможность получить полноцветный макет с высокой детализацией, после чего специалисты могут проанализировать его достоинства и недостатки задолго до начала строительных работ. Как правило, для печати таких масштабных макетов применяют гипсовый композит, что снижает себестоимость изготовления.

Впрочем, область применения трехмерной печати может не ограничиваться лишь созданием архитектурных макетов – уже создана уникальная для работы с большими строительными объектами, основанная на принципе работы обычного строительного крана. Предполагается, что с помощью подобной системы в будущем можно будет строить или «печатать» дома или целые поселки за считанные часы.

— Образование

Применение трехмерной печати в сфере образования дает возможность легко и быстро получать разнообразные наглядные пособия для учащихся, которые могут распространяться в средних и высших учебных заведениях. Оснащение 3D принтерами учебных заведений может поспособствовать увеличению отдачи от образовательного процесса и быстрому усвоению материала учениками. Благодаря трехмерной печати студенты могут работать с реальными физическими моделями, всячески манипулируя ими. Практически любые макеты или наглядные пособия можно нарисовать на компьютере в программе, после чего воплотить их в жизнь.

— Дизайн и производство одежды

3D печать находит свое применение в сфере высокой моды и дизайна. С помощью трехмерных принтеров дизайнеры могут быстро разрабатывать модели или эксклюзивные изделия. Некоторые модельеры уже освоили это направление и представляют свои коллекции одежды, отпечатанной на 3D принтере. Например, на парижской Неделе высокой моды модельер Айрис Ван Херпен уже представил такую уникальную коллекцию под названием «Напряжение». Впрочем, одежду, отпечатанную на принтере, пока можно увидеть только на модных вечеринках и показах. Однако можно сказать, что внедрение этой технологии в массовое производство не за горами.

Вероятно, что в будущем можно будет напечатать себе новые штаны или модный вечерний наряд, не выходя из дома. Технологии трехмерной печати используются не только при создании дизайна вещей, изготовлении одежды или обуви. Трехмерные принтеры позволяют создавать тестовые варианты упаковки продукции, в частности, парфюмерных флаконов или бутылочек самой интересной формы. В данном случае преимущества использования 3D печати на лицо: клиент может подержать готовую упаковку в своих руках, оценить ее дизайн со всеми элементами, включая фирменные знаки и этикетки, пощупать фактуру.

Итак, 3D печать не перестает будоражить умы людей, открывая перед собой все новые горизонты. Правда, относительно перспектив трехмерной печати и ее влияния на жизнь человека существует два противоположных мнения. Оптимисты полагают, что с обеспечением доступности 3D принтеров человечество ждет настоящий технологический прорыв. Любые вещи можно будет изготовить либо собственными усилиями, либо по индивидуальным заказам, не прибегая к помощи крупных корпораций. 3D принтеры придут в каждый дом и станут таким же неотъемлемым атрибутом повседневной жизни человека, как телевизор или стиральная машина.

Для изготовления широкого спектра продукции понадобится только сам принтер и различные материалы к нему. Решится проблема поиска или злоупотребления дешевой рабочей силой на производстве. Развитие технологии 3D печати приведет к закрытию многих промышленных предприятий, что обеспечит сокращение выбросов вредных газов в атмосферу.

Кроме того, от трехмерной печати ждут настоящего прорыва в медицине, где 3D принтеры уже в ближайшей перспективе должны будут обеспечить создание любого человеческого органа. Благодаря этому пациентам медицинских учреждений больше не придется в течение многих лет стоять в очереди в ожидании необходимой им трансплантации.

Пессимисты же считают, что из-за трехмерной печати и возможности каждого человека распечатать необходимую ему вещь в домашних условиях мировая экономика окажется в жесточайшем кризисе. Сокращение промышленного производства может привести к тотальной безработице. Простаивающие промышленные предприятия будут приносить огромные убытки, как своим владельцам, так и государству. Технология трехмерной печати может создать огромную проблему и с защитой авторских прав. Ведь каждый человек сможет напечатать любое понравившееся ему изделие, не выплачивая никакой финансовой компенсации его автору.

Наконец, 3D печать может быть использована человеком не только на пользу, но и во вред себе. Например, для создания оружия. Такие прецеденты уже есть – не так давно появился первый в мире пистолет, отпечатанный на 3D принтере. Это пластиковая модель огнестрельного оружия, которая отнюдь не является игрушкой, ведь она действительно может стрелять. Таким образом, существует угроза того, что при наличии 3D принтера любой человек в будущем сможет наладить производство оружия у себя дома.

Только время покажет, какое из этих мнений окажется наиболее близким к реальности. Как бы то ни было, уже сейчас можно констатировать, что трехмерная печать становится все ближе к домашнему пользователю. С ее помощью можно будет реализовать свой творческий потенциал, создавая самые разнообразные изделия и макеты, не выходя из собственного дома.

Создание физического 3D-объекта по цифровому прототипу с помощью практически портативного устройства, 3 D - принтера, открывает много интересных возможностей в творчестве, искусстве, науке, бизнесе, других сферах деятельности человека и даже просто в быту.

На текущем этапе развития аддитивных технологий (технологий послойного синтеза) в области быстрого прототипирования и производства 3D-объектов возможность их использования в домашних условиях или в условиях небольшого производства уже более чем доступна. Приемлемые цены на сами устройства, на их обслуживание и на расходные материалы привлекают предприимчивых и просто увлеченных людей, заинтересованных в развитии малого бизнеса или домашнего творчества.

В обзоре под понятием «домашние принтеры» рассматриваются устройства низших ценовых категорий, т.е. самые дешевые 3D-принтеры для дома или небольшой мастерской, небольшого офиса, и только из тех, которые можно запросто купить в российских интернет-магазинах. В каталоге 3dprint.tkat.ru собраны и сгруппированы предложения российских интернет магазинов, продающих 3D принтеры.

В таких устройствах чаще всего используется метод моделирования объектов путем послойного наплавления рабочего материала (в основном нити из пластика, в некоторых моделях - металла, воска, пластилина, глины, керамики), подаваемого экструзионной головкой на платформу. Эта технология обозначается аббревиатурой FDM, от английского fused deposition modeling. Самые распространенные для FDM виды используемого пластика – ABS (АБС – Акрилонитрилбутадиенстирол, ударопрочный и эластичный, долговечный, но подвержен разрушению под воздействием ультрафиолета) и PLA (ПЛА – Полилактид, самый экологичный и биологически совместимый термопластичный полиэфир, изготавливаемый из отходов сахарной свеклы или кукурузы, однако достаточно быстро разлагаемый)

1. Обзор возможностей домашних 3D-принтеров

1.1..Быстрое прототипирование. Сегодня даже самый дешевый и простой настольный 3Д-принтер, купленный со скидкой как некондиционный (после приведения в кондицию, конечно), может напечатать трехмерную модель из пластика с точностью в 100 микрон. Человек при этом участвует только как оператор ЭВМ, а напечатанный предмет будет точной копией компьютерной 3Д модели. В этом огромный потенциал возможностей для творчества и искусства. В целях моделирования, прототипирования и в практических целях можно печатать модели изобретений, техники, зданий, мебели, аксессуаров, различные бытовые устройства и приспособления, которых не купишь в магазине. Можно печатать подарки родным и близким: сувениры, бижутерию, конструкторы, игрушки и т.д.

1.2..Самовоспроизведение (репликация). Так называемый проект RepRap. Проект подразумевает создание такого принтера, который сможет полностью воспроизвести себя, то есть все свои детали. Сейчас уже есть принтеры RepRap, способные к самовоспроизведению на 50 процентов и чуть более пятидесяти.

1.3..Печать оружия на 3 D-принтере. В принципе можно напечатать и боевой пистолет, и нож, и кастет, и алебарду - такие прецеденты уже есть. Но подробное описание этих возможностей опустим за ненадобностью, так как за изготовление, переделку и ремонт оружия предусмотрена уголовная ответственность со сроками лишения свободы до 8-ми лет. Печатайте модели, но не боевое оружие.

2. Краткий обзор нескольких бюджетных моделей

2.1.. . Производитель предлагает две модели, MBot Wood Double Head (в деревянном корпусе) и MBot Cube II (в стальном корпусе с напылением). Эти принтеры имеют две или одну экструзионные головки, в зависимости от модификации. Две головки дают возможность печатать одновременно двумя цветами, что, безусловно, относится к плюсам устройства. Минусом эксперты называют отсутствие гарантии и затрудненную обратную связь с производителем, китайской компанией Magicfirm. В общем обе модели оценивают в среднем на 7-8 баллов из 10. Домашний 3D-принтер Mbot Cube работает ABS и PLA материалами. Диаметр используемого волокна – 1,75 мм. Скорость печати – приблизительно 40 мм/с. С такой скоростью объект средних размеров типа корпуса мобильного телефона напечатается за время чуть больше одного часа. Максимально возможный объем печатаемого объекта 8 и почти 12 литров (200 х 200 х 200 мм - для MBot Wood Double Head и 260 х 230 х 200 мм – для MBot Cube II). Для управления устройством имеется жидкокристаллический не сенсорный дисплей. Оба устройства поставляются с блоками питания, USB-кабелями, SD-картой, программным обеспечением для OSX/Windows/Linux, пробной порцией расходного материала. Wi-Fi подключение и подключение флэш накопителей не поддерживаются.

2.2.. 3D принтер PP3DP UP! Plus 2 . Один из пионеров домашних 3D-принтеров, поддерживающихся платформой Windows 8.1. Тем, у кого на компьютере установлена эта операционная система, нет необходимости в специальном программном обеспечении и драйверах. В комплекте с Win 8.1 все это уже есть для работы с Up! Plus 2. От предыдущей модификации, UP! Plus, эта модель внешне отличается незначительно, оставлен открытый дизайн (кстати, для печати ABS пластиками это не совсем хорошо, так как для них требуется постоянная равномерная температура, зато хорошо для печати PLA пластиками). Зато существенно усовершенствован двигатель и система проводки, полностью автоматизирована калибровка платформы, что немаловажно, особенно для начинающих. Обе модели, несмотря на то, что имеют по одному экструдеру, могут печатать разными цветами. Для этого в новом софте, от версии 2 и выше, предусмотрена возможность остановки печати, замены цвета пластика и возобновление печати уже новым цветом. Подключение к управляющему компьютеру только посредством USB. Имея небольшой вес и габариты, годовую гарантию, этот принтер прекрасно подходит для домашнего использования. Объем печати 140 х 140 х 135 мм, это 2,7 литра, значительно меньше, чем у MBot. Для печати используются ABS и PLA филаменты, причем катушка ABS пластика есть в комплекте с принтером (это логично, он же дешевле, чем PLA). В среднем этот принтер оценивается на 6,5 баллов из 10.

2.3.. и MyRiwell 3D принтер RL-200A . Китайские 3D принтеры в ярком, представляемом в разных цветах, закрытом корпусе. Закрытая конструкция - основной плюс при печати ABS пластиком. Но, с другой стороны, тяжелее печатать PLA пластиками, так как недостаточно циркуляции воздушных масс, даже если выполнять печать с открытой крышкой. Точность (разрешение) печати - 150 мкм, объем печати 225х145х150 мм (4,9 литра). Это хорошие параметры для такого класса устройств. Однако, реально эти параметры в силу особенностей конструкции используются не в полной мере, печатать с высоким качеством на этом принтере проблематично. Использовать его целесообразно только в домашних условиях, для промышленного качества 3D-прототипирования он не дотягивает. В среднем можно оценить этот принтер на 6 баллов из 10.

2.4.. 3D принтер WANHAO Duplicator 4 и . Второй отличается от первого только наличием сверху основного корпуса корпуса термокамеры, поддерживающей оптимальный температурный режим в зоне печати для предотвращения деламинации, деформации и расслоения 3D модели. Обе модификации – это китайский вариант американского MakerBot Replicator 2. Китайцы добились почти таких же характеристик как и у американского прототипа, но в два раза меньшей ценой завоевали внимание покупателей. Как и американцы, китайцы используют в своем дупликаторе сопла достаточно крупного диаметра, 0,4 мм, это многовато для высококачественной 3D печати. Американцы компенсировали этот недостаток гибким программным обеспечением, а китайцы – низкой ценой принтера. Обе модификации Duplicator выпускаются в трех видах корпуса каждый, вернее в корпусах из разного материала – пластика, дерева и металла. И в каждом из корпусов размещают начинку с одним или двумя экструдерами. Понятно, что при двух экструдерах доступна цветная, точнее даже разноцветная печать. Цветная доступна и при одном экструдере, при использовании разноцветных пластиков. Кроме того, в отличие от Replicator 2, Duplicator 4 и 4Х используют метод подогрева рабочей платформы, это улучшает показатели качества печати как PLA, так и особенно ABS филаментами. Кстати, использованием во многих дешевых 3D-принтерах этой функции и, соответственно, возможностью печати ABS пластиком, производители также привлекают покупателей. По 10-ти бальной шкале 4 и 4Х оценивают на 6 и 7 баллов соответственно.

2.5..3D-ручки – это приборы, позволяющие буквально рисовать в воздухе расплавленным пластиком, который застывает при контакте с воздухом. Кроме того, с помощью 3D-ручки можно поправлять изъяны, которые возможны при использовании 3D-принтера.
Одной из самых популярных моделей является американская 3D-ручка 3Doodler . Ее вес всего 150 грамм, а размер – 4,5 на 17,5 см. Толщина расходной пластиковой нити 3 мм. Присутствуют кнопки контроля скорости печати, подачи пластика, а также клавиша для остановки печати. При работе с устройством температура кончика ручки достигает 270 градусов, что заставляет стержень плавиться. Материал моментально застывает при контакте с воздухом, что позволяет создавать фигуры любой формы.

Довольно сильный конкурент 3Doodler - это 3D-ручка 3DYAYA китайского происхождения. Она имеет более тонкий расходный стержень – при печати используется пластиковая нить толщиной 1,75 мм. Такая ручка также, как и 3Doodler , имеет кнопки подачи пластика, немедленной остановки печати и управления скоростью. 3D-ручка 3DYAYA имеет запатентованную систему охлаждения.

3D-ручка RainSun 3D pen имеет практически одинаковые габариты с 3Doodler и 3DYAYA, но корпус более безопасен, так как кнопка контроля подачи пластика находится значительно выше сопла-экструдера, что исключает возможность ожога. Охлаждение выполняется при помощи вентилятора, скорость вращения которого зависит от интенсивности нагрева. Минус этой ручки - невозможность выбора температуры нагрева пластика, поэтому в ней можно использовать только ABS-пластик.

3D-ручка Lix – самая компактная из существующих моделей, ее диаметр составляет всего 1,40 см, а длина – 16 см. Толщина расходного стержня составляет 1,75 мм. Одним из преимуществ этой ручки является питание через USB, что позволяет заряжать ее от компьютера или ноутбука. Ручка такого размера очень удобна, но обладает одним очевидным минусом – после печати 15-20 сантиметровой линии придется вставлять новый расходный стержень.

Относительно новая модель - 3D-ручка от компании MyRiwell. Эта ручка имеет ряд преимуществ по сравнению со своими предшественниками. Сменное сопло позволяет изменять толщину линии от 0,4 до 0,7 мм, а блок питания с предохранителем защитит ручку от поломок, связанных с перепадами напряжения. Кроме того, ручка MyRiwell перестает нагреваться, если не используется в течение 7 минут. Также имеется функция регулировки температуры нагрева пластика.

К сожалению, в сети пока недостаточно отзывов реальных пользователей персональных 3D-принтеров, позволяющих в полной мере объективно оценить их возможности. На нынешнем этапе приходится принимать решение о покупке исходя из заявленных производителями свойств и характеристик, опубликованных результатов немногочисленных практических экспериментов, проводимых инициативными экспертами. По мере сбора информации этот обзор будет дополняться и корректироваться, чтобы у заинтересованных потребителей было больше информации для принятия решения. Одно бесспорно - 3D технологии стремительно развиваются и внедряются в наш быт, упрощая его и добавляя в него разнообразия.

Вообще, 3D-принтер - вещь весьма интересная и достаточно дорогостоящая. Последнее время этот прибор собрал массу поклонников, и в этом нет ничего удивительно: 3D-принтер позволяет «печатать» как небольшие сувениры, так и большие, огромные объекты, применение которым находят в промышленности. Ввиду этого появилось разнообразие самых неожиданных идей, как можно начать бизнес с 3D-принтером. В некоторой степени технология создания предметов в 3D-принтере напоминает принцип работы обычных принтеров:

Создается картинка с помощью сканирования либо компьютерной программы;

Картинка выводится на принтер;

Происходит печать.

В чем главное отличие 3D-принтера

Главное отличие 3D-принтера в том, что он создает трехмерную картинку при помощи сканирования предмета. Картинка поступает либо в компьютер, либо сразу на принтер. По команде оператора запускается процесс 3D-печати, и теперь создается объемный предмет. Может возникнуть вопрос о том, что за материал используется при создании. Обычно это пластик либо прочий расходный материал, которым заправляется принтер.

Именно эта уникальная способность принтера создавать новые предметы породила новые идеи, которые сделали возможным бизнес с 3D-принтером. Непременно рассмотрим их подробнее. Чуть позже.

Расходный материал

Креативный бизнес, 3D-принтер. С чего начать? Начать следует с комплектующих.

Материал, который берется за основу, определяется будущим объектом.

АВС-пластик. Этот материал очень эластичен, обладает высокой степенью прочности. Сам пластик доступен в порошковом виде либо в виде нитей. Во время печати проникает в экструдер принтера, где он расплавляется и далее направляется в отсек, готовый к печати 3D-деталей. Его основной недостаток - может быстро разрушаться под влиянием солнечных лучей.

Поликапрлактон - материал, обладающий невысокой температурой плавления. Способен быстро затвердевать.

Полиэтилен низкого давления - весьма универсальный и в то же время недорогой материал.

Предприниматели + 3D-принтер = бизнес XIX века

Угадайте, какой материал используется для печати в таких принтерах? Самые обычные продукты питания. Всё чаще говорят о случаях, когда с помощью 3D-принтера создаются... человеческие органы! В качестве «краски» берут стволовые клетки человека или животного.

Дорогостоящее программное обеспечение является основой в работе 3D-принтера. Именно оно позволяет управлять процессом создания трехмерного изображения предмета. Чтобы выполнять контроль распечатки у простых моделей 3D-принтера, можно воспользоваться программой Google CketchUp. Программа эта бесплатная.

Предприниматели быстро сумели осознать весь потенциал этой технологии. Одной из первых возможностей воплотить бизнес с 3D-принтером стало производство игрушек. Как это стало возможным? Сегодня это не является секретом: делалось сканированное изображение, которое бралось за основу для «распечатки» маленьких копий домашних животных. Подобный бизнес с помощью 3D-принтера открывает просто космос для творчества и неограниченных доходов.

Любопытное применение 3D-печати было найдено в туристической отрасли: туристам предложили их собственные (!) 3D-изображения, выполненные на фоне различных мировых достопримечательностей. Вполне себе реальный бизнес с 3D-принтером!

Наиболее смелые предприниматели внедрили 3D-печать в производство небольших бытовых и сантехнических предметов. Известны случаи 3D-печати в области стоматологии. А зачем им это понадобилось? Очень просто - создание зубных протезов, которые практически идеально внедряются в ротовую полость пациента.

Мальчику вырастили кисть

В СМИ некоторое время назад был широко освещен случай, когда мальчику-школьнику была создана кисть, чтобы он мог работать обеими руками. Примечательно, что цена подобного протеза по классическим технологиям составляла десятки тысяч американских долларов!

Эти и многие другие примеры приоткрыли огромный потенциал в применении 3D-принтера, особенно в предпринимательской деятельности.

Принцип работы

Имеется разнообразие среди самых 3D-принтеров, хотя сам принцип работы остается общим: происходит послойное направление материала, и как результат - готовая копия отсканированного объекта. Вообще, на 3D-принтере можно воссоздать практически любой предмет. Чисто теоретически. Совершенно очевидны бескрайние возможности для ведения бизнеса в этой супер-перспективной сфере.

Какие параметры следует учесть, выбирая домашний 3D-принтер? И действительно, покупая смартфон или ноутбук, мы зачастую знаем, на что обратить внимание при выборе. А вот при покупке 3D-принтера подобные критерии выбора мало кому известны. Эта часть статьи поможет вам стать компетентным в этом вопросе.

Критерий выбора №1: цена

Во Всемирной сети можно найти объявления с ценой около 300 долларов США. На территории СНГ ситуация несколько иная - здесь нужно быть готовым «раскошелиться» на сумму, равную, к примеру, стоимости 2-3 навороченных смартфонов. Как заявил представитель российской научно-производственной группы, себестоимость 3D-принтера в нашей стране составляет не меньше 45 тысяч рублей. По его словам, при более низкой стоимости принтера можно ожидать появление проблем, ведь цена снижена явно в ущерб работе каких-то компонентов принтера.

Эксперт предупреждает, что пока в России единицы зарубежных компаний имеют свои представительства. Ввиду этого не следует ожидать сервисное обслуживание или техническую поддержку. Есть и приятные исключения, например, компания 3dphome, которая является официальным представителем бренда UP. Самый бюджетный вариант, который они готовы предложить, стоит 40 тыс. рублей.

Кроме того, следует учитывать и стоимость расходных материалов. Катушки с пластиковой нитью обойдутся в 2000 рублей за картридж весом один килограмм.

Критерий выбора №2: вид пластика

Для печати предметов быта применяют АБС-пластик. Этот материал имеет В качестве альтернативы применяют ПЛА-пластик, основу которого могут составлять или кукуруза. Стоит отметить, что именно из ПЛА-пластика изготавливаются пластмассовые стаканчики, из которых мы пьем воду в жаркий день. Кроме того, этот материал весьма экологичен. Т. е. игрушка, сделанная из него, не будет представлять угрозу для малыша: он может спать с ней в обнимку и даже облизывать, если захочет.

Надо добавить, что АБС-пластик тоже не представляет угрозы здоровью человека. Более того, он долговечнее ПЛА-пластика. Конечно, выбирая 3D-принтер, желательно выбрать модель, которая поддерживает обе технологии пластика.

Критерий выбора №3: многоцветность

Недорогие домашние модели не способны создавать предмет, который переливается разноцветными красками. И проблема заключается как раз в том, что нельзя подкрасить пластик в процессе печати. Максимум, что можно сделать, - это комбинировать цвета. Как достигается комбинирование? Если оснастить устройство несколькими Это очень напоминает «советскую» шариковую цветную ручку, где имелось несколько стержней со своим цветом.

Вообще, многоцветные 3D-принтеры устроены очень сложно. Скорость их работы ощутимо медленная, печать дорогая. Поэтому пока лучше выбирать принтеры, печатающие одним цветом. Раскрасить же можно потом, с помощью цветного баллончика.

Критерий выбора №4: разрешение печати

Разрешение печати остается важнейшим параметром. Характеризуется этот критерий минимально возможной толщиной слоя пластика, который задействуется при формировании предмета. Как уже отмечалось, принтер создает предмет по принципу наслоения. Слои получаются очень тонкие и поэтому остаются незаметны для глаза. Ввиду этого полученные предметы выглядят очень убедительно!

Использования создают слои, толщина которых составляет 50 микрон (у наиболее дешевых моделей - 250 микрон), хотя было замечено, что для создания предмета в хорошем разрешении достаточно и 100 микрон. Очень важна величина диаметра печатающего сопла: меньше - значит печать будет точнее.

Разумеется, всё это имеет особое значение, когда вам нужны изящные предметы, где детализация выполнена очень тонко. Печатаете игрушку с глазками, носиком и маленьким ртом? Здесь требуется хорошее разрешение. А вот если нужно что-то вроде миски для собачки и другого предмета посуды, то здесь хватит и толстых слоев. Кроме того, тогда вы сэкономите еще и время, ведь время печати будет меньше. Да и материала понадобится тоже меньше.

Критерий выбора №5: поверхность печати

Здесь важен размер: если хотите «напечатать» небольшой предмет, то достаточно будет поверхности длиной 12 см. Для более «масштабных» предметов, разумеется, требуется принтер с большей площадью. Хотя не следует забывать, что даже из маленьких отдельных деталей можно в итоге собрать большую вещь - было бы желание и хороший клей для пластика.

Бизнес-идеи с 3D-принтером: 2 любопытные ниши

Как было отмечено ранее, наиболее проворные предприниматели уже вовсю эксплуатируют возможности диковинного устройства. Посмотрим две ниши, где удалось запустить бизнес с 3D-принтером.

Ниша №1. Услуга по созданию точной трехмерной мини-копии клиента. Вот так кукла!

В этом примере рассмотрен бизнес с 3D-принтером и сканером. Клиент сканируется специальным сканером, и полученная модель попадает в 3D-принтер. Можно сделать что-то вроде пластмассового человечка-бойца, с той разницей, что уж очень сильно он будет напоминать отсканированного клиента. Время подобной печати занимает несколько минут. Разумеется, клиент в приятном шоке. В Японии, кстати, уже имеются подобные 3D-фотобуки, где делают таких бойцов-клиентов. Перед печатью модель можно отредактировать - с помощью, например, "Фотошопа" можно одеть его в любую историческую одежду!

Ниша №2. Бизнесмены в США печатают популярных супергероев компьютерных игр через 3D-принтер. Бизнес любопытный. Полученная моделька продается долларов за 100 при себестоимости 50 долларов. Профит! Как вариант, можно «печатать» героев известных фильмов.

Бизнес идеи