Что такое 3D печать? 3D печать берёт 3D компьютерную модель и превращает её в настоящий объект. Это достигается путем добавления слоёв материала, обычно один слой за раз, что позволяет сравнительно легко создавать практически любую форму.
Как работают 3D-принтеры
В большинстве домашних 3D-принтеров используется моделирование методом осаждения с плавлением (FDM). При этом используется нить из пластика, немного похожая на обычную швейную нить. Нить подается из рулона в нагретую головку, которая расплавляет пластик. Чтобы начать производство детали, головка выдавливает расплавленный пластик на основание станка. Голова движется над основанием, осаждая первый слой материала.
Как только первый слой завершен, головка перемещается вверх на толщину первого слоя и начинает наносить следующий слой поверх него. Объект строится слой за слоем.
Популярные 3D-принтеры FDM включают MakerBot и Ultimaker. Вы даже можете создать свой собственный принтер, следуя инструкциям в проекте с открытым исходным кодом RepRap.
Как использовать 3D-принтер
-
Загрузите 3D-модель, которую хотите распечатать, или создайте её самостоятельно. Вы можете найти проект для загрузки на Thingiverse или GrabCAD. Для разработки модели вы можете использовать Google SketchUp или Blender. Для технических деталей лучше использовать программное обеспечение автоматизированного проектирования (CAD), такое как SolidWorks.
-
Если это ещё не так, преобразуйте вашу модель в формат 3D-печати, такой как файл .STL или .OBJ.
-
Импортируйте свою модель в программное обеспечение для нарезки, такое как MakerWare, Cura или Simplify 3D. MakerWare работает с 3D-принтерами MakerBot. Cura и Simplify 3D создают G-код, который работает с большинством 3D-принтеров.
-
Настройте сборку в вашем программном обеспечении для нарезки. Сначала вы должны решить, как сориентировать вашу модель на 3D-принтере. Для FDM необходимо минимизировать свесы круче 45 градусов, так как для этого потребуются опорные конструкции. При определении ориентации вы также можете подумать о том, как будет загружена модель, чтобы слои не были легко разделены. Вы также можете контролировать, как структуры поддержки добавляются в модель.
Для экономии времени и материалов, модели, как правило, создают непрочными. Вы указываете процент заполнения (обычно 10-35 процентов), количество слоев периметра (обычно 1-2) и количество нижнего и верхнего слоев (обычно 2-4). Есть много других вещей, которые следует учитывать при подготовке вашей модели для 3D-печати.
-
Экспортируйте программу, обычно это файл G-кода. Программное обеспечение для нарезки преобразует вашу модель и указанную вами конфигурацию сборки в набор инструкций. Ваш 3D-принтер будет следовать им, чтобы напечатать объект.
-
Перенесите программу на свой 3D-принтер, используя SD-карту, USB или Wi-Fi.
-
Распечатайте модель на вашем 3D принтере.
-
Когда 3D-принтер завершит сборку вашей модели, вам нужно будет извлечь её и, возможно, очистить. Вы должны удалить любые опорные конструкции и стереть все оставшиеся комки мелкой наждачной бумагой.
Другие типы 3D-печатных машин
В прошлом 3D-печать называли быстрым прототипированием, поскольку именно для этого она использовалась. В современной промышленности 3D-принтеры могут производить высококачественные детали, и обычно используется термин аддитивное производство. 3D-печать обычно используется для обозначения как промышленного аддитивного производства, так и 3D-принтеров, предназначенных для создания домашних моделей.
В промышленном аддитивном производстве обычно используется лазерный 3D-принтер. Они часто имеют резервуары, заполненные порошкообразным или жидким материалом. Лазер затем прослеживает профиль на поверхности материала, формируя его в сплошной слой. Ультрафиолетовые лазеры используются для отверждения жидкой смолы в твердый пластик. Мощные лазеры используются для нагрева порошкового пластика, металла или керамики.
Будущее 3D-печати
Вы, наверное, где-то читали, что ваш домашний 3D принтер скоро сделает всё, что вам нужно. Вы просто скачаете файл, и он распечатает вашу одежду, запчасти для автомобиля и, возможно, даже ужин. Принимайте такие утверждения с большой долей скептицизма.
В одном впечатляющем сообщении утверждается, что 3D-принтеры в Китае строят 10 домов в день по цене всего 5000 долларов за дом. На самом деле, каждый 3D-объект был всего лишь одной комнатой, и имел только стены и крышу, которые составляют менее 10 процентов от стоимости дома. Большая часть стоимости строительства приходится не на основу. Другие вещи, такие как сантехника, электрика, изоляция и столярные изделия, стоят намного дороже. Так что не надейтесь купить свой следующий дом за 5000 долларов.
В большинстве случаев детали, полученные путём 3D-печати, либо имеют гораздо более низкое качество, либо значительно дороже, чем детали, изготовленные с использованием более традиционных методов.
3D-печать совсем не близка к замене традиционного производства.
Так чем же хороша 3D-печать?
3D-печать использовалась десятилетиями для создания быстрых прототипов с низкой прочностью. Этот тип 3D-печати теперь доступен по цене, подходящей для домашних моделей. Это также может быть полезно для замены вещей в доме, которые трудно найти, таких как декоративные ручки на мебели. Если деталь не должна быть особенно прочной, 3D-печать может быть хорошим вариантом.
В промышленности 3D-принтеры используются для производства сложных аэрокосмических компонентов, оптимизированных по прочности и весу. Если требуется много очень детализированной обработки или литья, 3D-печать может быть экономичной.
