EN | RU

Как работает 3д принтер?

В предыдущих статьях мы уже достаточно подробно разобрались с тем, что такое трехмерный принтер, а сейчас пришло время познакомиться с его внутренним устройством и принципами работы такого оборудования.

Известно, что на сегодняшний день все аппараты трехмерной печати подразделяются на промышленное и портативное оборудование. Они действительно много в чем отличаются друг от друга, главное принципиальное отличие состоит в назначении и размерах устройства. Однако работа 3D принтера, независимо от его размеров и целевого применения всегда начинается с чертежа. Такой чертеж еще называют 3D моделью.

Рис. 1. 3D модель воспроизводимого объекта

Рис. 1. 3D модель воспроизводимого объекта

Если имеется изображение необходимого объекта или фигуры, его следует превратить в объемный образ. Делать это вручную было бы слишком долго, поэтому имеются специализированные программные средства. Которые способны в считанные минуты смоделировать предмет практически любой сложности. Тут важную роль играют умения и навыки пользователя. В принципе то же самое можно провернуть и с помощью объемного сканера, если такой имеется. Тогда полученный объект будет точной копией исходного варианта.

Рис. 2. Трехмерный сканер

Рис. 2. Трехмерный сканер

Когда речь идет о работе с программой по моделированию, пользователь может выбрать не только наиболее подходящую цветовую гамму, но и будущую текстуру. Сформированный виртуальный образ легко сделать реальным при помощи объемной печати. Вот тогда на помощь и приходит 3D принтер, купить который на сегодняшний день достаточно просто при наличии денежных средств. Однако важно учитывать тот факт, что такое устройство может работать по-разному и с использованием различных материалов.

Рис. 3. Вид объемной фигуры в программе для моделирования

Рис. 3. Вид объемной фигуры в программе для моделирования

Технологии трехмерной печати

Также как и обычные принтеры, трехмерные печатные устройства представлены двумя видами: струйные и лазерные. Каждая из этих технологий работает по своему отдельному принципу. Лазерные 3D принтеры могут работать в трех различных направлениях:

  1. Засветка – в таком случае жидкое вещество фотополимера поддается тщательной обработке ультрафиолетом, в результате чего такой материал приобретает заданную форму и становится твердым. Полученная деталь будет готова к практическому применению только после того, как её тщательно промоют от остатков фотополлимера. Делает такой 3D принтер изделия самых разных масштабов и форм.
  2. Плавка – такое устройство использует порошкообразную пластмассу с низкой температурой плавления, которая обрабатывается целенаправленным лучом лазера. Все детали или фигуры заданных форм просто выплавляются из порошкового материала. Готовое изделие не нужно промывать или поддавать дополнительной очистке перед использованием, так как излишки порошкового материала легко удаляются при помощи встряхивания. Подобную технологию использует также и 3D принтер по металлу.
  3. Ламинирование – ученые сравнивают такую технологию с процессом приготовления вафель, потому что наблюдается послойное укладывание материалов друг на друга. В результате повторения цикла таких процедур образуется объемная фигура с уникальными точеными слоями и формой. Напечатать на 3D принтере такого действия можно электронные платы, пластиковые детали или любые другие элементы.

Говоря о струйных 3D принтерах, подразумевают две существующие технологии объемной печати:

  1. Лепка – работа печатающей головки такого устройства заключается в равномерном распределении расплавленного термопластика по поверхности рабочей площадки. Небольшие капельки материала в считанные секунды склеиваются друг с другом и моментально затвердевают. Применение 3D принтера такого типа достаточно актуально в сфере производства различных игрушек и диковинных фигурок.
  2. Клейка – как и лазерные объемные принтеры, струйные аналоги могут использовать порошкообразное вещество в качестве исходного материала. Отличие между ними основано на том, что технология работы струйного 3D принтера тесно связана с использованием специального клея, который в необходимом количестве находится в печатающей головке устройства. В процессе выращивания той или иной фигуры в рабочей камере порошковая смесь связывается с помощью клейкой основы. Как правило, вместе с клеевой основой в рабочую камеру подается и разноцветный краситель заданной цветовой гаммы.

Рис. 4. Наглядное отображение существующих технологий объемной печати

Рис. 4. Наглядное отображение существующих технологий объемной печати

Как классифицируют трехмерные принтеры

Учитывая тот факт, что трехмерные печатные устройства могут быть использованы в самых разных сферах человеческой деятельности, нет ничего удивительного в том, что они подразделяются на несколько специализированных видов:

  1. 3D принтер для потребителей – такие устройства представляют собой достаточно компактные инструменты с ограниченными возможностями и скоростями выполнения заказов, а их минимальная стоимость составляет около 500 американских долларов. Их едва ли можно применять в серьезном производстве, но как игрушке или персональному хобби им нет равных. Однако стоит не забывать о том, что используемый в них пластик редко отличается высокой прочностью. Применение 3D принтера такого типа ограничивается любительскими развлечениями или производством красочных сувениров.
  2. Рис. 5. Потребительский трехмерный принтер

    Рис. 5. Потребительский трехмерный принтер

  3. Профессиональный 3D принтер - совершенно новый уровень объемной печати представляет вашему вниманию профессиональный агрегат. Его возможности в десятки раз превосходят «игрушечные» потребительские принтеры, но и минимальная стоимость таких аппаратов стартует с суммы 30 тысяч американских долларов. Если вы еще не знаете, как работает 3D принтер такого масштаба, вы непременно будете удивлены его габаритами и уровнем шума, который он издает. Его размеры можно запросто сравнить со шкафом, что явно препятствует установке такого оборудования в домашних условиях. Более того, работать с ним может только обученный оператор, что также тянет за собой дополнительные траты на обслуживание устройства. Однако все ваши затраты непременно будут оправданы замечательной работой и высоким качеством производимых деталей, ведь напечатать на 3D принтере такого размаха можно самые разные объекты, даже несколько кардинально отличающихся друг от друга предметов одновременно.
  4. Рис. 6. Профессиональный трехмерный принтер

    Рис. 6. Профессиональный трехмерный принтер

  5. Промышленный 3D принтер – это такой 3D принтер, изделия которого поистине впечатляют своими масштабами или наоборот точностью и качеством мельчайших деталей. Это может быть, как 3D принтер по металлу, так и любые другие устройства объемной печати, способные работать на максимальных скоростях с наивысшими показателями качества производимой продукции. Здесь уже идет речь не столько о производстве нескольких деталей одновременно, сколько о массовой штамповке объектов. Едва ли найдется задача или фигура, с которой промышленный 3D принтер не смог бы справиться. Таким агрегатам практически не нужен отдых, ведь они могут работать круглосуточно и повышать производительность предприятия даже в то время, когда его владелец видит сладкие сны. Для этих монстров производства не существует ограничения в использовании рабочих материалов, поэтому они легко справляются и с пластиком, и с титановыми сплавами. Конечно же, стоимость таких принтеров очень высока – от трехсот тысяч американских долларов.

Рис. 7. Промышленный трехмерный принтер

Рис. 7. Промышленный трехмерный принтер

Выставка 3D принтеров в Москве

Не так давно в Москве прошла серьезная выставка электронных устройств объемной печати. Это было еще в самом начале 2014 года в одном из московских конгрессно-выставочных центров. Надо сказать, что такое событие было действительно запоминающимся и интересным, так как его посетители смогли впервые познакомиться с возможностями объемной печати.

Рис. 8. Московская выставка трехмерных принтеров 2014

Рис. 8. Московская выставка трехмерных принтеров 2014

Мероприятие длилось два дня, а посетить его могли все желающие. Многие люди смогли не только узнать, как работает 3D принтер, но и почерпнуть немало полезной информации для развития своего собственного бизнеса. Выставка 3D принтеров в Москве особенно заинтересовала представителей ювелирного дела, некоторых бизнесменов, дизайнеров, медицинских работников и кулинаров. Целью такой выставки было налаживание связей с клиентами и их ознакомление с новейшими технологиями производства. Юные и опытные разработчики всячески старались продемонстрировать невероятную работу своих изобретений, что, безусловно, добавило ярких красок данному мероприятию.


Преимущества 3D принтеров

Устройства объемной печати постепенно завоевывают весь мир, им находится применение в самых разнообразных сферах деятельности. Они уже научились спасать человеческие жизни и даже создавать новые органы, а предприятия с их помощью выходят на совершенно новые производственные уровни… Так чем же особенна работа 3D принтера, в чем её преимущества над более ранним оборудованием? Чтобы ответить на этот вопрос, достаточно познакомиться с возможностями трехмерных принтеров:

  1. Воссоздание объемной фигуры или объекта любой сложности происходит в пять, а то и десять раз быстрее, чем при использовании других методов.
  2. Из-за многофункциональности таких агрегатов, одного устройства будет вполне достаточно для удовлетворения потребностей небольшого предприятия.
  3. Отпадает необходимость отдельной покраски той или иной детали, так как краситель попросту замешивается в состав строительной смеси.
  4. Отображение логотипов и дополнительных маркетинговых решений также не доставит вам труда, ведь их можно наносить в процессе производства.
  5. Даже самые мельчайшие детали макета или любого другого сложного производственного объекта будут выполнены с максимальной точностью и в кратчайшие сроки.
  6. Пользователю агрегата доступны все цвета радуги для покраски любого объекта без исключения, а их яркость и насыщенность также можно регулировать без труда.
  7. Стоимость обслуживания такого оборудования рекордно низкая, по сравнению с другими методами производства.
  8. Такое производство можно и правда назвать безотходным, так как материал, оставшийся после выполнения предыдущего заказа, может быть использован при выполнении следующего.
  9. Отсутствует необходимость в длительном обучении персонала, так как подобное оборудование достаточно простое в эксплуатации.
  10. Использование экологически чистых материалов делают работу с таким агрегатом действительно безопасной и увлекательной.

Несмотря на то, что 3D принтер купить может позволить себе не каждый предприниматель из-за его высокой стоимости, такое приобретение может стать действительно выгодным финансовым вложением.