10 удивительных вещей, созданных с помощью 3D-печати

Технология 3D-печати совершенствуется с каждым днём. Можно не сомневаться, что в будущем 3D-принтеры будут считаться таким же важным изобретением человечества, как и, например, создание интернета. Исследователи, инвесторы и даже учёные из НАСА видят огромный потенциал этих устройств и стремятся найти им практическое применение. Ниже мы расскажем о нескольких удивительных вещах, которые уже были напечатаны на 3D-принтерах.

История трёхмерного принтера

  • В 1986 году американец Чак Халл изобрёл принцип трёхмерной печати, который использовался в установке для стереолитографии.
  • В 1988 году другой американец, Скотт Крамп нашёл абсолютно иной подход для осуществления трёхмерной печати – формование через декомпозицию плавящегося материала (FDM). На этом принципе сегодня работают все трёхмерные принтеры, способные делать изделия в ограниченных масштабах.
  • Хотя работа над созданием трёхмерных принтеров началась в восьмидесятые годы прошлого века, сам термин «трёхмерная печать» появился лишь в 1995 году в недрах Массачусетского технологического института. И уже в следующем году, компания «3D Systems» назвала свою первую модель «Actua 2100» трёхмерным принтером. Такую историю создания имеет 3д принтер, если говорить кратко.

Первые модели объёмной печати работали очень медленно, а попытка увеличить скорость их работы неизменно приводила к погрешности в изделиях. Трёхмерные принтеры с достаточно высоким качеством изделий появились только в 2005 году. В 2008 году появилась модель «Reprap», наполовину способная воссоздать саму себя, поскольку могла делать половину своих деталей.

Что можно создать с помощью 3-D печати?

Исторические и игровые миниатюры

Пожалуй, один из наиболее животрепещущих вопросов, интересующих моделистов – исторические и игровые миниатюры. Да, рынок наполнен разнообразными моделями танков, самолётов, кораблей, автомобилей и прочего, и прочего. Моделисты могут выбирать из множества марок, совершенствовать свои масштабные модели, окрашивать их по своему вкусу.

Но при этом создание полноценных сцен с использованием готовых моделей может стать проблемой. Для таких сцен необходимы миниатюры людей и различных предметов интерьера, а они на рынке либо отсутствуют, либо представлены в низком качестве, либо возможность их выбора весьма ограничена. Многие миниатюры людей выполнены зарубежными фирмами, и в их ассортименте отсутствуют нужные модели российской армии.

В таких случаях использование 3-D принтера позволит создать необходимую миниатюру быстро и без затрат – требуется лишь наличие 3-D модели для печати и самого принтера. Печать выигрывает у восковых миниатюр в плане скорости и простоты работы, но проигрывает им в прочности изделий. Распечатанную модель следует обработать, на что тоже уходит время, но всё равно это получается быстрее, чем создание восковых миниатюр.

Архитектурные макеты

Иногда в моделизме требуется наличие архитектурного макета здания, принадлежащего той или иной эпохе. Чтобы найти такой макет, придётся потрудиться, зато распечатать его с помощью 3-D принтера практически ничего не стоит. Печать позволяет создать даже самые сложные здания с большим количеством деталей и повторяющихся элементов. Могут возникнуть затруднения с печатью мелких деталей, особенно в небольших масштабах изделия, но они успешно решаются использованием фотополимерных принтеров.

Стендовый моделизм

Стендовый моделизм подразумевает максимальную приближенность модели к оригиналу, а для этого пластиковый материал не всегда подходит. В тех случаях, когда вы решили создать модель старинного фрегата вы, конечно, не станете делать его корпус из пластика, поскольку это совершенно нереалистично. Но если вы захотели сделать модель современной техники, то вы можете себе позволить и использование современных материалов, в чём неоценимую помощь может оказать 3-D принтер.

Читайте также:  Устраняем ошибки, если принтер не хочет печатать

Действующие модели

В создании действующих моделей 3-D печать используется, в основном, выборочно для выполнения определённых деталей. Некоторые моделисты предпочитают использовать печать исключительно для создания декоративных элементов, другие печатают пластиковые варианты элементов или целых моделей для последующего формирования этих же деталей из других материалов.

3-D принтер позволяет добиться точности и аккуратности в изготовлении модели. Крайне важно это при создании действующих моделей, любой дефект в конструкции которых может привести к полной непригодности модели. Использование принтера отличается удобством и лёгкостью, поскольку вы можете совмещать печать деталей с занятием другими делами, например, сборкой интересующей вас модели.

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв Цвет кабачка, 6.6 литра и полупрозрачный руль: опыт владения Pontiac Catalina 1968 года за $2000 Любить «золотые 60-е» можно независимо от возраста, и помнить ту эпоху лично для этого совсем необязательно. Ведь главное – это настроение! Элвис, Желтая подводная лодка, фильмы Серджио Леон… 155263 35 28 Тест-драйвы / Тест-драйв Новый мотор, новый салон и старые дорожные повадки: первый тест Renault Duster 2 Событие, которое неизбежно должно было случиться и которого многие ждали четыре года, наконец, случилось: российское подразделение Renault официально представило новый Duster локальной сборк… 130929 33 25 Тест-драйвы / Авто с пробегом Капсула-лайт: опыт владения Иж Ода с пробегом 4900 км за 20 000 рублей Многие любители автомобилей мечтают найти «капсулу времени» – машину, сохранившуюся за много лет практически без пробега в первозданном виде. Один из наших читателей обзавелся подобной «капс… 87459 30 24

«Мы откроем двери к орбитальному производству»

«Когда можно доверить роботизированной системе изготовление качественной детали, решается вопрос, кто и где может строить пригодные к употреблению запчасти», — говорит Зак Лофтус, научный сотрудник «Локхид» в отделе послойного аддитивного наращивания.

В будущем военно-морской флот или космические корабли смогут учиться на опыте друг друга, передавая данные от каждого робота на центральный сервер. «Проект ОВМИ стоит у истоков», — говорит Гриффит. А ведь он работает в «Локхид» в отделе космических исследований, открывая новые горизонты для использования изготовленных на 3D-принтере деталей. Разумные 3D-принтеры представят новые возможности для строительства в космосе, что поможет сэкономить деньги на запусках и сделает возможным контроль качества.

«Мы откроем двери к орбитальному производству, — говорит Гриффит. — Подумайте о свободе, которую предложит аддитивное производство, когда мы сможем доверять характеристикам изготавливаемых материалов».

&nbsp3D-принтерПоделитесь в социальных сетях

Где печатают

Сегодня в мире около 50 частных компаний реализует коммерческие проекты в области биопечати. Большинство из них локализовано в США, Китае и Европе. На реализацию подобных программ требуются огромные суммы, выделить которые не всегда могут себе позволить даже крупные коммерческие организации, поэтому ученые в большей степени рассчитывают на господдержку.

Поскольку американское правительство активно инвестирует в подобные программы (кроме Wake Forest, сотрудничающей с Пентагоном, на воссоздание работы печени, сердца и легких значительные суммы получает и Массачусетский технологический институт), большинство успешных проектов сосредоточено именно здесь. Например, один из первых биопринтеров, произведенных в мире, был собран на средства Министерства обороны США, и на его разработку было потрачено порядка 25 миллионов долларов. А Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США в 2018 г. выделило пяти НИИ из сферы 3D-биопечати грант в размере 2,5 млн долл.

Серьезные инвестиции на развитие этой сферы направляют и азиатские страны: в частности, у Сингапура и Китая есть обширные программы по развитию технологий биопечати.

Как обустроить чудо: технологии, оборудование и материалы для 3d печати

Если перспективы создания бизнеса на основе использования 3d печати кажутся вам довольно привлекательными, значит, самое время заняться изучением матчасти.

Читайте также:  Как перепрошить принтер Canon, если не обнуляется счетчик абсорбера

Все 3d принтеры классифицируются по применяемой технологии печати. Вообще, существует множество технологий 3d печати. В принципе, любой процесс, при котором предмет создаётся слой за слоем, формально можно считать 3d печатью. Даже выполнение маникюра несколькими слоями разноцветного лака. Соответственно, материалы при этом тоже используются абсолютно разные: пластики, металлы, бумага, гипс, песок и даже шоколад. В общем, что только не используется. Но технологий, которые уже сейчас можно применить для построения бизнеса, гораздо меньше. Основных, например, всего три. Следовательно, классов «бизнесовых» принтеров тоже три: SLA, SLS и FDM принтеры.

Таблица: основные технологии 3d печати

Наименование технологии Принцип технологии Преимущества Недостатки
SLA — лазерная стереолитография Резервуар принтера заполняется жидким фотополимером, который затвердевает под действием лазерного излучения. Основные плюсы:
  • высокая точность процесса, гладкость получаемой поверхности;
  • возможность изготовить предмет любой сложности;
  • относительно высокая скорость печати.
Основные минусы:
  • низкая прочность изделий;
  • небольшой выбор материалов;
  • высокая стоимость оборудования (от 6 тыс. $ до 100 тыс. $).
SLS — лазерное спекание Вместо жидкого полимера используется порошок, который спекается под воздействием лазерного излучения. Основные плюсы:
  • не требует дополнительного материала поддержки (использует для этого тот же порошок);
  • широкий выбор материалов для печати;
  • высокая прочность изделий.
Основные минусы:
  • технология более сложная, более энергоёмкая, чем в первом случае и «грязная» (из-за летучести порошков);
  • оборудование оснащено сложной механикой, необходимой для равномерного распределения порошка и очистки;
  • такое же дорогое оборудование, как в первом случае.
FDM — наплавление Пластиковый прут расплавляется, формируется капля из расплава и выдавливается на платформу. Основные плюсы:
  • большой выбор недорогих расходных материалов для печати (пластиков);
  • широкая палитра доступных цветов для печати;
  • невысокая себестоимость изделий;
  • простое в изготовлении и обслуживании, недорогое оборудование (от 1 тыс. $ до 7 тыс. $).
Основные минусы:
  • относительно невысокая точность печати, обусловленная диаметром формовочного сопла (экструдера) и растеканием пластика;
  • чувствительность процесса к температурным перепадам.

Абсолютным лидером по соотношению цена-качество среди «домашних» принтеров сегодня являются FDM устройства.

FDM принтер — наиболее простое по конструкции и используемой технологии устройство для 3d печати, главными элементами которого являются платформа, экструдер и нить используемого пластика

Пластиков для 3d печати на FDM принтере в настоящее время существует внушительное количество. Они разнятся как по характеристикам и сферам применения, так и по требующимся от пользователя навыкам.

Таблица: наиболее популярные марки пластика для 3d печати

Марка пластика Основные характеристики пластика На какого пользователя рассчитан
PLA
  • органический пластик;
  • невысокий срок жизни;
  • не подлежит полировке ацетоном;
  • невысокая температура плавления;
  • отлично держит форму при печати.
  • для новичков;
  • для уверенных пользователей 3d техники;
  • для профессионалов.
ABS
  • ударопрочный пластик;
  • хорошо полируется парами ацетона;
  • легко подлежит постобработке;
  • неудобен в использование из-за термоусадки.
  • для уверенных пользователей 3d техники;
  • для профессионалов.
PVA
  • материал поддержки;
  • растворим в воде.
  • для новичков;
  • для уверенных пользователей 3d техники;
  • для профессионалов.
Nylon
  • высокопрочный материал;
  • подлежит растяжениям;
  • незаменим во многих конструкциях.
  • для профессионалов.
HIPS
  • редко используемый материал;
  • по физическим свойствам находится между АБС и ПЛА;
  • может быть задействован в качестве материала поддержки.
  • для профессионалов.

Наиболее распространёнными являются пластики марок ABS и PLA. Они выпускаются в неограниченном количестве цветов и в нескольких специальных вариантах: флуоресцентном, люминесцентном, токопроводящем, гибком и полупрозрачном. В общем, такой набор позволит воплотить любую причудливую идею и удовлетворит самый изысканный вкус.

Пластики для 3d печати отличаются широким разнообразием цветов и оттенков

Определившись с типом оборудования и материалами, можно перейти к расчёту экономической части.

Персонализированные герои «Звёздных Войн»

Фигурки героев из «Звёздных Войн»Пошаговый план заработка на настройке рекламы ВконтактеОбучитесь рекламе ВКонтакте за 3 дня и начните зарабатывать удаленно от 50 000 р. в на тренинг

В 2012-м году компания «Уолт Дисней Пикчерз» приобрела права на франшизу «Звёздные Войны». Через несколько месяцев фанаты захватывающей эпопеи получили возможность приобрести персонализированные фигурки любимых героев. Посетители Диснейленда теперь могут стать Имперскими штурмовиками, рыцарями-джедаями и т.д.

Персонализированные герои «Звёздных Войн»

Лицо клиента с помощью специального аппарата сканируется с разных углов. После этого, оно печатается в трёхмерном формате на выбранной семидюймовой модели. Стоимость услуги – 100 долларов.

Читайте также:  Неоригинальный картридж с тонером в kyocera что делать

В видеоиграх технология трёхмерного сканирования используется уже более 3 лет. Благодаря ей игроки получают возможность «накладывать» своё лицо на внутриигрового персонажа. Другие компании зарабатывают, создавая конкретных персонализированных супергероев для каждого клиента. Для работы им требуется лишь 5 фотографий лица человека, сделанных с разных ракурсов.

Особенности 3D-печати

Те люди, которые хотят купить такое устройство себе домой, наверняка интересуются, где взять пластик для 3D-принтера? В данный момент расходные материалы можно свободно приобрести в любом магазине в крупных городах.

Различные пластики имеют различные составы, а значит, и особенности готового продукта различаются в зависимости от используемого материала. Какие виды пластика можно найти на рынке?

  • Пластик ABS обладает наиболее высокой прочностью и весьма устойчив к ударам.
  • PLA и Laywood наиболее экологичны. Их производят из натуральных материалов: кукурузы, сахарного тростника или древесины. После окончания срока службы продукция, изготовленная из такого материала, может быть переработана.
  • WATSON известен своей полупрозрачной текстурой. Этот вид пластика очень любят использовать в тестовых моделях механизмов, когда нужно наблюдать за тем, какие процессы происходят внутри, например, автомобиля.
  • Акрил или PMMA наиболее популярны, особенно в домашнем применении. Этот материал долговечен, прочен и неприхотлив.

Большое разнообразие пластика для 3D-принтеров позволяет выбрать состав, который подходит под конкретные цели.

Рынок 3D-печати

Структурно рынок объемной печати можно условно разделить на 2 основных сегмента: рынок оборудования и рынок расходных материалов для 3д-печати. Как уже было многократно отмечено, индустрия аддитивных технологий, по мнению большинства финансовых аналитиков и экспертов в области бизнеса, относится к категории наиболее привлекательных сфер для инвестирования.

Не удивительно, что проводимые исследования и публикуемые прогнозы предрекают рост рынка 3d-печати в целом и его составных элементов в частности. Драйвером роста, при этом, является ожидаемое и очень активное развитие мелкосерийного производства – так называемая “крафтовая революция”.

Рынок расходных материалов

На сегодняшний день наиболее потребляемыми материалами на рынке 3д-печати являются:

  • Фотополимерные материалы;
  • Термопластичные волоконные материалы;
  • Термопластичные порошки;
  • Металлические порошки;
  • Пескообразные и вяжущие материалы;
  • Специализированные сварочные проволоки.

Ожидается, что дальнейшее развития рынка материалов будет развиваться путем создания специализированных веществ и рецептур. Сопутствующим фактором, при этом, будет рост эффективности применения таких материалов и снижение их себестоимости.

Что касается анализа рынка с точки зрения потребителей, то тут, прогнозируют эксперты, основными драйверами будут выступать: аэрокосмическая индустрия; медицина; архитектура и образование. В итоге, по мнению аналитиков из Report Buyer, совокупный объем мирового рынка 3dp материалов составит к 2025 году $8 млрд.

Рынок 3D-печати

Рынок 3D-принтеров

Если история самой технологии 3д-печати насчитывает уже несколько десятилетий, то история бизнеса в данной области сейчас только начинается – по мнению экспертов рынок 3d-принтеров зародился лишь 5 лет. При этом он демонстрирует существенные темпы роста. Так, в 2015 году его объем уже оценивался в $4,8 млрд.

В настоящий момент аналитики отмечают двукратные темпы роста. Так, по мнению авторитетной компании Delloite объем мирового рынка 3D-принтеров в 2020 году составит $20 млрд.

Что касается структуры рынка, то по итогам продаж данной категории оборудования в 2016 году, порядка 95% пришлось на так называемые домашние 3d-принтеры. Ожидается, что в обозримой перспективе данный баланс будет меняться в пользу принтеров профессионального класса, что будет обусловлено развитием бизнес-применения 3d-печати.

Рынок услуг 3D-печати

Ключевое значение для развития индустрии объемной печати в целом, по мнению экспертов и аналитиков, имеют перспективы дальнейшего становления и развития бизнесс-применения 3д-печати.

Так, в период с 1988 по 2015 год среднегодовой темп роста рынка аддитивных технологий (создание 3D-моделей) составил, по данным Wohlers Associates которые приводит РБК, 26,2%. Совокупная выручка компаний, занятых в производстве и обслуживании 3D-принтеров в мире, в 2015 году превысила $5,16 млрд. По данным Context, мировой рынок услуг 3D-печати к 2020 году достигнет $17,8 млрд.