Если до недавнего времени трехмерное моделирование считалось чем-то из мира фантастики, то сегодня практически каждый может купить специальный настольный аппарат для печати объемных изделий из пластика. Так что же такое 3D-принтеры, каковы их возможности, перспективы и сфера применения? Какова роль человека в создании точной копии компьютерной модели?
Отличительные особенности 3D-принтера
Трехмерный принтер — это специальное устройство, способное печатать трехмерные объекты на основе виртуальной модели. Если тонер используется для печати в обычном принтере, то во втором случае используются различные виды пластика, нейлона, металлического порошка, стеклянного порошка, строительных смесей и других материалов. В основе этой технологии лежит послойный рост твердотельных моделей. Этот метод идеален для создания предметов разной сложности: от обычных детских игрушек до всевозможных элементов, используемых, например, в протезировании.
Как работает эта техника:
Существует несколько технологий такой печати, которые различаются техникой работы, свойствами используемого исходного материала, используемым программным обеспечением:
- Печать экструзией
Суть этого метода заключается во влиянии экструдера на расходный материал. Он нагревает сырье до определенной температуры, затем, выдавливая его через сопло, образует продукт или его фрагменты. Расходными материалами служат различные полимеры. - Пыль.
Эта технология включает: - струйная печать, основанная на нанесении связующих на тонкие слои порошка с последующей пропиткой полимерами или воском;
- селективное или прямое спекание тонких слоев порошка лазером;
- электронный луч, лазерное плавление — вместо спекания в точках контакта с лазером порошок плавится.
- Ламинирование
Этот метод значительно удешевляет получаемую продукцию, так как в качестве сырья используются бумага, тонкие металлические листы и пластик. - Фотополимеризация
Эта технология основана на использовании жидких фотополимерных смол, затвердевающих под воздействием ультрафиолета.
Применение трехмерной печати в быту
Интересует, что можно распечатать на 3D-принтере? Да, много всего: детские игрушки и елки, сувениры, чехлы для мобильных телефонов и планшетов, всевозможные автомобильные механизмы, много разных украшений. 3D-принтеры стали незаменимыми в строительстве, медицине, пищевой промышленности; их услугами пользуются многие дизайн-студии.
Хотя это устройство не является предметом первой необходимости, многие люди все же мечтают иметь его дома. Сегодня эти пожелания легко воплощаются в жизнь, ведь на рынке есть принтеры по вполне приемлемым ценам. Кроме того, в сети полно интересных «рецептов» изготовления изделий с помощью 3D-устройства.
На принтере можно напечатать колпачок для обычной ручки, прищепки для дома, мебельную фурнитуру, пластиковые елочные игрушки, детские игрушки, интересные маски. Любой владелец мобильного телефона или планшета не откажется от идеи изготовить оригинальный защитный чехол, ведь изготовить его с помощью принтера не составит труда. Если вы являетесь поклонником игры в шахматы, фигурки, сделанные с помощью технологии 3D-печати, обязательно вам понравятся.
3D-принтер и малый бизнес
Современный мужчина всегда ищет что-то новое и необычное. Появление 3D-печати стимулировало развитие малого бизнеса. Продукция, изготовленная на 3D-принтере, принесет вам неплохие деньги. Цены на устройства разные: самые простые стоят порядка 500 — 1000, более продвинутые модели — более 10 000 долларов. Самые современные модели имеют компактные размеры, что позволяет устанавливать их на журнальные столики. Каковы возможности 3D-принтера, какие продукты можно выращивать с его помощью?
Популярные торговые идеи:
- сувениры и подарочная продукция с изображением любимых героев художественных фильмов и мультфильмов;
- оригинальные брелки, красивые украшения, аксессуары для смартфонов, планшетов, сумок;
- товары повседневного спроса: тарелки, ложки, вилки и др.;
- предметы быта: оригинальные шкатулки, интересные вазы и абажуры, другие изделия, предназначенные для украшения дома или офиса;
- наглядные учебные пособия, используемые в детских садах, школах, колледжах, университетах;
- рекламная продукция: от небольших надписей до вывесок и баннеров;
- модели обуви, одежды, которые в дальнейшем будут использовать профессиональные дизайнеры;
- запасные части;
- индустрия туризма — фигуры людей на фоне интересных построек, скульптур, прямых макетов различных достопримечательностей.
Объемная печать — хорошая перспектива для открытия бизнеса. Хотя скорость современных принтеров по-прежнему низкая, с увеличением спроса на продукцию всегда можно расширить производство, закупив еще несколько единиц. Сила 3D-принтера заключается в создании недорогих, иногда уникальных продуктов, которые промышленность не прилагает усилий для производства.
Медицина
Несомненно, 3D-принтеры — огромный шаг вперед в отрасли. С каждым годом этот сектор развивается, расширяя ассортимент продукции. Возможно, вскоре появятся крупные фабрики, которые смогут в относительно короткие сроки производить необходимые товары. Возможности этих 3D-устройств безграничны. Они нашли применение во многих областях медицины.
Принтеры особенно популярны в стоматологии, где они используются для изготовления временных коронок и имплантатов челюстей, необходимых для нормальной жизни человека. Изготовление челюстных устройств важно для облегчения работы хирургов.
В протезировании большим спросом пользуется 3D-печать. Эта технология способна учитывать индивидуальность строения человеческого тела при изготовлении протезов. Специальные микрополости, расположенные в нужных местах протезных систем, позволяют клеткам здоровых тканей свободно перемещаться, облегчая и ускоряя адаптацию человека к протезу.
Технология 3D-печати широко используется в производстве имплантатов. Известно, что недавно была проведена успешная операция, позволившая вставить кусок черепа. Сначала было проведено 3D сканирование, только потом приступили к созданию необходимой модели.
Современным ученым с помощью клеток печени (гепатоцитов, звездчатых и эпителиальных клеток) удалось распечатать фрагмент печени на 3D-принтере. Изготовленные таким образом ткани пока используются только для проверки действия различных лекарств, а не для трансплантации органов человеку. Только искусственно созданной ткани хватает на пять полных дней.
Строительство
Строительные принтеры пока производят всего несколько компаний. Самая дешевая модель стоит более 12 тысяч евро. Несмотря на среднюю высоту, этим устройством можно строить дома объемом 144 м3. До сих пор не существует идеальной модели, полностью удовлетворяющей инженеров и строителей. Однако во многих странах активно ведутся работы по совершенствованию 3D-технологий.
Ученые пытаются создать уникальное устройство, способное использовать самые разные виды сырья. Например, использование керамики, стекла, оксида алюминия позволит вам «культивировать» самые необходимые элементы для вашего дома. Использование 3D-печати облегчит строительство зданий, снизит трудозатраты и уменьшит количество отходов. Кроме того, эта умная машина сможет заменить людей в небезопасных местах.
Китайская компания «Winsun» в 2014 году удивила мир информацией о строительстве домов с помощью огромного 3D-принтера (высота устройства — 6,6 м, ширина — 10 м, длина — 40 м). Эта уникальная машина работает круглосуточно, не останавливаясь и не наблюдая, построить дом можно практически за сутки.
Технология строительства заключается в послойном нанесении раствора, приготовленного из вторичного бетона и строительных отходов. В доме пол, стены шириной около 30 см, полностью приспособлены для размещения сантехники, электропроводки и других коммуникаций. Какова окончательная стоимость здания, пока точно не известно, однако уже ясно, что за этой революционной технологией будущее. Единственный недостаток — это стоимость перевозки готового дома, гаража или другого строения, ведь строительный принтер немобильный и для нормальной работы требует заводских условий.
Архитектура
Трехмерное моделирование успешно применяется в архитектуре, поскольку этот метод позволит архитекторам наглядно донести свои идеи до клиентов. Такая модель будущего сооружения намного эффективнее обычного рисунка или изображения на мониторе компьютера. Клиент получает полную информацию о будущем проекте с учетом всех доступных тонкостей.
Ювелирная индустрия
Теперь есть принтеры, которые работают с золотом, серебром, платиной, сталью и цветным нейлоном. Эти 3D-устройства созданы для изготовления украшений. Стоимость таких принтеров начинается от 300 тысяч рублей. Владельцы этой техники в короткие сроки создают огромное количество всевозможных изделий.
Страсть к 3D-технологиям захватывает мир. С каждым годом появляется все больше и больше новых моделей, расширяется область применения этой техники. Трехмерная печать активно применяется во всех отраслях. Наверное, совсем скоро уже никого не удивишь наличием в доме 3D-принтера. Этот прибор, как и обычный холодильник или телевизор, станет удобным и нужным.
