Фото: Печать на 3d принтере
Фото: Печать на 3d принтере

Печать на 3D принтере – это фантастика, ставшая реальностью. Если бы 20 лет назад вам сказали, что в 2017 году люди будут штамповать органы на специальной машинке, вы вряд ли смогли бы себе это представить. Внимательно прочитав данный обзор 3D принтеров, вы убедитесь: будущее уже настало.

Эти удивительные устройства уже более десяти лет, как перестали быть монополией секретных лабораторий. Они превратились в такой же обыденный и доступный широкой общественности товар, как, например, управляемые дроны или iPhone последней модели. Сегодня любой желающий может заказать с доставкой на дом необходимый комплект деталей и собрать бюджетный печатный станок с ЧПУ для личного пользования. Если вы все еще слабо представляете, что это такое, но хотите узнать больше о 3D-принтерах, то эта статья написана именно для вас.

Печать на 3D принтере разных категорий

Сначала рассмотрим наиболее распространенные сегодня категории принтеров.

RepRap

Название переводится, как «самовоспроизводящийся принтер». В идеале он должен уметь создавать собственные полнофункциональные копии. Замысел очень перспективный, но современные модели этого типа могут печатать только пластиковые детали, а этого недостаточно, ведь сам принтер состоит из этого материала только на 30-60%.

RepRap продаются в виде комплекта основных уникальных деталей от производителя. То есть, различные мелочи – проводки, моторчики и т.д. необходимо докупать самому. При этом у вас появляется замечательная возможность собрать 3D принтер своими руками, примерно так же, как деды-радиолюбители мастерили приемники, чтобы послушать вражеский джаз на радио «Свобода». Поэтому, если вы не умеете пользоваться паяльником, и не обладаете навыками и знаниями электромонтера или инженера, то вам такой аппарат вряд ли подойдет.

Печать на 3D принтере категории RepRap позволяет наносить слои толщиной не менее 0.1 мм. Расходным материалом могут служить нейлон, флекс, PLA и ABS. Такие принтеры нельзя назвать профессиональными и практичными, зато для хобби – то, что надо. Комплект всех необходимых деталей обходится всего в 300 долларов. Если же вы – давний поклонник передачи «очумелые ручки» и умеете лепить конфетки из подручных материалов, то можно вложится и в 100 у.е., используя фанеру и иной хлам, завалявшийся в гараже.

DIY-kit

Представляет собой набор «Сделай сам». В отличие от RepRap, здесь в комплект входят абсолютно все нужные детали и подробная инструкция по сборке. Совладать с ним новичку достаточно просто. Складывая конструкцию в полноценный принтер, вы отлично изучите аппарат, и в дальнейшем сможете самостоятельно чинить его, в случае необходимости.

Наиболее популярными представителями этой линейки сейчас являются Felix 3.0, 3d принтер i3 Prusa и их аналоги. Минимальная толщина печатного слоя – 0.1-0.2 мм. Расходным материалом служит чаще всего пластик – FilaFlex, PLA, HIPS. В моделях с подогреваемой основой допускается использование ABS, при условии достаточной мощности нагрева. Средняя стоимость DIY-kit составляет 1000 долларов.

Готовые модели

Вам ничего не придется паять, докупать, собирать. Все уже сделано за вас. Такие принтеры – отличный вариант для небольших предприятий, предлагающих услуги трехмерной печати. Работают подобные аппараты более качественно, толщина наносимого слоя может составлять даже 0.05 мм. Закрытая рабочая камера не позволяет распространяться в помещении неприятному запаху, который характерен для работы с нитью ABS. Также могут использоваться нейлон, PLA или PVA.

Наиболее популярными в этой группе среди жителей постсоветских стран являются устройства Picaso, MakerBot, Ultimaker. Стоимость таких аппаратов стартует от 1000 долларов. Конкретная цена зависит от количества функций, габаритов камеры, числа экструдеров, скорости работы и многих иных параметров.

Промышленные принтеры

Стоимость таких агрегатов может достигать нескольких сотен тысяч долларов, ведь они печатают не только пластиком по технологии FDM, но и многими другими видами материалов. Так что, если вы всю жизнь мечтали приобрести себе принтер по металлу, вам нужно очень хорошо зарабатывать.

3D принтер по металлу
Фото: 3D принтер по металлу

Сегодня подобные агрегаты широко используются в медицине, а также аэрокосмической, ювелирной, военной отрасли. С их помощью создаются протезы, важные детали для двигателей космических аппаратов, различная мелкосерийная продукция. В машинах, работающих с металлом, используются порошки типа EBM, SLS и DMLS, а также различные расходные материалы на базе нержавеющей стали, кобальта, бронзы, алюминия, титана.

3D принтер: что можно напечатать (классификация технологий)

Чтобы понять, какие перспективы открывает данная отрасль, ознакомьтесь с основными принципами работы современных трехмерных принтеров:

  1. FDM. Аббревиатура расшифровывается, как Fused Deposition Modeling. Специализированное программное обеспечение делит файл CAD на сегменты, производит расчет пути выпрессовки термопластика, а также определяет, сколько понадобится материала. Затем термопластик плавится, превращаясь в жидкость, и маленькими капельками выдавливается по намеченному пути. Параллельно принтер может использовать удаляемый материал, выполняющий ту же функцию, что и так называемые «леса» в строительстве. Термопластичная нить послойно выдавливается через специальный дозатор снизу вверх. По этому принципу действует большинство бюджетных принтеров, а также кулинарные машины, заправляющиеся тестом, сыром, глазурью и прочими продуктами питания аналогичной консистенции. Технология отлично зарекомендовала себя и в биомедицине: живые клетки помещаются в специальный гель, который затем заряжается в принтер.
  2. Polyjet. Эта технология разработана израильскими учеными еще в начале 2000-х. Фотополимер выстреливается из мелких сопел микродозами, затем сразу полимеризуется на поверхности детали под ультрафиолетовым облучением. Толщина слоя составляет 16 микрон, что всего на 6 единиц больше габаритов клетки крови. Печать осуществляется очень быстро. К недостаткам аппаратов данного типа относится то, что она работает только с одним материалом: дорогим, хрупким пластиком, чувствительным к УФ-излучению. Технология используется в медицине и промышленном прототипировании.
  3. LENS. Расшифровка: LASER ENGINEERED NET SHAPING. Рабочий материал выдувается из сопла в виде порошка, и попадает на сфокусированный лазерный луч. Частички порошка мгновенно спекаются между собой, и постепенно соединяются в полноценную 3D-модель. Этот принцип работы используется в промышленных принтерах, создающих детали из стали и титана. До появления LENS трехмерная печать позволяла работать только с пластиком. Но теперь технологию вовсю используют промышленные гиганты, ведь с ее помощью можно мгновенно получать необходимые сплавы, смешивая разные типы порошков. В настоящее время лидером в сфере изготовления печатных станков с LASER ENGINEERED NET SHAPING является компания Optomec.
  4. LOM. Суть технологии заключается в склеивании или спекании нарезанных лазером либо специальным ножом тонких ламинированных листов. Лист вырезается по заданному контуру, а затем укладывается, формируя первый слой. Сверху на него укладываются следующие нарезки до тех пор, пока печатаемый объект не будет готов. При помощи laminated object manufacturing можно печатать бумажные, пластиковые и алюминиевые модели. Для создания изделий последнего типа применяется тонкая алюминиевая фольга, нарезанные слои которой соединяются между собой посредством воздействия на них ультразвуковыми вибрациями.
  5. SL. Стереолитография. В ванну средних размеров заливается жидкий полимер. По его поверхности проходит лазерный луч, на участках движения которого происходит застывание материала. Так создается один слой, после чего платформа опускается, жидкий полимер покрывает ее сверху, и начинается формирование следующего слоя. Когда все слои прорисованы, выполняется удаление лишнего материала, а затем – шлифовка. После этого, в некоторых случаях изделие запекается в специальных УФ-духовках. Фотополимер токсичен, поэтому рабочие печатного цеха должны пользоваться респираторами и иными средствами индивидуальной защиты. Несмотря на то, что со слов все это может показаться громоздким и неудобным, преимуществом метода является удивительная скорость выполнения работ, а также потрясающая точность: до 10 микрон. При этом стоимость принтера является относительно невысокой, поскольку для спекания этой разновидности полимера мощность лазера может быть совсем невысокой.
  6. LS. По-русски эта технология называется «лазерное спекание». Она во многом схожа с стереолитографией, но в ней в качестве расходного материала используется порошок, а не фотополимер. К достоинствам LS можно отнести то, что с ней вероятность поломки детали в процессе печати крайне низка. Кроме того, предлагается широкое разнообразие доступных расходных материалов: нейлон, сталь, титан, бронза. Однако, поверхность детали, изготовленной данным методом, получается пористой. Некоторые порошки являются взрывоопасными, из-за чего хранить их следует только в заполненных азотом камерах: это трудоемко, и требует определенных финансовых затрат. Еще одним минусом технологии является то, что созданные с ее помощью детали очень долго остывают, иногда даже в течение 24 часов.
  7. 3DP. На порошковый материал наносится специальный клей, благодаря чему образуются гранулы, поверх которых наносится новый слой порошка. В итоге получается изделие, по свойствам напоминающее гипс. Если в клей добавить краску, то можно изготавливать цветные фигурки. Технология не является слишком затратной в плане финансовых и энергетических ресурсов, поэтому ее удобно использовать в офисных помещениях или дома. В качестве расходного материала используется порошок на основе резины, стекла, бронзы, древесных опилок, шоколада, сахара. К сожалению, толщина слоя составляет более 100 микрон, а поверхность объекта получается грубой.

Самые популярные принтеры для домашнего пользования

Если вы задумываетесь о том, какой 3D-принтер купить для мелких бытовых нужд, обратите внимание на эти модели:

  1. Simple. Всего 300 долларов, и вы становитесь обладателем надежного маленького устройства от компании Printrbot. Конечно, собирать его придется самому, но это не так уж и сложно, как кажется на первый взгляд. Нагреваемая подставка у него отсутствует, и работает он только с биоразлагаемым пластиком. Максимальные размеры создаваемого объекта могут составлять всего 10.16 кубических сантиметров. Это немного, но достаточно для того, чтобы создать кучу сувенирных фигурок на радость детям или для декорирования письменного стола. Аппарат подключается к обыкновенному персональному компьютеру при помощи USB-кабеля. Добавив еще 50 долларов, можно приобрести модификацию 2014 Simple KIT, в комплекте к которой предоставляются экструдер и пластина-основание из алюминия. Если же заморачиваться со сборкой и настройкой вы не хотите, придется доплатить поставщику еще 100 долларов. Модель работает по технологии послойного наплавления FFF.
  2. Kinpo XYZprinting da Vinci 1.0. Это тайваньское чудо техники стоимостью 500 долларов создает модели из пластика ABS. Максимальные габариты выстраиваемого объекта достигают 20 кубических сантиметров. Уровень точности составляет 0.4 мм, но если задать программу быстрой печати, то этот показатель снижается до 0.4 мм. Внешне аппарат похож на кофеварку. Модель является отличным дополнением интерьера домашнего кабинета и даже может быть полезной при выполнении определенных практических задач.
  3. RepRap Open-Source Line. Аппарат из категории, уже описанной в начале статьи. Цена – от 469 долларов. В сравнении со всеми другими современными домашними принтерами, он уникален. Программное обеспечение устройства разработано в Университете Бата (Соединенное Королевство), оно находится в бесплатном доступе для всех желающих в формате открытого исходного кода. То есть, вы можете легко доработать ПО на свое усмотрение, если владеете базовыми навыками программирования. Замечательно и то, что, как говорилось ранее, вы можете самостоятельно распечатать на RepRap Open-Source Line некоторые детали для него. Если вы цените многофункциональность и универсальность, приобретите комплект для сборки модификации Prusa Mendel, которая стоит всего 479 у.е. и позволяет создавать объекты размером 19,5×19,5×14 см из пластиков PLA и ABS.
  4. Cubify Cube. Принтер среднего класса. Он прост в использовании, обладает немалым количеством функций. Цена – от 1300 долларов. Стильный дизайн позволяет ему гармонично вписываться в интерьер любой современной комнаты. Толщина слоя составляет менее 0.2 мм. Заправочный пластик для 3D принтераCubify Cube используется тот же, что и на RepRap Open-Source Line. Позволяет изготавливать трехмерные объекты объемом до 14 кубических сантиметров. К домашнему ПК его можно подключить не только через USB, но и при помощи Wi-Fi. Кроме того, он может считывать файлы с USB-флешки. Одного заправочного картриджа аппарату хватает на создание 10 объектов максимального размера. Стоимость фирменного картриджа составляет 49 долларов. Эту модель очень удобно эксплуатировать тем, кто до этого не сталкивался с 3D-принтерами. На официальном сайте производителя представлены бесплатные и платные файлы, позволяющие создавать различные трехмерные фигурки на Cubify Cube.
  5. Afinia H-Series H479. Внешне он похож на маленький настольный станок. Кожух экструдера этой модели можно распечатать на ней же. Цена этой «рабочей лошадки» составляет 1560 долларов. У этого принтера отсутствуют клавиши управления, и считывать данные с флеш-карты он не умеет. Зато Afinia H-Series H479 оснащен встроенной памятью, благодаря чему его можно отсоединить от ПК во время печати: он все равно доведет проект до завершения. Данное устройство демонстрирует достаточно высокое разрешение печати: 0.15 мм. Работает со стандартными для домашней «линейки» пластиками. Позволяет создать объект размером 5 кубических дюймов. Практичность и удобное ПО – вот две основные причины, по которым на этот 3D printer получает преимущественно положительные отзывы от покупателей.
  6. Lulzbot TAZ 3. За этот универсальный аппарат, демонстрирующий безупречное качество работы, придется заплатить 2200 долларов. Работает он медленно, но крайне тщательно прорисовывает мельчайшие изменения форм. Модель разработана фирмой Aleph Object (США). Ее можно заправлять самыми разнообразными материалами: не только скучными PLA и ABS, но также древесным порошком, PVA и HIPS. Особого внимания заслуживает возможность печати древесной нитью. Готовые фигурки выглядят и пахнут точно так же, как и изделия, выполненные из дерева вручную. Можно настроить работу устройства даже так, чтобы на поверхности объекта вырисовывались как будто бы «годичные кольца». Скорость печати: 200 квадратных миллиметров в секунду. Приятно удивляет и точность: от 0.075 мм. Принтер оснащен встроенной панелью управления с жидкокристаллическим монитором. Для полноценной работы этот аппарат не нужно даже подключать к компьютеру, достаточно лишь вставить в него карту памяти SD, предварительно загрузив на нее все необходимые файлы.

Цена

Как видите, 3D принтер купить может себе позволить сегодня все еще не каждый желающий. Хотя, рынок уже сейчас предлагает широчайшее разнообразие моделей. Даже если вы зарабатываете не слишком много, у вас есть отличная возможность собрать у себя дома такое устройство, потратив всего около 7000 рублей. А скоро цена на комплектующие упадет еще ниже, ведь научный прогресс не стоит на месте.

Смотрите видео: 3D принтер своими руками

ТОП 5 больших принеторв на Amazon в 2018 году

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here