Что такое 3D-печать? Руководство для начинающих

Что такое 3D-печать? Руководство для начинающих

Что такое 3D-печать? В этой статье вы найдете полный обзор этой технологии, включая то, как вы можете начать работу с ней.

С помощью 3D-печати можно изготавливать трехмерные объекты слой за слоем. Особенностью 3D-печати является то, что эта технология позволяет реализовать геометрию, которая невозможна при использовании других производственных процессов.

Кроме того скорость производства значительно превосходит большинство других производственных процессов. Поэтому 3D-печать уже широко используется как в частном, так и в промышленном секторе.

Цель этой статьи — дать обзор технологии 3D-печати и дать новичкам легкое введение в тему. Мы рассмотрим каждую технологию 3D-печати, какие области применения они имеют в настоящее время и как работает процесс 3D-печати в деталях.

К концу статьи вы будете иметь хорошее представление о 3D-печати и ее применениях и знать какая из технологий 3D-печати вам подходит.

Если вы заинтересовались хобби 3D-печати и хотите обойти теоретические вопросы, вам стоит прочитать эту статью: Советы по 3D-печати

Краткая история 3D-печати

Обзор истории 3D-печати.
Обзор истории 3D-печати.

Первые идеи 3D-печати появились очень рано, в 1940-х и 1950-х годах. Как и многие другие современные технологии, первые идеи 3D-печати зародились в научно-фантастических рассказах.

Однако первые 3D-принтеры, которые успешно использовались, были разработаны только в 1980-х годах. Однако эти устройства были очень дорогими, а технология все еще находилась в стадии становления и исследований.

Наиболее распространенные сегодня технологии 3D-печати FDM и SLA также были запатентованы в 1980-х годах. Чак Халл является одним из изобретателей SLA 3D-печати и подал патент на нее в 1984 году.  Скотт Крамп оформил патент на 3D-печать FDM в 1989 году.

Поскольку срок действия соответствующих патентов истек, производители могут использовать эти технологии без выплаты авторских отчислений. Это создало рынок недорогих 3D-принтеров и тем самым привело к экспоненциальному распространению 3D-печати во всех областях.

К настоящему времени 3D-печать продвинулась настолько, что существуют недорогие устройства для любителей (вот список лучших 3D-принтеров). Она также стала стандартом или достойной альтернативой во многих отраслях промышленности.

Как работает 3D-печать?

Этапы процесса 3D-печати

Шаги 3D-печати
Этапы процесса 3D-печати

Независимо от технологии 3D-печати, этапы процесса печати всегда одинаковы. Вначале, после создания идеи, цифровой файл объекта подготавливается для печати в подходящем программном обеспечении для 3D-печати.

После этого объект изготавливается с помощью выбранного метода 3D-печати, и впоследствии может потребоваться доработка.

STL-файл

STL-файл

Файл STL (стереолитография) — это широко используемый формат в 3D-печати. Другие распространенные форматы для 3D-печати — OBJ и 3MF.

Файл STL описывает поверхность объекта с помощью множества маленьких треугольников. Этот тип трехмерного представления объекта может быть прочитан большинством программ для 3D-печати.

Все распространенные программы CAD могут генерировать файлы STL и таким образом подходят для 3D-печати. Для домашнего использования популярны браузерные программы типа TinkerCAD и более профессиональные программы типа Fusion360.

В частном секторе принято использовать чужие объекты, чтобы не создавать 3D-объекты самостоятельно. Для этого существует множество сайтов где такие модели выкладываются и предлагаются. Примерами таких порталов являются Thingiverse, Cults3D или MyMiniFactory.

После того как вы закончили проектирование объекта или скачали готовый объект с одного из сайтов, вы можете подготовить его к 3D-печати в так называемом слайсере.

Слайсер

Слайсер

Программы которые преобразуют файлы STL для 3D-печати в язык понятный 3D-принтерам называются слайсерами. Их название происходит от того, что они нарезают объект на множество маленьких слоев, которые шаг за шагом печатаются 3D-принтером.

В слайсере определяются важные свойства объекта, такие как высота и плотность слоя. Чем меньше высота слоя, тем тоньше поверхность. Особенно в 3D-печати FDM, это классическая характеристика, по которой можно распознать 3D-печатный объект.

Благодаря коду генерируемому слайсером, 3D-принтер знает куда и когда наносить материал. Именно поэтому большинство технологий 3D-печати имеют свои собственные слайсеры, так как некоторые команды сильно отличаются.

Если вы ищете быстрый старт в 3D-печати, рекомендуем Cura для FDM 3D-принтеров и ChiTuBox для фотополимерных 3D-принтеров. Эти две программы являются самыми популярными слайсерами для соответствующих технологий печати, предлагают легкий старт и могут быть детально настроены, поэтому они интересны и для профессионалов.

После нарезки готовый код может быть доставлен на 3D-принтер. Это делается либо по кабелю непосредственно с ПК, либо через подходящий носитель данных.

3D-печать

3D-печать

В зависимости от того, какая технология 3D-печати используется, перед печатью необходимо подготовить 3D-принтер. Чаще всего она заключается в загрузке материала (филамента/ смолы/ порошка и т.д.) и нагреве стола. Печатный стол — это поверхность, на которой слой за слоем печатается объект.

Отдельные слои печатаются друг на друге до тех пор, пока объект не будет готов. В некотором смысле слои складываются вместе, поэтому 3D-печать также называют аддитивным производством.

Большим преимуществом 3D-печати является ее скорость. Большинство объектов печатается в течение нескольких часов, максимум — нескольких дней. В большинстве технологий 3D-печати это время — чистое время ожидания, поскольку 3D-принтер работает самостоятельно. Сложная геометрия может быть изготовлена одним куском без необходимости дополнительных шагов.

После печати готовый объект может нуждаться в некоторой последующей обработке. В зависимости от технологии, объект может потребовать полимеризации, а также удаления выступающих остатков материала или опорных конструкций.

При использовании большинства технологий 3D-печати свесы могут быть напечатаны только до определенного угла без провисания. Чтобы обеспечить возможность печати таких выступов, под ними печатаются опорные конструкции, которые удаляются после печати.

Типы технологий 3D-печати

3D-печать, также известная как аддитивное производство, — это производственный процесс, в котором объекты создаются шаг за шагом из отдельных слоев.

Несмотря на то, что принцип в 3D-печати всегда один и тот же, могут использоваться самые разные процессы и материалы. Либо горячий материал печатается друг на друга, либо жидкость отверждается слой за слоем, либо песок или порошок разжижается и/или отверждается слой за слоем.

FDM: Моделирование методом наплавления

FDM 3D-печать

FDM 3D-печать — одна из наиболее широко используемых технологий 3D-печати. В частном секторе она, безусловно является самой популярной.

При FDM 3D-печати пластик, а точнее филамент, подается в виде нити через горячее сопло слой за слоем на печатный стол. Это позволяет реализовать любые геометрические формы, сохраняя при этом очень низкую стоимость и короткое время производства.

Типичная конструкция

FDM 3D-принтер состоит в основном из печатающей головки, которая может перемещаться в трехмерном пространстве относительно объекта. Внутри печатающей головки находится так называемый хотенд, через который подается и нагревается филамент. На конце находится горячее сопло, через которое выдавливается горячий и жидкий филамент.

Горячий филамент наносится на печатный слой, на котором он застывает. После нанесения слоя на печатную пластину печатающая головка перемещается немного вверх и печатает следующий слой поверх предыдущего. Таким образом, объект последовательно создается из пластика.

Однако 3D-принтеры FDM могут также печатать композиты, например филамент с углеродными волокнами и чистый металл. Последний вариант особенно интересен для промышленности, но он еще далеко не так развит и распространен, как другие производственные процессы, такие как точение, фрезерование, штамповка, литье или спекание.

Между тем, существует множество недорогих 3D-принтеров начального уровня, с помощью которых любой желающий может быстро и легко освоить 3D-печать. Прошли те времена когда вам приходилось собирать свой собственный 3D-принтер из отдельных деталей и вы больше работали над проблемами, чем над печатью. Даже недорогие FDM 3D-принтеры все больше напоминают plug-and-play продукты, которые надежно производят объекты.

SLA: стереолитография

3D-печать SLA (стереолитография)

В 3D-печати SLA (стереолитография) жидкая смола отверждается слой за слоем под воздействием света.

Под ванночкой с жидкой смолой находится мощный источник света, обычно в ультрафиолетовом спектре, который отверждает смолу через несколько секунд. Между источником света и смолой находится тонкая прозрачная пленка, которая защищает дисплей.

Слой начинается на дне ванночки со смолой и перемещается вверх слой за слоем. Первый слой отверждается на столе (платформе), второй прилипает к первому слою и так далее. Этот процесс повторяется для каждого слоя объекта до тех пор, пока не будет завершен окончательный объект.

SLA 3D-печать с разрешением в диапазоне 20-50 мкм

SLA 3D-печать чрезвычайно точна и может достигать толщины слоя 0,01 мм с разрешением по XY в диапазоне 20-50 мкм. Это делает ее идеально подходящей для многих промышленных отраслей и специальных приложений в частном секторе. К ним относятся ювелирные изделия, прототипирование или печать игровых фигурок, косплейного оборудования и миниатюр, которые можно раскрашивать.

Недостатком SLA 3D-печати является то, что она обычно требует использования токсичных смол. Помимо работы с этими смолами, последующая обработка готовых объектов также более затратна, чем при использовании других технологий 3D-печати.

Хотя смола уже частично отвердела во время печати, после печати ее необходимо снова отвердить с помощью источника ультрафиолетового света. Перед этим все остатки смолы должны быть смыты в основном изопропанолом.

После печати остатки отвержденной смолы необходимо отфильтровать.
После печати остатки отвержденной смолы необходимо отфильтровать.

При определенной практике и использовании правильных средств защиты, таких как перчатки и респираторы, такая обработка не представляет проблемы и переделка выполняется быстро, но это отпугивает многих новичков.

В целом SLA 3D-печать — это очень универсальная и распространенная технология 3D-печати, которая идеально подходит для создания высококачественных и детализированных объектов. Даже недорогие SLA 3D-принтеры начального уровня теперь могут производить гладкие поверхности, которые конкурируют с высококачественными деталями, отлитыми под давлением.

Cтруйная печать фотополимером

струйная печать материалами
С помощью струйной печати материалов можно печатать сложные объекты из различных материалов (источник: Stratasys.com)

До сих пор струйная 3D-печать материалами была доступна только крупным компаниям, поскольку подходящие 3D-принтеры стоят очень дорого. В свою очередь, возможные результаты струйной печати материалами очень впечатляют.

В этом процессе 3D-печати различные материалы печатаются в жидкой форме, подобно струйному принтеру. Большим преимуществом этого процесса является большое разнообразие возможных материалов. Можно печатать как цветными мягкими, так и твердыми фотополимерами, воском и съедобными материалами.

В результате возможны объекты, состоящие как из твердых компонентов, так и из мягких и гибких частей, как показано выше. Это делает данную технологию очень интересной для широкого круга отраслей промышленности. Чем больше будет развиваться эта технология, тем дешевле будут становиться используемые 3D-принтеры. В результате технология будет становиться все более распространенной в промышленности и в один прекрасный день напечатает множество наших продуктов.

Binder Jetting: стрйная печать связующего вещества.

Что такое 3D-печать? Руководство для начинающих
A: CAD-модель, STL-файл и 3D-детали, напечатанные с помощью Binder Jetting.
B: Процесс печати Binder Jetting, при котором порошок для следующего слоя помещается либо через бункер, либо через валик. (источник: sciencedirect.com)

При струйной 3D-печати со связующим материалом печатающая головка наносит связующий материал на слой порошка. Этот порошок может быть металлическим, керамическим или песчаным. Связующее вещество склеивает этот порошок вместе для сборки объекта.

Основные преимущества этого процесса 3D-печати заключаются в том, что большие объекты могут быть напечатаны относительно быстро и для этого можно использовать широкий спектр материалов. Поэтому струйная печать на связующем представляет особый интерес для промышленности.

Постобработка деталей, изготовленных методом струйной печати
Постобработка деталей, изготовленных методом струйной печати на связующем, является относительно дорогостоящей (источник: sciencedirect.com).

Помимо высокой стоимости по сравнению с любительской 3D-печатью, одним из недостатков струйной печати на связующем является то, что готовые детали требуют сложной постобработки для придания им прочности.

В процессе печати связующий материал проходит через порошок относительно неконтролируемым, но точным образом. С одной стороны, это позволяет создавать относительно детализированные геометрические формы, но поверхность обычно очень грубая и пористая. Поэтому струйное нанесение связующего материала не подходит для некоторых применений, или же повторная обработка становится еще более сложной.

SLM: Выборочное лазерное сплавление

Принцип печати Powder Bed Fusion
Принцип печати Powder Bed Fusion (источник: lboro.ac.uk)

При 3D-печати с использованием порошкового слоя лазер расплавляет и соединяет пластиковый, металлический или керамический порошок слой за слоем формируя объект.

Поскольку здесь используется лазер, точность очень высока. В зависимости от силы лазера можно обрабатывать самые разные материалы, что делает эту технологию подходящей для промышленности, стоматологии и других областей медицины.

Преимущество перед струйной обработкой связующим состоит в том, что объекты, изготовленные с помощью этой технологии 3D-печати, гораздо более стабильны. Однако недостатки заключаются в том, что процесс занимает гораздо больше времени, а стоимость одного объекта возрастает с увеличением силы лазера.

Этот метод 3D-печати также требует значительной доработки для достижения желаемого качества поверхности и свойств материала.

Моделирование методом склейки пленки

3D-печать методом склейки пленки
3D-печать методом склейки пленки (источник: researchgate.net)

Хотя листовая ламинированная 3D-печать в зачаточном виде может быть выполнена и с использованием бумаги или картона, она менее известна и распространена в частном секторе.

В этой технологии 3D-печати слои материала склеиваются друг с другом, причем каждый слой вырезается отдельно и приклеивается к предыдущему слою. Это позволяет воспроизводить относительно сложные и точные контуры. Разрешение зависит от техники резки и толщины слоев материала.

Недостатки этой техники заключаются в том, что качество поверхности может быть относительно низкой, а в случае металла — острым. Кроме того прочность и долговечность объекта несопоставима с другими технологиями 3D-печати.

DED: Прямой подвод энергии и материала

метод спекания электронным пучком (EBAM)
3D-печать методом спекания электронным пучком (EBAM)  (источник: sciaky.com)

3D-печать методом прямого подвода энергии и материала похожа на 3D-печать FDM. Только здесь вместо нагревания и выдавливания через сопло материал расплавляется мощным электронным лучом или лазером и наносится непосредственно на нижележащий слой.

Виды технологий прямого подвода энергии и материала:

  • Спекание электронным пучком (EBAM)
  • Прямая обработка металла (DMT)
  • Прямое лазерное выращивание (DLD)
  • Электродуговое аддитивное производство (WAAM)
  • Холодное нанесение (CSAM)
  • Прямое нанесение металла (DMD)
  • Лазерное спекание порошков (LENS)
  • Лазерное нанесение металла (LMD)
  • Электронно-лучевое сплавление проволоки (EBF)
  • Контролируемое наращивание металла (CMB)

Как вы можете себе представить, для этого требуется оборудование промышленного масштаба. Как следствие, доступность такого оборудования весьма ограничена и требует большого бюджета и специальной подготовки.

Однако для тех, у кого есть бюджет и ноу-хау, использование этой технологии 3D-печати может оказаться полезным. Она может производить высокоточные и очень устойчивые объекты, поэтому эта технология часто встречается в аэрокосмической отрасли.

В дополнение к стоимости и сложным вопросам безопасности, медленная скорость производства также является недостатком, который еще больше отодвигает эту технологию 3D-печати в специализированные ниши.

Материалы для 3D-печати

Одним из наиболее увлекательных аспектов 3D-печати является широкий спектр доступных материалов. В частном секторе здесь преобладают термопластичные нити и синтетические смолы. В профессиональном секторе к ним добавляются металлы, керамика, песок и различные композиты.

Термопластик

Пластиковый материал для FDM 3D-печати.
Пластиковый материал для FDM 3D-печати.

Термопласты сжижаются при нагревании и снова застывают при охлаждении. Это основной принцип, на котором основана 3D-печать FDM.

Филамент нагревается в горячей части до температуры печати, которая обычно превышает 200 °C, экструдируется через сопло и подается на печатный стол. Там филамент застывает, позволяя печатать объект слой за слоем.

Расплавленный жидкий филамент застывает после экструзии.
Расплавленный жидкий филамент застывает после экструзии.

Существует множество филаментов которые можно использовать для 3D-печати. Наиболее популярными являются PLA, ABS, PETG и TPU.

  • PLA является биоразлагаемым, дешевым и легким для печати. С другой стороны он не так стабилен, как ABS или PETG.
  • ABS прочен, ударостоек и широко используется в промышленности. Помимо прочего, его часто используют для изготовления корпусов электроники или игрушек. Однако печатать из него гораздо сложнее, чем из PLA, поскольку он сильно сжимается при охлаждении.
  • PETG также является прочным, долговечным и термостойким материалом. Кроме всего прочего он идеально подходит для предметов, используемых на открытом воздухе.
  • TPU самый популярный гибкий филамент в FDM 3D-печати. Он обладает высокой прочностью и имеет специальные применения благодаря своей гибкости.

Помимо этих стандартных филаментов, всегда есть и другие термопласты, которые можно использовать для 3D-печати. К ним относятся нейлон, PP, PC, HIPS и многие другие. В промышленном секторе для 3D-печати используются и более сложные пластики, такие как PEEK.

Композиты

Филамент PC-ABS
Филамент PC-ABS

Поскольку большинство процессов 3D-печати подразумевают плавление и повторное замораживание материала, можно комбинировать самые разные материалы. Поэтому композиты очень популярны, особенно в 3D-печати.

Здесь существует множество комбинаций стандартного PLA-филамента с различными добавками от дерева до металлических хлопьев. Углеродные армированные филаменты также очень популярны для печати несущих деталей или деталей механического назначения.

Существует также множество комбинированных типов филаментов, например PC-ABS. Эти два материала сами по себе очень жесткие и прочные, но их сочетание позволяет получить еще более жесткий и прочный конечный продукт.

Однако недостатком этих композитов является то, что они более сложны в производстве. В частности твердые добавки, такие как металлические хлопья или каменный порошок, могут быстро изнашивать мягкие сопла. Если вы планируете часто печатать такими филаментами, мы бы посоветовали использовать более прочные и большие сопла.

Смола

смола для 3D-печати SLA.
Стандартная смола для 3D-печати SLA.

Смолы позволяют получать чрезвычайно точные поверхности. Поскольку процесс SLA 3D-печати относительно недорог в реализации, фотополимерные 3D-принтеры очень распространены и популярны в частных домах.

Смолы для 3D-принтеров изготавливаются из полимеров, которые сшиваются и отверждевают сильнее при воздействии энергии (обычно ультрафиолетового света). Поскольку свет можно направить очень точно, можно реализовать даже крошечные размеры пикселей.

Хотя существует большое количество смол с различными свойствами, выбор материалов не так велик, как при 3D-печати с использованием филамента FDM. Помимо стандартных смол, существуют также водорастворимые смолы, ABS-подобные смолы, прозрачные материалы и смолы предназначенные для разрешения 8K и выше.

Однако недостатком смолы является то, что она токсична. По крайней мере в жидком состоянии она раздражает кожу, дыхательные пути и токсична при проглатывании. Только после отверждения к объекту можно прикасаться и работать с ним дальше.

Более того, испарения образующиеся при печати предметов из смолы, токсичны. Поэтому при работе с синтетическими смолами необходимо использовать соответствующие средства индивидуальной защиты, а в идеале — избегать помещения, в котором происходит печать и хорошо проветривать его после печати.

Металл

3D-печать металлом
Сложная металлическая деталь, напечатанная методом 3D-печати из аэрокосмической отрасли (источник: esa.int)

Быстрая, экономичная, простая и стабильная FDM 3D-печать металлом — это святой Грааль для производственной индустрии. Тем не менее, металлическая 3D-печать все еще зарезервирована для определенных ниш, где сложные компоненты должны быть изготовлены из одной детали, а цена не имеет значения.

Хотя уже существуют более доступные металлические FDM 3D-принтеры (например от Ultimaker), печать объектов с гладкой поверхностью и стабильной структурой пока не подходит для широких масс.

В принципе FDM 3D-печать металлом работает так же, как и пластиком. Металл расплавляется, наносится слоями и застывает. Очевидным преимуществом является то, что объекты, изготовленные из металла, намного прочнее, чем из пластика или смол. Недостатком является высокая стоимость.

Однако металл также можно использовать в 3D-печати в виде порошка.

Порошок

3D-печать порошком
3D-печать металлическим порошком (PBF) (источник: whiteclouds.com)

Порошок который можно использовать для 3D-печати, может состоять из металла, керамики или пластмассы. Таким образом с помощью этого типа материала можно найти самые разнообразные применения.

Основные процессы 3D-печати в которых используется порошок, включают струйное нанесение связующего, прямой подвод энергии и материала и сплавление порошкового слоя (см. выше).

Использование металлических порошков в 3D-печати особенно распространено в аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности, поскольку с их помощью можно быстро изготовить сложные объекты из одного куска.

Области применения 3D-печати

Благодаря широкому выбору материалов, быстрому производству деталей и реализации специальных геометрических форм, 3D-печать имеет множество возможных применений.

Помимо прототипирования до массового производства существует множество других применений 3D-печати в профессиональном секторе и в частном секторе для хобби и искусства.

Хобби

FDM 3D-печать
FDM 3D-печать
SLA 3D-печать
SLA 3D-печать

3D-печать позволяет любителям реализовать творческие идеи с использованием широкого спектра материалов и практически любого уровня детализации. Кроме того, очень популярно практическое использование для изготовления запчастей или других домашних улучшений.

Изготовление продукции у себя дома очень привлекает многих пользователей, поскольку это сокращает время и стоимость доставки, а также зачастую дает больше свободы, чем покупка готовых изделий.

Кроме того, начать заниматься 3D-печатью становится все проще, поскольку даже недорогие 3D-принтеры начального уровня продолжают совершенствоваться и выдавать надежные результаты.

Благодаря легкости вхождения и широкому распространению 3D-печати в частном секторе, существуют большие сообщества, в которых происходит обмен и торговля 3D-объектами. Это также позволяет пользователям печатать объекты без использования программы CAD.

Прототипирование в дизайне и промышленности

3D-печать позволяет быстро тестировать прототипы
3D-печать позволяет быстро тестировать прототипы

На поздних стадиях проектирования изделий необходимо создавать прототипы для проверки геометрии и функций. Чтобы для этого не пришлось разрабатывать все производственные процессы 3D-печать предлагает быстрый способ тестирования этих характеристик продукта в течение нескольких часов.

Поскольку 3D-печать FDM в частности, является быстрой и недорогой, продукт может быть напечатан сразу же, как только будет доступна его CAD-версия. Это ускоряет разработку сложных объектов, поскольку геометрия может быть протестирована напрямую и ошибки могут быть обнаружены раньше.

Время, которое проходит между идеей и выпуском продукта, значительно сокращается благодаря быстрому созданию прототипов, которое обеспечивает 3D-печать.

Производство потребительских товаров

уникальные дизайны потребительских товаров
3D-печать позволяет создавать уникальные дизайны потребительских товаров (источник: amfg.ai)

Уникальные возможности 3D-печати также широко используются в производстве потребительских товаров. В частности, скорость и гибкость 3D-печати очень привлекательны для производителей, выпускающих множество небольших партий продукции.

Чтобы избежать необходимости перестраивать весь производственный процесс для каждого нового продукта на 3D-принтер можно просто подавать новый CAD-файл.

Однако большинство потребительских товаров по-прежнему изготавливается с использованием традиционных методов производства, таких как литье под давлением или фрезеровка металла. Пройдет немало времени, прежде чем 3D-печать станет доминирующей на рынке, если вообще дойдет до этого. Чтобы 3D-печать не осталась нишевой технологией в промышленности, необходимо повысить точность некоторых процессов и результирующую стабильность объекта, а также снизить затраты.

Автомобильная промышленность

3D-печать играет важную роль в автомобильной промышленности
3D-печать играет все более важную роль в автомобильной промышленности (источник: whichcar.com)

Долгое время единственной целью 3D-печати в автомобильной промышленности было изготовление инструментов для ручного производства и прототипов для разработки. Однако сейчас качество 3D-печатных деталей настолько высоко, что их можно использовать в конечном продукте.

Важным преимуществом, связанным с этим, является логистика запасных частей. Каждый производитель автомобилей должен хранить запасные части не менее десяти лет. В зависимости от количества запасных частей и количества автомобилей, находящихся в обращении, хранение и производство этих запчастей может быть дорогостоящим.

Если хотя бы некоторые из них будут 3D-печатными, эти запасные части можно будет печатать по мере необходимости. Таким образом, затраты на хранение практически отсутствуют.

Авиация

3D-печать также может применяться в интерьерах пассажирских самолетов
3D-печать также может применяться в интерьерах пассажирских самолетов (источник: aircraftinteriorsinternational.com).

Производство деталей для авиации является очень дорогостоящим, поскольку этот вид производства подчиняется строгим правилам и сертификации. Поэтому для большинства производителей любое снижение затрат приветствуется при условии соблюдения всех аспектов безопасности и функций.

Поэтому 3D-печать часто используется в аэрокосмической промышленности для изготовления простых деталей, таких как воздуховоды или другие небольшие пластиковые детали.

Но, как и во многих других отраслях, 3D-печать часто используется в аэрокосмической промышленности для создания прототипов. Миниатюрные прототипы самолетов могут быть использованы для быстрого тестирования их аэродинамических свойств и концепций дизайна.

Образование

3D-печать учит студентов использовать технологии
3D-печать учит студентов использовать технологии (источник: educationtechnologysolutions.com).

В современном обществе уже недостаточно просто научить детей пользоваться языками и математикой. Современные технологии также необходимо изучать с раннего возраста. 3D-печать идеально подходит для этого, поскольку она учит как физическому обращению с технологиями производства, так и работе с ними и программированию с помощью компьютера.

Но даже в университетах архитектуры, машиностроения или дизайна продукции 3D-принтер может помочь студентам реализовать свои идеи и создать цифровые объекты.

Медицина

3D-печатные протезы - доступная альтернатива
3D-печатные протезы — доступная альтернатива (источник: universityofcalifornia.edu)

Благодаря гибкости 3D-печати и возможности изготавливать сложные объекты из одной детали, 3D-печать широко используется в медицине. Она применяется для изготовления индивидуальных протезов конечностей, анатомических моделей, роботизированных хирургических инструментов и моделей для планирования операций с учетом особенностей пациента.

Строительство

Напечатанные на 3D-принтере стены
Напечатанные на 3D-принтере стены (источник: sq4d.com).

В настоящее время уже есть первые здания, которые в основном были напечатаны на 3D-принтере. Процесс основан на 3D-печати FDM и печатает стены дома слой за слоем из бетона.

Производители таких зданий обещают более быстрое, безопасное и прочное строительство этих домов по более низкой цене.

Кроме того, этот принцип уже обсуждался для строительства базы на Марсе, поскольку строительный материал можно смешивать прямо на месте, а робот может печатать дома автономно.

Еда

Хотите 3D-печатного жевательного осьминога?
Хотите 3D-печатного жевательного осьминога? (источник: foodingedientsfirst.com)

Подобно термопластикам, существуют продукты питания которые при высоких температурах становятся жидкими, а при комнатной температуре застывают. Например на шоколаде тоже можно печатать. С помощью печи можно также печатать выпечку в виде сложных структур.

Будет интересно, когда можно будет печатать настоящее мясо. Пока что существуют компании, печатающие 3D-продукты похожие на мясо, но они часто основаны на растительных материалах.

Мода

Сочетание 3D-печати и ткани
Сочетание 3D-печати и ткани (источник: recreus.com)

3D-печать еще не пришла в индустрию моды. Однако есть много дизайнеров, которые используют ее для воплощения творческих идей в жизнь. Хотя большинство этих идей скорее экстравагантны, чем практичны и при повседневном использовании сразу же сломаются, есть и интересные сочетания твердого пластика с тканью.

Архитектура

3D-печатная модель дома
3D-печатная модель дома (источник: lifeofanarchitect.com)

Как и во многих других отраслях производства, 3D-печать используется в архитектуре для создания прототипов и моделей. Концептуальные проекты могут быть быстро протестированы и представлены. Часто бывает полезно подержать спроектированный объект в руках, чтобы выявить улучшения и недостатки.

Ювелирные изделия

3D-печатный прототип становится пресс формой, которую затем можно заполнить металлом
3D-печатный прототип становится пресс формой, которую затем можно заполнить металлом (источник: formlabs.com)

В ювелирном искусстве в основном используется высокоточная SLA 3D-печать. С ее помощью можно изготовить очень тонкие и сложные объекты, некоторые из которых невозможно изготовить традиционными методами.

Часто здесь печатается прототип из синтетической смолы с которого изготавливается пресс-форма которую затем можно залить металлом.

Заключение

3D-печать — это революционная технология. Она стремительно развивается в последние годы и имеет множество поклонников не только в промышленности, но и в частном секторе.

3D-печать позволяет создавать более гибкие производства и производить геометрию, которая была бы невозможна при использовании других методов.

Надеюсь, эта статья вдохновила вас узнать больше о 3D-печати. Будь вы любитель, профессионал или просто любопытный, мир 3D-печати ждет когда вы откроете его для себя!

Николай

Я всегда рад вашим комментариям, предложениям или новостям из первых уст.

Оцените автора
Добавить комментарий