Прошло много времени с тех пор, как на рынке появились 3D-принтеры, позволяющие людям создавать 3D-объекты в реальном мире прямо из дома.

Если вам нужен обзор того, что такое 3D-принтеры, как они работают, сколько стоят и что с ними можно делать, вы попали по адресу.

Что такое 3D-принтер?

3D-принтер — это устройство, которое может создавать физические объекты из цифрового файла. В результате обычно получается пластик. Он может иметь неровные края и часто бывает однотонным. Несмотря на эти ограничения, легче понять, что работает, а что нет, когда вы держите в руках реальную копию 3D-модели.

Лучшие 3D-принтеры могут производить детали, достаточно прочные для повседневного использования. Долгосрочная цель отрасли — продлить срок службы потребительских товаров и позволить любому напечатать важную запасную деталь, которой у производителя больше нет на складе.

Воссоздать недостающую или сломанную деталь полезно, но 3D-принтер также может производить достаточно деталей для сборки целых изделий. Эта технология идеальна для быстрого прототипирования, позволяя быстро вносить изменения для уточнения конструкции без необходимости использования дорогостоящих литьевых форм для массового производства.

3D-печать также имеет свое место в коммерческом производстве. При производстве небольшого количества изделий качественная, но относительно медленная и дорогая 3D-печать деталей иногда имеет больше смысла, чем традиционные методы с высокими затратами на приобретение и низкой себестоимостью единицы продукции.

Как работают 3D-принтеры?

Наиболее распространенная конструкция 3D-принтера, моделирование методом наплавления (FDM), аналогична струйному принтеру. Печатающая головка FDM движется вперед и назад, нанося материал на движущуюся платформу. Пока струйный принтер распыляет капли чернил на бумагу, 3D-принтер выдавливает горячий пластик на стеклянную или металлическую рабочую пластину.

Два двигателя с компьютерным управлением направляют поток пластика по длине и ширине готового объекта: один для печатающей головки, другой для рабочей пластины. Чтобы создать высоту, третий двигатель поднимает направляющую, по которой скользит печатающая головка.

Обратной стороной является то, что 3D-печать — медленный процесс по сравнению с традиционными технологиями производства, иногда на перевод объекта в третье измерение уходят часы. Вы можете сделать это быстрее, выдавив больше материала одновременно, но это увеличит высоту слоя и приведет к тому, что отпечаток будет выглядеть грубым. Вертикальные кривые и углы также имеют ступеньки вместо гладких поверхностей и плоских плоскостей большинства выпускаемых изделий.

Второй по популярности тип потребительских 3D-принтеров использует свет вместо тепла для формирования фигур из пластика. Этот так называемый смоляной 3D-принтер использует ультрафиолетовый свет для проецирования изображения на жидкую смолу, которая реагирует на эту длину волны и затвердевает.

3D-печать смолой часто выполняется быстрее и отверждает весь слой сразу. Однако УФ-смола обычно не так долговечна, как термопласты, используемые для 3D-печати FDM.

В состав специальных нитей FDM входят более прочный пластик, а также различные виды металла, стекла, керамики и даже дерева. Деталь 3D-принтера принимает внешний вид и некоторые свойства этих материалов. С С помощью специализированных 3D-принтеров можно создавать объекты из самых разных материалов, даже из чизкейка.

Что может сделать 3D-принтер?

Коммерческие 3D-принтеры могут сделать практически все. Некоторые 3D-принтеры используют мощные лазеры для плавления металла и создания прочных деталей для использования в ракетах и ​​других прочных машинах.

Потребительские 3D-принтеры ограничены по размеру и материалу. Размер рабочей пластины определяет максимальную длину и ширину детали, а высота принтера влияет на высоту объекта, напечатанного на 3D-принтере.

В большинстве случаев 3D-отпечатки умещаются на ладони. Более крупные потребительские 3D-принтеры могут обрабатывать объекты размером чуть больше кубического фута. Также можно сделать большой предмет, соединив несколько частей поменьше.

Некоторые из самых популярных 3D-объектов включают свисток, держатель для телефона с ручным поворотным столом для сканирования объектов в 3D, умные цифровые солнечные часы, которые используют солнечный свет для отбрасывания тени, которая показывает время в легко читаемых цифрах, и мини-игру. осьминог с гибкими шарнирными ножками, не требующий сборки.

Возможности безграничны. Например, Thingiverse — одна из крупнейших библиотек для 3D-объектов. Создан для 3D-печати и содержит более 2,5 миллионов цифровых файлов, большинство из которых бесплатны.

С появлением генеративного искусственного интеллекта теперь можно создавать 3D-объекты с помощью текстовых подсказок. В настоящее время ИИ не создает проекты, оптимизированные для 3D-печати, поэтому перед использованием вам придется преобразовать файл в совместимый формат и обработать его с помощью приложения для 3D-печати.

Сколько стоят 3D-принтеры?

Вы можете приобрести 3D-принтеры по цене примерно от 100 долларов, что является невероятной сделкой для такой мощной технологии. Более продвинутые модели имеют более крупные рабочие пластины и более высокую скорость печати, но стоят дороже.

Примерно за 300 долларов вы можете приобрести очень хороший потребительский 3D-принтер. Если вы станете энтузиастом и часто печатаете, вы можете приобрести гораздо более быстрый и крупный 3D-принтер за 500–1000 долларов. Коммерческие 3D-принтеры стоят от нескольких тысяч долларов до более 1 миллиона долларов.

Имейте в виду, что вам потребуются расходные материалы и, возможно, аксессуары для вашего 3D-принтера, поэтому запланируйте немного больше на эти дополнительные расходы. Нити FDM и УФ-смолы относительно недороги, но продаются оптом, поэтому вам придется потратить не менее 20 долларов, чтобы приобрести необходимые материалы.

Аксессуары включают в себя корпус для снижения шума в 3D-принтере FDM, улучшенные рабочие пластины, охлаждающие вентиляторы для более быстрой печати, ультрафиолетовый свет для отверждения смолы, а также инструменты для очистки и обслуживания 3D-принтера. Обычно для начала вам не нужны никакие аксессуары, а некоторые 3D-принтеры поставляются с небольшим количеством нити или смолы для создания первых отпечатков.

3D-принтер открывает возможность экономичного производства запасных частей, дублирования конструкций, доступных в Интернете, или создания прототипов совершенно новых продуктов, которые еще не существуют. Эта невероятная технология существует уже несколько десятилетий, но только в последние годы она стала доступной и простой в использовании.

Если вы в последнее время не пробовали 3D-печать, пришло время взглянуть еще раз. Если вы новичок в 3D-печати, сейчас самое время начать.

Редакционные рекомендации