Что можно делать на 3д принтере возможности: Что можно печатать и делать на 3d-принтере дома и в коммерческих целях?

Содержание

Что можно печатать и делать на 3d-принтере дома и в коммерческих целях?

Если вы когда-то думали приобрести 3D-принтер, наверняка вы также задумывались о том, что можно сделать с помощью 3D-принтера?

Возможности 3d-принтеров

В прошлом столетии трехмерные модели использовались только в узкоспециальных сферах: в медицине – для протезирования, в машиностроении – для изготовления форм для литья, в электронике – для построения микросхем, в архитектуре и дизайне – для получения макетов интерьеров и зданий, в научно-исследовательской деятельности – для создания экспериментального прототипа будущего изделия.

Как 3d-притер печатает объекты?

3D принтер печатает объемную фигуру по заданной модели с помощью полимерной нити, которая накладывается слой за слоем и быстро застывает. Всё, что можно распечатать на 3д принтере, пользователь либо конструирует самостоятельно в специальных компьютерных программах, либо сканирует « с натуры», либо загружает готовые образцы из базы данных. Принтер воспроизводит объект с высокой точностью и с регулируемой скоростью.

Что можно печатать на 3д принтере дома?

В двадцать первом веке из сугубо научной области аддитивные технологии перешли в повседневную жизнь, активно расширяя круг своих приверженцев благодаря снижению рыночной цены на периферийные устройства, а также реальности идеи, что можно сделать на 3д принтере дома абсолютно или почти всё. Полученные изделия годны для повседневной жизни и служат альтернативой покупным заводским товарам, что способствует экономии семейного бюджета, открывает для домочадцев новый путь развития креативных способностей и проведения досуга.

Детские игрушки и развлечения

Пользователи создают интернет-сообщества, где выкладывают в общий доступ 3д модели разнообразных детских игрушек, кубиков, конструкторов и фигурок. Кроме того, дети могут распечатать на домашнем устройстве свои собственные фантазии. Нарисованные в программе, рисунки «оживают» у них на глазах благодаря технологии послойного синтеза. 3д принтер обрел известность еще и потому, что можно сделать фото или видео новой придумки и выложить ее в Сеть – для оценки другими владельцами трехмерного устройства.

Для создания детских шедевров стоит запастись широким цветовым спектром ABS и PLA пластиков, так как направление требует максимального буйства красок. Для данных работ отлично подойдет высокотехнологичный принтер Space Monkey Gorilla. Широкий, он позволяет создавать монолитные игрушки больших размеров, и его яркий нестандартный дизайн прекрасно впишется в интерьер детской комнаты.

Посуда и домашняя утварь

В сфере производства кухонной утвари технологические новинки внедряются нечасто. Но технология 3д печати в корне изменила структуру производства посуды. На смену керамике и фарфору пришли значительно более экономичные пластики: полиэтилен низкого давления, полипропилен, а также акрил и ABS-пластик.

В домашних условиях стоит начать с посуды попроще, из общедоступных полимеров в качестве строительного материала: с пластиковых контейнеров, подставок, формочек, дуршлагов, тарелок, разделочных досок и крышек. Для их изготовления достаточно иметь полимерную нить одного цвета и удобный принтер, такой как Ultimaker 2 Extended – высокоскоростная модель по демократичной для своего качества цене. 

Мебель и фурнитура

Мебель ассоциируется с чем-то большим и громоздким, но трехмерные новшества добрались и до этой патриархальной сферы. Голландские разработчики придумали собирать мебель из ячеек различной формы, которые можно печатать отдельно и затем скреплять клеем. Основные плюсы такой мебели и предметов интерьера - это простота их изготовления. Используется только один вид пластика, экологичность также на высоком уровне. Что можно изготовить на 3д принтере? Это могут быть небольшие стулья, столешницы, диванчики. Другой вариант - отдельно распечатать оригинальную ножку для круглого столика, подставку для лампы, ручки для выдвижных ящиков, а также этажерки, вешалки, патроны для светильников и замки.

Для печати таких масштабов выбирается 3д принтер большой вместимости и с широкой платформой, например, такой как Leapfrog Creatr XL. Его габариты позволяют печатать предметы до 60 см в высоту.

Аксессуары для мобильных устройств и компьютеров

Обиходные вещи давно перестали служить только по своему прямому назначению. Чехлы для телефонов, подставки под ноутбуки, держатели планшетов над кроватью, крепления – все эти предметы на виду и под рукой, они, помимо прочего, выражают индивидуальность владельца.
Телефонные аксессуары изготавливают с выгравированными именами, подпорки предстают в виде силящихся удержать гаджет атлантов или щупалец осьминога. Все перечисленные предметы относительно просты для изготовления в домашних условиях. Для этого можно приобрести удобный в использовании MakerBot Replicator 2X. Он особенно четко фиксирует изделие в процессе конструирования и препятствует его деформации, что важно для создания качественных аксессуаров.

Инструменты для дома

Возможности того, что можно делать на 3д принтере, проявляются на примере сложных предметов с подвижными частями. Речь идет, например, о гаечных ключах с регулируемой затяжкой, которые не придется собирать из двух частей – они печатаются единым элементом. Другие примеры инструментов для распечатки: пластиковый молоток, выдерживающий забивание гвоздей; мастерки, шпатели для отделочных работ; линейки, угольники и уровни для строительных работ, гайколомы и экстракторы в автомобильном демонтаже. Достаточно подобрать подходящий принтер, такой как Leapfrog Xeed, специализирующийся на печати деталей сложной геометрической формы.

Канцелярские товары 

Большинство предметов в этой категории имеют простые программы в 3д моделировании, которые пополняются идеями личной маркировки и символики. Например, на корпусе ручки или визитницы делается надпись после завершения первого этапа печатания. К другим предметам, подпадающим под трехмерную печать, относятся линейки, трафареты, лекала, счетные палочки, пеналы, корпус для канцелярского ножа, подложки под сменные записные блоки, органайзеры. Эти модели чаще всего монолитны, для их изготовления подойдет надежный настольный 3д-принтер для несложных предметов Hori Titan. Он прост в использовании и имеет надлежащее качество.

Ювелирные изделия

Нигде так явно не демонстрируется, что на 3д принтере возможности аптечной точности безграничны, как в сфере ювелирных украшений. Дорогие установки печатают фотополимерные детали, которые в дальнейшем используются как модели для изготовления литейных форм. Незаменимым прибором для стереолитографии послужит высокоточный Formlabs Form 2, с ним легко печатаются мелкие детали колье, колец, ожерелий, серег и подвесок.

Детали и комплектующие для автомобилей

3д технология позволяет допечатать детали к таким крупным предметам, как автомобили и мотоциклы: насосы, трубки, кнопки, ручки, канистры, бутыли, подлокотники. Пользователи имеют возможность создать уникальную фигурку на капот или в салон, изготовить держатель для отдушки, корпусы для зеркал. Многочисленные шпонки, дюбеля, прокладки, катушки также распечатываются из обычных полимерных материалов ABS и PLA.

3д мини-копии тюнингованных автомобилей

Существует одна модная идея: автомобилисты создают точную уменьшенную копию своей машины и пробуют различные виды тюнингов, выбирая на наглядном примере подходящий. Чтобы сделать точные замеры со своего авто, пользуются сканерами, записывающими все базовые точки-координаты реального объекта (например, сканер Gotcha) . Автолюбители оценят простой в обращении, функциональный 3д принтер CubePro Trio.

Одежда и обувь

Одежда и ее привычное мягкое волокно на первый взгляд несовместимы с тем, что можно напечатать на 3д принтере. Однако дизайнеры доказывают обратное. Среди предметов одежды создаются сетчатые накидки, футболки, платья и даже нижнее белье, анатомически идеально подходящие человеку. 

Индустрия шагнула дальше, придумав изготовление эксклюзивной обуви путем лазерного спекания. Принтер, работающий с материалом нейлоном, идеально подойдет для изготовления одежды и обуви. Европейское качество гарантирует, что можно печатать на 3д принтере, не опасаясь быстрого износа оборудования. К таким устройствам относят 3д принтер BQ WitBox. 

3D-копия человека, селфи-продукция

3д принтеры расширяют наши представления о том, что можно сделать оригинального для важного, близкого человека. Индустрия подарков неуклонно движется в сторону персонализации даримых предметов. Трехмерная печать предлагает такие варианты, как как бюст или небольшая статуэтка, в деталях повторяющая образ получателя подарка. Для этого необходимо тщательно сосканировать человека при помощи специального сканера и загрузить данные в программу. 3д принтер высокой мощности, такой, как Mcor IRIS, воспроизведет мини-копию человека с удивительной точностью. Эта модель использует обычную бумагу, что гарантирует высокую степень экологичности конечного продукта.

3д принтеры постепенно перестают быть новинкой, набирая обороты популярности в мире. Специалисты уверяют, что скоро они будут так же естественно смотреться в каждом доме, как стиральная машина или компьютер. Потребитель имеет очень широкий выбор моделей устройств, ему остается только определить для себя направление его использования и сделать выбор согласно своим финансовым возможностям.

Что можно сделать на 3D принтере

В связи с появлением технологии трехмерной печати и ее активным развитием многие задаются вопросом, что можно сделать на 3D принтере? Для наиболее правильного ответа на этот вопрос следует понять, что такое 3Д принтер, как он работает и какими возможностями обладает. Ведь современные принтеры для трехмерной печати имеют достаточно широкие возможности, и с их помощью можно делать самые разные изделия.

0.1. Уменьшенная копия сделанная на 3D принтере

1. Итак, что же такое 3D принтер

3D принтер – это специальное устройство для создания объемных деталей, которое применяет способ послойного образования физического предмета по цифровой трехмерной модели. Другими словами, это аппарат, который способен напечатать физический объемный предмет, который ранее был создан в программе для трехмерного моделирования.

Стоит отметить, что современные принтеры для трехмерной печати отличаются высокой точностью. Они способны создавать абсолютно любые объекты – детали, модели зданий, игрушки, буквы и цифры, не зависимо от сложности их форм. Это означает, что использование 3D принтера открывает безграничные возможности перед пользователем.

2. Что можно сделать с помощью 3D принтера

Как вы уже знаете, современный принтер для трехмерной печати открывает безграничные возможности перед пользователями. С его помощью можно изготовить практически любую деталь или игрушку совершенно любой формы. Это означает, что 3D принтер может применяться в самых разных областях производства. Кроме этого существуют бытовые типы принтеров для трехмерной печати, которые позволяют создавать нужные модели в домашних условиях.

2.1. Изготовление на 3D принтере игрушек

Принтеры для трехмерной печати позволяют изготавливать весьма реалистичные игрушки для детей любых возрастов – животные, автомобили и мотоциклы, посуда и куколки для девочек, всевозможные сказочные персонажи и герои мультсериалов и так далее. Кроме этого на 3Д принтере можно изготовить развивающие игрушки для самых маленьких.

Каждая маленькая девочка по достоинству оценит коллекцию невероятно красивой бижутерии, распечатанной на 3D принтере. В свою очередь для мальчиков можно создавать целые армии солдатиков и военной техники. Изготовление деталей различных конструкторов в домашних условиях не составит труда, если вы используете 3Д принтер.

Конечно, существующие сегодня настольные принтеры не способны печатать разными цветами. Все зависит от того, какой пластик вы будете использовать. Однако уже сегодня идут активные разработки многоцветных принтеров.

2.2. Изготовление деталей на 3D принтере

Конечно же, возможности трехмерной печати не ограничиваются изготовлением игрушек. К примеру, в домашних условиях вы можете распечатать себе достаточно прочный разводной гаечный ключ. Конечно, пластик не сможет выдержать большое давление, однако со многими домашними задачами ключ вполне способен справиться. Помимо этого вы можете распечатать массу деталей, таких как ручки для дверей, фурнитура для мебели, декоративные изделия и так далее.

Кроме этого на 3Д принтере можно распечатывать различные шестерни для любых механизмов. Крючки, тремпели для одежды, полочки и многое другое также можно изготовить при помощи трехмерной печати. Многие пластиковые детали, которые используются в разнообразных механизмах, производятся при помощи 3Д принтеров. Область применения 3Д принтера в быту ограничивается только вашей фантазией.

2.3. 3D принтер для одежды

Разработчики 3D принтеров пошли еще дальше и создали принтер, который способен работать не только с жесткими материалами, такими как металл или пластик. Новинка в мире трехмерной печати позволяет создавать самую настоящую одежду из синтетических материалов, таких как полиуретан и резина. Уже была выставлена первая коллекция одежды от известного дизайнера, изготовленная на 3Д принтере.

Это означает, что в скором будущем принтеры для печати одежды устранят необходимость в крупных заводах, занимающих много места. Кроме этого бутики смогут избавиться от больших складов, так как нужную модель можно будет распечатать сразу после заказа. Конечно, современные технологии трехмерной печати еще развиваются, и невозможно сказать чего они смогут достигнуть через 5-10 лет.

3. Что можно напечатать на 3D принтере SD300Pro: Видео

3.1. Печать органов на 3D принтере

3Д принтеры уже сегодня активно используются в медицине. С их помощью распечатываются формы, по которым в дальнейшем изготавливается протез или фрагмент кости.  Это очень удобно. Кроме этого, стоит отметить, что изделия, напечатанные на 3D принтере, отличаются высокой точностью. Это позволяет создавать максимально точные  биологические протезы костей и пластины, для закрытия отверстий в костной ткани.

В будущем планируется создать 3D принтер, который сможет распечатывать органы людей, используя биологические материалы. Это позволит создавать искусственные органы для людей, которые смогут полноценно заменить поврежденные и зараженные ткани.

3.2. Что еще делает 3D принтер

Как уже говорилось выше, при помощи трехмерной печати можно сделать практически любой объект, независимо от сложности его форм. Более того, в тех местах, где пластиковые детали не способны выдержать нагрузку, используются металлические детали, распечатанные на 3Д принтере по металлу.

Принтер для трехмерной печати металлом способен создавать прочные и точные детали для любых механизмов. Такие устройства уже сегодня активно используются в производственной промышленности.

Учитывая возможности современных технологий не сложно представить, что сможет сделать 3D принтер через 5-10 лет. Ведь то, что вчера еще было фантазией из книг о будущем, стало доступно уже сегодня. Более того, технология активно развивается и имеет огромный потенциал.

Область применения 3д принтера

Многие производители принтеров не догадывались, что появление 3d печати кардинально изменит возможности рекламы и современного рынка. Ведь технологии были относительно примитивными, аппараты невозможно было доставить в широкие массы потребителей.

А потом изменился подход к работе, и некоторые изобретатели довели 3d принтер до реализации в магазинах техники. Сначала клиенты не догадывались о преимуществах до тех пор, пока не попробовали распечатать рекламные плакаты из пластика и афиши мероприятий.

Область применения 3D принтеров

Сферы использования уникальной печати разнообразны:

  • Архитектура;
  • Литейное производство;
  • Дизайн;
  • Научные исследования;
  • Машиностроение;
  • Образование;
  • Рынок товаров массового потребления;
  • Ювелирная сфера;
  • Стоматология;
  • Бизнес;
  • Медицина;
  • Производство электроники.

3D технологии прочно обосновались в массовом рынке пластиковых изделий, детских игрушек и научно-исследовательских институтах. Поэтому у клиентов развитого бизнеса открылись новые возможности во всех сферах человеческой деятельности. Трехмерная модель проекта или будущего товара распечатывается на специальном принтере как полноценный материальный объект.

Работники задают определенные параметры и размеры будущего изделия, и дальше товар распечатывается из любого материала. Однако чаще всего используют легкий пластик для удобства клиента. А вес игрушки или нового оборудования уменьшается за счет легкости элементов обработки.

Моделирование сложных приборов и проектов позволяет покупателям правильно оценивать эффективность многогранных возможностей новой технологии печати. А снижение цены делает 3D принтеры более доступными для массового потребления. Ведь конкурировать на разношерстном рынке действительно сложно. Особенно при высокой конкуренции и многофункциональности техники.

Активная эксплуатация принтеров наблюдается в машиностроении и прототипировании. Всем клиентам известны будущие проекты новых гаджетов и электрических приборов. Однако до выпуска изделия требуется провести множество проверок, испытаний и рекламных презентаций товара. А для этого нужны миниатюрные модели продукции за рекордно быстрые сроки. 3D печать в данном случае способна заменить литье и механическую обработку, а точнее несколько месяцев тяжелой работы для людей.

Ускорение процессов выпуска помогает развитию экономики и промышленного производства товаров медицины, науки и машиностроения. Экономность относительно ресурсов и драгоценного времени поражает клиентов, и способствует увеличению инноваций на рынке. Конструкторские разработки стали действительно востребованы благодаря развитию исследований и медицины. Многообразие применения данной печати зашкаливает по сравнению с обычными электронными устройствами. Проектирование применяется даже в стоматологии и медицине, а больше всего в архитектуре и дизайне.

Искусство

Создание произведений искусства начинается с набросков или чертежей, макетов или рисунков. И в серьезной работе необходимо применять новые технологии. Прекрасной возможностью становится использование 3d принтера профессиональными художниками, дизайнерами и архитекторами.

Для каких целей нужно печатное устройство:

  • Создание цельной структуры нового здания;
  • Сотворение мелких деталей для огромной скульптуры;
  • Реализация механической игрушки;
  • Оформление интерьера и организация пространства в помещении;
  • Проектирование дизайна мебели и комнат;
  • Моделирование макетов для творческих проектов;
  • Создание линейки модных аксессуаров;
  • Материализация технических творений.

Трудолюбие скульпторов раньше доходило до невозможных пределов. Ведь каждый элемент будущей скульптуры приходилось делать собственноручно. А этот процесс нельзя назвать легким и быстрым делом. Поэтому творческие люди создавали произведения творчества слишком долго, и на каждый компонент уходило много времени и сил. А теперь с появлением удобств и специальных принтеров деятельность приняла быстрые обороты.

Литье и кропотливая работа в мастерской остаются позади, за художниками светлое будущее. В основном лучше всего использовать 3D технологии для сотворения сложных композиций. Для этого в первую очередь необходимо проявить фантазию и воображение, терпимость к модным тенденциям и внимательность при работе с электрическим прибором.

Для каких профессионалов искусства принтер действительно пригодится:

  • Инженеров;
  • Реквизиторов;
  • Архитекторов;
  • Скульпторов;
  • Дизайнеров;
  • Организаторов мероприятий;
  • Артистов;
  • Художников;
  • Специалистов по рекламе;
  • Продюсеров;
  • Режиссеров;
  • Художников по костюмам;
  • Модельеров;
  • Имиджмейкеров;
  • Менеджеров.

Промышленность

Работа инженеров и конструкторов значительно упрощается за счет новых гаджетов. Приборы ускоряют промышленное производство многократно, и человеку становится гораздо приятнее заниматься любимым делом. Одна кнопка экономит время жизни работника, у которого и без мелких деталей много полезных обязанностей. Минусы моделирования видны на начальном этапе, и у специалистов появляется возможность вовремя исправить допущенные ошибки.

Что можно напечатать на 3d принтере:

  • Макеты мебели, автомобилей и холодильников;
  • Модели уникальной обуви для показа моды;
  • Необычную посуду в современном стиле;
  • Детские игрушки маленьких размеров;
  • Конструкторы и детали изделий;
  • Декор специально для домашнего оформления;
  • Сборную мебель для детей и подростков;
  • Инструменты для научных исследований;
  • Эксклюзивные статуэтки драконов и чудесных зверей;
  • Посуду и аксессуары кухонной утвари;
  • Героев и животных из мультфильмов;
  • Пуговицы, обручи, заклепки и другие детали;
  • Прототипы будущих изделий на рынке;
  • Модели из лития;
  • Корпусы электрических устройств и детали механической обработки;
  • Концептуальные образцы машин и техники.

Медицина

Исследовательские центры и клиники оснащаются современным оборудованием. И полезно приобретение 3 д принтера с целью разработки протезов или отдельных заменителей зубов. Данные устройства удобны для стоматологов, ведь лучше избавиться от долгих часов ручной работы над созданием коронок, протезов и медицинских товаров последующей реализации. Клиенты наслаждаются комфортом и удобством обновленного сервиса стоматологии.

И этому способствуют новые технологии печати реальных деталей медицинской области. Достаточно пройти через сканер ротовой полости, и протезы изготавливаются автоматически. Визиты к врачам значительно сокращаются, и принтеры работают исправно долгое время. А когда техника ломается, то можно приобрести новый электрический прибор.

Методы изготовления гипсовых моделей и уникальных протезов с помощью технологий стали более совершенными. И теперь вероятность неточности и кривого зуба ничтожно мала, ведь машина анализирует информацию со сканера сразу с нескольких сторон. Печатать на 3d оказывается полезным занятием, которое спасает жизни многих людей от плачевных последствий ошибок врачей. И большинство клиентов высоко ценят новое оборудование в сфере медицинской деятельности.

Что можно сделать на 3д принтере:

  • Протезы;
  • Коронки;
  • Слепки;
  • Снимки со сканера;
  • Макет черепа;
  • Челюсть;
  • Гипсовые детали;
  • Ортодонтические инструменты;
  • Цельные зубы.

Благодаря печатным машинам эксперты создают готовую продукцию без потери времени. Весь процесс происходит в автоматическом режиме, и без сомнений приводит к положительным результатам.

3D принтер и собственный бизнес

Доход можно получить за счет крупных компаний или индивидуальных заказов средних потребителей. Каждый предприниматель, у которого имеется в наличии 3d технология, стремится заработать и получить соответствующие дивиденды.

Какие этапы реализации бизнеса срабатывают с помощью принтеров:

  • Дилерство в компаниях-гигантах.
  • Продажа машин на рынке и в магазинах техники.
  • Создание центра 3D услуг.
  • Распространение рекламы нового предприятия, и обеспечение работой образованных специалистов. Фото и видео на канале в социальных сетях.
  • Поиск потенциальных клиентов для постоянной прибыли.
  • Реклама в новом формате с привлечением творческого менеджера.
  • Покупка и установка необходимого оборудования.
  • Реализация идеи и открытие собственного магазина.
  • Доступ сканирования и печати в 3D формате.
  • Бухгалтерский учет доходов и расходов.
  • Расширение центра услуг, и открытие торговых точек по всему городу.

Внимание! Бизнес с применением 3d принтеров требует вложений и времени. Поэтому нужно заранее продумать масштабы работы, позаботиться об аренде и рекламе нового центра услуг и договориться с заказчиками.

Бизнес объемной печати в домашних условиях

Революционное устройство печати многократно увеличивает возможности для самореализации людей искусства. Многие дизайнеры и художники способны реализоваться за счет создания 3-хмерных картинок на компьютере. А если у владельца имеется домашний3d принтер, то можно легко начать зарабатывать и получать значительную прибыль от интересного занятия. Современное моделирование поражает зрителей, творчество становится способом реализации бизнес-проектов.

Обратите внимание! В домашних условиях объемная печать востребована больше всего, ведь поблизости не у каждого есть такой принтер. Поэтому стоит открыть группу в социальной сети, и продавать изображения с готовыми товарами соседям или горожанам.

Что можно сделать на 3д принтере:

  • Эскизы оружия и предметов для компьютерных игр;
  • Фигурки героев из видеоигр;
  • Детские машины и детали для конструктора;
  • Множество безделушек;
  • Объектив для фотоаппарата;
  • Роботы и механические компоненты:
  • Мебель и игрушки;
  • Автомобили;
  • Фонтаны и образцы зданий;
  • Одежду и обувь;
  • Аксессуары;
  • Предметы быта, включая ложки и вилки.
  • Посуду;
  • Люстры.

Нестандартные вещи, которые были изготовлены при помощи устройства объемной печати

Клиенты требуют улучшения технологий и расширения ассортимента доступных товаров. Поэтому модели принтеров приходится совершенствовать с каждым сезоном, и добавлять дополнительные функции в производство. Печать на 3d позволяет изготовить самые разнообразные предметы интерьера. Возможности безграничны в плане выбора материалов и формы изделия из стали.

Удивительные вещи или что можно напечатать на 3D принтере:

  • Копия человека в уменьшенном размере.
  • Лунное кольцо.
  • Браслет с пчелиными сотами.
  • Огненный единорог и ледяной дракон по мотивам фантастических историй.
  • Напечатанная гитара в 3D формате.
  • Фигурки из рисунков.
  • Протезы для раненых животных.
  • Чехлы для гаджетов.
  • Необычная посуда.
  • Искусственные руки и ноги для больных детей.
  • Модели внутренних органов и частей тела.
  • Золотые и платиновые украшения.
  • Железная одежда и обувь.
  • Стальные доспехи для косплеев и сражений.
  • Мини палатка из нейлона.
  • Части оружия.
  • Пластиковый зародыш.
  • Винтажные фигуры диких зверей и растений.
  • Дом напечатанный на 3d принтере.
  • Сложные комбинации и скульптуры.
  • Элементы декорирования комнаты.
  • Подарки в виде статуэток, декоративные вазы.

Покупатели могут выбрать сувенир практически любых параметров. И в этом заключается преимущество инновационной технологии воплощения фантазий в действительности. Украшения из золота, детали из пластика, прототипы частей тела, фигурки героев из видеоигр и сериалов – выбор достаточно разнообразен для реализации желаний.

Постепенно предприниматели заполняют нишу услуг 3D печати, и конкуренция растет соразмерно с новшествами техники. В ближайшее время данное устройство будет работать повсеместно, и пользователи оценят прибыльную технологию. Этот прибор станет заменой обычному принтеру, и кропотливый труд с многочисленными ошибками останется позади.

3d принтер по дереву будет полезен для мебельщиков и архитекторов. А в особенности для любителей творить деревянные игрушки для детей, миниатюрные корабли и диких животных. Чтобы разбираться в сложной технике, необходимо тщательно изучить инструкцию по эксплуатации. А потом освоить несколько кнопок, и определиться с подходящими материалами.

Современные варианты принтера работают с золотом, платиной, пластиком, сталью, нейлоном, титаном и алюминием. Стоимость одного товара зависит в первую очередь от средств и компонентов при изготовлении востребованных элементов. Поэтому торговля услугами требует внимательности и усидчивости со стороны предпринимателей. Ведь ради нового бизнеса нужно уделять не только время, деньги и умственные силы. Помимо этого необходимо продумать этапы построения системы торговли и поиска постоянных клиентов.

3D-печать: возможности аддитивных технологий

Аддитивные технологии или 3D-печать — процесс создания объекта, в точности соответствующего трехмерной модели, методом послойного нанесения материала. Эта инновация стала мировым трендом. Главное достоинство технологии — ресурсосбережение. Потери полезного вещества стремятся к нулю.

Сфера использования

3D-принтеры пока еще не проникли в каждый дом, но во всех ключевых сферах жизнедеятельности человека они уже присутствуют. 3D-печать востребована в автомобилестроении, энергетике, медицине, пищевой промышленности, строительстве/дизайне, фешен-индустрии.

В ресурсо- и трудоемких отраслях на разработку прототипа изделия уходят большие суммы. При использовании традиционных технологий литья или механической обработки для этого требуются недели, месяцы. Используя возможности объемной печати, работу выполняют в разы, а порой и десятки раз, оперативнее. При этом совершенно не страдает качество и параметры изделия остаются предельно точными. Кстати, прочность прототипа более чем на 20 % превышает аналогичную при классическом производстве.

В медицине возможности 3D-печати используют при проектировании зубных протезов, скелетов и даже внутренних органов. Аддитивные технологии позволяют создавать медицинский инструмент с определенными параметрами под конкретных пациентов с патологиями, анатомическими особенностями. Это позволяет сделать огромный шаг вперед в обучении и подготовке к операциям.

В 2011 году на трехмерном принтере «нарисовали» почку. Ученые создали экзоскелет для поддержки атрофированных мышц. Есть даже специальные «ручки», которыми «рисуют» живые клетки на травмированных участках кожи.

На 3Д-принтерах создают модели помещений с наглядной проработкой интерьеров, зданий и целых жилых кварталов с детализацией домов, инженерных коммуникаций, объектов инфраструктуры.

В сфере науки и образования польза от 3D-печати выражается в создании наглядных пособий, с которыми процесс обучения становится проще и эффективнее.

3D-печать востребована в мире моды. На принтере можно создать обувь, одежду, флаконы для парфюмерии. Пока этот процесс дорогостоящий, поэтому в массовом производстве не используется. Однако на подиумах штучные изделия, изготовленные на 3Д-принтерах, уже представлены.

Креативные босоножки, напечатанные на 3D-принтере

Преимущество внедрения AF-технологий в сферу легкой промышленности — возможность создавать изделия под конкретное телосложение/форму стопы. Это особенно актуально для спортсменов, людей с отклонениями анатомического строения. Например, дизайнер Росс Бербер представил миру обувь, напечатанную на 3Д-машине. Его коллекция насчитывает 5 пар.

3D-печать позволяет сделать прорыв в инновационной деятельности. Прежде чем наладить массовое производство изделия, прототип необходимо испытать, многократно протестировать. Это делают на трехмерных моделях. Создать их можно за считаные минуты.

Трехмерные технологии используются в ювелирном деле, при создании карт местности, изготовлении сувениров, кастомизации готовых изделий (нанесении узора, логотипа).

Как устроен 3D-принтер?

Классический трехмерный принтер — устройство для 3Д-печати, работающее по принципу FDM (моделирование послойным наплавлением). На трехмерном оборудовании можно создать объект практически любой формы, с изгибами, рельефной поверхностью. Изделие «увеличивается» одновременно в горизонтальном и вертикальном направлении.

Принтеры работают с различными материалами: пластиком, металлом и так далее. С их помощью можно создавать детали, выдерживающие существенную нагрузку.Чтобы принтер мог печатать объемные фигуры, его оснащают:

  • экструдером — для разогрева и продавливания пластика через печатающие головки;
  • моторами (чаще линейными) — приводят в движение механизмы;
  • рабочими поверхностями — платформами, на которых все происходит;
  • датчиками фиксации подвижных узлов;
  • картезинскими роботами — устройствами, движущимися по трем осям.

Принтеры работают по-разному, но классическую последовательность действий можно описать единым алгоритмом. Сначала создается 3D-изображение. Для этого нужно специализированное ПО. После этого модель «разрезают» на горизонтальные слои. Для этого также предусмотрена специальная программа (генератор G-кодов). Компьютер преобразуют коды в информацию, которую может распознать принтер для 3D-печати. На следующем этапе воссоздается модель.

3D-принтер Smartprint HB-8

Технологии объемной печати

Существует монохромная и цветная 3D-печать — технологий более десятка (плюс их модификации). В числе наиболее распространенных:

  • SLA — стереолитографическая лазерная печать. Технология обеспечивает создание моделей с высокой детализацией. Ее суть — послойное нанесение фотополимерного материала. Он отвердевает под воздействие лазера. Затем рабочая платформа опускается. В качестве фотополимера используют полупрозрачный состав: его легко обрабатывать, окрашивать, склеивать.
  • SLS — технология подходит для работы с пластиками и металлами. Реагент спекается под лазерным лучом. Изделия получаются очень прочными.
  • HPM — принтеры работают с термопластиком, вспомогательными растворимыми материалами. Последние используют при создании сложных многоуровневых моделей с полостями, функциональными отверстиями. Готовые изделия могут иметь разную форму. Они прочны, устойчивы к нагрузкам, механическому и химическому воздействию.
  • DLP — относительно новая технология 3D-моделирования. Поддерживающие ее принтеры печатают фотополимерной смолой. Материал застывает под воздействием света.
Самыми прогрессивными считаются технологии EBM и SLM. Первая предполагает воздействие на материал электронным лучом, а не лазером, вторая работает с металлами.

Оборудование для 3D-печати выпускают компании из США, стран Европы, Азии. В числе известных — Photocentric, 3D systems, Makerbot, Azuma Engineering Machinery Inc. и другие.

3Д-модель корабля поражает реалистичностью

Преимущества аддитивных технологий

К достоинствам 3Д-печати относят:

  1. Ресурсоэффективность. Изделия «выращивают» с нуля, то есть производство полностью безотходное. Для сравнения: при создании заготовки традиционными методами, потери материала порой доходят до 85 %.
  2. Оперативность. Время от момента разработки макета до получения изделия можно сократить в разы, а то и в десятки раз без ущерба для качества.
  3. Мобильность. Оборудование компактное, передача макетов возможна в онлайн-режиме.
  4. Точность. Послойный синтез обеспечивает абсолютное соответствие заданным техническим параметрам.
  5. Прочность. Показатель на 25―30 % выше, чем у изделий, полученных традиционными способами (ковка, литье).
  6. Вес. Это важное преимущество для промышленности, авиа- и машиностроения. Масса отдельных изделий снижается на 40―50 % без потери прочности.

В России успешно печатают сувениры и игрушки по технологии 3D-печати

3Д-печать используется и в рекламной полиграфии. Например, для производства сувенирной продукции. Рекламные агентства, занимающиеся кроссмаркетингом, охотно заказывают комплекс услуг, в который входит как традиционное изготовление визиток или рекламных листовок, так и инновационные решения.

Обзор 5 современных 3Д-принтеров, которые появились на рынке в 2017 году, смотрите на видео:

Итоги

  • 3Д-печать востребована практически во всех сферах (промышленность, медицина, образование, энергетика).
  • В некоторых отраслях аддитивные технологии уже активно используются, в других — только внедряются.
  • Технология способствует развитию бизнеса, дает конкурентные преимущества — макет изготавливается в считаные минуты, оптимизируется расходование ресурсов.
  • Производители постоянно совершенствуют оборудование для трехмерной печати, разрабатывают новые технологии.

как работает, обзор кулинарных (кондитерских) моделей и примеры работ для тортов и печати шоколадом

Пищевыми 3D принтеры интересуют не только предпринимателей и поваров, желающих эпатировать клиентов — на устройства обратили внимание даже специалисты NASA, которые планировали использовать их для снабжения астронавтов продуктами. Интерес к трехмерной пищевой печати объясним — с каждым годом производители выпускают новые модели, открывающие все большие перспективы для обладателей 3D принтеров. В статье расскажем об устройстве пищевого 3D принтера и о том, что можно сделать с его помощью. Также поговорим о трехмерной печати с помощью сахара и шоколада, о нанесении съедобных принтов на напитки и даже о 3D блинах. Готовьтесь удивляться — масштабы пищевой печати на 3D принтерах поразят даже самого искушенного пользователя.

Как работает и виды устройств

Принцип работы пищевого 3D принтера аналогичен обычному струйному принтеру. Отличие состоит лишь в том, что вместо простых картриджей с чернилами в пищевом 3D принтере используются картриджи с пищевыми красителями. Память устройства позволяет хранить множество рецептов. Чтобы напечатать нужное блюдо, понадобится просто выбрать сохраненный рецепт и нажать на кнопку. После того, как блюдо отправлено в печать, принтер начнет выкладывать ингредиенты послойно на рабочую поверхность или прямо на тарелку. Напечатанное блюдо можно отправить охлаждаться в холодильник или запекать в духовке.

Виды

Несмотря на то, что технология пищевой трехмерной печати является самой молодой в области 3D моделирования, она динамично развивается и совершенствуется сразу в нескольких направлениях. Пищевые 3D принтеры имеют существенные различия и подразделяются на несколько видов:

  • 3D принтер пищевой экструзионного типа — этот вид устройств слой за слоем выдавливает съедобную массу на рабочую поверхность вплоть до полного формирования блюда. Работой принтера управляет компьютер, на котором и находится трехмерная модель объекта и рецепт блюда. Сам принтер, как и его струйные аналоги, устроен очень просто — он состоит из стола и печатающей головки. Головка движется по трем осям координат, а внутри нее размещен экструдер для нагрева смеси. Экструдер является главным элементом принтеров экструзионного типа. Ингредиенты для печати заполняют в специальный шприц, который помещают в печатающую головку. Существенный минус данного вида устройств — чем сложнее по составу и цветовой гамме модель, тем чаще придется останавливать печать и заменять шприц. К принтерам экструзионного типа относится Chokola 3D — устройство позволяет работать с шоколадом и пастообразными ингредиентами.

 Обратите внимание!  Чем меньше диаметр сопла, через которое выдавливается сырье, тем аккуратнее, точнее и реалистичнее будет напечатанное блюдо.

  • 3D принтер пищевой карусельного типа — несмотря на то, что главным рабочим элементом принтеров этого вида является экструдер, такие устройства называются карусельными из-за механизма подачи сырья. Карусельный 3D принтер вращает над рабочей поверхностью емкости с сырьем, выбирая нужный ингредиент и выдавливая указанную в рецепте дозировку продукта. Внешне принтер действительно напоминает своеобразную карусель — емкости с продуктами в замедленном темпе вращаются над столом. В базе пищевого 3D принтера карусельного типа может храниться практически неограниченное количество рецептов, а для его использования не нужны специальные навыки. Все, что требуется от пользователя — просто нажать на кнопку и запустить печать. Карусельный принтер самостоятельно дозирует сырье, поочередно выдавливая пищевую смесь из нужной емкости. В зависимости от модели устройства, емкостей может быть от 4 до 16 штук. Авторский продукт фирмы Martha Stewarts Crafts — карусельный принтер Cricut Cake поможет создать оригинальное печенье или украшение для праздничного пирога. Владельцу принтера достаточно нажать на кнопку запуска — все остальное Cricut Cake сделает самостоятельно. В комплекте к устройству поставляется большая кулинарная книга с идеями по созданию настоящих съедобных произведений искусства.

Что можно сделать с помощью пищевого 3D принтера?

Широкий ассортимент ингредиентов, подходящих для работы с трехмерными устройствами, дает возможность создавать практически любые объемные модели — масштаб ограничивается лишь фантазией пользователя. С помощью пищевого 3D принтера можно создавать фигуры любой сложности, которые придадут даже простому торту дизайнерский вид.

Трехмерные модели жениха и невесты или любого виновника торжества; маска-слепок из шоколада; самолеты, машинки и персонажи мультфильмов на тортах для детей; объемные букеты; съедобные фигурки; оригинальные надписи и логотипы компаний — все это можно напечатать на пищевом 3D принтере.

Именно поэтому такие устройства набирают все большую популярность в hand made кондитерских — эксклюзивные изделия привлекают клиентов и подчеркивают профессионализм создателя.

Печать блинов

Если вас не впечатлили необычные украшения для тортов и оригинальные съедобные модели, и вы считаете, что трехмерная пищевая печать — это просто баловство, то специально для вас и остальных ценителей рационального подхода производители выпустили 3D принтеры, которые пекут блины. Устройство — мечта домохозяек и любителей блинчиков, стоит дороже блинницы или обычной сковородки, но разве сможет даже самая современная блинница испечь вам на завтрак блины в форме динозавра, вашего любимого героя или даже собственной головы?

В качестве примера рассмотрим модель PancakeBot, которая не просто печет блинчики и оладьи, но и умеет создавать тени и полутона. Благодаря таким уникальным особенностям, трехмерные изображения, напечатанные на PancakeBot, получаются максимально реалистичными и объемными. В процессе печати принтер сразу же жарит изделия.

В качестве рабочей основы PancakeBot используется нагреваемая антипригарная поверхность, а ее нагрев и действия экструдера регулируются компьютером. Модель оснащена одной печатающей головкой, подключается к компьютеру через SD-карту или USB-кабель. Производительность принтера составляет 100мм/с.

Как и у любого устройства, у PancakeBot и прочих пищевых 3D принтеров есть свои преимущества и недостатки.

Главным минусом конструкции принтеров, печатающих блины, пользователи считают недопустимость появления даже малейших комочков в тесте. Дело в том, что даже самый маленький комочек может забить сопла устройства и застопорить процесс печати. Проблема решается просто — достаточно следить за вязкостью теста.

Преимущества PancakeBot высоко оценивают художники и творческие личности — пользователь может нарисовать абсолютно все, что позволяют ему талант и полет фантазии.

Неоспоримый плюс — простые ингредиенты. PancakeBot не требует дорогостоящего сырья — принтер работает с простым блинным тестом, вкус которого зависит только от пользователя.

 Обратите внимание!  На сайте производителя отмечается, что на SD-карту PancakeBot можно скачать любые изображения, будь то загруженные из интернета картинки или ваши собственные фотографии.

Еще одно преимущество PancakeBot — его доступность. Устройство стоит относительно недорого.

PancakeBot подойдет как частным мини-кондитерским и сетям общепита, так и простым любителям блинчиков — необычные оладьи и блины порадуют детей, украсят любой праздник и удивят клиентов.

Печать сахаром

В далеком 2013 году архитекторы Кайл и Лиз фон Хассельн основали компанию The Sugar Lab и, к радости любителей сладкого, нашли новое применение трехмерной струйной печати. На примере кондитерского пищевого 3D принтера ChefJet расскажем о производстве объемных моделей из сахара.

ChefJet тонким слоем наносит на рабочую поверхность гранулированную сладкую массу, а затем избирательно склеивает ее водой, которая подается через сопло печатающей головки. Головка ChefJet повторяет очертания цифровой модели, двигаясь в двух измерениях. После этого принтер наносит новый слой ингредиентов, повторяя процесс для формирования следующего слоя фигуры.

Пищевые добавки и красители дают возможность создавать модели различных вкусовых и цветовых оттенков.

Размеры ChefJet слегка великоваты для применения в условиях обычной кухни, зато габариты рабочей зоны внушают уважение и позволяют украсить среднестатистический праздничный торт.

Даже в самой недорогой версии ChefJet есть весомый плюс — принтер умеет печатать конфеты и глазурь со вкусом мяты, ванили, шоколада, вишни и яблока. Минус базовой комплектации — невозможность печатать многоцветные сладости.

Более продвинутая версия ChefJet дает возможность печатать разноцветные конфеты, а также смешивать вкусы. Омрачает профессиональную модель лишь один сравнительный недостаток — габариты устройства несколько возросли.

Пожалуй, главный плюс ChefJet состоит в умении принтера работать не только на сахарной пудре, но и на карамели и даже на шоколадной крошке.

Использование метода аддитивного производства позволяет ChefJet создавать сахарные модели высокой геометрической точности.

 Обратите внимание!  ChefJet может напечатать даже полые изделия из сахара со свободно перемещающейся начинкой любого вкуса. Например, вполне реально напечатать съедобную погремушку — ChefJet идеально точно распечатывает грани, избегая острых углов и небезопасных сколов.

Пищевой 3D принтер ChefJet рассчитан на профессиональных поваров и кондитеров, которые будут эксплуатировать принтеры в пекарнях, кондитерских и ресторанах. Специально для пользователей фирма-производитель планирует комплектовать устройства программным обеспечением и цифровой кулинарной книгой. В качестве примера производитель приводит возможность печати статуэток для свадебных тортов.

Пожалуй, высокая стоимость ChefJet — главный недостаток этого принтера. Однако, всегда есть возможность сэкономить — на рынке можно найти б/у устройства в хорошем состоянии по более низкой цене.

Печать шоколадом

В качестве оптимального примера пищевого 3D принтера, печатающего шоколадом, подходит Choc Creator 2.0 Plus. На наш взгляд, это одна из самых стабильно работающих моделей, приемлемых по цене и творящих настоящие чудеса из шоколада.

Choc Creator 2.0 Plus — идеальный помощник для шоколатье, профессиональных кондитеров и просто любителей настоящего бельгийского шоколада.

Choc Creator 2.0 Plus был разработан с учетом всех минусов предыдущей версии — создатели усовершенствовали удобство и технологию работы, но не забыли и про дизайн устройства — новый Choc Creator покоряет компактными габаритами, высокой производительностью, интуитивно понятным интерфейсом и безграничными возможностями в работе с шоколадом.

Пару слов о дизайне — принтер оснащен сенсорным дисплеем диагональю 5 дюймов. На экране удобно расположились кнопки запуска и настроек.

Choc Creator 2.0 Plus поместится как на профессиональной кухне кондитера, так и в квартире — принтер легко разместится на барной стойке, подоконнике и любой другой ровной поверхности.

Еще один неоспоримый плюс для визуалов — возможность наблюдать за процессом печати фигур из шоколада.

Choc Creator 2.0 Plus мастерски работает с шоколадом — он напечатает и миниатюрные фигурки для украшения тортов, и крупные шоколадные модели.

Отдельного внимания заслуживает забота производителя о своих клиентах, которая ощущается с момента открытия коробки с принтером. Во-первых, Choc Creator 2.0 Plus находится в собранном состоянии. Во-вторых, маленький прозрачный чемодан, укомплектованный необходимыми аксессуарами, подчеркивает премиальность модели. Внутри чемодана находятся:

  • шприц из нержавеющей стали;
  • два сопла разных диаметров;
  • специальная игла для очистки засорившихся сопел;
  • магниты для удобного закрепления бумаги;
  • 5 загрузочных головок;
  • стильная USB-флешка в золотом корпусе;
  • диск для калибровки высоты;
  • шестигранник.

Производитель не забыл и о щеточке для чистки шприца, стилусе для тачскрина и прочих полезных мелочах, в которых выражается забота о покупателе. Казалось бы, Choc Creator 2.0 Plus представляет собой один сплошной плюс, но есть и относительно небольшой недостаток — принтер работает только на высококачественном сырье без добавок.

Создатели принтера настоятельно рекомендуют использовать только бельгийский шоколад с содержанием какао не менее 54,5%.

Choc Creator 2.0 Plus подойдет как профессиональным шоколатье и кондитерам, так и простым ценителям качественного шоколада.

3D печать на напитках

Буквально несколько лет назад нарисовать на кофе простенький узор могли лишь некоторые бариста. Процесс отнимал время, а результат не всегда оправдывал ожиданий клиента. Серьезную конкуренцию творческим работникам кофеен и их цветочкам на пенке составили 3D принтеры. Эти устройства могут напечатать что угодно на любом напитке, включая молочные коктейли и пиво.

CafeMaker представляет собой струйный 3D принтер, который умеет наносить изображения на различные виды напитков, причем может делать это тремя пищевыми красителями одновременно. Скорость печати CafeMaker составляет 10 с/чашка, что позволяет наносить рисунок на напитки в считанные секунды.

 Важно!  CafeMaker печатает не только на напитках — с его помощью можно наносить изображения и на небольшие кремовые пирожные.

Неоспоримый плюс CafeMaker — собственное приложение CupShow, в котором можно выбирать картинки для печати из сохраненных в памяти устройства, а также создавать надписи, логотипы или даже печатать личные фотографии.

CafeMaker может печатать как одной краской, так и набором из голубого, красного и желтого красителя.

Процесс заправки CafeMaker аналогичен работе с обычным струйным принтером — внутрь картриджа медленно вливают краситель, а затем готовые картриджи помещают внутрь устройства.

Небольшой недостаток устройства заключается в его требованиях к чашке или стакану —емкости не должны быть прозрачными, их высота не должна превышать 18 см, а диаметр не может быть более 11 см.

CafeMaker станет отличным помощником в работе небольшой кофейни или ресторана — любой клиент будет рад получить чашку кофе, бокал пива или капкейк с оригинальным изображением.

Печать пастообразными ингредиентами

Печать сахаром и шоколадом уже не только перестала быть чем-то из области фантастики. Теперь трехмерными моделями из привычных продуктов никого не удивишь, поэтому производители 3D принтеров решили сделать шаг навстречу любителям всего необычного и создать устройства, печатающие практически любую продукцию из всевозможных ингредиентов.

Пищевой 3D принтер Foodini даст уверенный отпор мультиваркам и остальным кухонным гаджетам — устройство умеет самостоятельно печатать пельмени, готовит тончайшую итальянскую пасту, печенье, пончики, покрытые глазурью, и даже гамбургеры.

В принтер Foodini можно загружать одновременно до пяти продуктов разной текстуры. Благодаря соплам разного диаметра, которые поставляются в комплекте с принтером, для печати подойдут самые разнообразные блюда.

В отличие от своих аналогов, Foodini прочно занял свою нишу в ресторанном бизнесе. Конечно, позволить себе дорогой агрегат могут не все заведения. Например, принтер Foodini используют в одном из самых популярных ресторанов Барселоны La Enoteca. Одно из самых необычных блюд заведения — пюре из морепродуктов, которое практически невозможно так изящно оформить вручную.

Скорость печати принтера Foodini составляет 100 мм/с, что является еще одним плюсом устройства.

Пожалуй, единственным относительным недостатком Foodini является его высокая цена, однако она компенсируется повышенным интересом клиентов к производимым блюдам и, как следствие, увеличением прибыли заведения. Принтер Foodini идеально подойдет ресторанам и другим заведениям общепита, желающим подчеркнуть креативный подход руководства и шеф-повара, а также высокий класс компании.

Какое сырье используется для печати?

В качестве сырья для трехмерной съедобной печати могут использоваться следующие ингредиенты:

  • шоколад без примесей и добавок и шоколадная крошка;
  • пищевая мастика;
  • сахар;
  • творожная масса;
  • паштеты из рыбы, мяса и печени;
  • сыр;
  • пасты из овощей и фруктов;
  • мука;
  • пищевые красители и вкусовые добавки.

Этот список могут продолжить и необычные ингредиенты — в инструкции к каждому пищевому 3D принтеру прилагается подробный перечень продуктов, которые могут быть использованы в работе устройства.

Рынок пищевых 3D принтеров стабильно растет, предлагая потребителю все более широкий ассортимент устройств с удобным и понятным интерфейсом. Большинство принтеров предназначены для печати шоколадных и сахарных фигурок, но есть и более профессиональные устройства, которые стоят на порядок дорожее, но зато их приобретение открывает широкий горизонт возможностей для своего владельца. Не стоит пренебрегать деталями — мы уверены, что клиенты ценят индивидуальный подход и креативность, а поэтому пищевой 3D принтер пригодится как в кофейне или домашней кондитерской, так и в крупном производстве или ресторане.

  • 27 февраля 2020
  • 7623

3D-печать Воронеж - Сервис 3D Smart

3D Smart — сервис 3D-печати в Воронеже. Мы печатаем изделия из более 10 типов термопластиков (в том числе, ABS, PET-G, PLA, HIPS, инженерные пластики) на профессиональных 3D-принтерах по технологии FDM/FFF. Этого достаточно для большинства бытовых и производственных задач. Специалисты нашего сервиса уделяют особое внимание качеству производимой продукции, используя для этого самое современное оборудование и передовые технологии 3D-печати. Поэтому нашими клиентами являются не только частные заказчики, но и предприятия со всех уголков России.

3D-печать на 3Д-принтере по технологии FDM идеально подходит для решения таких бытовых задач, как восстановление поломанных или изношенных пластиковых деталей бытовой техники, колясок, велосипедов, автомобилей. 3D-печать в Воронеже не заменима для исследований или разработок, открывает широкие возможности для стартапов по выпуску на рынок новой продукции. Достоинствами технологии FDM (моделирование методом наплавления) являются: низкая стоимость печати, высокая точность, минимальный срок производства изделия и возможность его дальнейшей обработки и покраски.

Если же требуется промышленное качество или мелкосерийное производство, то мы предложим 3D-печать в Воронеже на промышленном оборудовании или литье в силиконовые формы. Поможем подобрать технологию и материалы, оптимизировать модель или сделаем цифровую модель по чертежу или эскизу.

Сервис 3D-печати 3D Smart в Воронеже осуществляет быстрое прототипирование изделий сложной формы. Кроме того, мы оказываем услуги крупногабаритной 3D-печати и сборки составных изделий. Наши специалисты готовы предложить максимально исчерпывающую консультацию по изготовлению изделий методом аддитивного производства.

Получить расчет стоимости и консультацию по подбору технологии 3D-печати можно направив заявку на почту или через форму на сайте.

Отправляем заказы курьером или транспортной компанией по всей России, подробнее в разделе Доставка.

3д принтеры для домашнего бизнеса

3д принтеры для домашнего бизнеса – довольно неплохая идея. Пока еще этот бизнес в России не развит.

Покупать 3д принтеры для домашнего бизнеса может быть выгодным способом дополнить ваш существующий доход. Проверьте эти 3 отличных способа заработать деньги с помощью аддитивного производства!

3d принтер бизнес идеи

Итак, вы купили себе 3д принтер для домашнего бизнеса. Установили правильные настройки для идеальных отпечатков. Напечатали целую армию низкополигональных бульбазауров )). Что дальше?

Не у всех есть время или энергия, чтобы приобрести навыки и знания, которыми вы вооружились. Но многие интересуются преимуществами, которые предоставляет владение 3д принтером.

3д принтеры для домашнего бизнеса предоставляют крутые возможности. Например, быстрая итерация по проектам, дешевое производство компонентов. А также отсутствие необходимости в дорогостоящих инструментах и ​​свобода дизайна. Их предлагает только 3д печать.

Это означает, что часы, потраченные на печать, действительно имеют ценность. А именно то, что вы можете предложить свое мастерство печати в обмен на наличные деньги. В следующих разделах мы рассмотрим некоторые 3d принтер бизнес идеи. О том, как заработать на стороне, создать бизнес или, возможно, даже создать империю 3д печати …

1. Субподряд

Распечатай и продай!

Это самый очевидный способ заработать деньги на 3д принтеры для домашнего бизнеса. 3д принтеры для домашнего бизнеса позволяют сделать на заказ недорогое производственное обслуживание. Для людей, которые быстро нуждаются в компонентах.

Рабочий процесс выглядит примерно так:

— Клиент высылает вам файл готовой 3д модели и просит распечатать ее.

— Вы предлагаете цену, чтобы распечатать этот файл.

— Клиент принимает.

— Вы распечатываете деталь в запрошенных количествах.

— Вы отправляете им часть (или части) по почте.

— Прибыль.

3д принтеры для домашнего бизнеса — бизнес-модель 3д печати

Это простая бизнес-модель, но нужно помнить несколько вещей. Как и в любом бизнесе, для того, чтобы клиенты вас нашли, вы должны иметь видимость.

3д принтеры для домашнего бизнеса как модель в значительной степени опирается на эффективный маркетинг. Который не должен быть страшным или даже стоить много денег. Это может быть создание сообщества Facebook, Вконтакте или Instagram и публикация регулярных обновлений.

При любой возможности вы можете сказать своей семье и друзьям, что вы можете напечатать все, что пожелают их сердца. Например, можно потратить небольшую сумму на рекламу в Facebook, Instagram, Яндекс или Google.

Эти расходы нужно учитывать при этой бизнес – модели: стоимость вашего 3д — принтера (или принтеров), маркетинг, страхование (возможно). Также затраты на служебные помещения — если вы создали бизнес не у себя дома.

Вам нужно подумать о том, как это влияет на ваши коммунальные платежи и расходные материалы. Например, материал, насадки, постельные клеи и простыни. В зависимости от выбранного принтера стоимость установки может составлять от 1000 до 10000 долларов США.

При предоставлении котировок для клиентов ваша плата будет зависеть от вашего аппетита к риску, а также от некоторых других факторов. Мы все знаем, что 3д принтеры для домашнего бизнеса могут быть темпераментными зверями. Поэтому вы можете захотеть учитывать неудачные сборки и потраченный впустую материал в ваших затратах.

3д принтеры для домашнего бизнеса — стоимость

Самый простой способ рассчитать стоимость? Это установить почасовую ставку плюс стоимость материала компонента. Вам также нужно будет учитывать свое время. Например, печатная деталь может нуждаться в значительном удалении опоры или склеивании, если она представляет собой большую конструкцию из нескольких деталей.

В рамках этой бизнес-модели 3д печати есть также дополнительные возможности. Например, вы можете взимать дополнительную плату за последующую обработку. Такую ​​как сглаживание, покраска, выпекание или сборка.

Прелесть этой схемы в том, что вы можете потратить на нее столько времени, сколько захотите или можете себе позволить. Он легко масштабируется по требованию, так как вы можете просто добавлять принтеры. Вы можете перейти от одного принтера к целой ферме печати. Постепенно создавая свою империю 3д печати!

Если 3д принтеры для домашнего бизнеса как идея продаж и маркетинга заставляет вас дрожать, еще не все потеряно. Есть много платформ, которые делают всю тяжелую работу за вас. От бирж фриланса до отдельных компаний.

Например, вы можете присоединиться к сети, типа https://www.cubicprints.ru/. Такие торговые точки связывают потенциальных клиентов с принтерами, управляя большей частью процесса привлечения и взаимодействия с клиентами и позволяя вам делать то, что вы делаете лучше всего: печатать!

2. САПР и обратный инжиниринг

Вообразите время, когда было невозможно моделировать трехмерный объект на компьютере. Представьте, что вам нужно рисовать компоненты вручную, из нескольких видов, с каждой длиной, шириной, глубиной, углом и диаметром.

Звучит ужасно, не правда ли? Ну, это имело место для всей человеческой истории вплоть до второй половины 20-го века. Не считая утверждений теоретиков древних инопланетян.

Тем не менее, до сих пор есть несколько инженеров и мастерских, которые работают с 2Д-чертежами. И многие другие используют такие старые компоненты, что чертежи были потеряны. Вообще-то, у них никогда не было рисунков.

Рабочий процесс этого предложения выглядит примерно так:

— Перспектива связывается с вами с 2Д-чертежом компонента, который они хотят напечатать, или с физическим компонентом, который они хотят оцифровать и распечатать.

— Вы предлагаете цену за ваше время, используя САПР для создания цифрового двойника компонента, и стоимость печати детали.

— Клиент принимает.

— Если это 2Д-чертеж, вы используете свои с трудом заработанные навыки 3д моделирования для создания детали. Если это физическая деталь, в зависимости от ее сложности, вы используете измерительные приборы (например, штангенциркули) для точного измерения и моделирования детали. В противном случае вы используете 3д сканирование и создаете STL.

— Вы используете свой 3д принтер для печати и проверки геометрии компонента.

— После проверки, если требуются более надежные материалы, вы можете использовать такую ​​услугу, как подряд, чтобы найти поставщика, с которым вы можете заключить субподряд.

— Вы отправляете только что напечатанную деталь заказчику.

— Прибыль.

3д принтеры для домашнего бизнеса — узнаваемость

Многие из проблем, которые рассматриваются выше, применимы и здесь. Чтобы повторить, вам нужно убедиться, что о вас знают. Взаимодействие с инженерами — отличный способ получить ваше имя для такой работы.

Кроме того, вам необходимо принять во внимание, что вы будете нести ответственность за точность представления этих частей. Это означает страхование для учета этой ответственности, а также для покрытия деталей, которые вы поставляете.

Эти расходы будут аналогичны с добавленной стоимостью программного обеспечения САПР. Есть несколько отличных бесплатных решений, особенно если вы студент. Поэтому стоит провести небольшое исследование.

Вам также нужно будет принять во внимание стоимость 3д сканера. Или сколько стоит кому-то сканировать для вас. 3д принтеры для домашнего бизнеса — затраты, вероятно, составят около 2000 долларов и выше. Хотя, уже, наверное, намного дешевле.

При повторении необходимо учитывать время, необходимое для точного моделирования компонентов. Вы также должны будете учитывать любые деньги, потраченные на сканирование по субподряду. С разметкой для себя, конечно! Например, самый простой способ указать стоимость такой работы — это установить дневную ставку.

Вам понадобятся отличные навыки САПР, чтобы сделать этот вариант жизнеспособным. Наряду с вашими навыками 3д печати. Возможно, это не лучший выбор, если вы только начинаете свое путешествие в 3д.

3. 3д принтеры для домашнего бизнеса — разработка продукта

Найдите свою яркую идею.

Здесь действительно весело. Вы можете использовать как свои навыки САПР, так и свои навыки 3д печати. Например, Вы можете предлагать невероятные новые продукты для продажи.

В то время как все остальные продают футболки с кошками, вы можете изобретать новые и удивительные предметы. Создавать красивые украшения или создавать красивые украшения!

Рабочий процесс этого предложения выглядит примерно так:

— Вы продумываете концепции продуктов, в которых, как вы думаете, люди нуждаются или хотят.

— Вы реализуете свои идеи и начинаете проектировать 3д модели.

— Затем Вы печатаете несколько образцов.

— Вы тестируете и проверяете свои продукты. Показываете их друзьям, родственникам или даже потенциальным клиентам.

— Вы делаете итерацию на основе отзывов ваших тестеров, чтобы создать более желательный и продаваемый продукт.

— Вы совершенствуете свой продукт и продаете как можно больше

— Прибыль.

Одним из способов использовать 3д принтеры для домашнего бизнеса для создания украшений является использование процесса литья по выплавляемым моделям. Это будет включать некоторые дополнительные шаги после шага 3.

Эта модель потребует серьезного внимания к продажам и маркетингу. Вы должны быть готовы пойти и продать свой продукт: людям, ярмаркам производителей, сетевым мероприятиям, рынкам и даже приближающимся продавцам, чтобы продавать ваши продукты от вашего имени.

3д принтеры для домашнего бизнеса — интернет-магазин

Другой путь — создание интернет-магазина и использование платформ электронной коммерции, таких как eBay или Aliexpress.

Он также будет сильно зависеть от ваших дизайнерских навыков. Вам понадобятся отличные навыки САПР, чтобы ваши проекты стали реальностью.

В настройки затраты на эту модель может быть как $ 1000. Опять же в зависимости от того, какие 3д принтеры для домашнего бизнеса Вы выбираете. Может случиться так, что вы просто используете настольный принтер для проверки ваших проектов, заключая субподряд с фактическим производством.

Это особенно верно, если у вас есть драгоценности, напечатанные напрямую. Печать из драгоценных металлов невероятно дорогая.

Если вы решите пойти по пути ювелирных изделий для литья по выплавляемым моделям, вам нужно будет учесть, как стоимость печатного материала, так и стоимость металла, с которым вы решили отливать.

Цена вашего продукта будет зависеть от нескольких факторов. Если это индивидуальный дизайн, вам нужно будет учитывать как время проектирования, так и стоимость производства. Если дизайн рассчитан на то, что вы продаете в больших объемах, то надбавка к стоимости производства, вероятно, будет самым простым способом продвижения вперед.

Кто может быть лучшим примером этой модели, чем сам Йозеф Пруса. Например, он проектировал и использовал 3д печатные компоненты в производстве своих принтеров с самого начала!

Лицензия. Текст «3 великолепных бизнес-идеи 3д печати для создания собственной компании» от All3ДP лицензирован под международной лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

Все новости в наших группах: вконтакте, twitter, facebook

Как работают 3D-принтеры?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 апреля 2021 г.

Даже лучшие художники изо всех сил пытаются показать нам, какие объекты реального мира выглядят во всей своей трехмерной (3D) красе. Большую часть времени это не имеет значения - просмотр фотографии или эскиза дает нам хорошая идея. Но если вы занимаетесь разработкой новых продукты, и вам нужно показать их клиентам или покупателям, ничто не сравнится с прототипом: модель, которую можно потрогать, подержать и Чувствовать.Беда только в том, что на изготовление моделей вручную уходит много времени. машины, которые могут создавать «быстрые прототипы», стоят целое состояние (до полмиллиона долларов). Ура, значит для 3д принтеров , которые немного работают как струйные принтеры, и создавайте 3D-модели слой за слоем до 10 раз скорость и пятая стоимость. Как именно они работают? Давайте внимательнее!

Фото: 3D-печать в действии: это печатающая головка принтера Invent3D, медленно создавая объект, слой за слоем, брызгая расплавленным синим пластиком из его точно движущегося сопла.Фото капрала. Джастин Апдеграфф любезно предоставлен Корпусом морской пехоты США.

От ручных прототипов до быстрого прототипирования

Фото: Качественный скоростной прототип космического самолета, сделанный из воска. из чертежа САПР НАСА. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

Раньше были такие вещи, как автоматизированное проектирование (САПР) и лазеры, модели и прототипы были кропотливо вырезаны из дерева или склеены из кусочков картона или пластика.Они могли взять дней или даже недель, чтобы заработать и обычно стоит целое состояние. Получающий внесение изменений или дополнений было трудным и требовало много времени, особенно если использовалась сторонняя модельная компания, и это может оттолкнуть дизайнеров от внесения улучшений или комментарии на борту в последнюю минуту: "Слишком поздно!"

С появлением более совершенных технологий, идея под названием быстрое прототипирование (RP) зародилась в 1980-х. как решение этой проблемы: это означает разработку моделей и прототипы более автоматизированными методами, обычно за часы или дни. чем недели, на которые раньше уходило традиционное прототипирование.3D печать является логическим продолжением этой идеи, в которой дизайнеры продукта делают свои собственные быстрые прототипы, за часы, с использованием сложных машин похожи на струйные принтеры.

Как работает 3D-принтер?

Artwork: Один из первых в мире трехмерных принтеров FDM, разработан С. Скоттом Крампом в 1980-х годах. В этом дизайне модель (розовая, 40) напечатана. на опорной плите (темно-синий, 10), которая перемещается в горизонтальном (X – Y) направлениях, в то время как печать головка и сопло (2 и 4, оранжевые) перемещаются в вертикальном (Z) направлении.В качестве сырья для печати используется пластиковый стержень (желтый, 46), оплавленный печатающей головкой. Процесс нагрева тщательно регулируется термопара (электрический датчик тепла), подключенная к регулятору температуры (фиолетовый, 86). Стержень выдавливается с помощью сжатого воздуха из большого резервуара и компрессор справа (зеленый, 60/62). С тех пор все немного изменилось, но основной принцип (создание объекта путем плавления и осаждения пластика под трехмерным контролем) остается прежним.Иллюстрация из патента США 5,121,329: Устройство и метод для создания трехмерных объектов, автор С. Скотт Крамп, Stratasys Ltd, 9 июня 1992 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Представьте, что вы строите обычный деревянный прототип автомобиля. Ты бы начните с бруска из цельного дерева и вырежьте внутрь, как скульптор, постепенно раскрывая «спрятанный» внутри предмет. Или если вы хотели сделать модель дома по архитектурному проекту, вы бы построили это как настоящий сборный дом, наверное, вырезая миниатюрные копии стен из картона и их склейка.Теперь лазер может легко вырезать из дерева форму, и это не выходит за рамки области возможностей научить робота приклеивать картон вместе - но 3D-принтеры не работают ни одним из этих способов!

Типичный 3D-принтер очень похож на струйный принтер. с компьютера. Он создает 3D-модель по одному слою за раз из снизу вверх, путем многократной печати на одной и той же области методом, известным как моделирование методом сплавленного осаждения (FDM) . Работая полностью автоматически, принтер создает модель в течение нескольких часов, поворачивая 3D CAD. втягивание в партии двухмерных, поперечных слои - эффективно разделяют 2D-отпечатки, расположенные один поверх другой, но без бумаги между ними.Вместо того, чтобы использовать чернила, которые никогда не накапливаются объем, принтер наносит слои расплавленного пластика или порошка и сплавляет их вместе (и с существующей структурой) с помощью клея или ультрафиолета.

Q: Какие «чернила» используются в 3D-принтере? A: Пластик!

Там, где струйный принтер распыляет жидкие чернила, а лазерный принтер использует твердый порошок, 3D-принтер не использует ни того, ни другого: вы не можете построить 3D-модель, накапливая цветную воду или черную пыль! Вы можете моделировать пластик.3D-принтер по сути работает, выдавливая расплавленный пластик через крошечное сопло, которое он перемещает точно под компьютером контроль. Он печатает один слой, ждет, пока он высохнет, а затем печатает следующий слой поверх. В зависимости от качества принтера, то вы получите либо потрясающе выглядящую трехмерную модель, либо множество двухмерных пластиковых линий, грубо лежащих друг на друге - как глазурь для торта с плохо нанесенным трубопроводом! Очевидно, что пластик, из которого печатаются модели, имеет огромное значение.

Фото: 3D-принтер Lulzbot.Вы можете увидеть маленькую катушку из сырого красного пластика. («нить»), которая подается в печатающую головку сверху. Фото Стефана Белчера любезно предоставлено ВМС США.

Когда мы говорим о пластике, мы обычно имеем в виду «пластик»: если вы прилежный переработчик, вы знаете, что существует много типов пластика, все они различны как химически (по их молекулярному составу), так и физически (в их поведение по отношению к теплу, свету и т. д.). Неудивительно, что в 3D-принтерах используются термопласты , (пластмассы, которые плавятся при нагревании и превращаются в твердые, когда снова охлаждают), и обычно либо ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), PLA (полимолочная кислота) или ПЭТГ (полиэтиленгерефталат гликоль).

Пожалуй, наиболее знакомый материал, из которого изготавливаются кирпичи LEGO®, ABS также широко используется в салонах автомобилей (иногда и во внешних деталях, таких как колпаки), для изготовления внутренних частей холодильников и в пластиковых деталях компьютеров (вполне вероятно, мышь и клавиатура, которые вы используете сейчас, сделаны из АБС-пластика). Так почему этот материал используется для 3D-печати? На самом деле это смесь твердого и прочного пластика (акрилонитрил) с синтетическим каучуком (бутадиенстирол). Он идеально подходит для 3D-печати, потому что он твердый при комнатной температуре и плавится при температуре чуть выше 100 ° C (220 ° F), что достаточно прохладно, чтобы плавиться внутри принтера без слишком сильного нагрева, и достаточно горячее, чтобы модели, напечатанные с его помощью, выиграли ''. тают, если их оставить на солнце.После схватывания его можно отшлифовать или покрасить; Еще одно полезное свойство ABS - это то, что он имеет бело-желтый цвет в необработанном виде, но могут быть добавлены пигменты (химические вещества цвета в краске), чтобы придать ему практически любой цвет. В зависимости от типа принтера, который вы используете, вы подаете на него пластик в виде маленьких шариков или нитей (например, пластиковых ниток).

PLA проще в использовании, чем ABS, и немного более экологичен, хотя он более мягкий и менее прочный. PETG - это промежуточный вариант, близкий к прочности ABS, его легко формовать и относительно легко перерабатывать.

Вам не обязательно печатать в 3D с помощью пластика: теоретически вы можете печатать объекты, используя любой расплавленный материал, который достаточно быстро затвердевает и затвердевает. В июле 2011 г. исследователи из Английский университет Эксетера представил прототип пищевого принтера, который может печатать 3D-объекты из расплавленного шоколада!

Преимущества и недостатки

Фото: B9Creator ™ - типичный недорогой 3D-принтер своими руками. Первоначально он был доступен в виде комплекта по цене 2495 долларов; теперь он приходит в собранном виде в трех разных версиях по цене от 6000 до 12000 долларов.Фото любезно предоставлено Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликовано на Flickr в 2012 г. под лицензией Creative Commons.

Производители 3D-принтеров заявляют, что они в 10 раз быстрее, чем другими методами и в 5 раз дешевле, поэтому они дают большие преимущества для люди, которым нужны быстрые прототипы за часы, а не дни. Хотя высокопроизводительные 3D-принтеры они по-прежнему дороги (обычно около 25 000–50 000 долларов), они часть стоимости более сложных машин RP (которые входят в от 100 000 до 500 000 долларов), а гораздо более дешевые машины также есть в наличии (вы можете купить комплект 3D-принтера Tronxy примерно за 100–200 долларов).Они также достаточно маленькие, безопасные, простые в использовании и надежны (функции, которые сделали их все более популярными в таких местах, как проектные / инженерные школы).

С другой стороны, отделка моделей, которые они производят, обычно уступает тем, которые производятся на станках с РП более высокого класса. Выбор материалы часто ограничиваются одним или двумя, цвета могут быть грубыми, и текстура может не очень хорошо отражать предполагаемую отделку продукта. Как правило, модели, напечатанные на 3D-принтере может быть лучше для предварительной визуализации новых продуктов; более сложные машины RP могут быть использованы позже в процессе, когда проекты близки к доработке и такие вещи, как точная поверхность текстуры важнее.

Приложения

Для чего можно использовать 3D-принтер? Это немного похоже на вопрос "Как много способов использовать копировальный аппарат? »Теоретически единственным ограничением является ваше воображение. На практике пределы - это точность модель, с которой вы печатаете, точность вашего принтера и материалы, которыми вы печатаете. Современная 3D-печать была изобретена около 25 лет назад, но по-настоящему он начал набирать обороты только в последнее десятилетие. Многие из технология все еще относительно новая; даже в этом случае диапазон использования 3D-печати довольно удивительно.

Медицина

Фото: пластиковые сердца, напечатанные на 3D-принтере, позволяют хирургам проводить операции без риска. Модель доктора Мэтью Брамлета. Фотография, являющаяся общественным достоянием, опубликована на Flickr благодаря галерее изображений NIH США и 3D Print Exchange.

Жизнь - путешествие в один конец; склонные к ошибкам, стареющие люди со складками, осыпающиеся тела, естественно, видят большие перспективы в технологии, которая возможность создания заменяющих частей тела и тканей. Вот почему врачи были одними из первых, кто начал изучать 3D-печать.Уже у нас видел 3D-печатные уши (от индийской компании Novabeans), руки и ноги (от Limbitless Solutions, Biomechanical Robotics Group и Bespoke) и мускулы (от Корнельского университета). 3D-принтеры имеют также использовались для производства искусственной ткани (Organovo), клеток (Samsara Sciences) и кожа (в партнерстве косметических гиганты L'Oreal и Organovo). Хотя мы еще далеки от того, чтобы полностью напечатанные на 3D-принтере сменные органы (например, сердце и печень), все быстро движется в этом направлении.Один проект, известный как Тело на чипе, управляется Институтом регенеративной медицины Уэйк Форест в Северной Каролине, печатает миниатюрные человеческие сердца, легкие и кровеносные сосуды, помещает их на микрочип и проверяет их искусственной крови.

Помимо сменных частей тела, все чаще используется 3D-печать. используется для медицинского образования и обучения. At Nicklaus Children's Больница в Майами, Флорида, хирурги практикуют операцию на 3D-копии детских сердечек.В другом месте то же самое Техника используется для репетиции операции на головном мозге.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

Разработка и испытание самолетов - дело сложное и дорогое: Боинг Внутри Dreamliner около 2,3 миллиона компонентов! Хотя компьютерные модели могут быть использованы для проверки многих аспектов того, как самолеты вести себя, точные прототипы еще нужно сделать для таких вещей, как испытания в аэродинамической трубе. А 3D-печать - простой и эффективный способ сделай это. В то время как коммерческие самолеты строятся в большом количестве, военные самолеты, скорее всего, будут сильно индивидуализированы, а 3D-печать позволяет проектировать, испытывать и производить мелкосерийные или единичные детали как быстро и экономично.

Фото: ВМС США испытывают 3D-принтеры на кораблях с тех пор. один был установлен на USS Essex в 2014 году. Теоретически бортовой принтер делает корабль более самодостаточным, с меньшими затратами на запасные части и материалы, особенно в военное время. Это подводное беспроводное зарядное устройство, напечатанное на 3D-принтере. типично для объектов, которые могут быть напечатаны во время миссии в море. Фото Девина Писнера любезно предоставлено ВМС США.

Космические аппараты даже сложнее самолетов и имеют дополнительные недостаток в том, что они «производятся» в крошечных количества - иногда бывает только один.Вместо того, чтобы идти на все расходы изготовления уникальных инструментов и производственного оборудования, он может многое Разумнее печатать на 3D-принтере одноразовые компоненты. Но зачем вообще делать части космоса на Земле? Доставка сложных и тяжелых конструкций в пространство сложно, дорого и требует много времени; способность к производить вещи на Луне или на других планетах, может оказаться бесценный. Легко представить космонавтов (или даже роботов) в 3D. принтеры для производства любых предметов, которые им нужны (включая запасные частей), вдали от Земли, когда они им нужны.Но даже обычные космические проекты, порожденные Землей, могут извлечь выгоду из скорость, простота и дешевизна 3D-печати. Последние, поддерживаемые людьми NASA Rover использует детали, напечатанные на 3D-принтере, созданные с помощью Stratasys.

Фото: Запасные части и ремонт - без проблем. 3D-принтер Lulzbot Taz 6, используемый для изготовления запасных частей на борту военного корабля США, крупным планом. Фото Кристофера А. Велойказы любезно предоставлено ВМС США.

Визуализация

Создание прототипов самолетов или космических ракет является примером гораздо более широкое применение для 3D-печати: визуализация того, как новые дизайны будут смотреть в трех измерениях.Мы можем использовать такие вещи, как виртуальная реальность для это, конечно, но люди часто предпочитают то, что видят и трогать. Все чаще 3D-принтеры используются для быстрого и точного архитектурное моделирование. Хотя мы (пока) не можем печатать 3D в материалах например, кирпич и бетон, существует широкий ассортимент пластмасс. доступны, и их можно раскрасить, чтобы они выглядели как реалистичные здания отделка. Точно так же 3D-печать теперь широко используется для прототипирование и тестирование промышленных и потребительских товаров. Поскольку многие повседневные вещи вылеплены из пластика, 3D-печатная модель может выглядеть очень похож на готовый продукт - идеально подходит для фокус-группы тестирование или исследование рынка.

Персонализированные товары

Современная жизнь - от пластиковых зубных щеток до фантиков. здесь-сегодня, ушел-завтра - удобно, недорого и одноразово. Однако не все ценят серийное массовое производство. вот почему так популярны дорогие «дизайнерские этикетки». в в будущем многие из нас смогут пользоваться преимуществами доступные, персонализированные продукты, изготовленные на заказ в точном соответствии с нашими Технические характеристики. Ювелирные изделия и модные аксессуары уже печатается на 3D-принтере.Так же, как веб-сайт Etsy создал всемирное сообщество ремесленников, поэтому Zazzy воспроизвел что с использованием технологии 3D-печати. Благодаря простым онлайн-сервисам вроде Shapeways, каждый может сделать свои собственные ник-нэки на 3D-принтере для себя или для себя. продавать другим людям без затрат и хлопот, связанных с использованием собственного 3D-принтера (даже Staples теперь предлагает услуги 3D-печати в некоторых своих магазинах).

«Товары по индивидуальному заказу» - это не просто вещи, которые мы покупаем и используем: еда, которую мы едим, тоже может попасть в эту категорию.На приготовление нужно время, умение и терпение, потому что готовится аппетитный еда выходит далеко за рамки смешивания ингредиентов и нагревания их на плите. Поскольку большинство продуктов можно выдавливать (выдавливать через сопла), они могут (теоретически) также можно напечатать в 3D. Несколько лет назад, Зло Безумный Scientist Laboratories в шутку напечатали какие-то странные предметы из сахар. В 2013 году New York Times обозреватель А.Дж. Джейкобс поставил перед собой задачу распечатайте всю еду, включая тарелку и столовые приборы. в Он случайно натолкнулся на работу Ход Липсона из Корнельского университета, кто верит, что еда может быть когда-нибудь лично, напечатана на 3D-принтере, чтобы соответствовать точные потребности вашего организма в питании.Что аккуратно переносит нас в будущее ...

Фото: Теоретически вы можете делать 3D-отпечатки из любого сырья, в которое вы можете подавать. ваш принтер. Вот несколько фантастических 3D-объектов, напечатанных из сахарного песка "CandyFab 4000" (взломанный старый плоттер HP) от всегда занятных людей в лабораториях злых безумных ученых. Фотография любезно предоставлена ​​Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликована на Flickr в 2007 году по лицензии Creative Commons License.

Будущее 3D-печати

Многие люди верят, что 3D-печать возвещает не только о приливной волне дерзких пластиковых уловок, но революция в обрабатывающей промышленности и мировая экономика, которой он управляет.Хотя 3D-печать будет безусловно, позволяет нам делать наши собственные вещи, есть ограничить то, что вы можете достичь самостоятельно с помощью дешевого принтера и трубка из пластика. Реальные экономические выгоды могут быть получены, когда 3D-печать повсеместно принята крупными компаниями в качестве центрального столп обрабатывающей промышленности. Во-первых, это позволит производители предлагают гораздо больше возможностей настройки существующих продуктов, поэтому доступность готового массового производства будет в сочетании с привлекательностью одноразового ремесла, сделанного на заказ.Во-вторых, 3D-печать - это, по сути, роботизированная технология, поэтому она будет снизить стоимость производства до такой степени, что однажды опять же, экономически выгодно производить товары в Северной Америке и Европа, которую в настоящее время собирают дешево (плохо оплачиваемыми людьми) в таких местах, как Китай и Индия. Наконец, 3D-печать повысит производительность (поскольку для того, чтобы делать то же самое, потребуется меньше людей), снижение общие затраты на производство, что должно привести к снижению цен и больший спрос - и это всегда хорошо для потребителей, для производители и экономика.

Фотография: два вида печатающей головки (иногда называемой «головкой инструмента») 3D-принтера. Фото Эшли Маклафлин любезно предоставлено Корпус морской пехоты США.

Как работают 3D-принтеры?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 апреля 2021 г.

Даже лучшие художники изо всех сил пытаются показать нам, какие объекты реального мира выглядят во всей своей трехмерной (3D) красе. Большую часть времени это не имеет значения - просмотр фотографии или эскиза дает нам хорошая идея.Но если вы занимаетесь разработкой новых продукты, и вам нужно показать их клиентам или покупателям, ничто не сравнится с прототипом: модель, которую можно потрогать, подержать и Чувствовать. Беда только в том, что на изготовление моделей вручную уходит много времени. машины, которые могут создавать «быстрые прототипы», стоят целое состояние (до полмиллиона долларов). Ура, значит для 3д принтеров , которые немного работают как струйные принтеры, и создавайте 3D-модели слой за слоем до 10 раз скорость и пятая стоимость. Как именно они работают? Давайте внимательнее!

Фото: 3D-печать в действии: это печатающая головка принтера Invent3D, медленно создавая объект, слой за слоем, брызгая расплавленным синим пластиком из его точно движущегося сопла.Фото капрала. Джастин Апдеграфф любезно предоставлен Корпусом морской пехоты США.

От ручных прототипов до быстрого прототипирования

Фото: Качественный скоростной прототип космического самолета, сделанный из воска. из чертежа САПР НАСА. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

Раньше были такие вещи, как автоматизированное проектирование (САПР) и лазеры, модели и прототипы были кропотливо вырезаны из дерева или склеены из кусочков картона или пластика.Они могли взять дней или даже недель, чтобы заработать и обычно стоит целое состояние. Получающий внесение изменений или дополнений было трудным и требовало много времени, особенно если использовалась сторонняя модельная компания, и это может оттолкнуть дизайнеров от внесения улучшений или комментарии на борту в последнюю минуту: "Слишком поздно!"

С появлением более совершенных технологий, идея под названием быстрое прототипирование (RP) зародилась в 1980-х. как решение этой проблемы: это означает разработку моделей и прототипы более автоматизированными методами, обычно за часы или дни. чем недели, на которые раньше уходило традиционное прототипирование.3D печать является логическим продолжением этой идеи, в которой дизайнеры продукта делают свои собственные быстрые прототипы, за часы, с использованием сложных машин похожи на струйные принтеры.

Как работает 3D-принтер?

Artwork: Один из первых в мире трехмерных принтеров FDM, разработан С. Скоттом Крампом в 1980-х годах. В этом дизайне модель (розовая, 40) напечатана. на опорной плите (темно-синий, 10), которая перемещается в горизонтальном (X – Y) направлениях, в то время как печать головка и сопло (2 и 4, оранжевые) перемещаются в вертикальном (Z) направлении.В качестве сырья для печати используется пластиковый стержень (желтый, 46), оплавленный печатающей головкой. Процесс нагрева тщательно регулируется термопара (электрический датчик тепла), подключенная к регулятору температуры (фиолетовый, 86). Стержень выдавливается с помощью сжатого воздуха из большого резервуара и компрессор справа (зеленый, 60/62). С тех пор все немного изменилось, но основной принцип (создание объекта путем плавления и осаждения пластика под трехмерным контролем) остается прежним.Иллюстрация из патента США 5,121,329: Устройство и метод для создания трехмерных объектов, автор С. Скотт Крамп, Stratasys Ltd, 9 июня 1992 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Представьте, что вы строите обычный деревянный прототип автомобиля. Ты бы начните с бруска из цельного дерева и вырежьте внутрь, как скульптор, постепенно раскрывая «спрятанный» внутри предмет. Или если вы хотели сделать модель дома по архитектурному проекту, вы бы построили это как настоящий сборный дом, наверное, вырезая миниатюрные копии стен из картона и их склейка.Теперь лазер может легко вырезать из дерева форму, и это не выходит за рамки области возможностей научить робота приклеивать картон вместе - но 3D-принтеры не работают ни одним из этих способов!

Типичный 3D-принтер очень похож на струйный принтер. с компьютера. Он создает 3D-модель по одному слою за раз из снизу вверх, путем многократной печати на одной и той же области методом, известным как моделирование методом сплавленного осаждения (FDM) . Работая полностью автоматически, принтер создает модель в течение нескольких часов, поворачивая 3D CAD. втягивание в партии двухмерных, поперечных слои - эффективно разделяют 2D-отпечатки, расположенные один поверх другой, но без бумаги между ними.Вместо того, чтобы использовать чернила, которые никогда не накапливаются объем, принтер наносит слои расплавленного пластика или порошка и сплавляет их вместе (и с существующей структурой) с помощью клея или ультрафиолета.

Q: Какие «чернила» используются в 3D-принтере? A: Пластик!

Там, где струйный принтер распыляет жидкие чернила, а лазерный принтер использует твердый порошок, 3D-принтер не использует ни того, ни другого: вы не можете построить 3D-модель, накапливая цветную воду или черную пыль! Вы можете моделировать пластик.3D-принтер по сути работает, выдавливая расплавленный пластик через крошечное сопло, которое он перемещает точно под компьютером контроль. Он печатает один слой, ждет, пока он высохнет, а затем печатает следующий слой поверх. В зависимости от качества принтера, то вы получите либо потрясающе выглядящую трехмерную модель, либо множество двухмерных пластиковых линий, грубо лежащих друг на друге - как глазурь для торта с плохо нанесенным трубопроводом! Очевидно, что пластик, из которого печатаются модели, имеет огромное значение.

Фото: 3D-принтер Lulzbot.Вы можете увидеть маленькую катушку из сырого красного пластика. («нить»), которая подается в печатающую головку сверху. Фото Стефана Белчера любезно предоставлено ВМС США.

Когда мы говорим о пластике, мы обычно имеем в виду «пластик»: если вы прилежный переработчик, вы знаете, что существует много типов пластика, все они различны как химически (по их молекулярному составу), так и физически (в их поведение по отношению к теплу, свету и т. д.). Неудивительно, что в 3D-принтерах используются термопласты , (пластмассы, которые плавятся при нагревании и превращаются в твердые, когда снова охлаждают), и обычно либо ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), PLA (полимолочная кислота) или ПЭТГ (полиэтиленгерефталат гликоль).

Пожалуй, наиболее знакомый материал, из которого изготавливаются кирпичи LEGO®, ABS также широко используется в салонах автомобилей (иногда и во внешних деталях, таких как колпаки), для изготовления внутренних частей холодильников и в пластиковых деталях компьютеров (вполне вероятно, мышь и клавиатура, которые вы используете сейчас, сделаны из АБС-пластика). Так почему этот материал используется для 3D-печати? На самом деле это смесь твердого и прочного пластика (акрилонитрил) с синтетическим каучуком (бутадиенстирол). Он идеально подходит для 3D-печати, потому что он твердый при комнатной температуре и плавится при температуре чуть выше 100 ° C (220 ° F), что достаточно прохладно, чтобы плавиться внутри принтера без слишком сильного нагрева, и достаточно горячее, чтобы модели, напечатанные с его помощью, выиграли ''. тают, если их оставить на солнце.После схватывания его можно отшлифовать или покрасить; Еще одно полезное свойство ABS - это то, что он имеет бело-желтый цвет в необработанном виде, но могут быть добавлены пигменты (химические вещества цвета в краске), чтобы придать ему практически любой цвет. В зависимости от типа принтера, который вы используете, вы подаете на него пластик в виде маленьких шариков или нитей (например, пластиковых ниток).

PLA проще в использовании, чем ABS, и немного более экологичен, хотя он более мягкий и менее прочный. PETG - это промежуточный вариант, близкий к прочности ABS, его легко формовать и относительно легко перерабатывать.

Вам не обязательно печатать в 3D с помощью пластика: теоретически вы можете печатать объекты, используя любой расплавленный материал, который достаточно быстро затвердевает и затвердевает. В июле 2011 г. исследователи из Английский университет Эксетера представил прототип пищевого принтера, который может печатать 3D-объекты из расплавленного шоколада!

Преимущества и недостатки

Фото: B9Creator ™ - типичный недорогой 3D-принтер своими руками. Первоначально он был доступен в виде комплекта по цене 2495 долларов; теперь он приходит в собранном виде в трех разных версиях по цене от 6000 до 12000 долларов.Фото любезно предоставлено Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликовано на Flickr в 2012 г. под лицензией Creative Commons.

Производители 3D-принтеров заявляют, что они в 10 раз быстрее, чем другими методами и в 5 раз дешевле, поэтому они дают большие преимущества для люди, которым нужны быстрые прототипы за часы, а не дни. Хотя высокопроизводительные 3D-принтеры они по-прежнему дороги (обычно около 25 000–50 000 долларов), они часть стоимости более сложных машин RP (которые входят в от 100 000 до 500 000 долларов), а гораздо более дешевые машины также есть в наличии (вы можете купить комплект 3D-принтера Tronxy примерно за 100–200 долларов).Они также достаточно маленькие, безопасные, простые в использовании и надежны (функции, которые сделали их все более популярными в таких местах, как проектные / инженерные школы).

С другой стороны, отделка моделей, которые они производят, обычно уступает тем, которые производятся на станках с РП более высокого класса. Выбор материалы часто ограничиваются одним или двумя, цвета могут быть грубыми, и текстура может не очень хорошо отражать предполагаемую отделку продукта. Как правило, модели, напечатанные на 3D-принтере может быть лучше для предварительной визуализации новых продуктов; более сложные машины RP могут быть использованы позже в процессе, когда проекты близки к доработке и такие вещи, как точная поверхность текстуры важнее.

Приложения

Для чего можно использовать 3D-принтер? Это немного похоже на вопрос "Как много способов использовать копировальный аппарат? »Теоретически единственным ограничением является ваше воображение. На практике пределы - это точность модель, с которой вы печатаете, точность вашего принтера и материалы, которыми вы печатаете. Современная 3D-печать была изобретена около 25 лет назад, но по-настоящему он начал набирать обороты только в последнее десятилетие. Многие из технология все еще относительно новая; даже в этом случае диапазон использования 3D-печати довольно удивительно.

Медицина

Фото: пластиковые сердца, напечатанные на 3D-принтере, позволяют хирургам проводить операции без риска. Модель доктора Мэтью Брамлета. Фотография, являющаяся общественным достоянием, опубликована на Flickr благодаря галерее изображений NIH США и 3D Print Exchange.

Жизнь - путешествие в один конец; склонные к ошибкам, стареющие люди со складками, осыпающиеся тела, естественно, видят большие перспективы в технологии, которая возможность создания заменяющих частей тела и тканей. Вот почему врачи были одними из первых, кто начал изучать 3D-печать.Уже у нас видел 3D-печатные уши (от индийской компании Novabeans), руки и ноги (от Limbitless Solutions, Biomechanical Robotics Group и Bespoke) и мускулы (от Корнельского университета). 3D-принтеры имеют также использовались для производства искусственной ткани (Organovo), клеток (Samsara Sciences) и кожа (в партнерстве косметических гиганты L'Oreal и Organovo). Хотя мы еще далеки от того, чтобы полностью напечатанные на 3D-принтере сменные органы (например, сердце и печень), все быстро движется в этом направлении.Один проект, известный как Тело на чипе, управляется Институтом регенеративной медицины Уэйк Форест в Северной Каролине, печатает миниатюрные человеческие сердца, легкие и кровеносные сосуды, помещает их на микрочип и проверяет их искусственной крови.

Помимо сменных частей тела, все чаще используется 3D-печать. используется для медицинского образования и обучения. At Nicklaus Children's Больница в Майами, Флорида, хирурги практикуют операцию на 3D-копии детских сердечек.В другом месте то же самое Техника используется для репетиции операции на головном мозге.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

Разработка и испытание самолетов - дело сложное и дорогое: Боинг Внутри Dreamliner около 2,3 миллиона компонентов! Хотя компьютерные модели могут быть использованы для проверки многих аспектов того, как самолеты вести себя, точные прототипы еще нужно сделать для таких вещей, как испытания в аэродинамической трубе. А 3D-печать - простой и эффективный способ сделай это. В то время как коммерческие самолеты строятся в большом количестве, военные самолеты, скорее всего, будут сильно индивидуализированы, а 3D-печать позволяет проектировать, испытывать и производить мелкосерийные или единичные детали как быстро и экономично.

Фото: ВМС США испытывают 3D-принтеры на кораблях с тех пор. один был установлен на USS Essex в 2014 году. Теоретически бортовой принтер делает корабль более самодостаточным, с меньшими затратами на запасные части и материалы, особенно в военное время. Это подводное беспроводное зарядное устройство, напечатанное на 3D-принтере. типично для объектов, которые могут быть напечатаны во время миссии в море. Фото Девина Писнера любезно предоставлено ВМС США.

Космические аппараты даже сложнее самолетов и имеют дополнительные недостаток в том, что они «производятся» в крошечных количества - иногда бывает только один.Вместо того, чтобы идти на все расходы изготовления уникальных инструментов и производственного оборудования, он может многое Разумнее печатать на 3D-принтере одноразовые компоненты. Но зачем вообще делать части космоса на Земле? Доставка сложных и тяжелых конструкций в пространство сложно, дорого и требует много времени; способность к производить вещи на Луне или на других планетах, может оказаться бесценный. Легко представить космонавтов (или даже роботов) в 3D. принтеры для производства любых предметов, которые им нужны (включая запасные частей), вдали от Земли, когда они им нужны.Но даже обычные космические проекты, порожденные Землей, могут извлечь выгоду из скорость, простота и дешевизна 3D-печати. Последние, поддерживаемые людьми NASA Rover использует детали, напечатанные на 3D-принтере, созданные с помощью Stratasys.

Фото: Запасные части и ремонт - без проблем. 3D-принтер Lulzbot Taz 6, используемый для изготовления запасных частей на борту военного корабля США, крупным планом. Фото Кристофера А. Велойказы любезно предоставлено ВМС США.

Визуализация

Создание прототипов самолетов или космических ракет является примером гораздо более широкое применение для 3D-печати: визуализация того, как новые дизайны будут смотреть в трех измерениях.Мы можем использовать такие вещи, как виртуальная реальность для это, конечно, но люди часто предпочитают то, что видят и трогать. Все чаще 3D-принтеры используются для быстрого и точного архитектурное моделирование. Хотя мы (пока) не можем печатать 3D в материалах например, кирпич и бетон, существует широкий ассортимент пластмасс. доступны, и их можно раскрасить, чтобы они выглядели как реалистичные здания отделка. Точно так же 3D-печать теперь широко используется для прототипирование и тестирование промышленных и потребительских товаров. Поскольку многие повседневные вещи вылеплены из пластика, 3D-печатная модель может выглядеть очень похож на готовый продукт - идеально подходит для фокус-группы тестирование или исследование рынка.

Персонализированные товары

Современная жизнь - от пластиковых зубных щеток до фантиков. здесь-сегодня, ушел-завтра - удобно, недорого и одноразово. Однако не все ценят серийное массовое производство. вот почему так популярны дорогие «дизайнерские этикетки». в в будущем многие из нас смогут пользоваться преимуществами доступные, персонализированные продукты, изготовленные на заказ в точном соответствии с нашими Технические характеристики. Ювелирные изделия и модные аксессуары уже печатается на 3D-принтере.Так же, как веб-сайт Etsy создал всемирное сообщество ремесленников, поэтому Zazzy воспроизвел что с использованием технологии 3D-печати. Благодаря простым онлайн-сервисам вроде Shapeways, каждый может сделать свои собственные ник-нэки на 3D-принтере для себя или для себя. продавать другим людям без затрат и хлопот, связанных с использованием собственного 3D-принтера (даже Staples теперь предлагает услуги 3D-печати в некоторых своих магазинах).

«Товары по индивидуальному заказу» - это не просто вещи, которые мы покупаем и используем: еда, которую мы едим, тоже может попасть в эту категорию.На приготовление нужно время, умение и терпение, потому что готовится аппетитный еда выходит далеко за рамки смешивания ингредиентов и нагревания их на плите. Поскольку большинство продуктов можно выдавливать (выдавливать через сопла), они могут (теоретически) также можно напечатать в 3D. Несколько лет назад, Зло Безумный Scientist Laboratories в шутку напечатали какие-то странные предметы из сахар. В 2013 году New York Times обозреватель А.Дж. Джейкобс поставил перед собой задачу распечатайте всю еду, включая тарелку и столовые приборы. в Он случайно натолкнулся на работу Ход Липсона из Корнельского университета, кто верит, что еда может быть когда-нибудь лично, напечатана на 3D-принтере, чтобы соответствовать точные потребности вашего организма в питании.Что аккуратно переносит нас в будущее ...

Фото: Теоретически вы можете делать 3D-отпечатки из любого сырья, в которое вы можете подавать. ваш принтер. Вот несколько фантастических 3D-объектов, напечатанных из сахарного песка "CandyFab 4000" (взломанный старый плоттер HP) от всегда занятных людей в лабораториях злых безумных ученых. Фотография любезно предоставлена ​​Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликована на Flickr в 2007 году по лицензии Creative Commons License.

Будущее 3D-печати

Многие люди верят, что 3D-печать возвещает не только о приливной волне дерзких пластиковых уловок, но революция в обрабатывающей промышленности и мировая экономика, которой он управляет.Хотя 3D-печать будет безусловно, позволяет нам делать наши собственные вещи, есть ограничить то, что вы можете достичь самостоятельно с помощью дешевого принтера и трубка из пластика. Реальные экономические выгоды могут быть получены, когда 3D-печать повсеместно принята крупными компаниями в качестве центрального столп обрабатывающей промышленности. Во-первых, это позволит производители предлагают гораздо больше возможностей настройки существующих продуктов, поэтому доступность готового массового производства будет в сочетании с привлекательностью одноразового ремесла, сделанного на заказ.Во-вторых, 3D-печать - это, по сути, роботизированная технология, поэтому она будет снизить стоимость производства до такой степени, что однажды опять же, экономически выгодно производить товары в Северной Америке и Европа, которую в настоящее время собирают дешево (плохо оплачиваемыми людьми) в таких местах, как Китай и Индия. Наконец, 3D-печать повысит производительность (поскольку для того, чтобы делать то же самое, потребуется меньше людей), снижение общие затраты на производство, что должно привести к снижению цен и больший спрос - и это всегда хорошо для потребителей, для производители и экономика.

Фотография: два вида печатающей головки (иногда называемой «головкой инструмента») 3D-принтера. Фото Эшли Маклафлин любезно предоставлено Корпус морской пехоты США.

Как работают 3D-принтеры?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 апреля 2021 г.

Даже лучшие художники изо всех сил пытаются показать нам, какие объекты реального мира выглядят во всей своей трехмерной (3D) красе. Большую часть времени это не имеет значения - просмотр фотографии или эскиза дает нам хорошая идея.Но если вы занимаетесь разработкой новых продукты, и вам нужно показать их клиентам или покупателям, ничто не сравнится с прототипом: модель, которую можно потрогать, подержать и Чувствовать. Беда только в том, что на изготовление моделей вручную уходит много времени. машины, которые могут создавать «быстрые прототипы», стоят целое состояние (до полмиллиона долларов). Ура, значит для 3д принтеров , которые немного работают как струйные принтеры, и создавайте 3D-модели слой за слоем до 10 раз скорость и пятая стоимость. Как именно они работают? Давайте внимательнее!

Фото: 3D-печать в действии: это печатающая головка принтера Invent3D, медленно создавая объект, слой за слоем, брызгая расплавленным синим пластиком из его точно движущегося сопла.Фото капрала. Джастин Апдеграфф любезно предоставлен Корпусом морской пехоты США.

От ручных прототипов до быстрого прототипирования

Фото: Качественный скоростной прототип космического самолета, сделанный из воска. из чертежа САПР НАСА. Фото любезно предоставлено Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

Раньше были такие вещи, как автоматизированное проектирование (САПР) и лазеры, модели и прототипы были кропотливо вырезаны из дерева или склеены из кусочков картона или пластика.Они могли взять дней или даже недель, чтобы заработать и обычно стоит целое состояние. Получающий внесение изменений или дополнений было трудным и требовало много времени, особенно если использовалась сторонняя модельная компания, и это может оттолкнуть дизайнеров от внесения улучшений или комментарии на борту в последнюю минуту: "Слишком поздно!"

С появлением более совершенных технологий, идея под названием быстрое прототипирование (RP) зародилась в 1980-х. как решение этой проблемы: это означает разработку моделей и прототипы более автоматизированными методами, обычно за часы или дни. чем недели, на которые раньше уходило традиционное прототипирование.3D печать является логическим продолжением этой идеи, в которой дизайнеры продукта делают свои собственные быстрые прототипы, за часы, с использованием сложных машин похожи на струйные принтеры.

Как работает 3D-принтер?

Artwork: Один из первых в мире трехмерных принтеров FDM, разработан С. Скоттом Крампом в 1980-х годах. В этом дизайне модель (розовая, 40) напечатана. на опорной плите (темно-синий, 10), которая перемещается в горизонтальном (X – Y) направлениях, в то время как печать головка и сопло (2 и 4, оранжевые) перемещаются в вертикальном (Z) направлении.В качестве сырья для печати используется пластиковый стержень (желтый, 46), оплавленный печатающей головкой. Процесс нагрева тщательно регулируется термопара (электрический датчик тепла), подключенная к регулятору температуры (фиолетовый, 86). Стержень выдавливается с помощью сжатого воздуха из большого резервуара и компрессор справа (зеленый, 60/62). С тех пор все немного изменилось, но основной принцип (создание объекта путем плавления и осаждения пластика под трехмерным контролем) остается прежним.Иллюстрация из патента США 5,121,329: Устройство и метод для создания трехмерных объектов, автор С. Скотт Крамп, Stratasys Ltd, 9 июня 1992 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Представьте, что вы строите обычный деревянный прототип автомобиля. Ты бы начните с бруска из цельного дерева и вырежьте внутрь, как скульптор, постепенно раскрывая «спрятанный» внутри предмет. Или если вы хотели сделать модель дома по архитектурному проекту, вы бы построили это как настоящий сборный дом, наверное, вырезая миниатюрные копии стен из картона и их склейка.Теперь лазер может легко вырезать из дерева форму, и это не выходит за рамки области возможностей научить робота приклеивать картон вместе - но 3D-принтеры не работают ни одним из этих способов!

Типичный 3D-принтер очень похож на струйный принтер. с компьютера. Он создает 3D-модель по одному слою за раз из снизу вверх, путем многократной печати на одной и той же области методом, известным как моделирование методом сплавленного осаждения (FDM) . Работая полностью автоматически, принтер создает модель в течение нескольких часов, поворачивая 3D CAD. втягивание в партии двухмерных, поперечных слои - эффективно разделяют 2D-отпечатки, расположенные один поверх другой, но без бумаги между ними.Вместо того, чтобы использовать чернила, которые никогда не накапливаются объем, принтер наносит слои расплавленного пластика или порошка и сплавляет их вместе (и с существующей структурой) с помощью клея или ультрафиолета.

Q: Какие «чернила» используются в 3D-принтере? A: Пластик!

Там, где струйный принтер распыляет жидкие чернила, а лазерный принтер использует твердый порошок, 3D-принтер не использует ни того, ни другого: вы не можете построить 3D-модель, накапливая цветную воду или черную пыль! Вы можете моделировать пластик.3D-принтер по сути работает, выдавливая расплавленный пластик через крошечное сопло, которое он перемещает точно под компьютером контроль. Он печатает один слой, ждет, пока он высохнет, а затем печатает следующий слой поверх. В зависимости от качества принтера, то вы получите либо потрясающе выглядящую трехмерную модель, либо множество двухмерных пластиковых линий, грубо лежащих друг на друге - как глазурь для торта с плохо нанесенным трубопроводом! Очевидно, что пластик, из которого печатаются модели, имеет огромное значение.

Фото: 3D-принтер Lulzbot.Вы можете увидеть маленькую катушку из сырого красного пластика. («нить»), которая подается в печатающую головку сверху. Фото Стефана Белчера любезно предоставлено ВМС США.

Когда мы говорим о пластике, мы обычно имеем в виду «пластик»: если вы прилежный переработчик, вы знаете, что существует много типов пластика, все они различны как химически (по их молекулярному составу), так и физически (в их поведение по отношению к теплу, свету и т. д.). Неудивительно, что в 3D-принтерах используются термопласты , (пластмассы, которые плавятся при нагревании и превращаются в твердые, когда снова охлаждают), и обычно либо ABS (акрилонитрилбутадиенстирол), PLA (полимолочная кислота) или ПЭТГ (полиэтиленгерефталат гликоль).

Пожалуй, наиболее знакомый материал, из которого изготавливаются кирпичи LEGO®, ABS также широко используется в салонах автомобилей (иногда и во внешних деталях, таких как колпаки), для изготовления внутренних частей холодильников и в пластиковых деталях компьютеров (вполне вероятно, мышь и клавиатура, которые вы используете сейчас, сделаны из АБС-пластика). Так почему этот материал используется для 3D-печати? На самом деле это смесь твердого и прочного пластика (акрилонитрил) с синтетическим каучуком (бутадиенстирол). Он идеально подходит для 3D-печати, потому что он твердый при комнатной температуре и плавится при температуре чуть выше 100 ° C (220 ° F), что достаточно прохладно, чтобы плавиться внутри принтера без слишком сильного нагрева, и достаточно горячее, чтобы модели, напечатанные с его помощью, выиграли ''. тают, если их оставить на солнце.После схватывания его можно отшлифовать или покрасить; Еще одно полезное свойство ABS - это то, что он имеет бело-желтый цвет в необработанном виде, но могут быть добавлены пигменты (химические вещества цвета в краске), чтобы придать ему практически любой цвет. В зависимости от типа принтера, который вы используете, вы подаете на него пластик в виде маленьких шариков или нитей (например, пластиковых ниток).

PLA проще в использовании, чем ABS, и немного более экологичен, хотя он более мягкий и менее прочный. PETG - это промежуточный вариант, близкий к прочности ABS, его легко формовать и относительно легко перерабатывать.

Вам не обязательно печатать в 3D с помощью пластика: теоретически вы можете печатать объекты, используя любой расплавленный материал, который достаточно быстро затвердевает и затвердевает. В июле 2011 г. исследователи из Английский университет Эксетера представил прототип пищевого принтера, который может печатать 3D-объекты из расплавленного шоколада!

Преимущества и недостатки

Фото: B9Creator ™ - типичный недорогой 3D-принтер своими руками. Первоначально он был доступен в виде комплекта по цене 2495 долларов; теперь он приходит в собранном виде в трех разных версиях по цене от 6000 до 12000 долларов.Фото любезно предоставлено Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликовано на Flickr в 2012 г. под лицензией Creative Commons.

Производители 3D-принтеров заявляют, что они в 10 раз быстрее, чем другими методами и в 5 раз дешевле, поэтому они дают большие преимущества для люди, которым нужны быстрые прототипы за часы, а не дни. Хотя высокопроизводительные 3D-принтеры они по-прежнему дороги (обычно около 25 000–50 000 долларов), они часть стоимости более сложных машин RP (которые входят в от 100 000 до 500 000 долларов), а гораздо более дешевые машины также есть в наличии (вы можете купить комплект 3D-принтера Tronxy примерно за 100–200 долларов).Они также достаточно маленькие, безопасные, простые в использовании и надежны (функции, которые сделали их все более популярными в таких местах, как проектные / инженерные школы).

С другой стороны, отделка моделей, которые они производят, обычно уступает тем, которые производятся на станках с РП более высокого класса. Выбор материалы часто ограничиваются одним или двумя, цвета могут быть грубыми, и текстура может не очень хорошо отражать предполагаемую отделку продукта. Как правило, модели, напечатанные на 3D-принтере может быть лучше для предварительной визуализации новых продуктов; более сложные машины RP могут быть использованы позже в процессе, когда проекты близки к доработке и такие вещи, как точная поверхность текстуры важнее.

Приложения

Для чего можно использовать 3D-принтер? Это немного похоже на вопрос "Как много способов использовать копировальный аппарат? »Теоретически единственным ограничением является ваше воображение. На практике пределы - это точность модель, с которой вы печатаете, точность вашего принтера и материалы, которыми вы печатаете. Современная 3D-печать была изобретена около 25 лет назад, но по-настоящему он начал набирать обороты только в последнее десятилетие. Многие из технология все еще относительно новая; даже в этом случае диапазон использования 3D-печати довольно удивительно.

Медицина

Фото: пластиковые сердца, напечатанные на 3D-принтере, позволяют хирургам проводить операции без риска. Модель доктора Мэтью Брамлета. Фотография, являющаяся общественным достоянием, опубликована на Flickr благодаря галерее изображений NIH США и 3D Print Exchange.

Жизнь - путешествие в один конец; склонные к ошибкам, стареющие люди со складками, осыпающиеся тела, естественно, видят большие перспективы в технологии, которая возможность создания заменяющих частей тела и тканей. Вот почему врачи были одними из первых, кто начал изучать 3D-печать.Уже у нас видел 3D-печатные уши (от индийской компании Novabeans), руки и ноги (от Limbitless Solutions, Biomechanical Robotics Group и Bespoke) и мускулы (от Корнельского университета). 3D-принтеры имеют также использовались для производства искусственной ткани (Organovo), клеток (Samsara Sciences) и кожа (в партнерстве косметических гиганты L'Oreal и Organovo). Хотя мы еще далеки от того, чтобы полностью напечатанные на 3D-принтере сменные органы (например, сердце и печень), все быстро движется в этом направлении.Один проект, известный как Тело на чипе, управляется Институтом регенеративной медицины Уэйк Форест в Северной Каролине, печатает миниатюрные человеческие сердца, легкие и кровеносные сосуды, помещает их на микрочип и проверяет их искусственной крови.

Помимо сменных частей тела, все чаще используется 3D-печать. используется для медицинского образования и обучения. At Nicklaus Children's Больница в Майами, Флорида, хирурги практикуют операцию на 3D-копии детских сердечек.В другом месте то же самое Техника используется для репетиции операции на головном мозге.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность

Разработка и испытание самолетов - дело сложное и дорогое: Боинг Внутри Dreamliner около 2,3 миллиона компонентов! Хотя компьютерные модели могут быть использованы для проверки многих аспектов того, как самолеты вести себя, точные прототипы еще нужно сделать для таких вещей, как испытания в аэродинамической трубе. А 3D-печать - простой и эффективный способ сделай это. В то время как коммерческие самолеты строятся в большом количестве, военные самолеты, скорее всего, будут сильно индивидуализированы, а 3D-печать позволяет проектировать, испытывать и производить мелкосерийные или единичные детали как быстро и экономично.

Фото: ВМС США испытывают 3D-принтеры на кораблях с тех пор. один был установлен на USS Essex в 2014 году. Теоретически бортовой принтер делает корабль более самодостаточным, с меньшими затратами на запасные части и материалы, особенно в военное время. Это подводное беспроводное зарядное устройство, напечатанное на 3D-принтере. типично для объектов, которые могут быть напечатаны во время миссии в море. Фото Девина Писнера любезно предоставлено ВМС США.

Космические аппараты даже сложнее самолетов и имеют дополнительные недостаток в том, что они «производятся» в крошечных количества - иногда бывает только один.Вместо того, чтобы идти на все расходы изготовления уникальных инструментов и производственного оборудования, он может многое Разумнее печатать на 3D-принтере одноразовые компоненты. Но зачем вообще делать части космоса на Земле? Доставка сложных и тяжелых конструкций в пространство сложно, дорого и требует много времени; способность к производить вещи на Луне или на других планетах, может оказаться бесценный. Легко представить космонавтов (или даже роботов) в 3D. принтеры для производства любых предметов, которые им нужны (включая запасные частей), вдали от Земли, когда они им нужны.Но даже обычные космические проекты, порожденные Землей, могут извлечь выгоду из скорость, простота и дешевизна 3D-печати. Последние, поддерживаемые людьми NASA Rover использует детали, напечатанные на 3D-принтере, созданные с помощью Stratasys.

Фото: Запасные части и ремонт - без проблем. 3D-принтер Lulzbot Taz 6, используемый для изготовления запасных частей на борту военного корабля США, крупным планом. Фото Кристофера А. Велойказы любезно предоставлено ВМС США.

Визуализация

Создание прототипов самолетов или космических ракет является примером гораздо более широкое применение для 3D-печати: визуализация того, как новые дизайны будут смотреть в трех измерениях.Мы можем использовать такие вещи, как виртуальная реальность для это, конечно, но люди часто предпочитают то, что видят и трогать. Все чаще 3D-принтеры используются для быстрого и точного архитектурное моделирование. Хотя мы (пока) не можем печатать 3D в материалах например, кирпич и бетон, существует широкий ассортимент пластмасс. доступны, и их можно раскрасить, чтобы они выглядели как реалистичные здания отделка. Точно так же 3D-печать теперь широко используется для прототипирование и тестирование промышленных и потребительских товаров. Поскольку многие повседневные вещи вылеплены из пластика, 3D-печатная модель может выглядеть очень похож на готовый продукт - идеально подходит для фокус-группы тестирование или исследование рынка.

Персонализированные товары

Современная жизнь - от пластиковых зубных щеток до фантиков. здесь-сегодня, ушел-завтра - удобно, недорого и одноразово. Однако не все ценят серийное массовое производство. вот почему так популярны дорогие «дизайнерские этикетки». в в будущем многие из нас смогут пользоваться преимуществами доступные, персонализированные продукты, изготовленные на заказ в точном соответствии с нашими Технические характеристики. Ювелирные изделия и модные аксессуары уже печатается на 3D-принтере.Так же, как веб-сайт Etsy создал всемирное сообщество ремесленников, поэтому Zazzy воспроизвел что с использованием технологии 3D-печати. Благодаря простым онлайн-сервисам вроде Shapeways, каждый может сделать свои собственные ник-нэки на 3D-принтере для себя или для себя. продавать другим людям без затрат и хлопот, связанных с использованием собственного 3D-принтера (даже Staples теперь предлагает услуги 3D-печати в некоторых своих магазинах).

«Товары по индивидуальному заказу» - это не просто вещи, которые мы покупаем и используем: еда, которую мы едим, тоже может попасть в эту категорию.На приготовление нужно время, умение и терпение, потому что готовится аппетитный еда выходит далеко за рамки смешивания ингредиентов и нагревания их на плите. Поскольку большинство продуктов можно выдавливать (выдавливать через сопла), они могут (теоретически) также можно напечатать в 3D. Несколько лет назад, Зло Безумный Scientist Laboratories в шутку напечатали какие-то странные предметы из сахар. В 2013 году New York Times обозреватель А.Дж. Джейкобс поставил перед собой задачу распечатайте всю еду, включая тарелку и столовые приборы. в Он случайно натолкнулся на работу Ход Липсона из Корнельского университета, кто верит, что еда может быть когда-нибудь лично, напечатана на 3D-принтере, чтобы соответствовать точные потребности вашего организма в питании.Что аккуратно переносит нас в будущее ...

Фото: Теоретически вы можете делать 3D-отпечатки из любого сырья, в которое вы можете подавать. ваш принтер. Вот несколько фантастических 3D-объектов, напечатанных из сахарного песка "CandyFab 4000" (взломанный старый плоттер HP) от всегда занятных людей в лабораториях злых безумных ученых. Фотография любезно предоставлена ​​Винделлом Х. Оскей, www.evilmadscientist.com, опубликована на Flickr в 2007 году по лицензии Creative Commons License.

Будущее 3D-печати

Многие люди верят, что 3D-печать возвещает не только о приливной волне дерзких пластиковых уловок, но революция в обрабатывающей промышленности и мировая экономика, которой он управляет.Хотя 3D-печать будет безусловно, позволяет нам делать наши собственные вещи, есть ограничить то, что вы можете достичь самостоятельно с помощью дешевого принтера и трубка из пластика. Реальные экономические выгоды могут быть получены, когда 3D-печать повсеместно принята крупными компаниями в качестве центрального столп обрабатывающей промышленности. Во-первых, это позволит производители предлагают гораздо больше возможностей настройки существующих продуктов, поэтому доступность готового массового производства будет в сочетании с привлекательностью одноразового ремесла, сделанного на заказ.Во-вторых, 3D-печать - это, по сути, роботизированная технология, поэтому она будет снизить стоимость производства до такой степени, что однажды опять же, экономически выгодно производить товары в Северной Америке и Европа, которую в настоящее время собирают дешево (плохо оплачиваемыми людьми) в таких местах, как Китай и Индия. Наконец, 3D-печать повысит производительность (поскольку для того, чтобы делать то же самое, потребуется меньше людей), снижение общие затраты на производство, что должно привести к снижению цен и больший спрос - и это всегда хорошо для потребителей, для производители и экономика.

Фотография: два вида печатающей головки (иногда называемой «головкой инструмента») 3D-принтера. Фото Эшли Маклафлин любезно предоставлено Корпус морской пехоты США.

10 прогнозов будущего 3D-печати [сводка экспертов]

21 августа 2019 г.

Без сомнения, 2019 год - захватывающее время для 3D-печати. Промышленность продолжает двигаться в сторону индустриализации, и технологии все чаще становятся частью более широкой производственной экосистемы.

Но в столь быстро развивающейся отрасли может быть трудно угнаться за ключевыми тенденциями, определяющими будущее 3D-печати.

Чтобы помочь вам лучше понять, куда движется 3D-печать, мы проанализировали более 30 интервью с экспертами, проведенных за последние 12 месяцев, и извлекли ключевые идеи о том, что ждет эту захватывающую технологию в будущем.

1. 3D-печать станет основной технологией серийного производства Кольцо статора и крыльчатка, напечатанные на 3D-принтере [Изображение предоставлено VELO3D]

«Аддитивное производство приближается к очень интересным временам, потому что оно постепенно становится массовым.”

Энди Каламби, генеральный директор Rize

Трехмерная печать давно перестала рассматриваться как решение для создания прототипов.

Ежедневно компании находят новые способы внедрения этой технологии в свое производство с различными приложениями, от инструментов до запасных / сменных частей и некоторых компонентов конечного использования.

От автомобилей до товаров народного потребления, компании из разных отраслей начинают осознавать преимущества, которые предлагает 3D-печать для производства.Согласно отчету Sculpteo о состоянии 3D-печати за 2019 год, 51% компаний активно используют 3D-печать для производства.

Есть, конечно, широко разрекламированные случаи. Например, крупные автомобильные компании, такие как Ford, Volkswagen и BMW, уже производят детали для своих автомобилей с помощью 3D-печати. В конце прошлого года BMW объявила, что установила миллионную деталь, напечатанную на 3D-принтере, для своего родстера BMW i8.

Хотя общий объем печатаемых деталей в этих случаях невелик по сравнению с объемами массового производства, количество, а также ассортимент деталей, производимых с помощью 3D-печати, будут только увеличиваться.

Следующим шагом как для технологии, так и для отрасли будет поддержание этого импульса и работа над созданием большего количества приложений в более крупном масштабе.

«Мы достигли критической точки, и количество деталей, которые фактически отправляются в производство, увеличивается. Через пять лет вы увидите множество контрактных производителей, которые значительно расширили свои масштабы и используют сотни таких систем, производящих детали с долгосрочными контрактами на производство.”

Захари Мерфри, вице-президент по технологическому партнерству VELO3D

Ключевым элементом, который обеспечит такие объемы производства, является технология. За последние несколько лет на рынок были выведены новые технологии, и о некоторых из них уже было объявлено на годы вперед.

Например, в области 3D-печати металлом существует огромный потенциал для новых технологий струйной обработки металлических связующих, которые позволят занять большую долю на рынке традиционной металлообработки.Для достижения этой цели такие компании, как Desktop Metal, 3DEO, ExOne, HP и GE, работают над решениями по струйной очистке металлических связующих нового поколения.

Обладая более низкими затратами на оборудование и материалы, чем другие технологии 3D-печати металлом, эти струйные машины для металлической связки могут предложить производство деталей в больших объемах по конкурентоспособной цене.

Конечно, 3D-печать не заменит механическую обработку, литье или литье под давлением. Истинная цель этой технологии - стать жизнеспособным методом производства, который можно использовать наравне с другими технологиями.

По мере того, как прилагаются все большие усилия для обеспечения большей повторяемости и скорости промышленной 3D-печати, мы все ближе и ближе к достижению этой цели.

2. Программное обеспечение для разработки добавок станет более интегрированным и простым в использовании стыков Autodesk Fusion 360 [Изображение предоставлено Autodesk]

«Одним из важных направлений является разработка инструментальных средств проектирования для AM. Следующим шагом будет их полная и беспрепятственная интеграция в популярные программные продукты САПР.”

Терри Уолерс, основатель и президент Wohlers Associates

Проектирование для аддитивного производства - сложный процесс, не в последнюю очередь потому, что он может показаться нелогичным для инженеров, обученных проектированию для традиционного производства.

Еще больше усложняет это программное обеспечение для автоматизированного проектирования (САПР), большая часть которого до недавнего времени не была оптимизирована для требований проектирования 3D-печати.

«Аддитивное производство может делать некоторые невероятные вещи с точки зрения создания сложной геометрии, но ожидать, что один человек или даже группа людей сядет и создаст такую ​​геометрию, создало бы настоящее узкое место, если бы все это делалось с использованием обычные инструменты.”

Ян Кэмпбелл, профессор Университета Лафборо

Например, может быть сложно использовать традиционное программное обеспечение САПР для проектирования компонентов, изготовленных из различных материалов, создания решетчатых структур или моделирования пористости.

Объединение нескольких программных пакетов может в некоторой степени ослабить это ограничение. Однако переключение между различными программными решениями - процесс крайне неэффективный. В идеальном мире инженеры и дизайнеры работали бы в единой среде проектирования без необходимости переносить данные из одного программного продукта в другой.

К счастью, компании-разработчики программного обеспечения начинают разрабатывать комплексные проектные решения для аддитивного производства.

Такие компании, как Autodesk, Dassault Systèmes и PTC, начинают изучать способы максимально упростить для инженеров оптимизацию своих проектов для аддитивного производства.

В качестве примера возьмем Autodesk Netfabb. Разработанный для работы с файлами STL для 3D-печати, Netfabb может анализировать и восстанавливать файлы, создавать опорные конструкции и решетки и запускать моделирование конструкции металлической детали, напечатанной на 3D-принтере, - все в одном пакете.

Точно так же компания PTC предлагает свое программное обеспечение Creo 6.0, позволяющее проектировать и готовить к печати в одной среде. В конце 2018 года PTC приобрела компанию Frustum, производящую программное обеспечение для генеративного проектирования. В настоящее время компания работает над добавлением технологии генеративного дизайна, которая часто сочетается с 3D-печатью, в свою платформу САПР.

В конечном итоге создание интегрированных программных решений для 3D-печати станет решающим элементом в решении задачи по внедрению этой технологии в мейнстрим.

«Мы увидим больше программных инструментов, которые помогут инженерам лучше разрабатывать детали для конкретного процесса.Программные настройки сборки, такие как ориентация, предварительная деформация, будут частью этого ... Эти разработки помогут сократить количество необходимых итераций, особенно если целью является печать для производства ».

Грег Паулсен, директор по разработке приложений в Xometry

3. Сосредоточение внимания на образовании позволит увеличить количество приложений для 3D-печати и их внедрение [Изображение предоставлено: TBGA]

«С точки зрения навыков, на мой взгляд, инновации - это люди и технологии.Нет смысла продвигать передовые технологии без людей, которые их принимают ».

Реванн Муругесан, управляющий директор Carbon Performance

Многое было сказано о необходимости повышения квалификации в сфере 3D-печати. Наше недавнее исследование состояния отрасли показало, что недостаток образования является самой большой проблемой, с которой сегодня сталкиваются бюро обслуживания.

Хотя внедрение 3D-печати для создания прототипов относительно несложно, внедрение 3D-печати для производства может оказаться сложной задачей.Требуются не только инвестиции в оборудование, но и компании должны выделить время для развития необходимого опыта.

Отсутствие опыта, в частности, может создать множество препятствий для входа. Во-первых, без надлежащих знаний об аддитивном производстве компании, вероятно, будут изо всех сил пытаться разработать бизнес-кейс или вариант использования для 3D-печати.

«Этот кадровый элемент сейчас очень важен. Не хватает инженеров, менеджеров, руководителей, которые действительно понимают технологию достаточно хорошо, чтобы работать и разработать стратегию, чтобы получить от нее то, что им нужно.”

Джон Барнс, основатель The Barnes Group Advisors

«Промышленность осознает, чего не может аддитивное производство, а также тот факт, что оно может сделать намного больше, чем большинство из тех, что используют его сегодня».

Гарольд Сирс, технический руководитель отдела аддитивных технологий производства Ford

Тем не менее, осведомленность о возможностях 3D-печати постепенно растет. Прилагаются большие усилия, чтобы научить рынок тому, как начать работу с 3D-печатью и извлечь из нее максимальную выгоду.

В то же время компании запускают онлайн-курсы и курсы на местах, организуют выставки и семинары для пользователей и создают образовательный контент для распространения информации о 3D-печати.

Консультационная фирма Barnes Group Advisors, например, в начале этого года запустила онлайн-курс с Университетом Пердью, чтобы дать инженерам возможность получить соответствующие знания в области аддитивного производства.

Только когда компании узнают о возможностях и ограничениях 3D-печати, они смогут использовать эти знания для разработки успешных приложений для этой технологии.

Возьмем, к примеру, компанию Boyce Technologies. Инженерная фирма приобрела крупномасштабный 3D-принтер для создания прототипов систем связи, таких как информационные киоски и системы экстренного реагирования.

Однако компания была готова поэкспериментировать с 3D-печатью, чтобы понять ее истинные возможности.

Изучив технологию, Бойс обнаружил, что тот же 3D-принтер, который использовался для создания прототипов, также можно использовать для изготовления некоторых конечных полимерных деталей.С тех пор эта технология стала ключевой частью бизнеса Бойса и используется для производственных приложений 90% времени.

В конечном итоге, по мере того, как понимание AM растет, его пользователи смогут находить больше промышленных приложений для этой технологии, расширяя возможности 3D-печати до новых горизонтов.

4. Dental будет использовать 3D-печать в качестве доминирующей производственной технологии [Изображение предоставлено: SmarTech Analysis]

«В стоматологии, теоретически, у вас может быть отличный аргумент в пользу преобразования более 80% производственных средств на аддитивную технологию.”

Скотт Данэм, вице-президент по исследованиям SmarTech Analysis

3D-печать уже играет огромную роль в стоматологической промышленности, производя коронки, хирургические шаблоны и большинство форм для зубных выравнивателей. Но у технологии есть потенциал стать доминирующей технологией в этом секторе.

Отчет SmarTech Analysis показывает, что к 2025 году продажи 3D-принтеров в стоматологической отрасли превысят продажи оборудования для обработки зубов, а к 2027 году эта технология станет ведущим методом производства стоматологических реставраций и устройств во всем мире.

Движущей силой этого изменения парадигмы является эволюция технологий 3D-печати на основе смол, таких как SLA, DLP и струйная печать материалов. 3D-принтеры на основе смолы могут быстро создавать индивидуальные стоматологические устройства с превосходным качеством поверхности и мелкими деталями. Стоматологическая промышленность может извлечь выгоду из этих возможностей, поскольку стоматологи могут предоставлять услуги быстрее и дешевле.

«Мы видим, что 3D-печать становится одним из ключевых инструментов в таких областях, как стоматологическая помощь и восстановление зубов.Цифровая технология там была в значительной степени развита - от внутриротового сканирования до рабочих процессов и планирования - не только в лаборатории, но и в стоматологической клинике. Итак, вы видите рынок, готовый к массовому внедрению ».

Ави Рейхенталь, основатель XponentialWorks

Кроме того, полимерные 3D-принтеры становятся все более доступными для зуботехнических лабораторий, их средняя цена составляет примерно 5000 долларов. Эти принтеры также оптимизированы для работы с сертифицированными полимерами для стоматологической печати, количество которых значительно выросло за последние несколько лет.

EnvisionTec, один из крупнейших производителей полимерных 3D-принтеров, предлагает 13 различных типов полимерных материалов, оптимизированных для стоматологических применений.

Formlabs, еще один ключевой игрок на рынке 3D-печати смолой, предлагает 5 типов смол, некоторые из которых могут использоваться для непосредственного изготовления зубных протезов. Также сообщается, что за последние два года компания увеличила свою долю на рынке стоматологической 3D-печати более чем в 20 раз.

Аддитивное производство проникло в значительное количество секторов и отраслей.Однако стоматология является основным рынком, на котором цифровое производство в форме 3D-печати может быть реализовано в полной мере.

5. 3D-печать станет умнее Текущий мониторинг [Изображение предоставлено Aconity3D]

«Часть процесса машинного обучения - обеспечить высокий уровень повторяемости и дать пользователю возможность более легко предсказать, как будет работать производительность».

Джошуа Мартин, генеральный директор Fortify

Повышение эффективности и продуктивности 3D-печати - постоянный поиск в отрасли.Одна из тенденций, способствующих этому, - разработка более умных систем, основанных на датчиках и машинном обучении.

Производители 3D-принтеров начинают оснащать свои системы датчиками для мониторинга в процессе. Датчики и камеры, размещенные внутри 3D-принтера, можно использовать для измерения различных аспектов сборки в режиме реального времени, помогая документировать процесс сборки и обеспечивать выполнение требований.

Например, с помощью 3D-печати порошковым металлом камеры могут фиксировать размер и температуру ванны расплава, что напрямую влияет на микроструктуру, свойства материала, качество поверхности и общую производительность детали.

Интеграция алгоритмов машинного обучения с такими датчиками может помочь сделать 3D-печать намного более интеллектуальным процессом. Датчики могут собирать ценные данные, которые затем могут быть переданы в систему машинного обучения.

Система проанализирует данные, а затем предоставит отзывы о том, как можно улучшить процесс. Его можно использовать для прогнозирования вероятности дефектов или отказов сборки, что позволяет инженерам вмешиваться в процесс и предотвращать любые дефекты на раннем этапе.

В настоящее время эта концепция все еще находится на начальной стадии, и на рынке доступно лишь несколько решений.Компания VELO3D, американский производитель 3D-принтеров для металла, разработала систему, оснащенную датчиками, которые могут сообщать о состоянии сборки. Точно так же производитель 3D-принтеров, EOS, предлагает пакет мониторинга EOSTATE, который может собирать важные данные в режиме реального времени.
Стартап
MIT, Inkbit, сочетает свой многослойный струйный 3D-принтер со встроенными сканерами и системой машинного обучения. Система мониторинга сканирует каждый слой объекта, а система машинного обучения использует эту информацию для прогнозирования деформации материалов и автоматического исправления любых ошибок в режиме реального времени.

«Я думаю, что это Святой Грааль для AM, потому что с помощью оперативного контроля вы можете почти немедленно реагировать на недостатки в вашем процессе».

Ив Хагедорн, управляющий директор Aconity3D

В будущем мы ожидаем, что все 3D-принтеры будут интегрированы с интеллектуальными технологиями, такими как датчики и машинное обучение. Эти технологии в сочетании с 3D-печатью значительно повысят повторяемость процесса за счет снижения риска сбоев сборки.

Более интеллектуальный процесс в конечном итоге приведет к упрощению контроля качества и откроет двери для повышения производительности с помощью 3D-печати на заводе.

6. Рынок бюро услуг 3D-печати будет продолжать расширяться [Изображение предоставлено: Запчасти по запросу]


Сервисные бюро являются жизненно важным сегментом индустрии аддитивного производства, способствующим дальнейшему развитию технологии. Заглядывая в будущее, можно сказать, что сегмент сервисных бюро будет продолжать расти.

Этот прогноз подтверждается рядом экспертов, опрошенных для нашего отчета о состоянии отрасли 3D-печати, и респондентами, дающими положительный прогноз на год вперед.

Рост будет в значительной степени обусловлен растущей специализацией в определенных технологиях 3D-печати (например, металлопрокат) или отраслях (например, медицине).

«Специалисты, которые могут развить непревзойденный опыт в определенной области AM, должны увидеть окупаемость вложенных в них знаний.С другой стороны, те компании, которые предлагают множество технологий печати для изготовления деталей для клиентов, а также поддерживают услуги постобработки и дизайна для каждой из них, также в конечном итоге должны стать лидером ».

Скотт Данэм, вице-президент по исследованиям в SmarTech Analysis

Сервисные бюро создадут множество возможностей для расширения деятельности других игроков отрасли.

«В ближайшие несколько лет будет много слияний и поглощений.Для некоторых крупных производителей материалов для 3D-печати будет естественным шагом присоединить сервисное бюро к их бизнесу. У других производителей есть реальная возможность заключать сделки или покупать сервисные центры для продвижения своих конкретных материалов ».

Джонатан Варбрик, менеджер по развитию бизнеса Graphite Additive Manufacturing

Мы уже убедились в том, что это предсказание сбылось, благодаря недавним новостям о том, что Sandvik, производитель металлических порошков для AM, приобретает долю в провайдере услуг 3D-печати, Beam -ЭТО.

С другой стороны, производственные площадки, такие как 3D Hubs и Xometry, которые предлагают компаниям доступ к глобальной сети поставщиков (как для AM, так и для традиционных производственных услуг) по запросу, также будут быстро расти.

Производство требует более гибкого реагирования на быстрые изменения потребительского спроса, технологий и рынков. Опираясь на бизнес-модель «Производство как услуга» (MaaS), онлайн-платформы для 3D-печати могут предложить гибкость и более быстрое выполнение заказов, заполняя, казалось бы, прибыльный рыночный пробел.

«[MaaS] беспроигрышный вариант, потому что магазины получают работу, не нуждаясь в маркетинге. Мы выполняем заказы и делаем качественные детали. И, наконец, у клиента есть универсальный пункт, где можно заказать детали по многим производственным технологиям ».

Грег Паулсен, директор по разработке приложений в Xometry

7. 3D-печать металлом будет продолжать развиваться [Изображение предоставлено Digital Metal]

Когда дело доходит до 3D-печати металлом, мы только поцарапали поверхность.

Скотт Данэм, вице-президент по исследованиям в SmarTech Analysis

Металл 3D-печать остается одним из наиболее быстрорастущих сегментов 3D-печати. Однако многие опрошенные нами эксперты согласны с тем, что, хотя рынок 3D-печати металлом значительно развился за последнее десятилетие, его реальный потенциал еще предстоит полностью реализовать.

Если сравнить размер отрасли AM с размером традиционной обрабатывающей промышленности, у нас есть много возможностей для роста.

Захари Мерфри, вице-президент по технологическому партнерству VELO3D

По словам Скотта Данхэма из SmarTech, материалы будут иметь ключевое значение для развития металлической 3D-печати:

« По мере развития отрасли вы, конечно же, увидите гораздо больше. упор на материалы, потому что коэффициент использования 3D-принтеров в идеале вырос для поддержки более массового производства и более регулярного серийного использования.

EOS, ключевой игрок в мире 3D-печати методом порошкового наплавления, уделяет большое внимание разработке большего количества материалов для металлических АМ.В мае 2019 года компания выпустила четыре новых металлических материала, в том числе нержавеющую сталь CX, алюминий AlF357 и две марки титана.

Еще одним важным требованием для внедрения 3D-печати металлом в производство является обеспечение качества.

Контроль качества, то есть понимание требований к качеству и возможность проверки вашей детали, действительно будет иметь значение в будущем.

Дуг Хеджес, президент Sintavia

Когда объединятся надежный, более быстрый процесс и более широкий выбор материалов, « мы увидим, что внедрение будет неуклонно улучшаться во всех отраслях, а не только на первых его сторонниках, таких как аэрокосмическая и медицинская » - считает Дэйв Коновер, главный технолог ANSYS по аддитивному производству.

Действительно, производители автомобильной, промышленной продукции и энергетики начинают доверять 3D-печати металлом в качестве решения. BMW недавно запустила производство металлических кронштейнов для крыши с помощью 3D-печати, а такие компании, как GE и Conflux Technology, разрабатывают теплообменники следующего поколения с этой технологией.

Несомненно, есть еще много возможностей, которые предстоит изучить с помощью металлической 3D-печати. Чтобы их уловить, отрасли необходимо более активно сотрудничать в разработке стандартов и передовых методов, чтобы обеспечить повторяемость процессов и высокое качество результатов.

8. Композитная 3D-печать откроет огромные рыночные возможности Композитные детали, напечатанные на 3D-принтере [Изображение предоставлено Markforged]

Композитное пространство - это, пожалуй, новейший сегмент в 3D-печати. С этим связаны проблемы, но есть и много возможностей.

Джошуа Мартин, генеральный директор Fortify

Рынок композитных материалов - одна из ключевых новых возможностей для 3D-печати.Композиты - это легкие, прочные материалы, пользующиеся большим спросом в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, нефтегазовая и промышленная.

Согласно отчету SmarTech Analysis, в ближайшее десятилетие объемная 3D-печать вырастет до уровня почти 10 миллиардов долларов. Ожидается, что в течение этого периода части конечного использования станут самой большой возможностью получения дохода.

Способность рационализировать и сократить затраты на традиционное производство композитов будет ключевым движущим фактором этого роста.

Производство композитов в настоящее время требует больших затрат труда, ресурсов и капитала, что означает, что оно не масштабируется до больших объемов. Кроме того, существуют длительные циклы проектирования из-за неадекватного программного обеспечения и неэффективного моделирования ».

Винер Мондезир, соучредитель и технический директор Arevo

Число компаний, стремящихся автоматизировать производство композитов с помощью 3D-печати, растет не по дням, а по часам.В настоящее время Markforged, возможно, является крупнейшим игроком с точки зрения присутствия на рынке, но другие компании, такие как Arevo, Fortify, Impossible Objects и Thermwood, также демонстрируют заметный рост.

Fortify, например, недавно закрыл раунд финансирования серии A на 10 миллионов долларов, а технологическая компания Arevo объявила об успешном применении своей технологии композитной 3D-печати для производства рам для велосипедов. Технология крупномасштабного аддитивного производства от Thermwood также набирает обороты в производстве композитной оснастки для аэрокосмической промышленности.

Очевидно, что потенциал для сегмента 3D-печати композитами огромен. Однако для дальнейшего развития компаниям необходимо будет работать над дальнейшим совершенствованием своих технологий и расширением области применения, подходящей для композитной 3D-печати.

9. Автоматизация станет ключевым направлением деятельности отрасли Интеграция программного обеспечения автоматизации AM обеспечит более оптимизированные и эффективные рабочие процессы [Изображение предоставлено AMFG]


Автоматизация станет следующим шагом в эволюции аддитивного производства.Достигнутая за счет комбинации аппаратного и программного обеспечения, а также робототехники, датчиков и сетей, автоматизация обеспечит более оптимизированные процессы в рамках непрерывного цикла цифрового производства.

Что касается оборудования, компании запускают новые интегрированные производственные подразделения, которые включают концепции робототехники и интеллектуального производства для автоматизации различных этапов производственного процесса.

Например, Digital Metal, производитель 3D-принтеров для струйной печати по металлу, объединила свои системы с роботами, которые выполняют ручную работу, например, извлекают сборку из коробки и отправляют ее в блок постобработки.Jabil также использует роботов для автоматизации обработки деталей во вторичных процессах AM и компьютерное зрение для автоматизации процессов контроля.

Что касается программного обеспечения, то автоматизация рабочих процессов набирает обороты, поскольку компании понимают, что достижение серийного производства с помощью 3D-печати будет практически невозможно без наличия сквозной системы управления.

Кроме того, этап постобработки AM, который обычно выполнялся вручную, становится все более оцифрованным.

«Автоматизация постобработки станет одной из основных вещей, на которую нужно обращать внимание.Это потому, что реальное изменение будет заключаться в возможности автоматизации постпроизводства ».

Нил ван Эс, основатель Parts on Demand

Некоторые компании, такие как Additive Manufacturing Technologies и Post Process Technologies, в настоящее время преодолевают это узкое место, предоставляя решения для постобработки, которые ускоряют процесс удаления опор и обработки поверхности - за счет автоматизированные машины постобработки.

В конечном итоге добавление автоматизации к уравнению 3D-печати позволит производителям превратить 3D-печать в непрерывный процесс, который будет работать намного лучше в условиях массового производства.

10. Ландшафт аддитивного производства станет более конкурентоспособным

«В ближайшие пару лет мы увидим гораздо более хаос в конкурентной борьбе из-за довольно переполненного поля».

Скотт Данэм, вице-президент по исследованиям SmarTech Analysis

С появлением новых игроков в отрасли растет уровень конкуренции на рынке AM. Все большее количество стартапов, а также хорошо зарекомендовавших себя компаний за пределами AM выходят на арену 3D-печати, стремясь извлечь выгоду из роста отрасли.

Обзор индустрии аддитивного производства AMFG за 2019 год выявил более 80 производителей 3D-принтеров, большинство из которых появились в последние пять-десять лет.

[Изображение предоставлено AMFG]


У новичков есть огромный потенциал перепрыгнуть через более устоявшихся игроков.

Как отмечает Ави Рейхенталь, основатель консалтинговой фирмы XponentialWorks, «[устоявшиеся компании] имеют довольно несправедливое невыгодное положение по сравнению с новыми игроками, потому что им приходится иметь дело с множеством устаревших проблем.Поскольку они работают в рамках определенных технологий, они с большей вероятностью будут внедрять и внедрять линейные, постепенные улучшения. Напротив, совершенно новая компания может решить аналогичную проблему без каких-либо устаревших технологий и организационных проблем ».

По мере роста конкуренции игрокам отрасли придется переориентировать и изобретать, чтобы выжить. Мы уже заметили некоторые шаги в этом направлении. Например, Ultimaker недавно провела ребрендинг, чтобы укрепить свой бренд как профессиональный бизнес в сфере 3D-печати B2B.3D Hubs, когда-то основанный на сообществе рынок 3D-печати, недавно переключил свое внимание на промышленное пространство B2B.

«Мы живем в период, когда вы либо вводите новшества, либо испаряетесь. Другими словами, вы либо нарушите, либо вас нарушат ».

Avi Reichental

Очевидно, что среда становится более конкурентоспособной, чем когда-либо. Тем не менее, конкуренция может быть положительным знаком, указывающим на рост отрасли.Конкуренция может помочь продвинуть отрасль вперед, поскольку заставляет компании сосредотачиваться на инновациях и развитии.

Однако растущая конкуренция также означает, что для компаний настало решающее время оставаться инновационными, чтобы сохранить свое место на рынке.

Тенденции означают светлое будущее для AM

«Я думаю, что индустрия аддитивного производства выполнит свои обещания».

Саймон Фрид, соучредитель Nano Dimension

Тенденции, описанные выше, отражают одну ключевую идею: 3D-печать достигает зрелости.Достижения в области оборудования, программного обеспечения, материалов и приложений предполагают, что 3D-печать в конечном итоге станет еще одной производственной технологией.

Естественно, скорость внедрения 3D-печати со временем будет расти, и некоторые сегменты, такие как стоматология, почти полностью перейдут на 3D-печать. Растущее понимание 3D-печати и ее преимуществ будет способствовать этому росту.

«Я действительно думаю, что вы увидите влияние цифрового производства как решения для полномасштабного производства.”

Филип Дезимоун, соучредитель и вице-президент по развитию бизнеса в Carbon

Тем временем конкурентная среда 3D-печати потребует от компаний отличаться от конкурентов, используя свой уникальный опыт и разрабатывая четкое ценностное предложение.

Учитывая недавний прогресс технологий и эти прогнозы экспертов, 3D-печать явно движется в светлое будущее цифрового интеллектуального производства.

Больше обзоров экспертов:

10 самых больших проблем в масштабировании аддитивного производства для производства [Обзор экспертов]
Обзор экспертов
: 20 экспертов делятся своими прогнозами по 3D-печати на 2020 год

25 (Неожиданно) Примеры использования 3D-печати

Несколько лет назад шумиха вокруг индустрии 3D-печати казалась оглушительной. Комментаторы объявили о появлении новой технологии, способной произвести революцию во всех отраслях, от медицины до разработки продуктов и производства.Возможности были неоспоримы, несмотря на молодость технологии и относительно небольшое количество жизнеспособных вариантов использования на тот момент.

Со времени того раннего цикла ажиотажа процессы 3D-печати неуклонно совершенствовались, и теперь мы начали видеть инструменты 3D-печати, которые когда-то были доступны только для нескольких высокотехнологичных отраслей, но стали доступными для более широкого круга предприятий.


Загрузите полноразмерную инфографику, чтобы увидеть, как изменилась индустрия аддитивного производства за последнее десятилетие.

3D-печать, также известная как аддитивное производство, создает трехмерные компоненты из моделей САПР. Он имитирует биологический процесс, слой за слоем добавляя материал для создания физической части. С помощью 3D-печати вы можете создавать функциональные формы, используя меньше материалов, чем традиционные методы производства.

Результатом того, что 3D-печать стала более доступной, стало то, что огромное количество отраслей начинают ощущать прорыв. Поскольку рабочий процесс 3D-печати дает возможность как отдельным лицам, так и организациям контролировать свои собственные процессы проектирования и производства, появляется все больше и больше вариантов использования.

Читайте дальше, чтобы узнать о 25 (часто неожиданных) сценариях использования 3D-печати, которые показывают, насколько широко используется эта технология.

Автомобильная промышленность уже несколько десятилетий использует потенциал 3D-печати. 3D-печать чрезвычайно полезна для быстрого создания прототипов и доказала свою способность значительно сократить время проектирования и сроки изготовления новых моделей автомобилей.

3D-печать также расширила производственный процесс в отрасли. Изготовленные на заказ приспособления, приспособления и другие инструменты, которые могут потребоваться для одной детали автомобиля, особенно когда речь идет о высокопроизводительных машинах, когда-то требовали набора специальных инструментов, увеличивая стоимость и делая процесс в целом все более и более сложным.

С помощью 3D-печати можно создавать специальные приспособления и другие детали небольшого объема непосредственно для производственной линии. Производители могут сократить время выполнения заказа до 90% и снизить риски за счет интеграции процессов 3D-печати. Благодаря оптимизации собственного производства производственный процесс в целом становится более эффективным и прибыльным.


На производственном предприятии Pankl Racing Systems инженеры используют изготовленные на 3D-принтере специальные приспособления для изготовления мотоциклетного снаряжения.

По мере того, как качество цифрового рабочего процесса продолжает расти, поскольку материалы становятся лучше, а процессы становятся более доступными, мы будем видеть все больше и больше деталей, напечатанных на 3D-принтере, в автомобилях, что расширяет возможности для настройки дизайна и приводит к повышению производительности.Еще немного дальше, но некоторые компании уже работают над полностью 3D-печатными автомобилями.

3D-печать запускает революцию в дизайне ювелирных изделий. Создание 3D-печатных изделий, которые имели бы внешний вид и ощущения, сравнимые с традиционными ручными и литыми ювелирными изделиями, когда-то было сложной задачей. Однако после последнего раунда достижений в специализированных программах 3D-моделирования высокого класса и с появлением большего количества предлагаемых материалов для печати все больше и больше дизайнеров ювелирных изделий теперь предпочитают 3D-модели и печать своих дизайнов традиционным методам ручной работы.

Ювелирные 3D-принтеры создают изделия из смолы или воска на основе 3D-модели ювелирного дизайна. Цифровые модели легко редактируются, что делает создание прототипов ювелирных изделий с помощью 3D-печати невероятно дешевым и удобным.

В результате покупательский опыт становится более осязательным - теперь клиенты могут примерить прототипы предметов, которые они помогли разработать, чтобы убедиться, что они выглядят и ощущаются как раз перед покупкой.

Окончательный дизайн можно затем напечатать на 3D-принтере и отлить в форме, используя тот же рабочий процесс, что и при работе с традиционными ювелирными изделиями.Результаты могут быть ошеломляющими:

Ювелирные изделия, отлитые с использованием трехмерного печатного рисунка, изготовленного с помощью стереолитографии (SLA). Технология трехмерной печати.

Благодаря цифровому рабочему процессу, дополняющему традиционные методы производства, и появлению в мастерской все большего числа новых дизайнеров, обладающих навыками CAD / CAM, ювелирные изделия на заказ быстро становятся более доступными, что позволяет производителям ювелирных изделий и розничным торговцам налаживать более тесные отношения со своими клиентами.

Все, что может изменить методы проектирования и производства, как 3D-печать, обязательно вызовет волну в производстве.Но у использования 3D-печати в этой области есть потенциальные преимущества, которые труднее визуализировать.

Одно из них - перенос производства. В последние десятилетия в обрабатывающей промышленности США наблюдается явный спад, поскольку фирмы переводят операции за границу, чтобы воспользоваться более низкой стоимостью рабочей силы. Коммерческий смысл этого шага неоспорим, поскольку «инструмент, сделанный в Китае или Вьетнаме, может стоить от 10 000 до 50 000 долларов США меньше, чем инструмент, сделанный в США».

Оффшоринг, тем не менее, имеет свои недостатки в дизайне и производственном процессе.Сроки выполнения заказа часто бывают долгими, а импорт продукции из-за рубежа является дорогостоящим и экологически вредным.

3D-печать с ее способностью создавать более сложные конструкции может снова превратить оншоринг в привлекательную перспективу. Его полезность для процесса проектирования, способность резко сократить время выполнения заказа и повысить эффективность - все это делает собственное производство снова жизнеспособным.

Последствия потери или поломки частей продуктов или устройств могут варьироваться от неудобных до катастрофических.

3D-печать оставит в прошлом те дни, когда приходилось платить непомерные расходы на ремонт или выбрасывать в основном работающее устройство, позволяя потребителям производить замену и запасные части.


Инженеры Ashley Furniture использовали 3D-печать, чтобы заменить вакуумное фиксирующее кольцо на сверлильном станке «точка-точка». Вместо того, чтобы покупать весь модуль за 700 долларов, они смогли выполнить 3D-сканирование детали, чтобы зафиксировать геометрию, и напечатать заменяющую деталь за 1 доллар.

Цифровой рабочий процесс означает, что дорогостоящее хранение редко заказываемых запасных частей больше не будет проблемой для производителей, а у потребителей появится шанс на замену даже снятых с производства компонентов.

Уменьшение веса - это основной способ, с помощью которого 3D-печать позволила аэрокосмической отрасли значительно сэкономить. Меньший объем компонентов, необходимых для 3D-печатной конструкции детали, приводит к тому, что детали становятся легче в целом - это, казалось бы, небольшое изменение в производстве положительно влияет на полезную нагрузку самолета, выбросы, расход топлива, скорость и безопасность, при этом заметно сокращая производство. трата. Как и во многих других областях, рабочий процесс также позволяет производить компоненты, слишком сложные для традиционных методов.


Инженеры GE напечатали на 3D-принтере топливную форсунку и сумели объединить 20 деталей в единый блок, который весил на 25% меньше, чем его предшественники, и был более чем в пять раз долговечнее. (Источник: GE)

Компании вроде GE, Boeing и Airbus подтвердили ценность 3D-печати и уже внедряют тысячи 3D-печатных деталей в свои корабли.

Поскольку очки подходят для всех форм лица, они также являются отраслью, которая явно извлекает выгоду из безграничных возможностей 3D-печати для настройки.Новые конструкции, предназначенные для оптимизации комфорта и качества дизайна, могут быть, как и везде, быстро прототипированы с использованием 3D и произведены с меньшими затратами и с большим удобством для клиента.

В результате получаются более легкие, более удобные очки, производимые с минимальным количеством отходов. Некоторые компании в этой области даже используют атрибуты производства 3D-печати, чтобы побудить клиентов создавать свои собственные очки, что отлично подходит для повышения лояльности к бренду и расширения возможностей потребителей.

Отрасль спортивной обуви долгое время полагалась на технологии для оптимизации производительности своей продукции, и благодаря цифровому рабочему процессу у них есть больше возможностей для настройки, чем когда-либо.


Две модели обуви ограниченного выпуска с напечатанной на 3D-принтере подошвой, разработанной New Balance и напечатанной на 3D-принтере с использованием технологии 3D-печати Formlabs SLA.

Крупные бренды, такие как New Balance, Adidas и Nike, осознав силу аддитивного производства, намереваются массово производить нестандартные межподошвы из материалов, напечатанных на 3D-принтере. Как и в других отраслях, здесь цифровой рабочий процесс будет дополнять традиционные методы производства - критически важные, настраиваемые компоненты каждого продукта будут доверены 3D-печати, а остальные оставлены традиционным средствам.

В области с такой страстной базой потребителей 3D-печать также напрямую расширяет возможности клиентов. Это позволит потребителям создавать собственную обувь как для личного, так и для широкого потребления. Вирусный потенциал этого аспекта 3D-печати уже используется брендами.

Одна из областей, в которой коммерческий и художественный потенциал 3D-печати, вероятно, столкнется, - это мода и умная одежда. По мере увеличения количества материалов и текстиля, которые можно использовать в трехмерном рабочем процессе, дизайнерам будет предоставлен огромный спектр новых возможностей.

Технология 3D-печати не только может изменить производство текстиля, но и даст возможность создавать новые ткани, например, пуленепробиваемые, огнестойкие и способные сохранять тепло. Эта конкретная ветвь 3D-рабочего процесса еще не доведена до совершенства, но в ближайшем будущем мы увидим, как одежда с 3D-печатью переходит из музеев, а от кутюр в бутики.

Художники, наделенные возможностями рабочего процесса, также использовали трехмерную умную одежду в качестве «персонализированной, носимой, управляемой данными скульптуры» с художественной целью.

Создание моделей - еще одна нишевая практика, для которой идеально подходит рабочий процесс 3D. Там, где реалистичные репродукции когда-то были чрезмерно дорогими или невозможными для моделирования, качество детализации и отделки, достигаемое с помощью методов 3D-печати, сделало производство реалистичных, детализированных миниатюр и масштабных моделей более доступным и простым.

CAD может облегчить работу над ранее сложными задачами моделирования, давая возможность дизайнерам по существу реконструировать такую ​​сложную конструкцию, как двигатель, с помощью 3D-сканирования или ракет SpaceX.

Внутренний производственный аспект цифрового рабочего процесса позволяет бизнесу, который вращается вокруг пользовательского моделирования, масштабироваться на традиционно нишевом рынке. Например, широкая интеграция настольных 3D-принтеров DM-Toys позволила им как разрушить давний европейский рынок модельных железных дорог, так и доставлять клиентам товары быстрее и дешевле.


3D-печать идеально подходит для создания реалистичных, детализированных миниатюр и масштабных моделей.

Универсальность и широкая степень настройки, возможная с помощью 3D-печати, означает, что она очень полезна в сферах медицины.Мы уже видели, как это начало трансформировать сферу аудиологии. Специалисты по слуху и лаборатории по изготовлению ушных форм уже много лет используют эту технологию для производства больших объемов специализированных ушных изделий, таких как слуховые аппараты, защитные заглушки и наушники.

3D-печать идеально подходит для аудиологии, поскольку предлагает возможности настройки без дополнительных затрат, что раньше было сложным и дорогостоящим при использовании традиционных методов.

По мере того, как технология становится более доступной, мы будем видеть все больше и больше потребительских приложений, таких как индивидуальные наушники: процесс будет таким же простым, как посещение магазина, сканирование ушей и 3D-печать ваших индивидуальных наушников.

Как и в случае с ювелирными изделиями, с помощью 3D-печати можно создавать множество сложных дизайнов с низкими затратами и сокращать время выполнения заказа. Всем этим можно управлять с помощью принтера, достаточно маленького, чтобы поместиться на рабочем столе. Аудиологи видят снижение производственных затрат и сокращение их потребности в аутсорсинге (что важно для малых предприятий).


Пара наушников, изготовленных по индивидуальному заказу с использованием технологии 3D-печати Formlabs.

Клиенты напрямую почувствуют преимущества, поскольку благодаря чрезвычайно точной настройке своих 3D-печатных аудиоустройств они могут рассчитывать на новые уровни специализации и комфорта в своих наушниках.

Стоматология также является одним из самых заметных пользователей 3D-печати, настольные 3D-принтеры становятся все более распространенным явлением в стоматологических лабораториях и клиниках. Фактически, популярные прозрачные выравниватели, термоформованные на 3D-печатных формах, возможно, являются самым успешным применением 3D-печати, которое мы видели на сегодняшний день.

Постоянное создание высококачественных и доступных по цене стоматологических продуктов оказалось сложной задачей из-за уникальности каждого стоматологического случая и большого количества возможностей для человеческой ошибки.Цифровые рабочие процессы в стоматологии открывают возможности для большей согласованности, точности и точности, чем раньше. Интраоральное цифровое сканирование оттисков может предоставить технические специалисты гораздо более точные данные, позволяя легко создавать воспроизводимые модели с помощью 3D-печати и повышать эффективность как в стоматологической практике, так и в лаборатории.

Стоматологические 3D-принтеры в основном используют процессы 3D-печати на основе смолы, такие как SLA или цифровая световая обработка (DLP), для создания различных показаний, таких как хирургические шаблоны, стоматологические модели, формы для прозрачных выравнивателей, зубные протезы или литые модели для коронок и т. Д. мосты быстро, с повышенной точностью и более низкой стоимостью, чем традиционные методы.

Результатом для клиента является множество стоматологических продуктов, которые лучше подходят и работают лучше, с более высоким клиническим признанием пациента. Время, сэкономленное за счет оптимизированного рабочего процесса, приводит к увеличению пропускной способности, снижению материальных затрат и лучшим результатам для пациентов.


Набор стоматологических товаров, изготовленных с использованием стереолитографической технологии 3D-печати. Влияние

3D-печати не ограничивается улучшением рабочих процессов или обеспечением быстрого прототипирования.Он также может напрямую изменить жизнь. Поскольку 30 миллионов человек во всем мире нуждаются в протезах и скобах, есть надежда, что 3D-печать может предоставить новые решения, в которых стоимость и технические характеристики традиционно были препятствиями.

Существует глобальная нехватка протезов относительно спроса, а время и финансовые затраты, необходимые для приобретения необходимых протезов, могут оказаться непомерно высокими, особенно с учетом степени индивидуальной настройки и высокой потребности в протезах, например, в развивающихся странах.Протезы и скобы, изготовленные не по спецификации, могут в конечном итоге вызвать дискомфорт у тех, кому они должны помогать и расширять возможности.

3D-печать может стать доступной альтернативой, которая, как и многие другие достижения медицины, может обеспечить терапию, которая в большей степени соответствует потребностям пациента. Доступность и настраиваемость методов 3D-печати может существенно изменить качество жизни к лучшему для тех, кто страдает от травм или инвалидности, как мы видели в этой истории об отце и сыне.

Ортезы могут быть индивидуально адаптированы к потребностям каждого пациента с помощью 3D-печати.

3D-печать также может помочь изменить ситуацию в ключевые моменты хирургической операции. Врачи могут сканировать пациента перед операцией и создавать индивидуальные 3D-печатные анатомические модели для планирования и практики операции.

Например, исследователи из университетской клиники Любека снизили риски при операциях на головном мозге с помощью 3D-печати артерий. В других странах медицинские работники удвоили объемы 3D-печати, чтобы создавать быстрые и реалистичные 3D-хирургические модели.

В хирургических случаях 3D-печать может значительно улучшить существующие физические методы - например, менее точное использование камер для оценки состояния органа в режиме реального времени. Объединив аспекты цифрового рабочего процесса с использованием компьютерной инженерии и визуализации данных, врачи смогли создать эти тщательно смоделированные объекты и работать с новой степенью точности и осторожности в момент лечения.

3D-печать также сделала реальностью ранее невозможные операции.Замена верхней челюсти, формирование нового черепа и замена раковых позвонков - все это было немыслимо до появления передовых технологий трехмерной визуализации и печати, но благодаря этому теперь успешно выполняются.


Модель стопы пациента, сделанная в соответствии со спецификациями с помощью 3D-печати, используется для подготовки врачей к сложным случаям.

Несмотря на то, что технология 3D-печати развивалась за последние несколько лет, в настоящее время разрабатываются еще более эффективные и, казалось бы, маловероятные варианты ее использования.Печатные органы - одно из них.

Возможность легко создавать новые органы на протяжении десятилетий была мечтой ученых, работающих в области регенеративной медицины. Хотя он все еще находится на ранней стадии, использование трехмерного рабочего процесса для создания органической ткани, подходящей для трансплантации, приносит первые плоды. Такие компании, как Organovo, и различные другие лаборатории и стартапы по всему миру сделали создание ткани печени с помощью 3D-печати одним из приоритетов своих исследований.

Создание 3D-органов сосредоточено на практике биопечати, специализированного ответвления 3D-печати, которая берет клетки от доноров, превращает их в биочернила для печати, а затем наслаивает и культивирует их в зрелую ткань, готовую к трансплантации органов.

Потенциальные преимущества возможности использования технологии 3D-печати для трансплантации необходимых органов неисчислимы. Более того, они еще могут проложить путь к еще большим успехам в регенеративной медицине, предлагая новые безопасные способы разработки и тестирования лекарств, которые могут лечить заболевания органов и вообще предотвращать необходимость в трансплантации органов.

Как отрасль, уже основанная на геометрическом дизайне, прототипировании и моделировании, архитектура может значительно выиграть от достижений в технологии 3D-печати.Мы видели, как цифровой рабочий процесс создает сложные архитектурные масштабные модели во всех деталях, улучшая этап 3D-моделирования архитектурного проектирования.

Помимо экономии времени во время производства модели, модели, напечатанные на 3D-принтере, позволяют архитекторам с гораздо большей уверенностью предвидеть влияние определенных конструктивных особенностей, например, видя модель, созданную с более полным набором материалов, архитектор может измерить такие аспекты легкий поток через структуру с более высокой точностью.

Высокая презентационная ценность такой точной модели также означает, что 3D-печать может быть незаменимым коммерческим инструментом для фирм, стремящихся выиграть проекты и комиссионные, демонстрируя все атрибуты своего дизайна.


Цифровая модель архитектурного плана рядом с масштабной моделью, созданной с помощью 3D-печати.

Бум «аддитивного искусства» постепенно рос за последнее десятилетие или около того, и мы видели, как методы 3D-печати проникают в различные уголки мира искусства, от произведений искусства до скульптур, пригодных для Смитсоновского института.

Использование систем 3D-сканирования фотографий для создания физических произведений искусства, процессы 3D-печати могут предоставить клиентам множество новых возможностей выбора.Эти разработки дали как художникам, так и клиентам некую новую творческую силу - все, что они могут придумать и спроектировать, они могут произвести и в соответствии с очень подробными стандартами.

3D-печать уже интегрирована в производство голливудских фильмов и широко используется для создания практических визуальных эффектов и костюмов.

В то время как создание самых фантастических существ в фильмах когда-то требовало кропотливой ручной работы, возросшие требования к срокам и времени современного кинопроизводства сделали более быстрый метод создания практических эффектов жизненно важным.Студии эффектов, такие как Aaron Sims Creative, теперь используют гибридный подход, практическое создание эффектов, усиленное цифровым рабочим процессом, для создания новых возможностей для совместной работы и сокращения сроков реализации идей.

Загляните за кулисы и посмотрите, как Aaron Sims Creative (ASC) использовал 3D-печать для создания монстра Stranger Things.

Художественный потенциал 3D-печати не ограничивается физическими произведениями искусства. Он также может привнести совершенно новые измерения в такие формы, как танец и музыка.

Например, рассмотрим напечатанные на 3D-принтере носимые «инструменты», разработанные Джозефом Маллоком и Яном Хаттвиком из Университета Макгилла. Используя передовые сенсорные технологии, они превращают движение, ориентацию и прикосновение в музыку.

3D-печать может даже разрушить отрасли, которые годами или столетиями находились в статичной парадигме.

Например, производство скрипок не менялось в течение нескольких сотен лет - это полностью ручной процесс мастеров, поскольку автоматизированное производство оказалось неспособным произвести инструмент с необходимым качеством отделки.

Благодаря точности детализации, на которую способна 3D-печать, мы стали свидетелями того, как индустрия, которую трудно сломать, подорвалась.

Брайан Чан, инженер Formlabs, создал полнофункциональную акустическую скрипку с использованием белой смолы Formlabs. Результат был не только реалистичным, но и полностью воспроизводимым.

Поскольку в прошлом настройка и спецификация музыкальных инструментов была дорогостоящей, возможности 3D-печати должны привести к ключевым изменениям на рынке, поскольку становятся возможными новые и ценные конструкции, потенциально открывая путь для создания совершенно новых инструментов.

3D-сканирование, САПР и 3D-печать были использованы для восстановления работ некоторых из самых известных художников в истории, возвращая таким работам, как Микеланджело и да Винчи, их былую славу.

После оценки текущего состояния данного произведения искусства его можно отсканировать и смоделировать в цифровом виде. Возможность непреднамеренной интерпретации сводится к минимуму за счет использования существующих частей произведения в качестве основы для последующей реставрации. Реставраторы могут получить доступ к огромному количеству данных о потенциальных проблемах, а также об улучшениях, сопровождаемых документацией, проектированием форм и восстановлением.

Реконструированные детали, напечатанные на 3D-принтере, на этом реликварии из нескольких материалов видны только в ультрафиолетовом свете.

Из-за сложности задействованных функций и отсутствия методов, которые могли бы гарантировать безопасное и надежное восстановление, многие предыдущие попытки реставрации были отвергнуты как невозможные. Теперь, с помощью цифрового рабочего процесса, возможны даже невероятно сложные реставрации из нескольких материалов, как эта, проводимая в Museo Tesoro dei Granduchi во Флоренции.

3D-печать потенциально полезна как при реконструкции, так и при производстве. Работа судебно-медицинского эксперта часто затрудняется из-за неполных доказательств. Цифровые технологии могут иметь огромное значение в юридических расследованиях и могут расширить возможности судебно-медицинских экспертов по воссозданию точных моделей лиц, представляющих интерес, или потерпевших.

Цифровой рабочий процесс здесь включает превращение компьютерных томографов в 3D-отпечатки для облегчения идентификации. Например, когда исследователи находят в качестве доказательства только часть черепа, принтер может смоделировать и воспроизвести весь образец.

Реконструкция внешнего вида жертв преступлений уже сыграла ключевую роль в достижении справедливости, еще раз доказав полезность 3D-печати, выходящую за рамки соображений дизайна и производственной эффективности.

Палеонтологи получат полевой день с 3D-печатью, так как это может помочь завершить скелеты динозавров, напечатав неуловимые отсутствующие кости.

Сотрудники Смитсоновского музея недавно провели эксперимент, напечатав недостающие кости тираннозавра в точном соответствии со спецификациями.Трехмерный рабочий процесс позволил команде широко и безопасно экспериментировать с использованием программного обеспечения для моделирования, сэкономить время и снизить риск для целостности реального скелета.

Поскольку возможности 3D-печати быстро развивались за последнее десятилетие, некоторые из наиболее захватывающих и неожиданных вариантов использования рабочего процесса - это те, которые, хотя и не сразу осуществимы, вскоре станут правдоподобной реальностью.

Настольная 3D-печать ограничивается производством более мелких предметов, в то время как аддитивный рабочий процесс в масштабе производства может производить гораздо более крупные функциональные компоненты.В последние несколько лет были реализованы различные инициативы по созданию домов и более крупных структур, которые полностью являются продуктом 3D-печати, открывая новые горизонты в устойчивой жизни и строительстве.

Технология 3D-печати дает архитекторам свободу формы даже при использовании ранее менее податливых строительных материалов, таких как бетон. В более широком смысле, это позволяет строить полностью экологичные и энергоэффективные дома, которые также соответствуют современным стандартам комфорта. Таким образом, строительство может быть полностью безотходным и обеспечивать очень низкие коммунальные расходы.

В феврале 2019 года техасская компания Sunconomy объявила о планах продать первый в мире дом, полностью напечатанный на 3D-принтере. Это будет выглядеть примерно так.


MX3D используют многоосевой цифровой рабочий процесс для печати моста из нержавеющей стали, который вскоре будет установлен через канал Аудезийдс Ахтербургвал в Амстердаме. (источник: MX3D)

Потеря исторических артефактов кажется ужасной из-за ощущения невозможности их воссоздания. Разрушение многих сирийских объектов наследия, таких как древний город Пальмира, руками ИГИЛ, казалось, представляет собой темный и необратимый шаг назад.Благодаря поступательным шагам в области 3D-печати мы скоро сможем воссоздать - и обеспечить - славу прошлого.

В рамках проекта «База данных миллионов изображений» проводится кампания по воссозданию разрушенных руин Пальмиры с помощью 3D-печати. Он использует 3D-модели сайта, собранные из фотографий, для создания воссозданных изображений, которые по масштабу и деталям соответствуют истории. Не менее увлекательно, но те же методы моделирования могут быть расширены, чтобы защитить великие шедевры художественной истории от потенциальной потери.

В будущем 3D-печать не только преобразит производство и дизайн, но и сможет сыграть важную роль в делах международного и исторического значения.

Имея один из самых высоких барьеров для входа в любую отрасль в мире, космические путешествия могут быть одной из самых удивительных областей инноваций в 3D-печати.

Аэрокосмический стартап Relativity протестировал создание алюминиевых ракетных двигателей с использованием аддитивного производства. В случае успеха это приложение резко сократит затраты и практические трудности космических путешествий, открыв поле для нового бизнеса и открыв огромный потенциал для роста.


Космический корабль Crew Dragon от SpaceX, оснащенный двигателями SuperDraco, напечатанными на 3D-принтере, впервые совершил полет в марте 2019 года. (Источник: SpaceX)

Выбор SpaceX для 3D-печати был сделан с учетом способности этой технологии к сокращению затрат и сокращению отходов. а также сохранить гибкость производственного процесса. Было доказано, что камера сгорания двигателя, также изготовленная с помощью 3D-печати, обладает превосходной прочностью, пластичностью и сопротивлением разрушению по сравнению с обычными материалами.

Мы даже видели использование 3D-печати в космосе, когда НАСА использовало 3D-принтер для создания ключа с храповым механизмом на борту Международной космической станции, первого инструмента такого рода, который будет произведен в космосе.

Визуализация изменений в способах создания вещей, вызванных 3D-печатью, не требует того воображения, которое когда-то требовалось. По мере развития рабочих процессов за последние несколько лет и закрепления их в различных отраслях, мы начинаем видеть демонстрацию этого революционного потенциала.

От стоматологии и здравоохранения до потребительских товаров, архитектуры и производства - общественность все больше и больше взаимодействует с конечными продуктами 3D-печати.

Устойчивое сокращение отходов, связанных с традиционным производством, сокращение времени выполнения заказа и накладных расходов, а также расширение возможностей клиентов за счет приближения их к продукции, которую они хотят, - мы можем только ожидать, что влияние 3D-печати будет продолжать расширяться.


Узнайте больше о 3D-печати на дому.

3D-печать для чайников: как они работают? | The Independent

Кажется, что все, от Белого дома до Amazon.com, сейчас говорят о 3D-печати, но что именно? Вот краткое руководство к тому, о чем идет речь…

Что такое 3D-принтер?

3D-принтеры - это новое поколение машин, которые могут изготавливать повседневные вещи. Они замечательны тем, что могут изготавливать разные виды предметов из разных материалов на одной машине.

3D-принтер может изготавливать практически все, от керамических чашек до пластиковых игрушек, металлических деталей машин, керамических ваз, модных шоколадных тортов или даже (скоро в скором времени) частей человеческого тела.

Они заменяют традиционные заводские производственные линии одной машиной, точно так же, как домашние струйные принтеры заменяют бутылки с чернилами, печатный станок, горячее железо и сушилку.

Почему это называется печатью?

Если вы внимательно посмотрите (в микроскоп) на страницу текста на домашнем принтере, вы увидите, что буквы не просто пачкают бумагу, они на самом деле слегка лежат на поверхности страницы. .

Теоретически, если вы напечатаете одну и ту же страницу несколько тысяч раз, в конечном итоге чернила наложат друг на друга достаточно слоев, чтобы создать твердую трехмерную модель каждой буквы. Идея создания физической формы из крошечных слоев - вот как работали первые 3D-принтеры.

Как работают 3D-принтеры?

Вы начинаете с проектирования 3D-объекта на обычном домашнем ПК, подключаете его к 3D-принтеру, нажимаете «печать», а затем садитесь и смотрите. Процесс немного похож на приготовление буханки нарезанного хлеба, но в обратном порядке.Представьте, что вы выпекаете каждый отдельный ломтик хлеба, а затем склеиваете их в целую буханку (в отличие от того, чтобы сделать целую буханку, а затем нарезать ее, как это делает пекарь). Это в основном то, что делает 3D-принтер.

В процессе 3D-печати весь объект превращается в тысячи крошечных кусочков, а затем создается снизу вверх, фрагмент за фрагментом. Эти крошечные слои слипаются, образуя твердый объект. Каждый слой может быть очень сложным, что означает, что 3D-принтеры могут создавать движущиеся части, такие как шарниры и колеса, как части одного и того же объекта.Вы можете напечатать весь велосипед - руль, седло, раму, колеса, тормоза, педали и цепь - в собранном виде, без использования каких-либо инструментов. Вопрос просто в том, чтобы оставить пробелы в нужных местах.

Какие возможности?

Случалось ли вам когда-нибудь что-то ломать и обнаруживать, что оно больше не продается и вы не можете его заменить? 3D-печать означает, что вы можете просто напечатать новую. Этот мир, в котором можно сделать практически все, что угодно, очень отличается от того, в котором мы живем сегодня.Это мир, в котором не нужны грузовики для доставки товаров или склады для их хранения, где ничего не бывает на складе и где меньше отходов, упаковки и загрязнения.

Это также мир, в котором предметы повседневного обихода изготавливаются по индивидуальному заказу и в соответствии с вашими требованиями. Это означает, что мебель создана для вашего дома, обувь - по ноге, дверные ручки - по руке, блюда, приготовленные по вашему вкусу, одним нажатием кнопки. Даже лекарства, кости, органы и кожа, предназначенные для лечения ваших травм.

Вы можете получить некоторые из этих вещей сейчас, если вы богаты, но 3D-печать обеспечивает доступное производство на заказ для масс. Если это звучит как чистая фантазия, попробуйте поискать в Google «персонализированные 3D-печатные продукты» и убедитесь в этом сами. В конце концов, идея делать покупки в супермаркете на iPad напоминала что-то из «Звездного пути» 20 лет назад.

Какие ограничения?

Хотя покупка 3D-принтера намного дешевле, чем создание фабрики, стоимость каждой единицы, которую вы производите, выше, поэтому экономичность 3D-печати пока не идет вразрез с традиционным массовым производством.Он также не может сравниться с гладкой поверхностью промышленных машин, а также предлагать разнообразие материалов или широкий диапазон размеров, доступных в промышленных процессах. Но, как и многие бытовые технологии, цены снизятся, а возможности 3D-принтера со временем улучшатся.

Это следующий большой шаг?

Да, если вы дизайнер или инженер, но для большинства людей нет.

Как и все новые технологии, шумиха в отрасли на несколько лет опережает потребительскую реальность.Это новая технология, которая, как и домашние компьютеры или мобильные телефоны, означает, что большинство людей скептически относятся к тому, что они нужны, пока они не появятся у всех… и тогда мы все удивимся, как мы вообще обходились без них.

@Killdozer

Все, что вам нужно знать о 3D-печати и ее влиянии на ваш бизнес

3D-печать превращает катушки с пластиковой нитью или лотки со смолой в физические объекты.3D-печать буквально вне этого мира. НАСА поддерживает 3D-принтер на Международной космической станции, и астронавты могут создавать собственные инструменты (например, этот ключ для обслуживания), не отправляя их в космос.

3D-печать используется студентами, предпринимателями, любителями и крупными предприятиями. Поскольку 3D-печать позволяет преобразовать цифровой дизайн в материальный объект, было найдено множество применений.

Также: Как Heineken использует 3D-печать для деталей пивоварни по требованию

Врачи могут распечатать физические модели частей анатомии пациента, чтобы лучше визуализировать процедуры и продемонстрировать практику.Инженеры на заводах могут создавать специальные приспособления и приспособления, которые экономят время и уменьшают травмы в процессе производства. Сообщества создают рабочие места, которые обучают навыкам STEM и помогают в открытии нового бизнеса, тем самым создавая новые рабочие места и местные возможности.

Хотя в основном используется для создания пластиковых объектов, 3D-печать также может создавать металлические объекты, хотя это гораздо более дорогостоящий и гораздо менее распространенный процесс, чем пластик 3D-печать.

Краткое изложение (TL; DR)

Что такое 3D-печать? 3D-печать - это процесс создания физического объекта из цифровой модели.3D-печать - это аддитивный процесс. Слои пластика наращиваются один за другим, образуя объект.

Как 3D-печать влияет на экономику? 3D-печать является компонентом движения производителей, которое приносит пользу сообществам, образованию, предпринимательству и традиционным предприятиям. Он помогает стимулировать создание новых продуктов и новых компаний, а также обучает навыкам, которые можно использовать в самых разных технических и профессиональных сферах.

Насколько дорого стоит 3D-печать по сравнению с традиционными производственными процессами? Это зависит от обстоятельств.Это намного дешевле и требует гораздо меньше времени для создания прототипов, приспособлений, инструментов и приспособлений с использованием 3D-печати. Но как только затраты на установку и инструменты будут оплачены, традиционные методы производства, такие как литье под давлением, могут производить объекты в больших объемах быстрее и с меньшими затратами.

Как 3D-печать влияет на цепочку поставок? 3D-печать идеально подходит для мелкосерийного производства и небольших производственных работ. Это также позволяет хранить запасные части в облаке, поэтому инвентаризация не требуется, пока не возникнет потребность в объекте.Благодаря доставке трехмерных объектов по всему миру в цифровой форме и локальной печати стоимость и время доставки могут быть полностью сокращены.

Может ли 3D-печать преобразовать обрабатывающую промышленность? Обрабатывающая промышленность претерпевает огромные преобразования, одним из элементов которых является 3D-печать. Другие факторы включают огромное увеличение объема и обработки данных, улучшенную аналитику, улучшенный человеческий фактор и автоматизацию различных производственных процессов.

Что такое 3D-печать?

3D-печать - это процесс создания объектов (обычно из пластика, но иногда из металла или композитного материала) из цифровой модели.Большинство 3D-принтеров добавляют материал к объекту одним очень тонким слоем за раз, поэтому 3D-принтеры классифицируются как «аддитивное производство».

Как работает аддитивное производство?

Аналогия с печатью не идеальна. Компьютерные принтеры обычно работают по очереди. 3D-принтеры работают как плоттеры, перемещая печатающую головку по осям X и Y, чтобы нарисовать узор. В случае 3D-принтера узор обычно рисуется пластиком, а не чернилами. Что делает 3D-принтер трехмерным, так это то, что после того, как рисунок нарисован, печатающая головка перемещается вверх (или поверхность печати движется вниз), а другой рисунок рисуется поверх первого.

Как работает 3D-принтер?

Существует несколько типов 3D-принтеров, но мы сосредоточимся на двух: моделирование методом наплавления (или FDM) и стереолитография (или SLA).

FDM начинается с рулонов нити в качестве исходного материала. Обычно они выпускаются в виде нитей толщиной 1,75 или 2,85 миллиметра, намотанных на веретено. Принтер FDM нагревает нить, выдавливает ее через сопло экструдера и укладывает слои на строительную поверхность. Слои невероятно тонкие, и когда каждый расплавленный слой ложится поверх предыдущего, он частично плавится при охлаждении.

Также: Крупнейший производитель мебели в мире использует 3D-печать и роботы

Со временем - иногда очень много - объект создается из сотен или тысяч этих слоев.

SLA начинается с жидкой смолы в качестве исходного материала. Лоток для сборки опускается в смолу (обычно вверх дном), и свет (иногда от ЖК-дисплея, иногда от ультрафиолетового лазера) вызывает химическую реакцию в смоле, которая приводит к ее затвердеванию.Когда каждый слой подвергается воздействию света, принтер немного приподнимает платформу для печати из резервуара со смолой, открывая свету следующий слой.

FDM - это наиболее распространенная форма 3D-печати методом экструзии материалов. SLA - это наиболее распространенная форма 3D-печати с световой полимеризацией. Эти два метода печати достигли достаточно низкого уровня затрат, чтобы потребители, любители, преподаватели, предприниматели и малые предприятия могли себе их позволить, но обычно они ограничиваются производством пластмасс, пластиковых композитов и нейлоноподобных материалов.

Доступны и другие формы 3D-принтеров, но по значительной цене. К ним относятся 3D-печать с порошковым слоем (при которой падает порошок, который затем плавится), производство ламинированных объектов (которое склеивает листы материала и затем разрезает их, чтобы сформировать), направленное энерговыделение (что отчасти похоже на то, что произойдет, если сварочный аппарат и FDM-принтер), а также производство электронно-лучевой техники произвольной формы (которое запускает электронный луч в вакууме для создания расплавленного металла на основе 3D-модели).

Эти последние формы 3D-печати обычно используются для изготовления металлических деталей, в то время как FDM и SLA чаще всего используются для изготовления пластиковых объектов.

Общим для них является то, что они создают новые объекты, постепенно добавляя и объединяя исходный материал.

Также: 3D-печать: шпаргалка TechRepublic

Чем 3D-печать не является

3D-принтеры не являются репликаторами Star Trek. Любой, у кого есть 3D-принтер, скажет вам, что как только гости видят принтер в действии, их воображение пробуждается.Почти сразу они начнут называть типы объектов, которые хотели бы создать. Часто это даже не существующие предметы, а совершенно новые изобретения, которые, по их мнению, могут быть созданы в мгновение ока с помощью магии 3D-печати.

Вы не можете попросить кого-то изготовить кусок пирога с орехами пекан или идеальную копию командирского кресла капитана Кирка размером с куклу. Хотя существуют 3D-принтеры, которые на самом деле будут создавать шоколадные творения и трехмерные модели капитанского кресла, у 3D-печати есть производственные ограничения и ограничения дизайна.

В следующих нескольких разделах этого руководства мы рассмотрим сильные и слабые стороны обычных 3D-принтеров и то, что нужно для создания 3D-печати.

Как 3D-печать влияет на экономику?

Точно так же, как 3D-печать является одним из элементов более широкой тенденции преобразования цифрового производства, 3D-печать является одним из элементов более крупной тенденции с экономической точки зрения, подъема движения производителей.

Одним из интересных аспектов создания является то, что оно комплексное и нейтрально с гендерной точки зрения.Он охватывает все: от изготовления кукол до дизайна роботов, от скрапбукинга до изготовления мебели, от кожевенного дела до 3D-печати. Это слово охватывает всех, кто делает вещи чистыми и простыми.

Изготовление отличается от производства, хотя изготовление часто ведет к производству. Когда кто-то проектирует продукт и создает прототип, это можно считать созданием. Когда этот прототип находится в активном производстве, это уже производство. Теперь, объединив изготовление настольных компьютеров с краудфандингом, можно разработать очень сложный прототип, а затем производство, финансируемое потенциальными клиентами.

Центр городских решений и прикладных исследований Национальной лиги городов изучил движение производителей и считает, что создание расширяет возможности людей и улучшает города:

Движение производителей сосредоточено в городах. И эта новая гиперлокальная производственная среда имеет потенциал не только для индивидуальных любителей, но и для развития местного предпринимательства и создания рабочих мест в масштабах всего сообщества. У городов есть прекрасная возможность стимулировать это движение как способ улучшить нашу местную экономику, диверсифицировать возможности рабочей силы и поддержать креативную экономику.

Они также считают, что 3D-печать может снизить входной барьер для предпринимательства, заявляя:

Появление рабочих мест эффективно снижает входные затраты для предпринимателей. В то время как до недавнего времени предпринимателю, возможно, приходилось тратить более 100 000 долларов на изготовление прототипа нового продукта, условия работы изменились, и теперь эта стоимость может составлять всего от 2 000 до 4 000 долларов. Короче говоря, стоимость разработки прототипов быстро стала намного доступнее для потенциальных предпринимателей.

Это снижение затрат на прототипы (а также на приспособления для расширения, приспособления и инструменты) применимо и к крупным организациям. Когда вы можете взять расходы и сократить их всего до 2-4% от их предыдущей стоимости, инновации возрастут, потому что стоимость риска уменьшается.

По словам Пола Хайдена, старшего вице-президента по управлению продуктами производителя 3D-принтеров Ultimaker:

Будущее аддитивного производства будет в руках не нескольких избранных инженеров, а любого рабочего, который может не иметь опыта 3D-печати.Программные решения позволяют неподготовленным работникам создавать детали и инструменты, сокращая разрыв в их личных навыках и готовя их к карьере на заводе будущего.

Интересным показателем является количество проектов и сумма денег, выделенных через проекты Kickstarter. Kickstarter - это краудфандинговая платформа, которая позволяет авторам финансировать продукты и проекты. Фактически, многие производители 3D-принтеров финансировали свои усилия через Kickstarter.

На момент написания этой статьи на постоянно обновляемой странице статистики Kickstarter отображается совокупная сумма в 4 доллара.2 миллиарда заложено для 162 912 успешно профинансированных проектов. Это имеет прямое отношение к 3D-печати, потому что компания больше не разрешает фотореалистичные изображения для финансирования и требует создания реального прототипа, что часто частично достигается за счет 3D-печати.

Еще один способ оценить масштабы экономики производителей - это взглянуть на Etsy, которая по сути является рынком уникальных и креативных товаров. В годовом отчете за 2018 год компания заявила, что поддерживает 2.1 миллион активных продавцов, 87 процентов из которых - женщины, и 97 процентов, которые управляют своим творческим бизнесом из дома. Согласно исследованию экономического воздействия, проведенному ECONorthwest от имени Etsy, продавцы Etsy ...

  • принесли более 1,76 миллиарда долларов дохода.
  • Внесло 5,37 млрд долларов в экономику США, что более чем вдвое превышает объем прямых продаж.
  • Создано 1,52 миллиона рабочих мест в экономике независимых рабочих.
  • Произведена дополнительная экономическая стоимость на 3 миллиарда долларов.

Конечно, лишь небольшой процент продавцов Etsy использует 3D-печать, но, поскольку многие продавцы Etsy являются кандидатами на использование той или иной технологии изготовления настольных компьютеров, они являются хорошим показателем данных о росте рынка.

По сути, производство в целом и 3D-печать в частности являются преобразующими движущими силами экономического роста, помогая обучать студентов осязаемым навыкам, создающим ценность, помогая предпринимателям создавать и тестировать прототипы и участвовать в начальном производстве, что позволяет создать эффективную работу. - творческая сила во всем мире.

Также:

Сильные и слабые стороны принтеров FDM и SLA

Поскольку принтеры FDM и SLA стали доступны как для любителей, так и для профессионалов, они являются наиболее распространенными типами 3D-принтеров. Потребительские версии доступны по цене в несколько сотен долларов, а профессиональные машины, используемые для прототипирования и изготовления приспособлений, оцениваются в диапазоне от 3000 до 6000 долларов.

Это технологии 3D-печати, в которые вы, скорее всего, инвестируете.

FDM-принтеры

FDM была первой популярной технологией 3D-печати для любителей, и по-прежнему лидирует на рынке с точки зрения брендов и предлагаемых продуктов, а также количества проданных единиц.

Одна из ключевых задач 3D-печати - добиться успеха в печати объекта. Отпечатки терпят неудачу, потому что осажденный пластик нагревается или охлаждается слишком быстро, потому что слои не связываются успешно, потому что печать отделяется от поверхности печати рабочей пластины, из-за застревания нити в экструдере и множества других производственных проблем.

Принтеры FDM могут печатать на широком спектре пластмасс. Каждый пластик имеет разные характеристики, которые могут облегчить или усложнить печать, и которые приводят к различным характеристикам готовых деталей.

  • Наиболее распространенным типом нити является PLA (полимолочная кислота), которую очень легко печатать, но она может быть хрупкой и деформироваться под воздействием солнечного света.

  • Нейлон прочен и гибок, но часто требует много усилий, чтобы заставить его настройки печати работать.

  • ABS прочнее (это то, из чего сделаны LEGO), но он охлаждается со скоростью, которая часто вызывает скручивание нижних слоев, деформируя весь отпечаток. Также он имеет неприятный запах и умеренно токсичные пары.

  • Некоторые поставщики смешивают основной пластик (в основном PLA) с другими материалами, включая дерево, металлы и углеродное волокно. Каждый из них изменяет характеристики готового напечатанного объекта.

Большинство принтеров FDM имеют один экструдер и могут одновременно печатать с одного рулона нити.Более продвинутые (и дорогие) принтеры FDM могут печатать две, три, четыре или более нитей одновременно, позволяя принтеру смешивать цвета, функциональные характеристики (например, твердый пластик с гибкими шарнирами) и растворимые материалы поддержки.

Отпечатки создаются из ниток расплавленного пластика, поэтому выступы могут стать проблемой. Хотя принтеры FDM обычно могут печатать круги или углы до 45-60 градусов, они не могут печатать через большие воздушные зазоры, потому что расплавленный пластик просто оседает в зазоре.

Чтобы компенсировать проблему больших зазоров, большинство принтеров создают опоры или временные башни из пластика, которые могут удерживать участки, на которые нанесены мосты. Принтеры с однонитевой нитью используют тот же материал, что и сам объект, с различными настройками, которые позволяют легко снимать опоры.

Принтеры с двойной нитью

часто печатают с использованием растворимого материала подложки, такого как ПВА (поливиниловый спирт), который в значительной степени является тем же материалом, из которого сделан клей Элмера.Как только печать с двумя нитями завершена, ее погружают в воду на несколько часов (а иногда и дней), и ПВА растворяется, оставляя неповрежденный отпечаток с открытыми пустотами, которые дизайнер предназначил для окончательного объекта.

Поскольку принтеры FDM печатают слоями, ориентация печатаемого объекта может иметь значение. Связи между слоями часто слабее, чем у линейных слоев пластика. Таким образом, размещение на кровати должно учитывать это для любых предметов, которые могут быть подвержены стрессу.

Принтеры FDM бывают разных размеров. Чем больше размер, тем сложнее печать, потому что часто бывает трудно сбалансировать тепловые характеристики в пределах всей площади сборки.

FDM-принтеры также предлагают различные размеры сопел. Чем больше размер сопла, тем больше материала экструдируется за минуту, но тем менее точен конечный результат. Чем меньше размер сопла, тем детальнее будет отпечаток. Печать с использованием больших или маленьких сопел сопряжена с другими проблемами, часто связанными с опорами, перемычками и регулированием температуры.

Также: Обзоры 3D-принтеров CNET

SLA-принтеры

SLA-принтеры имеют ряд характеристик, которые удерживают их от массового использования:

  • Они используют жидкую смолу, которая по своим свойствам довольно токсична. неотвержденная форма. Если вы его попадете, это может вызвать болезненные ожоги или сыпь.
  • Готовые отпечатки необходимо обработать в ванне и затем закрепить. За это время обработки они подвержены деформации.Они также остаются токсичными.
  • Из-за наличия жидкой смолы и технологической ванны с принтерами SLA гораздо сложнее работать, чем с принтерами FDM.

SLA-принтеры часто имеют очень маленькую площадь сборки, что приводит к очень маленьким отпечаткам. Смола часто специально разработана для конкретного принтера, поэтому пользователи могут быть привязаны к предложениям поставщика, что может ограничить выбор материала и цвета.

Несмотря на это, SLA-принтеры стали популярнее, в основном потому, что они способны производить отпечатки с очень мелкими деталями и несколькими линиями слоев.Это делает их особенно подходящими для создания прототипов ювелирных изделий и форм, небольших медицинских и стоматологических конструкций, а также для хобби, таких как моделирование железных дорог и игровые миниатюры.

Дизайн и подготовка отпечатков

Процесс перехода от идеи к объекту, напечатанному на 3D-принтере, всегда должен проходить сначала через две программные инструментальные технологии: программное обеспечение для 3D-моделирования (или САПР) и слайсеры.

Программное обеспечение для 3D-моделирования

Подумайте о программном обеспечении для 3D-моделирования, также называемом CAD (для автоматизированного проектирования), как о механизме создания 3D-моделей.Точно так же, как вы можете использовать Photoshop для создания графики, Illustrator для создания иллюстрации или Word для создания статьи, подобной этой, программное обеспечение САПР используется для создания дизайна для 3D-модели.

Существует множество программ САПР, каждая из которых лучше всего подходит для решения различных задач. Я чередую TinkerCAD и Fusion 360, в зависимости от того, нужно ли мне создать быструю деталь или более сложную конструкцию.

TinkerCAD - очень простая в использовании программа, которой часто учат школьников.Это позволяет сверхбыстрое создание прототипов простых конструкций. Fusion 360 - это полная программа инженерного проектирования с функциями не только для проектирования, но и для моделирования движения и стресс-тестирования. Есть много других инструментов, таких как ZBrush и Meshmixer, которые часто используются для скульптинга в виртуальном пространстве.

Если вы можете нарисовать прямоугольник в PowerPoint, вы можете использовать программу CAD для создания простых дизайнов. Ресурсы для изучения распространенных программ 3D-печати доступны во многих онлайн-классах, преподаются в колледжах и в изобилии можно найти на YouTube.

Тем не менее, поскольку такие инструменты, как Fusion 360, можно использовать для разработки и виртуального тестирования таких проектов, как автомобильные двигатели, освоить их может быть непросто. Часто инженерные навыки конкретной дисциплины требуются не только для понимания не только того, как работает инструмент, но и физики, задействованной в работе конечного объекта.

Слайсеры

Программы САПР создают виртуальные модели трехмерных объектов. Но в большинстве случаев 3D-печать происходит послойно, по частям. Процесс преобразования 3D-дизайна в серию движений машины на двухмерной плоскости (а затем перемещение плоскости) - это работа программы-слайсера.

Большинство слайсеров производят G-код, стандартную форму языка числового управления, понятную большинству устройств автоматизированного производства (а не только 3D-принтерам). В то время как G-код является стандартом (в частности, «Формат данных сменных переменных блока данных стандарта EIA RS-274-D для позиционирования, контурирования и контурирования / позиционирования станков с числовым программным управлением»), поставщики часто добавляют расширения и модификации. Это означает, что G-код обычно должен генерироваться слайсером для определенных марок и моделей устройств с числовым программным управлением.

Хотя некоторыми слайсерами можно управлять программно, просто передав в него файл 3D-модели и получая выходные данные G-кода, большинство слайсеров сегодня позволяют использовать полностью интерактивный интерфейс. Это позволяет оператору регулировать ориентацию печати и исследовать процесс печати слой за слоем, чтобы определить потенциальные проблемы печати до того, как распечатка будет отправлена ​​на принтер.

Также в это время настраиваются различные параметры печати, начиная от температуры сопла и рабочей пластины, методов адгезии, методов заполнения, скорости печати и даже настраиваемых блоков G-кода для учета специальных процедур, таких как остановка печати для встраивания магниты, а затем продолжите печать.

Как и в случае с 3D-принтерами и программами САПР, существует множество слайсеров на выбор. Некоторые из самых популярных, например Cura и Slic3r, имеют открытый исходный код. Есть также надежные коммерческие предложения, такие как Simplify3D.

Кроме того, некоторые поставщики (например, Zortrax и MakerBot) создали собственные проприетарные слайсеры, привязанные к их индивидуальному оборудованию. Как вы можете себе представить, у этого подхода есть некоторые преимущества для тесной интеграции машин, но блокировка часто означает, что операторы, владеющие несколькими брендами 3D-принтеров, не могут стандартизировать один инструмент для нарезки, если они используют эти машины.Некоторые машины с нестандартными слайсерами поставляются с неполным программным обеспечением, что, как правило, плохо влияет на дизайн и удобство использования продукта.

3D-печать и производство

Для организаций, привыкших к традиционным производственным процессам, 3D-принтеры могут сэкономить огромное количество времени. Одним из примеров является Volkswagen Autoeuropa. В беседе с президентом производителя 3D-принтеров Ultimaker еще в 2017 году мне сказали:

Компания [Volkswagen] обратилась к настольной 3D-печати для создания индивидуальных инструментов и приспособлений, которые ежедневно используются на сборочной линии, заменив старый процесс, который требуемый аутсорсинг и длительные сроки выполнения заказа.

3D-печать не только стала более экономичным способом производства инструментов, но и вернула компании время. Это, казалось бы, незначительное изменение позволило сэкономить 160 000 долларов всего на одном заводе в 2016 году, а в этом году ожидается экономия 200 000 долларов.

Для печати 3D-отпечатков могут потребоваться часы или дни. Я построил набор специальных адаптеров, которые идут между моей системой сбора пыли в магазине и портом для пыли для каждого из моих инструментов. На печать каждого адаптера в низком разрешении ушло около трех часов. На создание подробной модели звездолета «Звездный путь» USS Discovery потребовалось несколько дней, как и на создание масштабной модели блока двигателя Ford.

Мне удалось создать индивидуальную систему адаптеров, идеально адаптированную к моим конкретным потребностям. 3D-печать позволила мне изготавливать единичные предметы по цене в гроши каждый. Поскольку у меня была возможность создать свой собственный дизайн, я не понес никаких затрат на дизайн.

Также: у нового 3D-принтера HP есть детали, напечатанные на 3D-принтере

Насколько дорого обходится 3D-печать по сравнению с традиционными производственными процессами?

Подобные адаптеры, изготовленные с использованием традиционных методов, потребовали бы специальной обработки, а от проектирования до доставки потребовались бы недели.Затраты были бы на тысячи долларов больше, чем я заплатил. Поскольку переход от идеи к объекту был очень коротким, а наличные расходы были очень низкими, я смог воспользоваться индивидуальным решением для повышения производительности, которого в ином случае не было бы.

Это еще одно преимущество 3D-печати: из-за низкой стоимости инноваций очень мало затратных барьеров, и поэтому появляется больше инноваций.

Дело в том, что сравнение объектов, напечатанных на 3D-принтере, с объектами, изготовленными традиционным способом, не обязательно может быть определено количественно по стоимости.Традиционно производимые объекты часто требуют огромных авансовых затрат на строительство пресс-форм, приспособлений и даже заводов. Но как только эти расходы будут понесены, индивидуальные затраты на единицу продукции и время доставки могут быть практически мгновенными.

Ощутимое сравнение
Кирпичи LEGO (которые производятся из АБС-пластика) производятся в огромных количествах. Компания сообщает:

  • 19 миллиардов элементов LEGO производится каждый год
  • 2,16 миллиона элементов LEGO формируется каждый час
  • 36 000 создается каждую минуту

Также: Stratasys запускает 3D-принтер F120 за 11 999 долларов; V650 Flex

Я загрузил классическую прямоугольную модель кубика LEGO 4x2 (четыре шпильки на две шпильки) с сайта обмена трехмерными объектами Thingiverse.Это полностью совместимая версия, которая дает нам идеальное сравнение производственных процессов. Мы сравниваем точные модели из одного и того же пластика.

На моем Ultimaker S5 (это та же машина, что используется на заводах Ford и Volkswagen) для 3D-печати одного кирпича потребуется 29 минут, или около двух в час. Заполнив большую рабочую пластину, можно напечатать 65 кирпичей за один раз, но процесс займет один день, семь часов и 39 минут.

За тот же 31 час, который требуется для изготовления одной пластины из 65 кирпичей, LEGO производит 66.96 миллионов. Другими словами, вам понадобится около миллиона 3D-принтеров, работающих на постоянной основе, чтобы производить то, что LEGO производит на своих заводах.

На каждый кирпич, изготовленный на 3D-принтере, уходит около 3 г нити (около полуметра). Стоимость 3D-печати составляет около 0,06 доллара за грамм нити для PLA или ABS. Не считая затрат на электроэнергию, рабочую силу, техническое обслуживание и недвижимость, каждый кирпич стоит примерно 0,18 доллара. Напротив, LEGO продает свои кирпичи потребителям в среднем по 10,4 цента.

Хотя можно было бы производить кубики LEGO в больших количествах с помощью 3D-печати, это непрактично и не рентабельно.С другой стороны, когда LEGO хочет создать прототип и испытать новые модели кирпичей, по цене около 0,18 доллара за прототип, практический процесс проектирования и тестирования, безусловно, чрезвычайно рентабелен.

Обязательно посмотрите предложение

OnePlus 8

От 699 долларов США или от 59 долларов США в месяц под 0% годовых * Доступно с 29 апреля в OnePlus.com.

Читать далее

Как 3D-печать влияет на цепочку поставок?

3D-печать также идеально подходит для мелкосерийного производства. В то время как некоторым компаниям необходимо производить продукцию тысячами или миллионами, другим компаниям необходимо производить относительно небольшое количество единиц продукции или производить единицы продукции по запросу.

Мелкосерийное производство необходимо для различных приложений:

  • Производство для внутреннего использования: Небольшое количество внутренних отделов или пользователей может извлечь выгоду из сборки.Приспособления и рамки идеально подходят для этой задачи.

  • Производство на тестовом рынке: Ограниченное количество единиц производится по приемлемой цене для проверки их пригодности для продажи или проверки функциональности и производительности функций. Если покупатели откликнутся хорошо, можно будет произвести больше единиц с использованием традиционных средств производства.

  • Производство по требованию: Единицы, которые нужны редко, или в заднем каталоге, можно «хранить в облаке» и производить только при необходимости.Это позволяет виртуально хранить большой склад запчастей и в то же время предоставлять их клиентам по мере необходимости.

  • Предпринимательские предприятия: Небольшое количество единиц может быть произведено в качестве доказательства концепции для краудфандинга или для предоставления влиятельным лицам и рецензентам для создания первоначальной прессы и осведомленности о продукте до закрытия полного финансирования.

Именно эти небольшие объемы печати по требованию, предоставляемые 3D-печатью, могут преобразить промышленность в целом, а не только производство.Имея возможность быстро и недорого создавать и тестировать новые объекты, можно вводить новшества в темпе, невозможном с помощью традиционных средств.

Кроме того, 3D-печать продвигает идею «думай глобально, делай локально» в том смысле, что дизайны объектов могут быть распространены на международном уровне, но новые единицы могут быть распечатаны там, где они необходимы.

Возьмем, к примеру, приспособление, используемое на экспериментальном заводе Ford в Кельне, Германия. Компания имеет небольшую производственную линию, на которой тестируется производство новых автомобилей.В рамках этого процесса инженеры используют 3D-принтеры для создания приспособлений, инструментов и приспособлений.

После проверки и подтверждения эффективности доставка приспособлений и приспособлений на другие заводы по всему миру потребует времени доставки, затрат на международную экспресс-доставку, а также возможных таможенных или других международных транзитных документов. Но если инженеры завода AutoAlliance (совместное предприятие Ford и Mazda) в провинции Районг в Таиланде захотели использовать приспособление, разработанное в Кельне, все, что им нужно было сделать, - это загрузить цифровой файл и распечатать его.

В результате изготовленный на заказ инструмент будет доставлен по всему миру за часы, а не дни, за гроши, а не за сотни или тысячи долларов, и без каких-либо бумажных хлопот, обычно связанных с международной доставкой.

Как 3D-печать может изменить обрабатывающую промышленность?

По словам Хайдена из Ultimaker: «3D-печать продолжает развиваться в производственном секторе, и заводские рабочие возглавляют внедрение этой технологии. По мере того, как их навыки продолжают развиваться, влияние 3D-печати будет продолжать расти во всех аспектах производственный процесс.«

Тем не менее, 3D-печать не обязательно подходит для массового производства. Поскольку печать может занимать часы или дни, после разработки прототипа вы можете перейти к более быстрому производственному процессу для ваших конечных продуктов.

С другой стороны, 3D-печать идеальна для создания форм, поэтому вы можете спроектировать свой объект в программе САПР, такой как Autodesk Fusion 360, распечатать прототип и усовершенствовать его до тех пор, пока он не будет соответствовать вашим потребностям. Производитель нитей Polymaker, например, создал специальная беззольная нить под названием PolyCast.Эта нить может производить объекты для литья по выплавляемым моделям, которые можно помещать внутрь корпусов формы, а затем сжигать, создавая форму без золы, готовую для литья металла.

Но если вы посмотрите на производство исключительно через призму 3D-печати, вы упустите гораздо более крупную тенденцию - «Индустрию 4.0». По оценкам McKinsey, мировой производственный сектор оценивается примерно в 10 триллионов долларов в год. Консалтинговая фирма утверждает, что существует четыре серьезных сбоя, которые приведут к изменениям в промышленных процессах и производстве товаров:

  1. Объем данных и вычислительная мощность: Это не просто большие данные, это огромный поток данных, увеличение вычислительной мощности и повсеместное подключение.McKinsey особо обращает внимание на влияние маломощных глобальных сетей, распространенных в Интернете вещей.

  2. Аналитика: Между искусственным интеллектом и большими данными, возможность подвергнуть каждый процесс детальной проверке и оптимизации на основе расширенной бизнес-аналитики будет управлять цепочками поставок, которые могут динамически реагировать на мировые события и микро-изменения, а также как прогнозный, основанный на накоплении аналитических ресурсов из глобальных источников.

  3. Новые пользовательские интерфейсы: McKinsey считает, что сенсорные интерфейсы, системы дополненной реальности и другие формы взаимодействия человека и машины будут стимулировать изменения в производственном секторе. Вы также можете рассмотреть возможность 3D-печати нового пользовательского интерфейса, потому что возможность держать концепцию дизайна в руке может изменить ваше понимание объекта на интуитивном уровне.

  4. Цифровое числовое управление: McKinsey описывает это как «улучшения в передаче цифровых инструкций в физический мир», что, по сути, является G-кодом.Но на самом деле это нечто большее. Дело не только в передаче инструкций, которые у нас были годами. Технологии (от 3D-печати до робототехники), способные действовать в соответствии с этими инструкциями, оказываются преобразующими.

При рассмотрении того, как трансформируется производство, необходимо выйти за рамки основ производства и перейти к преобразованиям в управлении активами, рабочей силе (человеческие, роботизированные и гибридные решения), управлении запасами, качестве (через расширенное управление процессами, машинное зрение). и бизнес-аналитика), управление цепочкой поставок, время вывода на рынок и даже послепродажное обслуживание.

Также: Несмотря на рост, 3D-печать составляет лишь 0,1% мирового производства TechRepublic

Практика 3D-печати

Если вам интересно узнать о 3D-печати, возможно, лучший способ понять, как это может повлиять ваш бизнес - купить 3D-принтер. 3D-принтеры потребительского уровня можно приобрести менее чем за 500 долларов, а отличные профессиональные принтеры, такие как Ultimaker, LulzBot и MakerBot, доступны по цене от 3000 до 6000 долларов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *