Как работает 3D принтер: объяснение на простых примерах

Никого уже сегодня не удивить технологиями, шагнувшими из книг фантастов. Мы уже настолько привыкли к ним, что мало задумываемся о том, как раньше жили без них. Сейчас мы активно пользуемся ими, учимся, общаемся, зарабатываем с их помощью, развлекаемся, в общем много чего делаем, но осталась одна сфера, которая до сих пор удивляет своими возможностями.Сегодня в репортаж о том, как устроены и работают 3D-принтеры.Немного расскажу об истории возникновения этих удивительных станков будущего. Первый 3D-принтер появился на свет более 30 лет назад, в 1984 году. Его изобрел Чак Халл, основатель крупнейшей в мире компании «3D Systems» — лидера в области производства 3D-принтеров. С тех пор технологии в этой сфере шагнули далеко вперед и возможности таких аппаратов значительно расширились. Сейчас 3D-принтеры могут напечатать практически что угодно из чего угодно. Размер создаваемой вещи ограничен лишь рабочей площадью принтеров, однако и эта проблема решаема — есть специальный суперклей, которым склеиваются детали будущего изделия.Но обо всем по порядку. Принтер подключен к компьютеру, который задает ему задачу распечатать с подготовленной в специальной программе 3D модели будущее изделие. Этот 3D-принтер использует для печати композитный материал на основе гипса, который позволяет печатать с высоким разрешением, воспроизводя до 6 млн. оттенков.Принцип работы таков — в принтере есть емкость, в которую тонким слоем насыпается мелкодисперсный порошок, выравнивается, над ним проезжает каретка с картриджем и распыляет отвердитель разного цвета на нужные участки. Опять засыпается слой порошка, выравнивается, наносится связующее вещество с краской, и так много раз. Слои настолько тонкие, что под ним видны предыдущие.Слой за слоем повторяется операция, и дно камеры постепенно уходит вниз. Чтобы напечатать 3D модель требуется до нескольких часов, в зависимости от сложности изделия.Сегодня мы будем печатать персонифицированный 3D-чехол для 4G модема Yota, сделанный из гипсового композита с частицами метеорита. Да, теперь можно печатать и такие интересные вещи.Здесь видно, сколько слоев на данный момент напечатано.Это видео показывает наглядно, как происходит процесс печати.Но пока идет процесс (он будет длиться около часа) мы посмотрим какие вещи можно напечатать на подобном принтере, расскажу какие принтеры существуют и какие технологии используются на данный момент.Одна из технологий позволяет сделать 3D модель человека и напечатать вот такие фигурки. Хороший подарок на юбилей, товарищ Сталин одобряет.Головы одного политика. Думаю вы сами догадались кто это.И другие интересные фигурки.Скульптура сделанная руками человека и скульптура напечатанная 3D-принтером.Любое предприятие теперь может создать прототип какой-то детали на 3D-принтере, и это будет гораздо быстрее и дешевле, чем производить образец традиционными способами. Вот это, например, напечатанный прототип детали двигателя. Но свое развитие станки будущего начинали с принтеров, о которых мы расскажем ниже. Этот принтер для печати использует пластик. Технология FDM (Fused Deposition Modeling) — послойное нанесение расплавленной пластиковой нити.Пластик может быть самых разных цветов.Принтер работает не от картриджа, а от обычных катушек пластика, подсоединённых к нему в том виде, в котором они и продаются. Пластиковая нить заправляется в экструдер, там нагревается и печатающая головка наносит материал на движущуюся платформу.Это более современный аналог, который можно купить домой. Если цены на домашние 3D-принтеры начинаются от 35 тыс. то этот стоит 165тыс.

Принтер чуть дороже. Виды пластика у них примерно одни и те же. Этот принтер отличается большой областью построения среди домашних 3D-принтеров.

На подобном принтере можно напечатать меч джедая. Причем он складывается.Или обычный меч. Так как размеры принтера не позволяют напечатать длинные или крупные изделия, то они печатаются частями и затем склеиваются.Эти маски тоже напечатаны на таком принтере.Не узнаю вас в гриме, Иннокентий Смоктуновский? Кто узнал персонажа?Далее наш рассказ будет о принтерах другого типа. Принтер ProJet 6000 работает по технологии SLA (стереолитография) Кстати, эту технологию изобрел Чак Халл. В нем затвердевание фотополимера происходит за счет ультрафиолетовой вспышки лазера.При печати практически любых моделей существует необходимость поддерживать выступающие, нависающие части выращиваемой модели и для этих целей используется сам материал из которого идет печать.

А здесь уже происходит очистка изделия, промывание, удаление поддержек.Как мне рассказали, технология 3D-печати настолько продвинулась в последнее время, что существуют принтеры, которые могут печатать чем угодно, начиная от шоколада, заканчивая металлом и песком!На этом видео к примеру, видно, что принтер печатает как пластик, так и резину.На этом видео показан уникальный принтер работающий автономно от солнечных батарей. Автор проекта в качестве материала использовал песок, который набирал тут же в пустыне. Вместо лазерных лучей он использовал большую линзу Френеля, которая концентрировала солнце в точку и плавила песок. В качестве насыпающего и выравнивающего устройства выступал сам автор проекта. Координатная система принтера и компьютер, как я сказал ранее, работали от солнечных батарей. В течении нескольких часов нахождения в пустыне он сделал непонятную хреновину и чашу.Этот принтер печатает из металлической крошки. Частицы порошка спекаются между собой лазером, после чего еще в течении суток лоток остывает. Однако изделие хрупкое, спекание металлических частиц не дает прочность изделию, оно достаточно пористое и может поломаться в руках, потому его еще раз обрабатывают в специальной печи, уложив в другой лоток с другим металлическим порошком, который заполняет поры и делает его достаточно прочным.В Шанхае при помощи 3D-принтера печатают дома!В этом видео можно увидеть другие возможности 3D-печати, от печати пирожных, до оружия и протезов. Сейчас активно исследуется возможность печати отдельных органов для человека.Пока мы ждем окончания печати чехла для модема Yota, нам показали другие вещицы, которые выставляются на различных выставках.Вот такую удивительную штуку напечатали из полиамида. Ее особенность в том, что все детали в ней движущиеся. Причем ее не склеивали из различных частей, она была напечатана за один раз.

Сделал гифку, чтобы показать ее в работе.Изделия из других материалов.Но мы возвращаемся к своему принтеру, который заканчивает печать чехла для модема.Осталось допечатать всего 43 слоя.После того, как все закончено, специальным пылесосом, который подключен с самому станку собирается весь порошок. Он опять пойдет в дело при очередной печати, так что можно сказать, что производство безотходное.В соседней кабинке сжатым воздухом и мягкой щеточкой чехол очищается от порошка.Почти готово.Осталось только пропитать его специальным клеем, который заполнит все поры и сделает его прочнее.А это порошок из метеорита, который добавляется при печати этих чехлов.Вот и все, чехол для модема готов.12 апреля, в День Космонавтики, мобильный оператор Yota запустил эксперимент с 3D-печатью и предложил своим клиентам возможность заказать вместе с модемом персонифицированный чехол, сделанный из высокотехнологичного композита с частицами метеорита.Сделать заказ можно можно на странице 3d.yota.ru при покупке 4G-модема. Пользователь сам может создать дизайн чехла на сайте, отсекая виртуальные грани композита с помощью кликов и вписывая в образец надпись. Доставка чехлов вместе с модемами производится в Москве в пределах МКАД. По словам представителей Yota, метеорит, используемый в эксперименте, был найден в 2005 году в Магаданской области. Осколок относится к типу железокаменный метеоритов и предположительно является фрагментом метеорита Сеймчан.Теперь и вы знаете, как устроены и работают 3D принтеры.Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите на адрес (shauey@yandex.ru) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят тысячи читателей сайта Как это сделаноОтдельные фото из моих репортажей можно смотреть в инстаграме инстаграме. Жмите на ссылки, подписывайтесь и комментируйте, если вопросы по делу, я всегда отвечаю.Также на ютюбе выходят мои интереснейшие ролики, поддержите его подпиской, кликнув по этой ссылке —Как это сделано или по этой картинке. Спасибо всем подписавшимся!x+7 (499) 322-23-19Пн–пт 10:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00

Напишите нам Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты Назад 3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать для стоматологииЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы Назад 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00 Киев Корзина пустаКорзина пуста+7 (499) 322-23-19Пн–пт 09:00–19:00, сб-вс 10:00–17:00Напишите нам

Свяжитесь с директором Каталог Услуги Акции О нас Мастер-классы Мероприятия Оплата и доставка Что с моим заказом? Гос. закупки Блог Контакты 3D ПринтерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеПромышленныеАксессуарыЗапчастиОбласть примененияДизайнАрхитектураУпаковкаРекламаМакетированиеПищевыеМедицинаСувенирная продукцияЮвелирное делоСтроительныеОбразованиеСтоматологияПроизводство3D СканерыТип оборудованияПерсональныеПрофессиональныеКоординатно-измерительные системыАксессуарыОбласть примененияСтоматологияПротезированиеОбразованиеРеверс-инжинирингМетрологический контрольЮвелирное делоЭнергетическая отрасльСканирование людейАрхитектураСтанкиТип оборудованияГравёры с ЧПУФрезерные станки с ЧПУТокарные станки с ЧПУЛазерные граверыЛазерные маркерыCAD CAMСопутствующее оборудование и аксессуарыСофт для ЧПУРоботыТип оборудованияПромышленныеКоллаборативныеПерсональные—> ОбразовательныеГрипперыТехническое зрениеАксессуары и детали для роботовОбразованиеТип оборудования3D-принтеры3D-сканерыСтанкиРоботехникаVRГаджетыМатериалыПОЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТРоботизированная ячейка для школ и университетовСтоматологамТип оборудованияCADCAM 3D-принтерыCADCAM сканерыCADCAM фрезерыCADCAM материалыПескоструйные аппаратыВысокотемпературные печиВакуумные формовщикиВоскотопкиПароструйные аппаратыПолимеризаторыВибростолы3D-печать для стоматологов и зубных техниковВакуумные смесителиУльтразвуковые мойкиОборудование для изготовления элайнеровГаджетыТип оборудованияВиртуальная реальностьДополненная реальностьVR аттракционыПанорамные камерыVR контроллерыКомпьютеры в сбореКомплексные решения для VR3D ручки3D мышиАксессуарыПоворотные столыКвадрокоптерыМатериалыТип оборудованияABSPLAHIPSFLEXPVAFilamentarnoФотополимерная смолаПостобработкаМатериалы для литья в силиконМатериалы для ЧПУАдгезионные материалыМатериалы для профессионального оборудованияВсе материалыПОТип оборудованияДля подготовки к печатиДля сканированияДля медициныДля измеренийДля ЧПУРешенияТип оборудованияФраншиза Top 3D ShopОборудование для изготовления элайнеровРоботизированная ячейка для школ и университетовСтудия 3D-печати для регионовЛабораторный комплекс для Школ, Вузов, ЦМИТКомплексные решения для VRНИОКР/КонсалтингРоботизация производстваУчебный центрТип оборудованияОбщий мастер-класс по 3D-печати и 3D-сканированиюПрактический мастер-класс по 3D-печатиПрактический мастер-класс по 3D-сканированиюМастер-класс по цифровой стоматологииОбучение работе с 3D-техникойСеминар по технологиям прототипированияУслугиТип оборудования3D-печать3D-сканирование3D-моделированиеМакетирование3D-гравировка3D-фрезеровка3D-печать композитными пластикамиЛитье пластмассЛитье металлаИзготовление пресс-формИзготовление 3D-фигурокМастер-классы

390beb386c44bfedc71487c940f5418c_ce_8800x3520x0x1173_cropped_1920x768.jpg

В мире существует множество 3D-принтеров и способов создания объёмных предметов с помощью печати,но если говорить в общем,то весь принцип 3D-печати можно свести к трём основным принципам работы. Независимо от того,какой материал используется для печати(пластик,смола,композитные материалы или даже дерево и металл), 3D-принтеры функционируют по следующим законам.

Метод послойного наплавления (FDM)

Самый доступный и потому самый распространённый способ 3D-печати, при котором готовый предмет создаётся из жидкого пластика или композитных материалов, которые проходят через печатающую головку-экструдер и послойно отверждаются лазером. Готовый слой смещается вниз, и печатается новый, и так до тех пор, пока не будет готов весь элемент. FDM-принтеры являются одним из самых простых способов 3D-печати, подобные устройства можно даже собрать самостоятельно. Ну, или купить готовые решения, которых на рынке присутствует множество.

Стереолитография (SL или SLA)

По своему принципу действия этот вид 3D-печати похож на предыдущий, только в нём исходным материалом выступает жидкая смола (акриловая, эпоксидная, виниловая) или пластмасса. Луч лазера послойно «запекает» исходный материал, формируя готовый предмет. Затем он промывается от остатков смолы или пластмассы и подвергается окончательному отверждению с помощью ультрафиолетового света. Стереолитография позволяет печатать элементы с тонкой деталировкой и после завершения всех процедур готовая деталь получается прочной и химически стойкой, но обратной стороной медали является очень высокая стоимость таких 3D-принтеров.

Cелективное лазерное спекание (SLS)

Ещё один способ послойной печати предметов, в котором лазер спекает порошок — металлический, пластиковый или керамический — слой за слоем, формируя готовый объект. Существует методика плавки (SLM), которая отличается более мощными лазерами и возможностью работать с чисто металлическим порошком без всяких добавок — так формируются монолитные элементы, лишённые пористости, характерной для обычного спекания.

3D-принтер — это финальная часть создания предмета, поскольку сначала необходимо создать цифровую модель будущего изделия. 3D-модель разрабатывается в системах автоматизированного проектирования (они же CAD) и представляет собой файл с расширением .stl (информация об объекте представляет собой список треугольных граней, описывающих его поверхность, и их нормалей). С такими файлами работают специальные программы для 3D-принтеров, позволяющие задавать физические параметры готового предмета, а уже потом 3D-модель преобразуется в язык печати G-код — именно в нём содержатся команды для принтера, определяющие то, каким должен быть каждый слой детали.

Если говорить в общих чертах, то так устроены все принтеры для объёмной печати. Детали могут отличаться в зависимости от устройств, но общий принцип одинаковый у всех 3D-принтеров.

Хотите узнать, как собрать что угодно из чего угодно?Полезные лайфхаки и забавные самоделки ждут вас!<label>Я соглашаюсь с правилами сайта</label>Спасибо.Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.Используемые источники: