3D-принтер:3D-печать/Часть первая — Основы

Содержание

3D-печать

Материалы для 3D-печати

Хитрости и советы

3D-модели для 3D-принтера

Программное обеспечение

Неисправности

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

3D-печать. Часть первая — Основы

Добро пожаловать в гайд по 3D-печати для начинающих. Будь вы совсем новичком, либо пользователем, который хочет заполнить пару пробелов в своих знаниях, мы рады, что вы читаете этот текст. О потенциале 3D-печати многие из вас наверняка уже слышали (по крайней мере, на самом базовом уровне). Наше же руководство расскажет о прошлом и настоящем 3D-печати — о процессе, материалах и приложениях — а также выскажет пару осторожных прогнозов о том, в какую сторону эта технология движется.

Мы надеемся, что этот материал покажется вам самым всеобъемлющим ресурсом о 3D-печати, и что он так или иначе окажется вам полезен — независимо от уровня владения темой. Готовы? Тогда приступим!

3D-печать — также известную как «аддитивное производство» — некоторые СМИ (включая Financial Times) считают технологией, чей потенциал даже выше, чем у интернета. Некоторые верят в это. Многие другие считают это лишь фрагментом той невообразимой шумихи, которую раздули вокруг этой изумительной технологической области. Так что же такое на самом деле 3D-печать, кто использует 3D-принтеры и для чего?

Общие сведения

Термин «3D-печать» охватывает множество процессов и технологий, предлагающих полный спектр возможностей для производства деталей и продуктов из различных материалов. Общим для всех этих процессов и технологий является способ, которым, собственно, выполняется производство — постепенно, слой за слоем — что контрастирует с традиционными производственными методами, где используются, к примеру, литье или субтрактивные процессы. Новые приложения для использования 3D-печати появляются практически ежедневно и, поскольку эта технология продолжает все шире и глубже проникать в производственный и потребительский сектора, этот тренд будет лишь нарастать. Впрочем, многие авторитетные лица из этого технологического сектора признают, что сегодня мы лишь начинаем осознавать истинный потенциал 3D-печати. 3DPI, будучи надежным СМИ о 3D-печати, будет сообщать вам обо всех последних новостях, мнениях, разработках и приложениях, которые будут появляться в этой области. Цель данной статьи — в предоставлении крепкого информационного фундамента для понимания того, что из себя представляет 3D-печать. Она расскажет о том, что это (технологии, процессы и материалы), ее историю, области применения и преимущества.

Введение — что такое 3D-печать?

В последнее время технологии очень сильно повлияли на историю человечества — возможно, сильнее, чем все остальные области человеческого бытия. Электрическая лампочка, паровой двигатель, позднее — машины и аэропланы, уже не говоря о компьютерной паутине под названием «Интернет», разросшейся по всей планете. Эти технологии во многих отношениях сделали нашу жизнь лучше, открыли новые перспективы и возможности. Однако, перед тем, как подрывной потенциал технологии по-настоящему себя проявит, должно пройти какое-то время. Иногда целые десятилетия. Широко распространено убеждение, что 3D-печать (или аддитивное производство) имеет все шансы стать одной из таких технологий. Ее освещают на телевизионных каналах, пишут о ней в популярных изданиях — и печатных, и сетевых. Некоторые заявляют даже, что 3D-печать положит конец традиционному производству (тому, каким мы его знаем), революционизирует процесс дизайна и повлияет на геополитические, экономические, социальные, демографические и экологические составляющие нашей повседневной жизни. Но так ли это?

Самый фундаментальный отличительный признак 3D-печати — в самом аддитивном производственном процессе. В нем заключена самая суть, т.к. 3D-печать — это совершенно ни на что не похожий метод, в основе которого лежит наслоение одних элементов на другие, аддитивно, слоями субмиллиметровых масштабов. Это радикально отличается от любых существующих ныне традиционных производственных техник.

Традиционное производство в настоящий момент имеет ряд ограничений — в его основе лежал человеческий труд, а этимологические корни французского слова «производство» и вовсе отсылают к понятию «сделано руками». Впрочем, промышленный мир меняется, и автоматизированные методы вроде механообработки, литья, гибки и прессования — это, все же (относительно) новые процессы, которые требуют участия машинных, компьютерных и роботизированных технологий.

Но, так или иначе, для создания либо самого продукта, либо инструмента для его создания (например, в прессовании и литье), все эти технологии требуют какой-то большой заготовки и последующего извлечения из этой заготовки лишнего материала. Это является серьезным ограничением, затрагивающим и производственный, и дизайнерский процессы.

Помимо лишних затрат на создание инструментов, есть и другие нежелательные ограничения — необходимость в разного рода креплениях, а также в сборке всех частей воедино. Кроме того, в субтрактивных техниках, например, при механической обработке около 90% изначальной заготовки может быть потрачено впустую. 3D-печать же — это, наоборот, процесс, при котором объекты создаются напрямую, добавлением материала слой за слоем (конкретный способ этого добавления зависит от технологии). Говоря проще, это как если бы вы создавали что-то из кирпичиков Lego, но не руками, а при помощи автоматического устройства.

3D-печать — это высокоэффективная технология, поощряющая и продвигающая инновации с беспрецедентной дизайнерской свободой, будучи при этом процессом, не требующим производственных инструментов, а также сокращающим издержки и время на производство продукта. Компоненты могут быть специально созданы таким образом, чтобы избегать ограничений по сборке конструкций с замысловатой геометрией и сложными функциями, тем самым экономя финансовые ресурсы, которые в противном случае пошли бы на обход этих ограничений. 3D-печать также становится энергосберегающей технологией, способной обеспечить экологическую эффективность с точки зрения самого производственного процесса — путем утилизации до 90% стандартного объема материалов, через увеличение срока эксплуатации продукта, благодаря более легким и прочным конструкциям.

В последние годы 3D-печать стала выходить за рамки промышленного прототипирования и производственного процесса, становясь более доступной для небольших компаний и даже отдельных людей. 3D-принтеры, будучи некогда привилегией огромных мультинациональных корпораций, которые благодаря своему размеру и экономической мощи могли позволить себе использование новой многообещающей технологии, стали более «приземленными» и подешевели — сейчас их могут позволить себе даже простые граждане, у которых есть лишние 1000 долларов или даже меньше.

Это открыло технологию более широкой аудитории, и поскольку коэффициент принятия 3D-печати растет по всем фронтам, в этой области появляется все больше новых систем, материалов, приложений, сервисов и инструментов