3D-принтер:3D-печать/Часть третья — Технология

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 третья — Технология

Отправной точкой для любой 3D-печатной техники является цифровая 3D-модель, которую можно создать при помощи различных 3D-редакторов — на промышленном уровне используется 3D CAD, а энтузиасты и потребители используют программы попроще или сканируют модели при помощи 3D-сканеров. После этого модель «разрезается» по слоям и конвертируется в файл, пригодный для чтения 3D-принтером. Далее 3D-принтер, «оглядываясь» на этот файл, подготавливает материал, а затем размещает его слой за слоем, тем самым создавая нужный объект. Впрочем, происходить это может по-разному, поскольку, как мы уже писали ранее, существует множество различных 3D-печатных техник, каждая из которых создает объект по-своему. 3D-принтеры уже свободно печатают такими материалами, как пластик, металл, керамика и даже песок — причем и для прототипирования, и для, собственно, производства. Кроме того, в данный момент ведутся исследования по созданию 3D-принтеров, способных печатать биологические материалы и различную еду. Впрочем, что касается 3D-принтеров начального уровня, то здесь перечень используемых материалов несколько ограничен. В настоящее время широко используется только пластик (как правило, ABS или PLA), но появляются и другие альтернативы — например, нейлон. Также растет число моделей начального уровня, адаптированных под пищевые продукты вроде сахара или шоколада.

Как это работает

Разные 3D-принтеры используют разные 3D-печатные техники, каждая из которых размещает исходный материал своим собственным образом. Причем важно понимать, что одним из основных ограничений 3D-печати (касаемо материалов и областей применения) является то, что нет какого-то единственного решения, которое подходило бы ко всем ситуациям. Например, некоторые 3D-принтеры работают с порошковыми материалами (нейлоном, пластиком, керамикой, металлом), которые подвергаются воздействию света/тепла и в результате слой за слоем спекаются/плавятся/варятся, в конце концов принимая необходимую форму. Другие работают с полимерами и, опять же, при помощи света/лазера скрепляют ультратонкие слои полимера друг с другом. Третьи выпрыскивают мелкие капли — этот процесс напоминает струйную 2D-печать, но использует более качественные материалы, а также специальное связующее вещество, скрепляющее слои. Но, пожалуй, самым распространенной и узнаваемой 3D-печатной технологией является наплавление, и неудивительно — она используется большинством 3D-принтеров начального уровня. Принцип работы такого 3D-принтера заключается в выдавливании нитеобразного пластика (как правило, PLA или ABS) через нагретый экструдер, тем самым формируя слои и создавая фигуру заданной формы.

3D-принтеры позволяют печатать напрямую, что дает возможность создавать очень детальные и сложные объекты, причем не требующие последующей сборки и обладающие функциональностью сразу после изготовления.

Впрочем, важно подчеркнуть, что на сегодняшний день не существует таких 3D-принтеров, где нужно было бы просто нажать на кнопку, а потом дождаться создания объекта — до, собственно, самой печати нужно проделать немало важных шагов. Серьезных навыков может потребовать как минимум самый первый этап, т.е. создание модели объекта в 3D-редакторе, однако подготовка файла и его конвертирование тоже могут «съесть» кучу времени — особенно для объектов, которым во время печати требуются разного рода поддерживающие опоры. Впрочем, ПО для создания моделей постоянно улучшается, благодаря чему эти задачи становятся все менее трудоемкими. Кроме того, после печати объекту еще может понадобиться финальная обработка. Например, если вы напечатали объект с опорами, то эти опоры нужно удалить, уже не говоря о шлифовке, лакировании, покраске и других типах отделки, которые требуют ручной работы, определенных навыков, а также времени и терпения.