Современные возможности трехмерной печати позволяют использовать широкий спектр расходных материалов. Сегодня создавать различные предметы на дешевом 3D-принтере можно не только из пластика, но и с применением теста, строительных смесей и «биочернил». Сравнительно недавно человечеству стала доступной возможность изготовления посредством трехмерной печати изделий из алюминия, золота, титана и т. д. Что же можно создать на 3D-принтере из металла?
На заметку покупателям
Многие предприятия машиностроения, выпускающие мелкосерийные и эксклюзивные автомобили, используют устройства трехмерной печати для изготовления уникальных деталей из стали. Получаемые на выходе изделия имеют преимущества в виде отсутствия сварных швов и внутренних напряжений, а также позволяют экономить сырье.
Довольно широкие возможности 3D-принтеры предоставляют ювелирам. Сегодня посредством трехмерной печати можно в сжатые сроки производить из драгоценных металлов изящные украшения, изготовление которых вручную потребовало бы массу времени и высокого мастерства.
10 КРУТЫХ ВЕЩЕЙ НА 3D ПРИНТЕРЕ BIQU THUNDER
Современные 3D-принтеры позволяют создавать точные копии бронзовых скульптур, цифровые модели которых получают при помощи специальных трехмерных сканеров. Аналогичным образом осуществляется изготовление малых архитектурных объектов из металла, установка которых требуется взамен изношенным элементам фасадов исторических объектов.
Широкое применение 3D-принтеры, способные печатать изделия из устойчивых к коррозии сплавов, получили в медицине. На сегодняшний день из титана и других металлов, не отторгаемых организмом, создаются протезы зубов, пластины для черепной коробки, а также импланты костей конечностей.
3D-принтеры, расходным материалом которых является сталь, также могут быть использованы для печати огнестрельного оружия. Сегодня законодательные органы многих стран вводят ограничение на использования подобного рода устройств частными лицами. 3D-принтеры, печатающие расплавленной алюминиевой стружкой, применяются в изготовлении корпусов для смартфонов лимитированных серий производства.
Источник: mygs.ru
Что нам стоит дом напечатать Самые полезные предметы, созданные на 3D-принтере
Современные объемные принтеры позволяют создавать не только игрушки и фигурки из компьютерных игр, но и серьезные предметы, от деталей космических аппаратов до человеческих тканей и органов.
Напечатал Кошелёк на 3D Принтере
Фото: ChinaFotoPress / ChinaFotoPress via Getty Images / Fotobank
Объемные принтеры могут создавать не только 10-сантиметровые игровые фигурки, но и весьма масштабные объекты. Например, элементы здания. Текущий рекорд — шестиэтажное здание. На фото коттедж, который был построен из напечатанных перерабатываемых материалов. Его особенность — изготовление на принтере как самой конструкции, так и внутренней отделки.
Современная медицина позволяет значительно уменьшить срок хождения с тяжелым гипсом, заменяя его на более поздних сроках накладками или пластиковыми бинтами. Однако, 3D-принтеры позволяют создавать ортезы индивидуально под руку пациента, как по форме, так и по цветовому оформлению.
Фото: Bas de Bruijn
Материал, которым способны печатать принтеры не ограничивается пластиком. С помощью добавок можно получить токопроводящие элементы, а значит создавать на принтерах антенны и даже целые микросхемы.
Фото: Kyodo / Reuters
Пластик способен на многое. После создания из этого материала пистолета Libertator, стало понятно, что современные материалы дают в руки простых пользователей смертоносное оружие. Если создатель Libertator не попал под суд, то Йошимото Имура (Yoshimoto Imura) был арестован в Йокогаме за нелегальное изготовление двух пистолетов на 3D-принтере.
Фото: Solid Concepts / REX
Американская компания Solid Concepts заявила о создании металлического пистолета из деталей, произведенных на 3D-принтере. Применение лазерного спекания металлических порошков позволяло печатать изделия из этого материала и ранее. Однако, в оружии детали подвергаются высоким нагрузкам при выстреле, что показывает высокую прочность получающейся конструкции.
Фото: Andy Hardin / MSFC / NASA
Если можно изготавливать прочные металлические детали на принтере, то почему бы не применить их в космосе? Место для хранения запасных деталей на орбитальной станции ограничено. А недостающий запасной элемент придется привозить с Земли. NASA планирует печатать небольшие детали для космических кораблей и спутников прямо на орбите. Пока эта работа носит экспериментальный характер.
Steve Marcus / Reuters
Принтеры, печатающие красивые пирожные, могут оказаться не таким уж баловством. На орбите астронавтам приходится обходиться весьма скромным ассортиментом, а устройства объемной печати смогут создавать разнообразные блюда из небольшого числа исходных ингредиентов.
Фото: Marie Arago / Reuters
3D-принтеры оказались удобными для создания протезов. С помощью ПО, разработанного британским инженером в Калифорнии, теперь можно напечатать и саму конструкцию, и подгрузить управляющую программу. На фото применение протеза в одном из госпиталей на Гаити.
Хватит гнуть спину
Фото: Jason Lee / Reuters
Китайский медик Лю Жонджун (Liu Zhongjun) напечатал на 3D-принтере искуственный позвонок для больного раком костей.
Фото: ChinaFotoPress / Getty Images / Fotobank
После черепно-мозговых травм иногда возникает необходимость в воссоздании черепа. Принтеры позволяют сделать конструкцию, повторяющую естественную форму черепа. В качестве материалов может использоваться как пластик, так и соединения с использованием титана.
Фото: Chris Ratcliffe / Bloomberg / Getty Images / Fotobank
С помощью современных 3D-принтеров уже научились заменять хрящевую ткань, которую покрывают материалами, не вызывающими отторжение организмом. Получаются носы, уши и даже челюсти.
Бельгийская компания Materialise создала модель головы, компоненты которой зацепляются друг за друга. Все детали конструкции были сделаны на 3D-принтере без дальнейшей доработки. Такой подход в будущем может использоваться при протезировании.
Фото: Regis Duvignau / Reuters
В течение десятка лет может быть решена проблема с донорством органов. Несколько компаний, среди которых российская 3D Bioprinting Solutions, разрабатывают объемные принтеры для печати органов. Уже в этом году планируется напечатать щитовидную железу, а через несколько лет еще и печень. Задача-максимум — научиться создавать все органы, но чем больше в них входит разнообразных типов клеток, тем сложнее их воспроизвести. Проблема отторжения органов будет решена за счет использования нейтральных биологических материалов и собственных клеток пациента.
Фото: Kevin Lamarque / Reuters
Автомобили с напечатанными элементами позволяют быстро создать и отладить прототип. А также быстро сделать детали для единичных моделей, например, исторических копий. На фото президенту США Бараку Обаме показывают Shelby Cobra 3D — напечатанную копию известного спортивного автомобиля 60-х.
Источник: lenta.ru
Советы по 3D-печати миниатюр
Хоббийная 3D-печать — популярное применение 3D-принтеров, зачастую подразумевающее изготовление небольших игрушек, сувениров и арт-объектов с высокой детализацией. Задача непростая, и в этой статье мы поделимся советами по 3D-печати миниатюр.
Широко распространено мнение, что для 3D-печати сложных моделей, в том числе детализированных миниатюр, лучше всего подходят стереолитографические 3D-принтеры, то есть системы, печатающие фотополимерными смолами. В принципе, это утверждение верно: FDM/FFF 3D-принтеры, печатающие филаментами, как правило укладывают слои толщиной от 0,05 мм, и даже такая толщина может вызывать трудности. Фотополимерные системы, с другой стороны, способны выращивать модели слоями 0,025 мм и даже тоньше, что положительно сказывается и на гладкости поверхностей, и на детализации. Тем не менее, при должных настройках и режимах отличные результаты можно получить и на FDM/FFF 3D-принтерах, к тому же пластики для 3D-печати в форме филаментов в среднем стоят дешевле, чем фотополимерные смолы. Ниже разберемся с основными факторами, влияющими на качество 3D-печати, особенно при работе с миниатюрными моделями.
Выбор материала
Самый популярный пластик для 3D-печати миниатюр — полилактид или ПЛА (REC PLA). Этот полимер нетоксичен, обладает хорошей текучестью и низкой термоусадкой, а потому очень прост в работе. В то же время стоит иметь в виду, что у полилактида низкая температура размягчения, всего порядка 50°С, так что оставлять модели из этого полимера на солнце не стоит.
Как вариант, можно попробовать полиэтилентерефталатгликоль или ПЭТГ (REC Relax). Он более термостоек, чем ПЛА, тоже нетоксичен и обладает низкой термоусадкой, а заодно и отличной ударной стойкостью. Этот материал любит «сопливить»: нередко при холостом перемещении головки модель окутывается тонкими нитями, напоминающими паутину, но эта проблема решается точной настройкой ретракта. В крайнем случае паутина легко удаляется по завершении 3D-печати.
Еще один популярный материал — акрилонитрилбутадиенстирол или АБС (REC ABS). Тут стоит иметь в виду, что АБС имеет репутацию капризного материала из-за высокой усадки, однако наиболее сильно усадка проявляется при 3D-печати больших изделий, так что с миниатюрами особых проблем быть не должно. По возможности используйте 3D-принтер с закрытой камерой и не забывайте про бримы (подробнее о бримах в следующей части). АБС хорош прочностью, так что хорошо подходит для функциональных миниатюр, например моделей автомобилей.
Адгезия
Модели с небольшими отпечатками, например фигурки людей, могут оторваться от столика в процессе 3D-печати. Проще всего эта проблема решается с помощью так называемых «бримов» (brim — это поля, как у шляп) — вспомогательных структур в виде тонких слоев, соединенных с основанием модели и увеличивающих площадь контакта со столиком.
Проблема в том, что после завершения печати бримы придется удалять вручную, как правило с помощью острого лезвия, а это дополнительный труд и отходы. С другой стороны, обрезать бримы не так уж и трудно, да и отходов будет ненамного больше, а главное — модель будет крепко «стоять на ногах».
Обратите внимание, что помимо бримов слайсеры предлагают и другую опцию, называемую рафтами (raft — это плотик). Разница в том, что при использовании рафтов модель печатается поверх вспомогательных слоев, а бримы как бы разрастаются в стороны от основания. Другими словами, бримы проще удалить, чем рафты — их можно просто обрезать по краям модели. Рафты в основном применяются при 3D-печати относительно крупных изделий с высокой термоусадкой, так что при работе с миниатюрами удобнее и экономичнее использовать бримы.
Опорные структуры
«Опоры» или «поддержки» — это необходимое зло. Как и бримы, они повышают расход материала и время на постобработку, а заодно могут и повлиять на качество поверхностей при неудачном отделении после 3D-печати, но зачастую без них просто не обойтись. Тем не менее объем необходимых опор во многих случаях можно изменить правильной ориентацией модели на столике. Главное правило: поддержки нужны тогда, когда угол наклона поверхности превышает 45°.
Например, если мы печатаем стоящую прямо фигурку человека, как на иллюстрации выше, с ногами и туловищем проблем не будет, а вот вытянутой вперед руке уже потребуются опоры, так как 3D-принтеры не умеют печатать по воздуху. Однако, если фигурку наклонить на сорок пять градусов, опоры потребуются только в основании, где расход материала будет меньше, а дефекты от постобработки будут не так заметны. Перед тем как запускать 3D-печать попробуйте несколько раз сгенерировать поддержки в слайсере, меняя положение модели, и найдите оптимальный вариант.
Пример 3D-печати с использованием растворимого опорного материала
Как вариант, можно использовать растворимые поддержки, но для этого потребуется 3D-принтер с двумя экструдерами. Самый простой вариант — использовать комбинацию ПЛА и ПВС (REC PVA). ПВС — это поливиниловый спирт, вариант водорастворимого полимера.
При использовании ПВС опоры не придется удалять вручную: модель можно просто выдержать в теплой воде, периодически помешивая образующийся раствор, а затем смыть остатки поливинилового спирта проточной водой. ПВС достаточно дорог, однако опытные операторы экономят, используя этот материал для печати растворимых прослоек между опорами и моделью (см. иллюстрацию ниже). Преимущества же в том, что такой метод позволяет печатать очень тонкие, хрупкие элементы, не боясь повреждений при постобработке, а также позволяет обходиться без поверхностных следов от удаленных опор.
Подробно об опорных структурах рассказывается в статье по этой ссылке.
Диаметр сопла
Казалось бы, чтобы повысить детализацию достаточно печатать как можно более тонкими слоями. Это верно, но все не так просто. Дело в том, что слишком тонкие слои могут не пропечататься, да и диаметр сопла тоже необходимо подбирать, исходя из толщины слоя.
В идеале соотношение между толщиной слоя и диаметром сопла должно быть 1:3 или как можно ближе к этому значению. В FDM 3D-принтерах обычно используются сопла диаметром от 0,25 до 1 мм, и если мы работаем с детализированными миниатюрами, логично выбрать сопло самого малого диаметра — 0,25 мм или даже меньше. С такими соплами можно попробовать печатать слои толщиной пятьдесят микрон, но лучше все-таки остановиться на толщине в сто микрометров и использовать сопло диаметром 0,4 мм, так как это поможет снизить риск забивания фильеры и порчи модели. Также необходимо помнить, что чем тоньше слои, тем больше времени займет 3D-печать.
Скорость
Скорость укладки не менее важна, чем толщина слоев и диаметр сопла, причем все эти параметры зависят друг от друга и используемого материала. Как правило, миниатюры следует печатать на минимальной скорости, так как это помогает избегать проблем с недостаточной экструзией и дефектами, вызываемыми вибрациями при резком перемещении головки. С другой стороны, укладка не должна быть слишком медленной, иначе слои могут не схватиться друг с другом, и тогда пострадает прочность.
При использовании сопла диаметром 0,4 мм и укладке слоев толщиной 0,05-0,1 мм начните со скорости в 30 мм/с и не забудьте настроить обдув, а затем меняйте значения в зависимости от полученных результатов. Необходимость обдува обуславливается выбором филамента для 3D-печати и скоростью укладки: за редким исключением при медленной укладке обдув не требуется вообще, но при работе, например, с медленно остывающим полилактидом или 3D-печати очень маленьких изделий может быть разумно включить обдув, чтобы слои держали форму и не растекались под весом укладываемого сверху материала.
Заполнение
Если речь идет о декоративных изделиях, прочность не играет ключевой роли, а значит можно сэкономить на времени и материале, снизив процент заполнения. В большинстве случаев хватит двадцати процентов, но не забудьте добавить хотя бы три периметра стенок, чтобы у модели была прочная оболочка. Подробно о вариантах заполнения рассказывается в этом материале.
Примеры разных видов наполнения
Ну и напоследок, перед 3D-печатью не забудьте почистить сопло и откалибровать столик: основная масса неудач проистекает либо из пробок, либо неправильной юстировки платформы и начальной дистанции между столиком и соплом. Руководство по устранению наиболее часто возникающих проблем можно найти по этой ссылке.
Источник: rec3d.ru