3D друк відкриває для нас нові можливості створення речей, які раніше потребували складного виробничого процесу або були важкодоступними. Ця революційна технологія дозволяє перетворювати цифрові дизайни в тривимірні фізичні об’єкти.
У цій статті ви дізнаєтеся, як розпочати свою пригоду з 3D-друку та що можна надрукувати у затишку вашого власного дому. Ми розглянемо основні кроки, необхідні для початку, типи доступних принтерів та натхненні ідеї для домашніх проєктів.
Що таке 3D друк?
Друк 3D – це виробничий процес, під час якого матеріал наноситься шарами один на одного для створення тривимірного об’єкта. Це адитивний метод, що означає, що об’єкт будується з нуля. На відміну від віднімальних методів, де матеріал видаляється, наприклад, за допомогою різання або фрезерування.
3D принтери можуть використовувати різні матеріали, такі як пластик або метал, та різноманітні техніки. Всі вони дозволяють перетворити цифрові файли, які містять тривимірні дані, створені за допомогою програм для комп’ютерного проектування (CAD) або комп’ютерного виробництва (CAM), або за допомогою 3D сканера, в фізичні об’єкти.
Цей інноваційний процес відкриває нові можливості в різних галузях, від прототипування до виготовлення готових деталей та продуктів. З використанням 3D друку створення складних проектів, які було б важко або неможливо втілити за допомогою традиційних методів, стає більш доступним і вигідним з погляду витрат.
Хто винайшов 3D друк?
Перший 3D-принтер за технологією стереолітографії був створений Чарльзом В. Галлом у середині 1980-х років. Довгий час стереолітографія асоціювалася з дорогим комерційним обладнанням, де машини коштували п’ять чи навіть шість знаків. Проте, останні роки принесли значні зміни.
Професійні настільні стереолітографічні принтери з’явилися на ринку, і тепер вони коштують лише кілька тисяч доларів. Також почали з’являтися системи для споживачів, ціни на які починаються від менше ніж тисячі доларів. Це відкриває двері для широкого застосування цієї технології як у професійних застосуваннях, так і серед хобістів та вдома.
3D Друк – Як це працює?
Друк 3D працює на принципах, схожих до традиційних принтерів, але використовує різні технології. Найвідоміший метод – це моделювання зливання (FDM), також відоме як філаментна фабрикація (FFF).
У цьому техніці філаменту, виготовленого з акрилонітрил-бутадієн-стиролу (ABS), полілактиду (PLA) або інших термопластичних матеріалів, плавиться і наноситься шарами гарячим екструдером. Перші 3D-принтери, що доступні на ринку і були створені в середині 90-х років компанією Stratasys у співпраці з IBM, використовували технологію FDM. Схожі на більшість 3D-принтерів, призначених для споживачів, хобістів та шкіл.
Ще одна технологія, що використовується в 3D друку, – це стереолітографія. Тут УФ-лазер сяє в бак з УФ-чутливим фотополімером, малюючи об’єкт на його поверхні. Полімер затвердіє в областях, доторкнутих лазером, і промінь “друкує” об’єкт шар за шаром згідно інструкцій з файлу CAD або CAM.
Існує також метод друків 3D з використанням проектора цифрового світла (DLP), який передбачає викладання рідкого полімеру світлу від проектора DLP. Полімер затвердіває шар за шаром до побудови об’єкта, а залишок рідкого полімеру зливається.
Багатокольорова технологія струменевого друку – це система 3D-друку, схожа на струменеві принтери, яка розпилює кольоровий клеєподібний зв’язуючий розпилювач на послідовні шари порошку, де утворюється об’єкт. Це один із найшвидших методів і один із небагатьох, які дозволяють друкувати багатокольорово.
Які переваги має друкування в 3D?
3D друк дозволяє дизайнерам швидко перетворювати ідеї в тривимірні моделі або прототипи, відомі як “швидкий прототипування”. Це дозволяє швидко вносити зміни в проекти.
Виробники можуть виробляти товари під замовлення, а не великими партіями, що спрощує управління запасами та зменшує потребу у великому складському просторі. Люди в віддалених місцях можуть створювати предмети, до доступу яких вони інакше не мали б.
Друк 3D зекономить гроші та матеріали порівняно з традиційними методами, використовуючи менше сировини. Це зміщує виробництво в бік того, що споживачі можуть завантажувати файли для друку, навіть складних об’єктів, таких як електроніка, вдома.
Що можуть створити 3D-принтери?
Дизайнери використовують 3D-принтери для швидкого створення моделей продукту та прототипів, але їх все частіше використовують для виготовлення готових продуктів. Серед речей, що створені за допомогою 3D-принтерів, є дизайни взуття, меблі, віскові форми для виробництва прикрас, інструменти, стенди, подарункові вироби, гаджети та іграшки.
Автомобільна та авіаційна промисловість використовує 3D-принтери для виготовлення деталей. Художники можуть створювати скульптури, архітектори – моделі своїх проектів. Археологи використовують 3D-друку для відтворення моделей крихких артефактів, включаючи деякі античні речі, які були знищені в останні роки. Подібно до цього, палеонтологи та їх студенти можуть копіювати скелети динозаврів та інші викопні рештки.
Лікарі та медичні техніки можуть використовувати 3D-друкування для створення протезів, слухових апаратів, штучних зубів та кісткових трансплантатів. Їм також можна створити репліки моделей органів, пухлин та інших внутрішніх структур тіла на основі КТ-скану в підготовці до операції.
Хорошим прикладом є Проект Даніель, який використовує 3D друк для створення протезів рук та обох рук для жертв насильства в Судані. Також розробляються 3D принтери, які можуть наносити шари клітин для створення штучних органів, таких як нирки та кровоносні судини, які вже знаходяться на стадії дослідження та розробки. 3D друк також використовується в судовій медицині, наприклад, для відтворення кулі, що застрягла в тілі жертви.
Де купити 3D-принтер? І на що мені слід звернути увагу?
Більшість виробників 3D-принтерів продають свою продукцію безпосередньо через інтернет. Багато онлайн-магазинів пропонують ці пристрої, включаючи компанії, які діють виключно в онлайні, наприклад, Amazon, а також ті, які мають також фізичні магазини.
Тим не менш, варто перевірити наявність у конкретному магазині на їхніх веб-сайтах, оскільки не всі пункти можуть мати їх. У деяких великих містах також відкриваються спеціалізовані магазини з 3D-принтерами.
Які перспективи у друку 3D?
3D-принтери для домівок та невеликих бізнесів вже доступні на ринку. Хоча їх часто сприймають як екзотичні та досить дорогі пристрої. Однак можна очікувати, що в найближчі роки ця ситуація зміниться. 3D-принтери стануть більш поширеними в домівках. Ми знайдемо їх у майстернях, студіях, домашніх офісах, навіть на кухнях.
Вони можуть бути не присутні в кожній домогосподарстві, але для тих, хто має їх, вони стануть невід’ємними. До цього часу більшість предметів, створених за допомогою 3D-принтерів, мають однорідні внутрішності. Ми почнемо бачити все складніші створення, поєднуючи кілька матеріалів і композитів, а також можливість друку електроніки.
Сьогодні, якщо ви втратите кришку батарей для пульта телевізора, ви можете надрукувати запасну. У майбутньому, якщо ви втратите сам пульт, ви зможете надрукувати цілий новий.
Коротко – 3D Друк
3D друк безсумнівно відкриває перед нами нові горизонти можливостей у створенні об’єктів. Від простих гаджетів до складних компонентів і навіть штучної тканини.
Ця технологія, колись лише майбутня візія, стає все більш доступною і практичною як для професіоналів, так і для аматорів. З розвитком 3D-принтерів, їх доступністю та простотою використання, можна очікувати, що вони знайдуть своє місце не лише в промисловості та медицині, але й у наших будинках, пропонуючи безліч можливостей для персоналізації та інновацій.
Майбутнє друку 3D виглядає захоплююче, з обіцянкою подальшого зниження витрат на виробництво, поліпшення доступності та розширення асортименту друкованих матеріалів.
Те, що раніше здавалося можливим лише в дослідницьких лабораторіях або великих виробничих компаніях, тепер стає досяжним у затишку наших власних домівок. 3D-друкування змінює наше уявлення про виробництво, дизайн та ремонт, роблячи процес створення більш прямим і особистим.