Технологии объемной печати

Струйная трехмерная печать (3DP)

3D Today3D-Wiki

Струйная трехмерная печать (3DP) – один из старейших методов аддитивного производства. Эта технология была разработана в Массачусетском технологическом институте (MIT) в 1993 году. Технология получила коммерческое распространение в 1995 году с помощью компании Z Corporation, приобретенной корпорацией 3D Systems в 2012 году. Как и другие технологии аддитивного производства, струйная трехмерная печать подразумевает послойное построение физических объектов на основе цифровой трехмерной модели. В качестве расходных материалов используются всевозможные порошки, наносимые последовательными тонкими слоями. Контуры модели вычерчиваются печатной головкой, наносящей связующий материал. Таким образом, частицы каждого нового слоя склеиваются между собой и с предыдущими слоями до образования готовой трехмерной модели. 3DP принтер ExOne M-Flex, печатающий пластиками, песчаными смесями и металлическими порошками Оригинальные устройства использовали в качестве расходного материала гипс, что обуславливает обиходное название технологии – «гипсовая трехмерная печать». Печатные головки экструдировали воду, склеивающую материал. Со временем технология прогрессировала и теперь включает возможность добавки различных агентов: красителей, уплотнителей и пр. В настоящее время помимо гипса используются самые разные материалы, включая пластики, песчаные смеси и даже металлы. Технология способна создавать трехмерные модели из любого порошкового материала, а добавление красителей в связующий материал позволяет осуществлять цветную печать. Практичность же моделей зависит от последующей обработки. Например, изделия созданные из металлического порошка будут обладать видом, схожим с необработанными металлическими изделиями. С другой стороны, их прочность будет напрямую зависеть от связующего материала и, как правило, будет невысока. Для улучшения механических свойств можно прибегнуть к обжигу с помощью гончарных печей. Во избежание деформации моделей обжиг, как правило, подразумевает не спекание, а выплавку изначального связующего материала с пропиткой более твердой субстанцией. Например, возможна выплавка или выжигание связующих пластиков с одновременной пропиткой стальной модели медью или бронзой. Готовые изделия будут обладать высокой долговечностью, но их механические характеристики все равно не будут достаточными для применения в качестве функциональных прототипов деталей механизмов. Как правило, модели, изготовленные по технологии 3DP, используются в качестве сувениров, украшений или макетов – любых моделей высокой геометрической сложности, не подверженных высоким механическим нагрузкам. Наряду с высокой универсальностью в плане используемых материалов, метод 3DP отличается отсутствием необходимости печати опорных структур. Такие популярные методы, как FDM или SLA требуют постройки дополнительных элементов, называемых «опорами» или «поддержками» для стабилизации навесных элементов печатаемых моделей. В противном случае существует реальная возможность провисания слоев и деформации моделей, а в крайних случаях печать вообще невозможна ввиду отсутствия необходимой опорной поверхности. В случае с 3DP необходимость создания опорных структур отпадает, так как каждый слой порошка служит естественной опорой для следующего слоя. Стоить отметить и экономичность технологии: остаточный порошок может быть собран из рабочей камеры по завершении печати и использован в следующем производственном цикле. Технология 3DP пользуется широкой популярностью и применяется в самых различных отраслях, зачастую теряя свое оригинальное обозначение. Так, в сфере биопечати используется вариант технологии, известный как «капельная/струйная печать» или DOD (Drop on Demand). Этот метод применяется для послойного нанесения живых клеток с целью построения органических тканей. Одним из наиболее ярких методов применения 3DP стало создание кондитерских принтеров ChefJet, строящих трехмерные съедобные модели из сахаросодержащих продуктов, склеивая частицы материала водой, наподобие оригинальных «гипсовых» принтеров. Перейти на главную страницу Энциклопедии 3D-печати

3dtoday.ru

Струйная трехмерная печать (3DP) – 3dprofy

3DP расшифровывается как Three-Dimensional Printing, и переводиться как трехмерная печать.Данная технология является одной из разновидностей систем аддитивного построения изделия по его CAD-модели и отличается от многочисленных схожих схем тем, что процесс осуществляется по принципу обычного принтера – через сопла печатающих головок.Таким образом, струйная трехмерная печать представляет собой естественное продолжение развития технологий обычной 2D-печати. На сегодняшний день она достигла достаточно хороших результатов, например, таких как цветная печать.

Изделия, напечатанные на цветном 3D принтере Z Corp’s Spectrum Z510

История появления и развития 3DP

Впервые идею реализации оборудования, использующего эту схему печати, предложили два студента Массачусетского технологического института Тим Андерсон и Джим Бредт в 1993 году. Именно благодаря им термин 3D-печать распространился по всему миру. И это вполне справедливо, ведь первая модель устройства представляла собой модификацию обычного 2D-принтера. Он использовал вместо чернил специальный клеящий состав, который слой за слоем наносил на поверхность связываемого вещества границы будущего трехмерного изделия.

В 1995 году Тим и Джим организовали фирму Z Corporation, которая и вывела на рынок данную технологию, усовершенствовав ее до такой степени, что в 2012 году ее пожелала вместе с фирмой приобрести корпорация 3D systems. Под ее брендом бывшие модели Z Corporation сегодня продаются по всему миру.

Одним из направлений компании ExOne (США) является выпуск 3D-принтеров, которые используют эту же технологию. Эта фирма была основана в 2005 году как дочерняя организация корпорации Extrude Hone Corporation. Используя патенты, полученные Андерсоном и Бедтом, они наладили выпуск линейки принтеров, которые сегодня печатают даже металлические изделия.

Технология струйной трехмерной печати

Сегодня специалисты насчитывают более тридцати технологий 3D-печати, которые в том или ином аспекте дублируют друг друга, хотя каждая имеет свои особенности. Американское общество по испытанию материалов (ASTM International) разделило технологии струйной трехмерной печати на две категории:

Material jetting – разбрызгивание материала.
Binder jetting – разбрызгивание связующего.

В первом случае через сопла подается непосредственно сам строительный материал, который после нанесения отвердевает. Во втором – на тонкий слой гипсового, полимерного или металлического порошка разбрызгивается клеящее вещество. Технология 3DP в своем изначальном виде представляла именно второй способ.

Если рассмотреть ее подробнее, то печать происходит следующим способом:

Камера построения 3D-принтера состоит из двух частей: в первой находится материал, из которого будет «выращваться» модель, во второй – происходит сам процесс, а именно:

Для начала в компьютер, подсоединенный посредством Ethernet–кабеля к принтеру, загружается CAD-модель, которая «нарезается» на слои, толщиной около 0,1 мм.
Далее, на специальную платформу роликом наносится слой тонкий слой порошкообразного материала (гипс, полимеры, песок, металл).
С помощью печатающей головки происходит распыление связующего вещества (клей, вода, специальная смесь) по координатам границ первого слоя, полученным с компьютера.
После этого платформа с моделью опускается на толщину слоя вниз, а камера со строительным веществом на такое же расстояние вверх.
Далее, ролик раскатывает следующий слой и процесс повторяется.
После окончания 3D-печати изделие извлекают из слоя порошка и тщательно очищают от его остатков.

При изготовлении моделей из металлического порошка добавляется процесс обжига в специальной печи. Рассмотрим подробнее этот процесс.

На рисунке выше изображены 4 стадии его стадии:

Вначале по вышеописанной схеме формируется, так называема, «зеленая модель» из матричного порошка и связующего вещества (1,2).
Далее, изделие помещают в печь, наполненной защитным газом, обычно азотом.
При повышении температуры до 1000-1100 градусов связующее вещество удаляется, а свободное место вокруг частичек порошка пропитывает бронза (или другой металл) предварительно помещенный рядом с «зеленой» моделью. Этот процесс называется инфильтрация.

Используемые материалы для 3DP печати и их стоимость

При 3D-печати традиционно использовался гипс, а роль связующего вещества в этом случае играла вода. Однако технологии шагнули вперед и как ясно из предыдущего раздела теперь также используют металлы (бронза, медь), песчаные и полимерные смеси. В связующее вещество подмешиваются красители благодаря чему на таком 3D-принтере становится возможным осуществлять цветную печать.

Стоимость простейших порошков составляет в среднем 600-700 евро за ведро 10 кг (8200 см куб.), цена связующего вещества около 660 евро за 3,8 л.

Характеристики готовых изделий и их применение

Модели, изготовленные из гипса и полимеров, обладают не слишком высокой прочностью для того, чтобы использовать их в производственном цикле, как пресс-форму, однако, вполне подойдет для быстрой визуализации прототипов различных деталей и изделий. Также она может применяться в различных архитектурных и проектных работах или при изготовлении сувениров.

Изделия с использованием металлов обладают лучшими свойствами, однако, их прочность все еще остается на среднем уровне: прочность на растяжение 610 МПа, твердость HRC =10-20. Такие характеристики вполне подойдут для изготовления пресс-форм для литья пластмасс, которые могут выдержать от 200 до 500 тыс. производственных циклов. Также их используют для изготовления деталей, которые работают в условиях трения – валы, втулки, зубчатые передачи и т. д.

Недостатки

Изделия на гипсовой основе довольно хрупкие и могут использоваться только в узкой сфере деятельности. В качестве пресс-формы могут быть использованы только один раз, после чего разрушаются.
При работе с гипсовыми порошками возникает много пыли, поэтому нужна хорошая вытяжка.

Преимущества

Высокая скорость построения деталей – около 6 мм по высоте в час, при размере рабочей зоны 780 х 400 мм это составит 1780 см куб., что на порядок превосходи лазерные технологии быстрого прототипирования.
Сравнительно небольшая стоимость расходных материалов.

Компания ExOne предлагает следующие модели 3D-принтеров:

Модель принтера M-Flex от компании ExOne.

Итоги

Принтеры, использующие технологию струйной трехмерной печати это одно из возможных решений по реализации задачи быстрого прототипирования. Следует отметить, что несмотря на некоторые недостатки она все же нашла сегодня место на рынке и продолжает активно развиваться наряду с множеством своих конкурентов.

3dprofy.ru

Технология 3D-печати в промышленности - Мanufactory-Industry-Design

Аддитивное производство за последние 7 лет получило невероятный толчок развития. Возможность создавать изделия сложных геометрических конфигураций открыло перед трехмерной печатью дорогу в промышленные и научные сферы. Модели, построенные по цифровым аналогам, не уступают по качеству традиционным деталям. Стоит ли утверждать, что за такой инновационной технологией стоит будущее? Попробуем проанализировать все факты и разобраться о перспективах технологии 3D-печати.

В этой статье будет рассказано о том, где и как применяется 3D-печать в промышленной сфере. Сумеет ли она заменить традиционные механические способы обработки или останется полем для тестирования? Прочитайте статью до конца и получите ответы на эти вопросы.

Какие принципы лежат в основе работы 3D-притнера?

Работа промышленного 3D-принтера строится на обработке трехмерных графических файлов с геометрическими параметрами будущего объекта. Создаются они инженерами вручную на компьютере или путем сканирования реальных прототипов.

Устройство обрабатывает данные с файлов и формирует структуру из слоев жидкого, порошкообразного или листового материала. Будущая деталь образуется последовательным соединением слоев через поперечные сечения. Каждый микрон поверхности соответствует виртуальным параметрам графической модели и сплавляется воедино в цельную модель готовой формы.

В каких отраслях применяется трехмерное производство?

Технология 3D-печати стала противоположностью привычным фрезеровальным и режущим станкам. В стандартном производстве детали формируется путем удаления лишних слоев. В 3D-принтерах ситуация строится противоположным способом. Здесь отсутствуют отходы материалов и достигается максимальная точность изготовления. Именно это позволяет коммерческим предприятиям и заводам обращать все большее внимание на экономически выгодную технологию производства.

Трехмерная печать успешно закрепились в 5 отраслях:

строительной;
автомобильной;
аэрокосмической;
медицинской;
военной.

Связанно это с тем, что методика позволяет создавать геометрические формы неограниченной сложности. Таких результатов невозможно достичь с ограниченностью стандартного производственного оборудования. Перед инженерами и конструкторами открываются новые возможности и перспективы развития революционных технологий. Но какие материалы получается обрабатывать?

Из каких материалов делаются изделия на 3D-принтерах?

К 2017 году для аддитивного производства в промышленной сфере доступно больше 10 методов. Отличаются они технологией формирования слоев и обрабатываемых материалов. Каждый отдельный способ открывает возможности создания моделей из термопластиков или даже титановых сплавов.

Рассмотрим детально 5 основных методик:

Моделирование методом послойного наплавления. Экструзионная методика позволяет использовать для работы термопластики, включая полилактиды.
Моделирование форм методом электронно-лучевой плавки. Проволочный и порошковый методы дают возможность создавать изделия из большинства стандартных сплавов металла.
Прямое лазерное спекание металлов. Технология порошкового метода позволяет создавать титановые сплавы, которые отличаются высочайшей прочностью и свойствами
Выборочная лазерная плавка. Кроме титановых изделий можно создавать объекты из сплавов кобальт-хрома, нержавеющей стали и алюминия. Изделия отличаются высокой плотностью и не уступают механически обработанным аналогам.
Выборочное лазерное спекание. Методика вместе с металлами позволяет изготавливать модели из полистирола, армированного стекловолокна, полиамидов и армированного углеволокна.

С 3D-технологией промышленное производство получило возможности значительно ускорить рабочие процессы, а затраты на реализацию готового изделия снизить в разы.

Перспективы и инновационные разработки на 3D-принтерах

Современные гиганты промышленной индустрии давно взяли себе на вооружение технологию 3D-печати. Если останавливаться подробнее, то стоит отметить достижения отдельных компаний.

В 2015 году General Electric успешно запустило производство сопел для ракетных двигателей. Крупногабаритные принтеры выпускают инновационную продукцию для двигателей нового поколения из композитного углеродного волокна и композитов с керамической матрицей (CMC). Этапы тестирований уже доказали, что полученные сопла в 5 раз прочнее предшественников. Достигается это за счет того, что конструкция имеет цельную монолитную форму. Больше не требуется собирать детали из 30 отдельных частей и постоянно добавлять сварные швы и припои.

Британская компания Rolls-Royce использует 3D-технологию для создания авиадвигателей, наравне с другими авиастроителями. С помощью инновационных методик запущен процесс создания отдельных элементов и деталей для двигателей. Руководители проектов видят перспективы и говорят о возможностях экспериментировать с параметрами изготавливаемых конструкций. Принтеры позволяют легко изменить геометрические параметры деталей, не меняя при этом всю производственную линию.

Аналогичным образом используют аддитивные технологии трехмерной печати компании NASA и AirBus. Если последняя использует принтеры для изготовления авиационных деталей, то космический гигант нацелен на покорение космоса. В 2016 году был запущен проект Sinterhab, который позволит «печатать» базы прямо на поверхности луны. В качестве строительного материала будет использоваться лунный реголит, из которого будут создавать цельные строительные блоки. NASA также рассматривает перспективы автономной печати ремонтных частей и деталей прямо с орбиты корабля. В будущем на этом планируется сэкономить миллиарды вместо затратных транспортировок грузовых шатлов.

Будущее уже наступило. Применение 3D-принтеров в коммерческой сфере

Самое главное – технология трехмерной печати уже доступна обычным коммерческим предприятиям. Если раньше позволить себе крупногабаритный 3D-принтер могли только крупные компании, то сейчас стоимость оборудования доступна и обычным фабрикам. Средняя цена промышленного принтера находится в диапазоне от 5000 до 15000$.

На рынке промышленного оборудования в свободном доступе уже представлены свыше 100 моделей. Основные отличия заключаются в размерах печатных изделий, материалах для изготовления, скорости создания и технологии нанесения слоев.

3D-принтеры BetAbram и WinSun. Используются в строительных компаниях для создания настоящих полноразмерных домов. Проекты пользуются большой популярностью в Европе и Америке. Он создает отдельные элементы для каркасных домов со сложной архитектурной формой.
3D-принтер Concept Laser X-Line 2000R. Позволяет плавить металл и создавать из него промышленные компоненты для деталей машиностроения. Полученные изделия ничем не отличаются по свойствам от деталей, сделанных на обычных станках. При этом скорость производства увеличивается на 35%.
3D-принтер Stratasys Rortus 900mc. С его помощью компании создают сверхточные детали, инструменты и прототипы для других заводов. Методика позволяет изготавливать сверхточные шаблоны для литейного производства, запчасти и прототипы многих устройств.

Если обобщить информацию, то появляется смелый вывод. 3D-печать нашла активное применение в промышленности. Технология была доступна еще 30 лет назад, но высокая себестоимость не позволяла предприятиям в полной мере использовать возможности аддитивных разработок. Результаты 2017 года говорят о том, что промышленная 3D-печать не остановиться на достигнутом, а станет революционным методом в решении сложных инженерных задач.

www.tehnohacker.ru

3d-печать (аддитивное производство)

3D-печать, как технология, представляет из себя процесс создания твёрдых трёхмерных объектов практически любой формы на основе цифровой компьютерной модели.

3D-печать достигается посредством так называемых аддитивных процессов, во время которых каждый слой материала кладётся в разной форме. Это отличает её от традиционных техник механической обработки, большинство которых основано на удалении материала путём его обрезания или сверления (субтрактивные процессы).[1]

3d-печать (трехмерная печать), также (преимущественно в англоязычных источниках) известная, как аддитивное производство (additive manufacturing (AM) – комплекс технологических решений и специализированного оборудования, позволяющие создавать трехмерные объекты по заданным моделям из специализированных расходных материалов (в основном на полимерной основе).

3D-печать, зародившаяся во второй трети минувшего века, получила свое активное развитие лишь в середине нулевых годов века нынешнего. На сегодняшний день можно констатировать, что 3D-печать уже сформировалась как отдельная индустрия, которая включает в себя не только разработку технологических решений, а также разработку, изготовление и серийное производство расходных материалов и специализированного оборудования (принтеры и сканеры), но также включает в себя и зарождающуюся сферу бизнеса, ориентированного на оказание услуг и выполнение работ непосредственно при помощи технологий объемной печати.

В ряде СМИ и мировом бизнес-сообществе, характеризуя перспективность данной индустрии, 3D-печать именуют, как “интернет в 95 году”, указывая тем самым на ожидаемый и бурный рост индустрии 3д-печати в обозримом будущем.

История развития объемной печати

История 3Д-печати насчитывает уже несколько десятилетий, однако основной технологический всплеск пришелся лишь на последние 10 лет.

Разработка целевых технологических решений и специализированного оборудования, оснастки и материалов в области объемной печати начались еще в конце 70-х годов прошлого века. При этом, первые образцы оборудования и материалов для 3D-печати появились уже в 80-х годах.

В 1981 году Хидео Кодама, сотрудник Муниципального промышленного исследовательского института в Нагое (Япония) изобрел два новых метода изготовления трехмерных моделей из пластика и реактопластов, выступавших в качестве отвердителя.

16 июля 1984 года французские ученые Ален Ле Меают, Оливье Де Витте и Жан Клод Андре подали заявку на регистрацию патента на процесс стереолитографии. К сожалению, данный патент вскоре был приостановлен компаниями General Electric Company (теперь Alcatel-Alsthom) и CILAS (The Laser Consortium) по причине, что интересно: “из-за отсутствия деловой перспективы”.

Примечательно, что всего 3 недели спустя на другом берегу Атлантики Чак Халл (компании 3D System Corporation) подал свой собственный патент на систему стереолитографической обработки, в которой слои добавлялись путем отверждения фотополимеров при помощи ультрафиолетовых световых лазеров. Халл обозначил этот процесс как “систему для создания трехмерных объектов путем формирования у них структуры поперечного сечения”.

Фактически, вкладом Чака Халла в мировую индустрию объемной печати является создание формата файлов STL (используются в стереолитографии), разработка элементов программного обеспечения 3D-печати и ряда ключевых элементов технологических решений в вопросе использования материалов.

Первые образцы оборудования были крайне громоздкими, а сам процесс 3д-печати оставлял очень много вопросов к скорости работы и качеству прототипирования. Изменить эту ситуацию решил Скотт Крамп, который в 1988 году разработал технологию и 30 октября 1989 года подал заявку на патент изобретения, обозначенного как: аппарат для создания трехмерных объектов методом послойного наплавления.[2]

Тут следует упомянуть еще один интересный факт о 3D-печати: свой путь в области данной технологии, ныне весьма состоятельный человек и признанный эксперт индустрии объемной печати и аддитивных технологий, Крамп начал с того, что решил использовать горячий клеевой пистолет, чтобы сделать маленького лягушонка в качестве игрушки для собственной дочери.

Технология, которую разработал Крамп получила название «моделирование методом наплавления (FDM)» и на сегодняшний день является самой используемой технологией 3D-печати. Сам разработчик приступил к ее промышленному освоению в том же 89 году, учредив для этих целей (вместе с супругой) одного из нынешних лидеров индустрии – компанию Stratasys. Свой первый 3д-принтер (3D Modeler) компания продала в 1992 году.

Сам термин 3Д-печать (3d– printing) впервые появился в 1993 году и (первоначально) относился к технологии нанесения порошкового слоя с использованием стандартных и струйных печатающих головок, разработанных в Массачусетском технологическом институте (MIT).

К 1993 году относится и еще одно, весьма важное для индустрии объемной печати, событие – в этом году была основана и начала свою работу компания Solidscape, представившая на рынок высокоточное оборудование 3D-печати, работающее по технологии “точка к точке” (“dot-on-dot”).

Технологии аддитивного производства, предназначенные для спекания или плавки материалов (например, селективное лазерное спекание, прямое металлическое лазерное спекание и селективное лазерное спекание) в 80-х и 90-х года прошлого века были известны под своими собственными названиями. В то время вся металлообработка осуществлялась методами, ныне именуемыми, как «неаддитивные» (литье, штамповка, механическая обработка). Не глядя на то, что для этих методов характерна глубокая автоматизация технологических процессов (например, станки с ЧПУ) идея движущейся рабочей головки, перемещающейся в трехмерном пространстве и преобразующей рабочее сырье и (или) материал в заданную форму, в металлообработке применялась лишь в процессах, удаляющих «лишнее» (например, фрезерование). Учитывая это обстоятельство, классификация данных методов в качестве аддитивного производства, оспаривается разработчиками технологических решений, основанных на добавлении материалов. Так, к середине 90-х годов в Университете Стэнфорда и Университете Карнеги-Меллоун были разработаны новые методы осаждения материалов: микрокастинг и распыление материалов. Со временем свое развитие получили не только технологии обработки, но и сами материалы, используемые в 3д-печати. Это позволило существенно продвинуть индустрии и расширить возможную геометрию получаемых объектов.

Знаменательной датой в мировой истории 3д-печати является 29 мая 2008 года. В этот день появился первый 3D-принтер, способный частично распечатать сам себя. Машина, получившая название Darwin, была разработана в рамках проекта RepRap (сокращение от Replicating Rapid Prototyper – самовоспроизводящийся механизм для быстрого изготовления прототипов) , основанного Эдрианом Боуэром из университета Бата (Bath University). Проект был впервые анонсирован за 3 года до этого в виде идеи, предполагавшей создание 3d-принтера, способного воспроизводить самого себя. При этом, ключевым принципом проекта явилось то условие, что вся техническая документация по оборудованию и программное обеспечение для 3D-печати должны находиться в свободном доступе.[2]

Крайне важное событие для общемировой индустрии аддитивных технологий свершилось в 2010 году – когда окончательно истекли сроки действия патентов уже упомянутых компаний-первопроходцев 3D System и Stratasys. Это обстоятельство открыло двери для широкого круга сравнительно небольших компаний и частных лиц, ринувшихся изобретать новые решения и оборудование в области печати 3D. В итоге цены на оборудование пошли вниз, а само оборудование, материалы и технологии стали более надежными и эффективными.

Начиная с 2010 года индустрия аддитивных технологий развивается едва ли не в геометрической прогрессии, совершенствуя технологические решения, основное и вспомогательное оборудование, а также, проникая в новые сферы производства, бизнеса и общественной жизни.

Общие принципы технологии 3D-печати

Индустрия 3д-печати уже насчитывает несколько весьма разноплановых методов создания объемных моделей. Печать может осуществляться различными способами с применением весьма широкой гаммы материалов (от традиционных полимеров до экспериментальных случаев использования материалов на биологической основе), однако, в основе каждого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта.

Технологии, применяемые для создания слоев

В работе – будет дополнено

Моделирование

Будет дополнено – следите за обновлениями

3D-печать

Ожидайте обновление

Постобработка

Ожидайте обновление

Основные технологии 3д-печати

Готовится к публикации

3DP оборудование

Практическая реализация любой из известных технологий осуществления 3D-печати предполагает использование специализированного и вспомогательного оборудования. Ключевую роль при этом, что понятно, играют 3д-принтеры, непосредственно осуществляющие 3д-печать. При этом, заметную руль играют также 3д-сканеры, позволяющие сравнительно быстро получить объемную модель объекта, а также персональные компьютеры, на которых (помимо прочего) осуществляется создание и редактирование 3D-моделей.

3D-принтеры

Основная статья: 3d-принтер

3D-принтер — это периферийное устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по заданной цифровой 3D-модели. На сегодняшний день различают два типа оборудования: домашний и профессиональный.

При этом, 3д-принтер профессионального класса от оборудования для “домашнего” использования отличают стабильные размеры получаемых изделий, повышенная производительность и качество прототипирования.

Сканеры

В работе

Вспомогательное

В работе

Материалы для 3д-печати

Мы знаем все про материалы для 3Д (особенно про полимерные) – скоро выложим в эфир!)

Программное обеспечение 3dp

После создания 3D-модели используются САПР-системы, поддерживающие управление 3D-печатью. САПР (CAD – Computer-Aided Design) – системы автоматизации проектных работ: программное обеспечение для 2D и 3D моделирования.[1]

Текст про ПО в Зд-печати в работе и будет дополнен

Сферы применения 3D-печати

Пишем про сферы применения 3д-печати

Рынок 3D-печати

Структурно рынок объемной печати можно условно разделить на 2 основных сегмента: рынок оборудования и рынок расходных материалов для 3д-печати. Как уже было многократно отмечено, индустрия аддитивных технологий, по мнению большинства финансовых аналитиков и экспертов в области бизнеса, относится к категории наиболее привлекательных сфер для инвестирования.

Не удивительно, что проводимые исследования и публикуемые прогнозы предрекают рост рынка 3d-печати в целом и его составных элементов в частности. Драйвером роста, при этом, является ожидаемое и очень активное развитие мелкосерийного производства – так называемая “крафтовая революция”.

Рынок расходных материалов

На сегодняшний день наиболее потребляемыми материалами на рынке 3д-печати являются:

Фотополимерные материалы;
Термопластичные волоконные материалы;
Термопластичные порошки;
Металлические порошки;
Пескообразные и вяжущие материалы;
Специализированные сварочные проволоки.

Ожидается, что дальнейшее развития рынка материалов будет развиваться путем создания специализированных веществ и рецептур. Сопутствующим фактором, при этом, будет рост эффективности применения таких материалов и снижение их себестоимости.

Что касается анализа рынка с точки зрения потребителей, то тут, прогнозируют эксперты, основными драйверами будут выступать: аэрокосмическая индустрия; медицина; архитектура и образование. В итоге, по мнению аналитиков из Report Buyer, совокупный объем мирового рынка 3dp материалов составит к 2025 году $8 млрд.

Рынок 3D-принтеров

Если история самой технологии 3д-печати насчитывает уже несколько десятилетий, то история бизнеса в данной области сейчас только начинается – по мнению экспертов рынок 3d-принтеров зародился лишь 5 лет. При этом он демонстрирует существенные темпы роста. Так, в 2015 году его объем уже оценивался в $4,8 млрд.

В настоящий момент аналитики отмечают двукратные темпы роста. Так, по мнению авторитетной компании Delloite объем мирового рынка 3D-принтеров в 2020 году составит $20 млрд.

Что касается структуры рынка, то по итогам продаж данной категории оборудования в 2016 году, порядка 95% пришлось на так называемые домашние 3d-принтеры. Ожидается, что в обозримой перспективе данный баланс будет меняться в пользу принтеров профессионального класса, что будет обусловлено развитием бизнес-применения 3d-печати.

Рынок услуг 3D-печати

Ключевое значение для развития индустрии объемной печати в целом, по мнению экспертов и аналитиков, имеют перспективы дальнейшего становления и развития бизнесс-применения 3д-печати.

Так, в период с 1988 по 2015 год среднегодовой темп роста рынка аддитивных технологий (создание 3D-моделей) составил, по данным Wohlers Associates которые приводит РБК, 26,2%. Совокупная выручка компаний, занятых в производстве и обслуживании 3D-принтеров в мире, в 2015 году превысила $5,16 млрд. По данным Context, мировой рынок услуг 3D-печати к 2020 году достигнет $17,8 млрд.

3д-печать в России, Беларуси и СНГ

По некоторым данным первые разработки в области аддитивных технологий на просторах СНГ, начались еще в прошлом веке – во времена существования СССР. Однако первые, более-мене заметные успехи в этой области стали появляться лишь во второй половине первого десятилетия века двадцать первого.

На сегодняшний день лидером в области освоения и применения технологии 3d-печати в СНГ, вполне ожидаемо, является Российская Федерация. Именно здесь сконцентрировано подавляющее большинство национальных разработчиков технологических решений, оборудования и материалов.

При этом, свое успехи в области объемной печати есть и в других странах бывшего СССР. В частности в Республике Беларусь есть собственные, хоть и мелкосерийные, разработчики и производители оборудования (в том числе, 3d-принтеров профессионального класса), а также производители расходных материалов (преимущественно, на полимерной основе) и разработчики технологических решений.

Что же касается вопросов практического применения 3д-печати в повседневной жизни, бизнесе и образовании, то тут можно констатировать в целом одинаковую и вполне развитую (учитывая “возраст” индустрии) ситуацию практически по всем странам постсоветского пространства. Помимо России и Беларуси, 3д-печать, как инструмент для ведения бизнеса, осуществления проектирования или обучения школьников и студентов вполне активно применяется в Украине, Азербайджане и Казахстане.

Интересные факты о 3D-печати

1. Прототип современного 3D-принтера был впервые представлен еще в 1966 году в знаменитом телевизионном сериале “Звездный путь” (Star Trek). По сценарию герои сериала использовали соответствующее устройство на своем космическом корабле с целью печати различных продуктов питания. На сегодняшний день 3д-печать еды – это уже весьма проработанная технология, реализованная во многих странах мира – определенные разработки на этот счет присутствуют и в Беларуси.

3D-принтер из сериала “Звездный путь” – Food Replicator печатает еду (Изображение кликабельно)

2. Куда более важным и весьма интересным фактом в истории технологий объемной печати является то обстоятельство, что первый патент в данной области получила группа французских ученых 16 июля 1984 года, однако (в итоге) он был прекращен компаниями Alcatel-Alsthom и The Laser Consortium по причине отсутствия (по мнению ответственных сотрудников названных фирм) у данной технологии деловой перспективы. Интересно то, что всего лишь спустя 3 недели патент на схожую разработку получил Чак Халл, один из основателей компании 3D Systems Corporation, ныне занимающей лидирующие позиции на мировом рынке 3д-печати.

3. 3д-печать, способная создавать объекты различного размера и формы под индивидуальные задачи, уже сегодня весьма активно используется в такой области, как строительство. Однако, перспективы аддитивных технологий не ограничиваются лишь применением на нашей родной планет “Земля”.

Так, по данным издания TopNewsWeek.com, в настоящий момент группа ученых, состоящая из сотрудников Университета Вашингтона (США) и НАСА, активно работает над созданием технологии и соответствующего оборудования, которые позволят осуществлять 3d-печать с использованием лунной пыли. Цель, как уже можно догадаться, заключается в том, что бы в процессе колонизации естественного спутника печатать необходимые элементы (например, запасные части к луноходу), а в перспективе и строительные материалы для возведения жилых и рабочих модулей станции прямо на Луне.

4. Еще один интересный факт из истории 3д-печати: знаете ли вы, что 3d-печать, в ее нынешнем виде, по сути началась с того, что один из нынешних общепризнанных экспертов данной индустрии (Скотт Крамп из Stratasys) решил сделать для своей маленькой дочери игрушечного лягушенка при помощи клеевого пистолета.

Узнать больше о 3d-печати:

Также, для получения наиболее полной картины об индустрии аддитивных технологий и объемной печати рекомендуем использовать поиск по сайту.

mplast.by