Ссылки для упрощенного доступа

Трёхмерныe принтеры входят в нашу жизнь. Уже сейчас они стоят на производствах крупных заводов Европы, на них печатают, например, прототипы разрабатываемых приборов. Похоже, не за горами время, когда мы перестанем ходить в магазины, а все необходимое будем печатать себе на домашнем принтере. "Idel.Реалии" разбирались, насколько это возможно.

Помните, в научно-фантастических фильмах (таких как "Звёздный путь", например) любили показывать, как герои какого-нибудь космического корабля делают себе необходимые им вещи: вращающийся диск, лазерные лучи образуют на нем трехмерный макет какого-то предмета, а потом — раз — предмет становится реальным. Тогда это казалось чудом.

Сегодня ясно, что это был прообраз трехмерной печати.

Сразу уточним: в этой статье имеется в виду печать из пластика. СМИ сообщают, что на сегодняшний день Aдидас печатает обувь с помощью технологии 3D, печатаются дома и даже человеческие органы. Но все-таки это совсем другие виды, со своими проблемами и немыслимые (пока) в домашней обстановке. Нам же интересно именно это: останутся ли 3D-принтеры профессиональным инструментом, или они шагнут в квартиры простых граждан, и каждый сможет распечатать себе ту, вещь, которая ему нужна? Всякие тарелочки-тазики-подсвечники-игрушки и все остальное, что требуется в хозяйстве.

Первые принтеры уже стоят в домах энтузиастов и на них уже печатается все вышеперечисленное. Но скажем честно: печатать какой-нибудь тазик, который можно купить за пятьдесят центов в магазине, неинтересно. Cамый писк - печатать то, что не купишь (пока?) нигде. Издание сети магазинов Saturn приводит примеры: индивидуальная карточка на багаж с именем, держалка для губки, зажимы для пакетов, практичная мыльница и прочее.

ЧТО ТАКОЕ ТРЕХМЕРНАЯ ПЕЧАТЬ?

3D-принтер - устройство, создающее послойным методом физические объекты по цифровой 3D-модели. Говоря простыми словами, это машина, которая "печатает" вещи. Размер вещи ограничен размерами принтера: небольшие и, соответственно, недорогие печатают предметы размером, скажем, 20 см х20 см х20 см. Понятно, что чем больше вещь, которую может напечатать принтер, тем дороже он стоит. И тем больше занимает места.

Стереолитография -технология 3D-печати - была изобретена ещё в 1981 году. Первая программа 3D-дизайна доступна с 1985 года. Первый 3D-принтер поступил в продажу в 1988 году. Только в 2010 году принтер стал доступен для домашнего использования.

"ЧЕГО ЕЩЕ ЖДАТЬ ОТ КИТАЙЦЕВ"

Около года назад мы купили такой принтер. Он печатает вещи размером до 20 сантиметров, а сам занимает в пространстве 50 см x40 см x 56 см (длина, ширина, высота). Стоил он 150 евро, произведен в Китае.

Представление о том, что вот купил ты 3D-принтер, установил его и пошел печатать все-таки пока немного наивное. Пока не все так просто. Начнем с того, что принтер был доставлен нам на дом не в самом оптимальном состоянии. Ремни были натянуты неправильно, подставка шаткая и прочее. Печатать на нем было в принципе можно, но кое-как, криво и косо.

—​ Чего еще ждать от китайцев, — вздохнул муж-инженер, и, объясняя, что €120 за такую машину — это немного, принялся за ее доработку. Истратив еще пару сотен евро на запчасти и две недели времени, он добился того, чтобы машина печатала с точностью до доли миллиметра так, как нужно.

Теперь, когда мы довели до ума принтер, и определились с тем, что хотим печатать (например, кукольную тарелочку), нам нужно ее сконструировать в программе CAD. Создать дизайн, задать размеры, "объяснив" таким образом принтеру, что именно ему печатать. Тут кроется небольшая проблема, потому что дизайн желаемого предмета требует а) времени б) хотя бы минимальных знаний и навыков в программе CAD. Впрочем, прогрессивное человечество уже разрешило это неудобство, создав биржи по обмену схемами для печати. В Европе это, например, 3d-community или Thingiverse.

На них можно за небольшую плату или бесплатно (зависит от модели) получить уже готовый образец, скажем, той же тарелочки. Минус, естественно, в том, что это будет уже сконструированная кем-то тарелочка, может быть, не совсем такая, как хочется вам. Внести же свои изменения часто невозможно, это зависит от формата (часто это STL), в котором представлена модель.

Результаты работы трехмерного принтера: втулка, амортизатор детского паровоза и кукольная тарелка
Результаты работы трехмерного принтера: втулка, амортизатор детского паровоза и кукольная тарелка

Следующий шаг — так называемый "слайзинг" в специальной программе. Этих программ несколько, есть платные, есть и бесплатные, которые можно скачать в интернете. Смысл слайзингa в том, чтобы "разбить" виртуальную модель на слои: принтер печатает предмет слой за слоем, снизу вверх, "думает" в уровнях и слоях. Переход из одного слоя в другой означает для него изменение параметров: температуры печати, объема, скорости печати, скорости поступления материала из насадки и прочее. Мы говорим о пятидесяти-шестидесяти параметрах, которые нужно задать и отрегулировать в программе слайзинга. От правильной их установки зависит результат.

Тестовая башня для оптимизации параметров (температуры в данном случае). От одной ступени до другой меняется температура печати и изучается реакция материала на это изменение. На фото хорошо видно, что внизу материал пористый, значит, температура была слишком высокой, а поверхность оптимального качества находится посередине.
Тестовая башня для оптимизации параметров (температуры в данном случае). От одной ступени до другой меняется температура печати и изучается реакция материала на это изменение. На фото хорошо видно, что внизу материал пористый, значит, температура была слишком высокой, а поверхность оптимального качества находится посередине.

Итак, мы проделали всю вышеупомянутую работу, сохранили результат на носитель, который теперь можно вставить в принтер и запустить печать.

ЧЕМ ПЕЧАТАЕТ 3D-ПРИНТЕР?

В качестве расходных материалов для печати применяются три самых распространенных пластикa, которые обычно представлены в виде шнура, свернутого в катушки.

  • PLA (полилактид, ПЛА). Катушка весом один килограмм стоит 12 евро. PLA является термопластичным, биосовместимым полиэфиром, структурная единица которого - молочная кислота. ПЛА пластик производят из кукурузы или сахарного тростника. На сегодняшний день ПЛА один из самых распространенных материалов для печати на 3D-принтерах. Им печатается легче всего, его очень любят начинающие. Недостаток этого полилактида: он размягчается уже при температуре +40С / +50С. Может случиться так, что напечатанная из него вазочка, полежав летом в машине, размягчится и покосится.
  • За катушку шнура из этого полимера весом в один килограмм в интернете просят 13 евро
    Есть и другие варианты: к распространенным относится также ABS. Это тот самый пластик, из которого делают конструктор Лего. Минус этого материала в том, что при работе с ним он выделяет довольно сильный и не самый полезный запах. Место работы с ним должно постоянно проветриваться, работать с этим материалом в домашних условиях сложнее. За катушку шнура из этого полимера весом в один килограмм в интернете просят 13 евро.
  • Pet ge. Из этого материала делаются пластиковые бутылки. Pet ge - это компромисс между ABS и PLA. Легче печатается, чем ABS, выдерживает более высокую температуру чем PLA. Но и стоит вдвое дороже.

Есть pазные цвета и даже разные добавки - в основном для PLA. Если взять пластик с добавками металла или дерева - никто не скажет, что напечатанная вами вазочка не деревянная.

Понятно, что на сегодняшний день найдется немного домохозяек со знаниями сопромата и навыками работы в программе CAD. Вопрос заключается в том, удастся ли так автоматизировать процесс, чтобы обычный нормальный смертный мог печатать на принтере свои вазочки, не заморачиваясь вопросами температур и свойств полилактидов. Чтобы можно было выбрать себе в интернете объект, нажать на кнопку и через полчаса держать в руках желанный предмет. Также, как мы печатаем цветной текст на обычной бумаге, не заморачиваясь температурой, скоростью и выбором краски: принтер и компьютер регулируют это без нас.

На сегодняшний день это утопия. Сегодня в трехмерной печати для разных объектов нужно устанавливать разные параметры. Изучив, какие параметры нужны для печати, допустим, вазочек, можно добиться хороших результатов. Но если вы захотите после вазочки напечатать, скажем, тарелку, нужно заново установить те самые пятьдесят - шестьдесят параметров и естественно, нарисовать новый макет. То есть заново "изучить матчасть", возможно, провести пару опытов и экспериментов. Занятие для энтузиастов, инженеров на пенсии и просто технически одаренных интересующихся, у кого много времени. Но не для домохозяйки, которой срочно нужна вазочка, а то букет завянет.

Но вернемся в моему домашнему трехмерному принтеру. Что печатаем мы? Кукольную посудку для детей. Себестоимость такой тарелочки - 2 цента. Мизерная часть той цены, которую требуют производители. Печатаем ещё замену сломанных деталей игрушек: например, трубу для паровоза.

Труба игрушечного паровоза - результат работы 3D-принтера
Труба игрушечного паровоза - результат работы 3D-принтера

Подытожим. Я лично сомневаюсь, что трехмерные принтеры будут скоро стоять у каждого дома. Не у всех есть место для такой машины, для катушек и прочая. Не у всех есть необходимые знания и время — а главное, желание возиться с печатью. Но вполне возможно, что через пару лет в городе возникнут точки — вроде тех, что предлагают копировальные услуги и пр. Небольшой офис, где его владелец будет моделировать и распечатывать желающим их вещи. Кстати, кто ищет оригинальную идею для бизнеса? Дарю.

Точка зрения авторов, статьи которых публикуются в рубрике "Мнения", может не совпадать с позицией редакции.

Подписывайтесь на наш канал в Telegram. Мы говорим о том, о чем другие вынуждены молчать.

  • 16x9 Image

    светлана ниберляйн

    Светлана Ниберляйн —​ свободный журналист из Казани, живет в Германии с 2002 года

XS
SM
MD
LG