3d 6 arrow-left arrow-right arrow attach attention balloon-active balloon-hover balloon booking car chain close-thin close contacts-fail contacts-success credit-cart edit ellipsis email exit eye-open facebook full-screen google_oauth instagram list-alt login mailru mobile-phone more odnoklassniki phone point settings skype twitter viber vkontakte yandex_oauth
a a a a a a a

Как это работает: печатаем туфли на 3D-принтере

Текст: Берекчиян Валерия, 15 декабря 2015 3920 5

Пока неизведанная машина шустро печатала пластиковые шурупы, Relax.by гулял по логову инженеров, изучая уже распечатанные дамские туфельки, цветные цепи, архитектурные сооружения и резные чехлы для iPhone. Среди всего изобилия, созданного 3D-принтерами, красовался и наш логотип, который еще не успели рассмотреть даже сами создатели. Поговорили с экспертами о том, как купить домой пока непопулярный в Беларуси 3D-принтер, что им можно напечатать, а главное, каким образом.

Познакомиться с технологией решили в преддверии мероприятия 3D Meetup, которое пройдет 19 декабря. Мероприятие организовали, чтобы показать, на что способны настольные 3D-принтеры.

Александр Савицкий
окончил БГУИР,
инженер с десятилетним стажем,
сервисный специалист Корпорации М8, 3дпринтеры.бел,
Профессионал в области установки и обслуживания промышленного оборудования для рекламы и широкоформатной печати.
Справка Relax.by

Очевидно, что на данный момент 3D-печать в Беларуси — явление зарождающееся, в то время как в Европе такие принтеры покупают домой.

— В размышлениях, как применить такую печать, пришли к выводу: чтобы изготовить нечто сложное на производстве, например, подвижную сложную деталь с несколькими шестеренками, нужно сперва отдать чертежи на инструментальный завод, после изготовить и еще собрать ее. И если заводская машина даст сбой, процесс может растянуться на месяцы. На 3D-принтере небольшую деталь такого плана мы напечатали за 4 часа.

Работают такие принтеры по технологии FDM (метод послойного наплавления): деталь создается слоями, снизу вверх. Слои распределяет компьютерная программа, не требуя человеческого вмешательства.

Все начинается с проекта — объемной прорисованной детали, созданной в любом из 3D-редакторов. Имея таковой, вы сможете загрузить его в редактор (который есть в свободном доступе) и, если разбираетесь, редактировать в нем геометрию детали, а если не хотите вникать в нюансы, можно, например, просто мультиплицировать (дублировать много раз).

В 3D-принтер проект попадает через USB (тем же путем, который проделывают перед распечаткой ваши документы) или по Wi-Fi, и у второго способа есть своя прелесть: с помощью программы на смартфоне можно отслеживать состояние печати, получать оповещения. В общем и целом, такие принтеры сейчас — оборудование, дружественное для обывателя.

Раздобыть проект, не умея его рисовать, можно в интернете: у одного из популярных производителей есть площадка Thingiverse, которая за пять лет существования уже успела собрать больше миллиона проектов на любую тему, начиная с примочек для мебели IKEA и заканчивая различными штуками для собственного веселья. Любой перекочует в ваш принтер совершенно безвозмездно. Кстати, туда их помещают обычные люди, которым просто интересна эта сфера: дизайнеры, архитекторы или ни те, ни другие. Некоторые ведут там мини-блоги, где можно наткнуться на полезный совет (правда, на английском языке).

Скачанный макет сразу отправляется в программу, которая автоматически все рассчитывает.

В случае, если у вас нет проекта, но есть деталь, и нужно создать такую же, придумали еще и 3D-сканер. Его работа основана на двух лазерах и фотокамере, которая видит объект, сканирует его, воссоздает проект в течение 10-20 минут и отправляет все туда же — в 3D-принтер.

После попадания проекта в машину и перед печатью программа выдает превью, дабы вы взглянули на то, что получится на выходе, и рассказывает, сколько уйдет материала и времени.

Рабочее поле 3D-принтера может быть разным, размеры аппаратов, которые мы увидели, — 10х10х15 и 15х15х19. Есть здесь и такой, который позволяет напечатать деталь размером с человеческую голову (например, шлем).

— Итак, принтер состоит из системы двигателей, которые перемещают каретку в различных направлениях. Сердце принтера — экструдер, нагревательный элемент с системой подачи нити (материала). Шестеренки подают нить в экструдер, который управляется самой машиной. Там она плавится и превращается в пластичный материал, который, перемещаясь определенным образом, начинает как бы рисовать деталь (кстати, издавая при этом звуки, похожие на «речь» робота R2-D2 из фильма «Звездные войны» — прим. ред.).

К слову, температура нагревания регулируется, так что теоретически в принтер можно подать совершенно разный материал, не зацикливаясь на пластике.

— Материал подается из катушки. Представляет собой моток толстой струны, в данном случае — из пластика полилактида, с ним работает бренд MakerBot. Кстати, плюсы его в том, что он биоразлагаемый, сделан (если грубо) из кукурузы и производной молочной кислоты, а потому совершенно нетоксичный. Удовлетворяет и европейскую моду на возобновляемые ресурсы. Некоторые считают, то он даже пахнет чем-то съедобным.

Если такой материал совершенно безопасен даже для грудных детей, то сам принтер, напоминаем, имеет нагревательный элемент (!) — естественно, туда нельзя совать пальцы. Деталь же остывает в течение секунды.

Мы уже говорили, что материалы используют различные, но что касается пластика — он бывает еще гибким (из такого делают, например, мягкий защитный бампер для смартфона). Кстати, Nike и Adidas используют гибкий пластик и 3D-печать при изготовлении прототипов обуви. Некоторые модели печатаются из фотополимерного раствора: принтер засвечивает его для застывания (как при пломбировании зубов или наращивании ногтей).

Вообще, границы отсутствуют.

— Печатать можно из всего и все на свете. Сама 3D-технология сейчас очень обширна. На YouTube можно найти видео, как 3D-принтер строит дома. Система его идентична, различны только масштабы и материал: например, особым насосом туда может подаваться быстросохнущий бетон.

3D-принтером даже печатают кулинарные шедевры: например, эксклюзивные торты и пирожные из разных материалов — другая технология нанесения самого материала, а принцип тот же.

Кстати, чуть подробнее о кондитерских экспериментах: чтобы напечатать многоцветное и многослойное изделие, принтер просто останавливают в процессе печати после каждого коржа. Марципан (к примеру) одного цвета заменяют на шоколад и продолжают печать. Останавливая принтер после каждого слоя, можно создать уникальный многослойный пирог.

Цена изделия обычно зависит от дороговизны материала, поскольку сам принтер потребляет в 10 раз меньше ватт, чем утюг, а вещи выдает совершенно невероятные. Так что ничто не мешает использовать 3D-принтер дома (при определенных финансовых возможностях, конечно), если хочется делать некие эксклюзивные вещи — от безделушек до полезных повседневных или дорогих вещей.

—— Знаем из личного опыта: если сломать декоративный элемент в салоне дорогого автомобиля — заказ и доставка нового будет стоить, предположим, 450 евро. На 3D-принтере такой можно напечатать за седьмую часть этой суммы.

О деталях с рисунком: такие принтер не печатает. Изображение можете дорисовать. Но, как вариант, можно попросить у него нечто комбинированное. Если это белый чехол для телефона с каким-то орнаментом — узор можно сделать полым (прорезанным) либо заполнить это полое место деталью подходящей формы и другого цвета, которая будет вставляться внутрь. Или же наложить объемный рисунок сверху.

Кстати, бывают принтеры с двумя экструдерами (напоминаем: это «карандаш», который рисует пластиком деталь).

— На данный момент набирает популярность печать двумя экструдерами из двух материалов: пластика и материала поддержки (того, что заполняет пустоты). Это делают для идеального воспроизведения скрытых деталей.

Объясню: например, вы хотите напечатать кораблик внутри прозрачной бутылки. Чтобы кораблик не заваливался на бок, ему нужна поддержка. А ненужную пластмассу, очевидно, не удастся выскрести из бутылки. Так вот, материал поддержки заполняет те пустоты, которые НЕ должны быть напечатаны. А после завершения печати изделие опускают в особую кислоту, которая растворяет материал поддержки. Так получается изделие в изделии. С помощью такой технологии сейчас можно печатать весьма сложные детали и конструкции.

Кстати, современные «умные» принтеры сначала выстраивают основу для изделия. Вам она не нужна, изготовители деталей ее выбрасывают, но строится она для того, чтобы деталь получилась качественной и с той стороны, на которой стоит.

Стоимость изделия нынче высчитывают, отталкиваясь от времени, потраченного на изготовление, или же от материала, который затратили.

— Все же логичнее ориентироваться на вес материала, поскольку потраченные часы — понятие виртуальное. Например, печать самой основы может занимать около 15% времени изготовления всего изделия. Что касается времени, к примеру, чехол для телефона будет печататься примерно полтора часа, принтер при этом затратит пластика на 1,5 евро.

Выжидать, чтобы готовое изделие остыло, не надо. Нить в принтере может быть толщиной в 0,1 мм, так что, печатаясь, она остывает практически моментально. Кстати, чем тоньше, тем идеальнее изделие, но и, конечно, тем дольше оно печатается.

Приобрести «домашний» 3D-принтер в наших широтах — удовольствие недешевое: маленькая базовая модель для дома обойдется примерно в 1 900 евро. Описанная модель чуть больше — в 3 900. Большой принтер (который, как мы сказали, может напечатать вам шлем) чаще используют в промышленных целях, и он будет стоить примерно 9 000 евро. Однако цены на 3D-принтеры могут достигать и 100 000 евро, при учете их возможностей и масштабов — это совершенно неудивительно.

К слову, многое из того, что нас окружает, нередко именно печатается: крючки для полотенец, вазы, подсвечники, кольца для сервировки стола или салфетницы. Люди практикуют печать мебельных аксессуаров, конструктора или пазлов — кто на что горазд.

Сфера использования таковых в мире уже сейчас внушительная.

— Для архитектора будет отличным решением печать дипломного проекта с целью его визуализации. Из более масштабных пользователей — NASA, которые используют такую печать в проектировании деталей для космических кораблей.

3D-печать активно используют и в сфере медицины. Стоматологи обращаются к ней, сталкиваясь с вопросами протезирования: с помощью 3D-принтера весьма просто и быстро смоделировать безупречную коронку, не отягощаясь вытачиванием вручную. Кроме того, используют печать и при вживлении титановых пластин: предварительно всегда делается прототип.

Взглянуть лично сможете бесплатно в ТРЦ Expobel с 13:00 до 19:00 (магазин «Электросила»). Обещают распечатанные на 3D-принтере сувениры на память. Кстати, на мероприятии будут печатать детализированный череп тиранозавра (по проекту, созданному, вероятно, антропологом). Подробнее здесь.

Главный часовщик Беларуси: «Когда часы идут, их никто не замечает» Репортаж с «Элемы»: как шьют модную одежду для Gerry Weber, Shani, московских бутиков и белорусских торговых центров