Что такое 3D-принтер и сколько он стоит?

Прошло много времени с тех пор, как 3D-принтеры стали доступны и начали позволять людям создавать 3D-объекты в реальном мире прямо у себя дома.

Если вам интересно узнать, что такое 3D-принтеры, как они работают, сколько стоят и что с ними можно делать, вы попали по адресу.

Что такое 3D-принтер?

3D-принтер — это устройство, которое может создавать физические объекты из цифрового файла. В результате обычно получается пластик. Он может иметь неровные края и часто бывает однотонным. Несмотря на эти ограничения, наличие реальной копии 3D-модели позволяет легче понять, что работает, а что нет.

Лучшие 3D-принтеры могут создавать детали, достаточно прочные для повседневного использования. Долгосрочная цель отрасли — продлить срок службы потребительских товаров, позволив любому напечатать важную запасную деталь, которой производитель больше не держит на складе.

Хотя воссоздание отсутствующей или сломанной детали полезно, 3D-принтер также может создать достаточное количество деталей для сборки целых изделий. Эта технология отлично подходит для быстрого прототипирования, позволяя быстро вносить изменения для уточнения конструкции, прежде чем переходить к использованию дорогостоящих литьевых форм для крупносерийного производства.

3D-печать также имеет место в коммерческом производстве. При производстве небольшого количества изделий качественная, но относительно медленная и дорогая 3D-печать деталей порой имеет больше смысла, чем традиционные методы с высокими первоначальными затратами и низкой себестоимостью единицы продукции.

Как работают 3D-принтеры?

Наиболее распространенная конструкция 3D-принтера, моделирование методом наплавления (FDM), аналогична струйному принтеру. Печатающая головка FDM перемещается из стороны в сторону, нанося материал на движущуюся платформу. Пока струйный принтер распыляет капли чернил на бумагу, 3D-принтер выдавливает горячий пластик на стеклянную или металлическую рабочую пластину.

Два двигателя с компьютерным управлением направляют поток пластика по длине и ширине готового объекта: один для печатающей головки, другой для рабочей пластины. Чтобы создать высоту, третий двигатель поднимает направляющую, по которой скользит печатающая головка.

С другой стороны, 3D-печать — это медленный процесс по сравнению с традиционными технологиями производства, иногда на преобразование объекта в третье измерение уходит несколько часов. Вы можете сделать это быстрее, выдавив больше материала одновременно, но это увеличит высоту слоя и приведет к тому, что отпечаток будет выглядеть грубым. Вертикальные кривые и углы также имеют ступеньки вместо гладких поверхностей и плоских плоскостей большинства выпускаемых изделий.

Второй по популярности потребительский тип 3D-принтера использует свет вместо тепла для формирования форм из пластика. Этот тип принтера, известный как полимерный 3D-принтер, использует ультрафиолетовый свет для проецирования изображения на жидкую смолу, которая реагирует на эту длину волны и затвердевает.

3D-печать смолой часто происходит быстрее, поскольку отверждается весь слой сразу. Однако УФ-смола обычно не так долговечна, как термопласты, используемые для 3D-печати FDM.

В состав специальных нитей FDM входят более прочный пластик, а также несколько видов металла, стекла, керамики и даже дерева. Деталь 3D-принтера приобретает внешний вид и некоторые характеристики этих материалов. С помощью специализированных 3D-принтеров можно создавать объекты из самых разных материалов, даже из чизкейка .

Что может сделать 3D-принтер?

Коммерческие 3D-принтеры могут сделать практически все. Некоторые 3D-принтеры используют мощные лазеры для плавления металла, создавая прочные детали для ракет и другой прочной техники.

3D-принтеры потребительского уровня ограничены по размеру и материалам. Размер рабочей пластины определяет максимальную длину и ширину детали, а высота принтера влияет на высоту объекта, напечатанного на 3D-принтере.

В большинстве случаев 3D-отпечатки умещаются на ладони. Более крупные потребительские 3D-принтеры могут обрабатывать объекты размером чуть больше кубического фута. Также возможно сделать большой объект, собрав несколько более мелких частей.

Некоторые из самых популярных 3D-объектов включают свисток, держатель для телефона с ручным поворотным столом для сканирования объектов в 3D, умные цифровые солнечные часы, которые используют солнечный свет для отбрасывания тени, которая показывает время в легко читаемых цифрах, и мини- осьминог с гибкими шарнирными ножками, не требующий сборки.

Возможности безграничны. Например, Thingiverse — одна из крупнейших библиотек 3D-объектов, предназначенных для 3D-печати, содержащая более 2,5 миллионов цифровых файлов, большинство из которых бесплатны.

С развитием генеративного искусственного интеллекта теперь можно создавать 3D-объекты с помощью текстовых подсказок . В настоящее время ИИ не создает проекты, оптимизированные для 3D-печати, поэтому перед использованием вам придется преобразовать файл в совместимый формат и обработать его с помощью приложения для 3D-печати.

Сколько стоят 3D-принтеры?

Вы можете купить 3D-принтеры по цене примерно от 100 долларов — невероятная сделка для такой мощной технологии. Более продвинутые модели имеют более крупные рабочие пластины и более высокую скорость печати, но стоят дороже.

Примерно за 300 долларов вы можете приобрести очень хороший потребительский 3D-принтер. Если вы станете энтузиастом, который часто печатает, за 500–1000 долларов вы получите гораздо более быстрый и больший 3D-принтер. Стоимость коммерческих 3D-принтеров варьируется от нескольких тысяч долларов до более чем 1 миллиона долларов.

Имейте в виду, что вам потребуются расходные материалы и, возможно, вам понадобятся аксессуары для вашего 3D-принтера, поэтому заложите немного больше в бюджет на эти дополнительные расходы. Нити FDM и УФ-смолы относительно недороги, но продаются оптом, поэтому вы потратите не менее 20 долларов на приобретение необходимых материалов.

Аксессуары включают в себя корпус для снижения шума 3D-принтера FDM, улучшенные рабочие пластины, охлаждающие вентиляторы для более быстрой печати, ультрафиолетовые лампы для затвердевания смолы и инструменты для очистки и обслуживания 3D-принтера. Обычно для начала работы вам не нужны аксессуары, а некоторые 3D-принтеры поставляются с небольшим количеством нити или смолы для создания первых нескольких отпечатков.

3D-принтер открывает возможности для недорогого создания запасных частей, дублирования конструкций, доступных в Интернете, или создания прототипов совершенно новых продуктов, которых еще нет. Эта невероятная технология существует уже десять лет, но стала доступной и простой в использовании только в последние несколько лет.

Если вы еще не изучали 3D-печать в последнее время, пришло время взглянуть еще раз. Если вы новичок в 3D-печати, сейчас самое время начать.