3d-принтеры: зачем они нужны и как они работают

Технология SLA

Технология работает так: лазерный луч направляется на фотополимер, после чего материал затвердевает.

В качестве фотополимера могут использоваться самые разные материалы. Их физико-механические характеристики могут сильно различаться между собой. Однако ни одному производителю пока не удаётся создать действительно прочный материал. Характеристики смол по прочности сравнимы с эпоксидной смолой.

После отвердевания он легко поддаётся склеиванию, механической обработке и окрашиванию. Рабочий стол находится в ёмкости с фотополимером. После прохождения через полимер лазерного луча и отвердения слоя рабочая поверхность стола смещается вниз.

— Хорошо, а почему ее называют печать? И 3D — это что-то виртуальное?

В данном случае приставка “3D” не имеет никакого отношения к виртуальной реальности, 3D-очкам или чему-то подобному. А вот сам процесс действительно напоминает обычную струйную или лазерную печать на бумаге, которой мы пользуемся каждый день.

В домашних или офисных принтерах струя краски или лазер воздействует на бумагу. В 3D-печати вместо бумаги используется емкость (платформа), наполненная материалом, из которого и будет в дальнейшем состоять полученное изделие.

Современных материалов для 3D-печати слишком много, чтобы перечислять все, но можно выделить основные группы:

• Пластики
• Металлы
• Гипс
• Воск
• Керамика
• Дерево (смеси)
• и др.

Фото с сайта https://i.materialise.com

Фото с сайта https://i.materialise.com

Фото с сайта https://i.materialise.com

Фото с сайта https://i.materialise.com

Почему 3D? Давайте снова обратимся к офисному принтеру. Когда печать одного листа закончена, принтер “выплевывает” готовый лист и заменяет его другим, снова и снова повторяя процесс печати.

Когда 3D-принтер заканчивает печатать один слой, ему тоже нужно “выплюнуть лист”, то есть заменить напечатанный слой материала новым. “Выплюнуть” платформу, наполненную металлическим порошком, достаточно сложно, поэтому в данном случае она просто опускается вниз, а новый слой наносится поверх старого. Таким образом, в процессе печати платформа постоянно опускается вниз, а печатаемые слои накладываются друг на друга, и модель “растет” вверх. Отсюда и возникает третье измерение — высота. Два других, длина и ширина, у нас были и раньше.

Цветовая палитра

FDM: полимерная нить отличается не только дешевизной, но и разнообразием цветовой палитры. Независимо от типа материала можно добавлять самые разнообразные красители и достигать уникальных цветовых гамм

Это важное дополнение, которое помогает создавать дизайнерские предметы с сохранением инженерной гибкости. В некоторых случая под индивидуальный заказ можно получить особые материалы по цвету, что является важным дополнением

SLA: не отличается большим количеством оттенков, в основном поставляется в прозрачном, черном или сером цвете. Часто для придания гибкости владельцы установок самостоятельно экспериментируют и добавляют разнообразные пигменты. Это весьма трудозатратный процесс и не всегда оправдывается при получении конечной заготовки. Тем не менее такая практика предоставлять хотя бы небольшой задел маневрирования относительно красоты и практичности.

Что бы еще напечатать

Выяснив, как работает 3D-принтер, впору поведать о том, что сегодня можно сделать с его помощью. Подобно модной и очень удобной одежде, его «примеряют» на себя представители самых различных направлений науки и промышленности. Как оказалось, напечатать можно практически все от ширпотреба из пластика, до солнечных батарей, автомобильных кузовов, деталей для реактивных двигателей и медицинских протезов.

На технологию 3D-печати «положили глаз» военные и строители. Не так давно на борт МКС был доставлен разработанный по заказу NASA 3D-принтер, с помощью которого в условиях невесомости было изготовлено несколько необходимых инструментов. Вполне возможно, что таким образом во время будущей марсианской миссии отдельные запчасти придется изготавливать прямо на борту космического корабля.

Рассматривается также вариант возведения марсианских домов методом 3D-печати, для чего с Земли туда будут доставлены специальные строительные принтеры. Основой «чернил» для них станет марсианский грунт.

Проверка печатью: работает из коробки

Для печати необходимо подключить принтер в сеть и скачать Cura для необходимой платформы (Linux 64bit, Windows, macOS).

Предварительная настройка требует только указать область печати. Далее требуется подгрузить модель в Cura, сделать разметку модели и сохранить файл с кодом на карту памяти.

Печать осуществляется с помощью экрана принтера (используется прошивка Marlin). Удобно, понятно и просто.

Перед печатью можно прямо из меню откалибровать принтер, проверить его настройки или напечатать тестовый элемент, с которыми комплект на удивление неплохо справляется.

Если нет — сайт производителя предлагает обратиться с вопросом. Потребуется только код с коробки/блока управления.

Качество печати из коробки сносное — на продажу не подойдёт, но для обучения и личных целей в самый раз.

Перспективы для заработка

Во время принятия решения по поводу направления работы не помешает познакомиться с тем, сколько денег понадобится для покупки техники, и какую сумму можно будет заработать. Сам принтер можно приобрести как за 25 000 рублей, так и за 300 000. Последние относятся к профессиональным устройствам. Для создания 3D-фигурок вполне подойдет и любительский вариант с ценником от 15 000 рублей. Для скоростной и качественной печати высокотемпературными пластиками (феломенами) лучше выбирать профи-модели.

Срок окупаемости устройства зависит от множества факторов: 

• клиентской базы; 
• навыков по созданию 3D-моделей; 
• стоимости сырья; 
• возможностей по доработке изделий — например, изготовленные из пластика детали для костюмов придется соединять с тканевой основой.

Как показывает опыт владельцев принтеров, средний срок окупаемости техники составляет около 1 года. Устройства для литья продукции из шоколада и других кондитерских изделий при наличии достаточного числа клиентов можно окупить быстрее. Готовые заказы в этом случае могут обходиться дороже сырья в десятки и даже сотни раз.

Так покупать или нет?

Формально покупка 3D-принтера для дома сегодня оправдана только в том случае, если вы можете определить для себя сферу его применения. Выбор моделей достаточно широк, энтузиасты могут собрать принтер даже у себя дома, но тем, кто не хочет сильно рисковать, можно порекомендовать выбрать или одну из самых популярных моделей, которые поддерживаются распространенным и доведённым до ума программным обеспечением (и при этом можно выбрать из десятков приложений). Если же покупка такого необычного агрегата у вас не стоит остро, можно попробовать подождать годик-другой, пока технология не разовьётся достаточно для того, чтобы унифицироваться по максимуму и избавиться от массы неудобных ограничений, которые свойственны ей сегодня.

В любом случае, будущее у технологии весьма радужное и применение она себе уже нашла: а в будущем сферы применения будут только шириться.

Только вот с печатью оружия разберутся.

Функциональность печатных изделий

Она зависит от нескольких факторов:

• качества печати;
• используемого материала и др.

Домашние варианты подходят, чтобы печатать шестеренки, например, для самодельных роботов или корпуса для электронных девайсов. Опытным любителям под силу печать уникальных изделий из современного композитного материала с добавками углеволокна. «Напечатать» игрушки, ручки для посуды и прочее – проблем не составляет. Но, с помощью принтеров можно отремонтировать вещи раритетные, с производства снятые давно.

В России выпуск собственных 3D-принтеров тоже отлажен. Изделия, с помощью их изготовленные, не хуже по качественным характеристикам зарубежным аналогам. Кроме этого, всегда есть, куда обратиться, если потребуется сервисное обслуживание.

Есть еще одна разновидность машин, которые работают с:

• смолами жидкими, для отверждения которых используют свет;
• порошками металлическими и пластиковыми, для спекания которых применяют лазеры;
• изготавливающие из обычной бумаги трехмерные предметы.

Настоящее: сферы применения 3D-печати

Медицина

Одно из самых быстроразвивающихся направлений 3D-печати – медицина. В 2011 году произошел триумф в регенеративной медицине: принтер, заправленный биогелем со стволовыми клетками, «напечатал» за 3 часа человеческую почку. Хотя до трансплантации органов ещё далеко, ученые уже сейчас разрабатывают технологии для пересадки выращенных с помощью 3D-печати кровеносных сосудов, органов брюшной полости, кожи.

Сегодня во всём мире, в том числе и в  России, успешно имплантируются напечатанные на 3D-принтере элементы человеческого скелета – кости, суставы, зубы. В НИИ травматологии и ортопедии Санкт-Петербурга благополучно применяют эндопротезирование утраченных конечностей и суставов, а в Новосибирском НИИ им. Н.Я. Цивьяна проводят  операции по замещению черепных костей с помощью аддитивных технологий, возвращая к полноценной жизни детей и взрослых.

Строительство

Строительство с помощью 3D-печати составляет серьёзную конкуренцию традиционным подходам. Объединенные Арабские Эмираты, Тайланд, Китай и Россия уже сегодня используют современные мобильные принтеры для печати домов прямо на месте их расположения.

Метод печати тот же, что и в других сферах применения, – послойное экструдирование (производство путем продавливания вязкого материала через формующие отверстия). В качестве материала используются цемент, строительный мусор, бывшие в употреблении стройматериалы, стекловолокно и др. Технология работает по принципу строительного крана, возводящего стены из смеси бетона и связующих материалов.

Если говорить о рациональности данного метода строительства, то стоимость материалов и время работы в разы ниже, а отсутствие прорабов и бригад сокращает финансовые затраты на человеческий труд. Более того, данная технология обеспечивает жильем людей с крайне низким уровнем дохода.

Трудно переоценить перспективы быстрого возведения экономичного жилья оригинальных архитектурных форм как в перенаселенных городах, так и в труднодоступных уголках планеты.

Быт

Принтеры с технологией 3D-печати постепенно осваивают сферы производства продуктов питания, одежды, обуви, уникальных сувениров, игрушек, мебели – всего того, что используют люди в повседневной жизни.

Для печати бытовой продукции широкого спектра человеку понадобится лишь принтер и различные материалы к нему.

Пищевой 3D-принтер заправляется картриджами с ингредиентами и готовит самые изысканные многокомпонентные блюда по рецептам, хранящимся на карте памяти.

Одежда и обувь, напечатанные на 3D-принтере, уже демонстрировались на показах мод. Совсем скоро можно будет покупать выкройки и печатать себе платья и джинсы, не выходя из дома. К готовому изделию можно напечатать уникальные декоративные дополнения, чтобы придать индивидуальность фабричному продукту.

Что предпочесть и с чего начать?

JG Maker Magic подойдёт для печати большинством популярных материалов, доступных в прутке, исключая деревосодержащие и поликомпонентные.

Также возможно доработка устройства автоматическим датчиком уровня для калибровки печатной головки относительно стола. Не лишним будет установка второй оси для перемещения стола.

Впрочем, всё это может потребоваться нескоро: принтер готов к работе даже с заводскими настройками, поменяв их уже после того, как на практике будут освоены основные понятия процесса.

Среди альтернатив стоит отметить уже упомянутый Tronxy XY-2 Pro с цветным экраном управления, бОльшей областью печати и наличием индукционного датчика калибровки.

Взамен придётся пожертвовать точностью (0.05 мм у Magic против 0.1 мм Tronxy). Tronxy собирается дольше, поскольку вся рама идёт в разборе. Теоретически, это может привести к проблемам при печати. Прошлый опыт с аналогичным устройством говорит сам за себя.

Субъективно, базовая прошивка Magic поинтереснее, как и стабильность печати.

Тем не менее, для старта в 3D-печати подойдёт любой быстрособираемый принтер на металлической раме и более-менее стандартными «мозгами».

Желательно если у него будет подвижный стол с автоподогревом, датчик смены филамента и концевой выключатель для определения уровня.

Так что стоимость входа в новую профессию оказывается куда ниже, чем может показаться. А между тем, за ней будущее: конструктивно ЧПУ-станки и профессиональные устройства для 3D-печати отличаются незначительно.

P.S. Среди наших читателей есть те, кто использует 3D-печать на работе или в виде хобби?

iPhones.ru

То, что надо начинающему.

Плюсы и минусы полярной механики

Полярные 3D-принтеры позволяют создавать крупные объекты, при этом экономя средства за счет высокой энергоэффективности. Они пока имеют низкую точность, но в долгосрочной перспективе, возможно, производитель сможет решить эту проблему.

К таким 3D-принтерам относится модель Polar 3D. В данном 3D-принтере подогрев печатной платформы отсутствует, что затрудняет использование ABS. Имеет скромные габариты, хорошую производительность, но низкую точность, по сравнению с дельта-принтерами и моделями с декартовой системой координат. Производитель рекомендует приобретать модель для образовательных целей.

Пример печати:

Как удешевить кастомизированное изделие?

Стоимость готового изделия в первую очередь зависит от материалов для 3D-печати. Один из способов сократить издержки — производить расходные материалы самостоятельно.

»Если бы я создавал производство персонифицированной продукции, я решал бы вопрос создания расходных материалов на месте потребления, — объясняет Денис Власов. — То есть если бы я планировал выпускать обувь с кастомной подошвой, то я бы начал выпускать для нее полимеры. Если контролировать стоимость расходных материалов, можно получать очень хорошую цену продажи готового товара».

Другой вариант снизить издержки на расходные материалы возможен с развитием аддитивных технологий и разработки новых материалов для печати.

«В России производят достаточно материалов для 3D-печати приемлемого качества. Сами производить материалы мы точно не будем, потому что это отдельный бизнес, который требует других компетенций, — говорит Артур Герасимов, генеральный директор компании «Инновакс» (резидент «Сколково»). — Но что могло бы снизить стоимость 3D-производства в принципе, так это появление технологии печати непосредственно сырьем. Сейчас для печати используются материалы в виде порошка или нитей. Если исключить промежуточный этап переработки сырья и создать оборудование, которое будет работать на исходном материале — гранулах, без дополнительного этапа его переработки в порошок или нити, это удешевит стоимость материалов в 5-10 раз. Такие разработки сейчас ведутся».

Немного из истории 3D принтеров

Несмотря на то, что технология трехмерной печати находится у всех на слуху только последние несколько лет, ее появление стоит искать еще в прошлом веке. Пионером в данной области стала компания Charles Hull, которая в 1984 году разработала технологию трехмерной печати, а чуть позже запатентовала технику стереолитографии, которая сегодня используется повсеместно. Тогда же компания разработала и создала первый промышленный трехмерный принтер, который фактически стал началом новой эпохи.

90-е годы стали временем появления новых разработок в сфере трехмерной печати, благодаря которым 3D принтеры нашли применение в производственных условиях и стали использоваться для прототипирования. Пик развития технологии приходится на XXI век, и мы сами становимся очевидцами того, как семимильными шагами трехмерная печать покоряет новые вершины. Сегодня печать может осуществляться разными материалами, причем не только пластиками и металлом, но и тканью, бумагой, керамикой, пищевыми продуктами и даже живыми клетками.

В 2005 году появилась возможность печатать в цвете, а в 2006 году был создан принтер, который может распечатать около половины всех собственных комплектующих. В 2014 году появились первые принтеры с областью печати, практически неограниченной в размере. С помощью этого устройства уже попытались создать полноценный дом, используя в качестве основного материала бетон. На возведение такого сооружения было потрачено не более суток. Уже в 2021 году было представлено первое здание, построенное с помощью трехмерной печати в Дубае. В феврале 2021 года Россия также представила дом, целиком напечатанный на стройплощадке. В этом году также был разработан принтер с шестью осями, с помощью которого сложные элементы будет печатать намного проще, без необходимости использовать поддерживающие конструкции. На данный момент вовсю ведутся разработки принтеров, которые смогут печатать органы человека, протезы, имплантаты, корпусы автомобилей и даже еду.

Параметры печати

О скорости пока речь и не идёт. Понятно, что создание одного объекта займет далеко не один час работы принтера, поэтому выбор 3D-принтера сегодня состоит в выборе между параметрами и решении, насколько тот или иной параметр важен.

И самый главный из них — разрешение печати. Здесь под этим понятием подразумевается минимально допустимая высота слоя материала, с помощью которого может печатать данный 3D-принтер. Разрешение печати принято обозначать в микрометрах (мкм, микрон, тысячной доле миллиметра). Понятно, что чем тоньше слои, тем меньше заметен переход между ними: в итоге поверхность объекта более гладкая, а детали — более выразительные. Обратная сторона высокого разрешения — увеличенное время печати, большая нагрузка на печатающие механизмы и быстрый износ. Разрешение печати зависит от технологии работы принтера, точности печатных механизмов, выбранного материала и настроек приложения.

На сегодняшний день самый точный 3D принтер может печатать с высотой слоя в 50 мкм. 

Вторая важная характеристика — рабочий объём (он же — «область печати» или «зона печати»). От него зависит размер напечатанного объекта. Фактически он обозначает зону досягаемости (охвата) печатающей головки принтера в трех плоскостях.

Третий пункт — какими типами пластиковых нитей может печатать принтер. Самыми распространенными на сегодняшний день являются ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) и PLA (полилактид). Некоторые принтеры могут печатать обоими типами, некоторые — только одним из них. Но кроме этих двух типов есть и другие (ещё парочка самых распространенных — HIPS — ударопрочный полистирол и PVA — поливинилацетат), и все они обладают рядом физико-химических характеристик: растворимость в воде, гибкость, структура и запах, прочность и даже свечение в темноте. Возможность печати тем или иным пластиком обуславливается наличием/отсутствием подогрева платформы (который в идеале должен присутствовать), рабочим диапазоном температур экструдера (нагревательный элемент, который плавит пластик) и конструкцией камеры для печати. В идеале лучше всего выбирать принтер с максимальным количеством поддерживаемых нитей, чтоб не ограничивать себя — как сейчас, так и в будущем.

А последний пункт, как ни странно, — страна-производитель. Сейчас на российском рынке можно найти модели из США и Европы, китайские и российские. Американские и европейские модели зачастую завозят в Россию небольшими партиями, а сами компании-производители не имеют официальных представителей в России. Качество китайских моделей на порядки отстаёт от всех прочих, понятное дело, и тут выигрыш идёт больше уже в цене.

Прототипы детских протезов, 3D-печать

Сложная геометрия. 3D-принтер легко справляется с изготовлением моделей любой формы. Несколько примеров:

• в австралийском университете исследовали возможности 3D-принтера и напечатали табурет в форме отпечатка пальца;
• шеф-повар из Дании победил в конкурсе высокой кухни: он напечатал на 3D-принтере миниатюрные блюда сложной формы из морепродуктов и свекольного пюре;

Одно из победивших блюд шеф-повара.

в немецком институте разработали систему для ускоренной 3D-печати — за 18 минут принтер изготавливает сложное геометрическое изделие высотой в 30 см. Обычно у принтеров уходит час на печать карманных фигурок.

Чем печатает: расходные материалы

Основные расходные материалы для трехмерных моделей – пластик и фотополимер.

• АБС пластик. Не токсичен, не имеет запаха, обладает высокой ударопрочностью, термостойкостью и эластичностью. Плавится при температуре около 245° C. Продается в виде порошка или цветных нитей. Не переносит прямых солнечных лучей, не позволяет получать прозрачные модели. Растрескивается, расслаивается, острые углы, тонкие выступы деформируются. При работе нужна вентиляция.
• ПЛА-пластик. Полилактид – экологически чистый пластик, производимый из остатков кормовых культур: свеклы, кукурузы. Приятно пахнет при расплавлении. Модели со временем разлагаются в теплых помещениях, дорогой, по сравнению с АБС-пластиком. При механическом воздействии сгибается, сжимается, разрушается вследствие падений. При температуре от 600 C теряет форму.
• PET. Распространенный полимер, встречающийся в бутылках из-под напитков и воды, пищевых контейнерах. Для 3D-принтеров применяется модификация PETG – пластик чище, менее хрупкий. Впитывает влагу, а потому нуждается в хранении в сухих помещениях. Несмотря на механическую стойкость, легко царапается, противостоит термическим воздействиям.
• Нержавейка. Печатает «долгоживущие» изделия, которые противостоят коррозии – статуэтки, узлы механизмов, брелоки. Наряду с нержавейкой применяются алюминий, латунь, медь, бронза. Прототипы нуждаются в постобработке.
• Дерево. Дорогой и эстетичный материал, состоящий из полимерной основы с добавкой деревянных волокон (стружки, тирсы) кедра, сосны, березы. Встречаются и экзотические образцы с частицами черешни, кокоса, пробкового дерева, бамбука. Изделия пахнут деревом, после шлифовки практически не отличаются от столярных. Актуально, когда внешний вид важнее точности и цены.
• Смолы. Дорогой расходник для получения гладких прочных моделей с высокой детализацией. Используется в многоструйных принтерах (MJP) и принтерах лазерной стереолитографии. Смолы бывают жесткими, эластичными, матовыми, прозрачными, цветными, термостойкими. Под воздействием солнечного света фотополимерная смола теряет прозрачность. Отличаются гладкой поверхностью и простотой постобработки.
• Нейлон. Аналог ABS-пластика с повышенной до 320°C температурой плавления, гигроскопичностью и токсичностью. Долго остывает и требует экструдера с шипами. Используется для печати движущихся деталей.

Где можно применить 3D-принтер

Потенциал аддитивных технологий уже сейчас сделал возможным их применение в различных сферах человеческой жизни.

Промышленность

Использование систем 3д печатания в производственных процессах стало обыденностью. Изготовление моделей и прототипов готовых продуктов, позволяющих оценить их реальные характеристики. Производство сложных формовочных форм, используемых для изготовления нестандартных деталей. Изготовление запасных частей агрегатов и механизмов для быстрого ремонта. Мелкосерийное производство уникальных изделий (например, частей ракетных двигателей) и т.д.

Медицина

Получение сложных форм – копий недостающих частей человеческого скелета (отсутствующие кости черепа, раздробленные кости и т.д.). По данным формам производятся элементы, которые имплантируются в тело человека. Проведение эксперименты по печатанию органов человека (почки, щитовидной железы), которые пересаживались в организм человека и приживались. Изготовление протезов конечностей.

Архитектура и строительство

Изготовление трехмерных макетов строений для презентаций архитектурных проектов. Появление технологии прототипирования жилых строений. С ее помощью можно за несколько часов напечатать дом, строительство которого обычными методами занимает несколько дней

Образование

Получение учебных пособий, помогающих достичь нового уровня в образовании. Изготовление объектов сложных форм, являющихся, например, графическим решением алгебраических уравнений. Развивает пространственное мышление учащихся.

Космос

Предложен проект, в котором 3Д-печатные системы будут применены в космосе: с их помощью предполагается построить лунную базу, причем в качестве рабочего вещества планируется применить лунный грунт.

Малый бизнес

Работа на 3Д принтерах позволяет создавать уникальные предметы дизайна, изготавливать миниатюры с участием напечатанных кукол, имеющих портретное сходство с заказчиками, производить аксессуары для одежды по индивидуальным заказам…. Продолжать можно бесконечно. Аддитивные технологии позволяют предпринимателю, обладающему творческим подходом к делу, уверенно найти свою нишу в бизнесе.

— Тогда почему я о ней услышал совсем недавно, если ей почти 40 лет?

У любой технологии есть цикл зрелости — процесс ее становления от появления до исчезновения. Этот процесс может растягиваться на десятилетия и зависеть от многих факторов.

Сегодня промышленная 3D-печать вошли в стадию активного применения. Ее все больше начинают использовать в тех областях, где ранее она была недоступна. 3D-печать постепенно избавляется от прежних проблем, появляются новые материалы и разработки.

Один из вариантов использования 3D-печати в будущем для протезирования и печати человеческих органов.
Пример использования трехмерной печати в судостроении. Статуя была напечатана на 3D-принтере из фотополимера, после чего покрашена и установлена на корабле.

Одновременно с этим, появляется оборудование другого типа, предназначенное для домашнего использования. Производители смогли адаптировать некоторые технологии печати к потребительскому сегменту и сделать их доступными каждому.

Типичный представитель доступных трехмерных принтеров, который можно использовать в домашних условиях

Зачем нужен 3D-принтер

Принтер весьма пригодится инженерам-самодельщикам. Вам больше не придётся искать универсальный корпус для проекта, а потом сверлить в нём дополнительные отверстия. 30 минут проектирования, несколько часов на печать — и у вас уже готов корпус, который идеально подходит именно под ваше устройство. Сборка из 5 шилдов никуда не влезает? Забудьте о таких проблемах.

Принтер точно поможет в ремонте штуковин по дому. У каждого в жизни случалась ситуация, когда вещь приходилось выбросить, хотя в ней сломалась всего одна пластиковая деталь. С помощью 3D-печати вы сможете легко заменить в приборах редкие пластиковые детали, которые трудно найти отдельно.

Пока вы не научились моделировать пластиковые детали самостоятельно, их можно попросту качать в интернете. Существует множество сайтов с миллионами готовых бесплатных моделей, которыми свободно обмениваются пользователи. Мы посвятили поиску моделей отдельную статью.

Стоимость производства

Здесь дела принимают интересный оборот. Как обсуждалось в предыдущем разделе, 3D-печать требует гораздо меньше времени для изготовления одного уникального компонента или прототипа, либо малых опытных серий, а для массового выпуска продукции чаще применяются традиционные технологии производства.

Стоимость производства единичных и мелкосерийных изделий 3D-печатью также превосходит традиционные методы, такие как литье и штамповка, т.к. не требует дорогой оснастки (литьевых и штамповочных форм) и переоборудования производственной линии.

Фото: 3dprinterchat.com

При уже налаженном крупносерийном выпуске тут то же, что со скоростью — себестоимость детали приближается к стоимости сырья и 3D-печать тут пока не может конкурировать, но стремительно приближается к этому.

В сравнении с изготовлением на фрезерных станках с ЧПУ, 3D-печать выигрывает по стоимости уже сейчас.

Фото: plastoco.fi

Для успешного ведения предпринимательской деятельности очень важен такой фактор, как точка безубыточности. Это показатель производства и реализации продукции, при котором расходы перекрываются доходами, а выпуск всех последующих экземпляров того же изделия начинает приносить прибыль.

Компания Xometry провела сравнение SLS-печати и литья под давлением. Выяснилось, что в некоторых случаях вторая технология может быть более экономически выгодной уже после изготовления первых 150 экземпляров одной и той же тестовой детали. Но прототипы для нее, мастер-модели, все равно выгоднее и проще всего печатать на 3D-принтере, так что аддитив тут никуда не девается.

Фото: xometry.com

Как работает и печатает

Создание модели

После сборки и настройки (калибровки) необходимо создать печатаемую трехмерную модель в 3D-редакторе.

• 3D-моделирование. В программе для трехмерного моделирования создается модель. Крупные прототипы, которые не поместятся в камеру принтера, делятся на несколько помельче. Трехмерная модель отправляется в программу-слайсер для формирования G-кода.
• G код. Слайсер – приложение для автоматической подготовки цифровой модели в формате STL к печати на 3D-принтере – генерирования G-кода. Слайсер нарезает модель на слои и описывает движения печатающей головки и ее действия, необходимые для формирования прототипа. На основе G-кода печатающая каретка передвигается по заданной траектории, а сопло наносит материал в указанные моменты.