Зачем нужен 3D-принтер

Еще недавно сама мысль о том, чтобы печатать на домашнем принтере объемные предметы, была чем-то из области фантастики. А сегодня 3D-принтеры и сканеры из диковинок превращаются в обычные бытовые приборы. Появляются все новые модели: более компактные, лучше адаптированные для домашнего использования. Если вам еще никогда не приходилось иметь дела с 3D-принтерами, вы наверняка считаете их всего лишь дорогой игрушкой. Мы на собственном опыте убедились, что это не так: новые технологии способны упростить решение многих насущных задач, не говоря о том, какой простор для фантазии они открывают! Позвольте продемонстрировать вам возможности 3D-печати.

Сначала немного терминологии.

Пожалуй, самая распространенная технология 3D-печати – это изобретенная еще в 1980-х годах FDM, то есть послойная печать расплавленным материалом (чаще всего пластиком).

Тончайшая нить жидкого пластика подается через головку экструдера на специальную рабочую платформу, где остывает и затвердевает. Слой готов. Платформа опускается на толщину одного слоя – как правило, 50–100 микрон (т.е. 0,05–0,1 мм!) – и все повторяется снова, пока трехмерная модель не будет выстроена до конца. Чтобы процесс печати шел быстрее, принтер снабжен вентиляторами для обдува модели.

Для печати объектов со сложной геометрией 3D-принтеры автоматически строят специальные поддержки. Многие из них, например, Leapfrog Creatr с двумя экструдерами способны печатать пластиком двух разных видов, используя для поддержек пластик PVA, который растворяется в воде. Это избавляет от необходимости вручную отделять поддержки от готового изделия — просто замачиваем его в воде – и порядок! Именно по такому принципу работает большинство современных домашних и офисных 3D-принтеров.

Как FDM-технология остается актуальной столько лет, и почему мы рассказываем вам именно о ней? Секрет ее успеха прост – она позволяет быстро и с высоким разрешением печатать прочные объемные предметы любой формы.

• пластиковые запчасти для бытовых приборов, в том числе, подвижные, состоящие из нескольких частей;
• аксессуары и детали для современных гаджетов (чехлы для мобильных, кнопки для клавиатуры, оригинальные крепления и зажимы для гаджетов);
• автозапчасти (переходники, штуцеры, шестеренки, декоративные накладки, кронштейны, колпачки для автомобильных дисков, шильдики…);
• бытовые мелочи (крепежи для полок, крючки-вешалки…);
• аксессуары и подарки (оправы для очков, брелоки, бижутерию…);
• бизнес-сувениры с персонализацией (флешки, ручки, бейджи, фирменные эмблемы…).

Этот список далеко не полон! А ведь есть еще сканеры, с помощью которых легко создавать копии трехмерных предметов: от пуговицы до расчески и от одежной вешалки до садовой лейки.

Основной плюс 3D-печати и сканирования в том, что любой желающий может практически любую нужную ему вещь или деталь сделать самостоятельно, не выходя из дома – не нужно искать ее в магазинах, ждать доставки…

Чуть подробнее о том, кому и чем может быть полезен 3D-принтер.

Как и большинство технических новинок, изначально 3D-принтеры были рассчитаны на крупные и средние производства: фабрики, заводы, научно-исследовательские центры… Отсюда – громоздкие размеры и кусачая цена. Но сегодня 3D-технологии все более востребованы частными покупателями и малым бизнесом и переориентируются на них. То есть, на нас.

Главное назначение 3D-принтеров вовсе не развлечения, а работа и учеба. Если вы архитектор или дизайнер (либо учитесь на архитектора или дизайнера), 3D-принтер позволит вам изготавливать наглядные модели и макеты в точности соответствующие заданным вами параметрам.

Художники оценят удобство изготовления уникальных объектов для инсталляций, мастера-кукольники – кукол и аксессуаров для них, модельеры – простоту изготовления отдельных частей одежды и обуви, аксессуаров или даже костюмов целиком.

А мультипликаторы откроют для себя новые возможности работы с технологией стоп-моушен.

Для этих же целей 3D-принтеры с успехом могут использовать и непрофессионалы – люди с творческими хобби. Простор для использования 3D-печати в мире хобби огромный: поклонники кино, анимэ, компьютерных игр, коллекционеры и любители моделирования могут печатать фигурки любимых героев, детали авиамоделей для сборки и многое другое. Современные 3D-принтеры позволяют печатать объекты в двух и даже в трех цветах. И, конечно, напечатанные модели можно при желании раскрашивать в ручную.

Вышесказанное не означает, что 3D-печать находит применение лишь в искусстве. Все более широко ее используют в медицине, причем, не только врачи, но и сами пациенты. С помощью 3D-принтеров по всему миру уже сейчас печатают протезы рук и ног для взрослых и детей.

Напечатать протез зачастую гораздо дешевле, чем приобрести «традиционный» вариант, не говоря о том, что пациент может идеально приспособить его под свои нужды и вкусы, продумать внешний вид… Кто сказал, что протез не может быть красивым?

Оборудование для 3D-печати и сканирования
– перспективное вложение для любого бизнеса от крупного промышленного производства автомобилей до маленькой рекламной фирмы или магазинчика эксклюзивных сувениров, музыкальных инструментов… Для крупных производств новые технологии – способ сэкономить на создании мастер-моделей. Новый продукт, будь то ваза или гоночный болид, не придется изготавливать вручную: достаточно напечатать 3D-модель, дающую полное представление о будущем объекте. Что же до мелкосерийного производства, скажем, рекламной продукции, то его, имея 3D-принтер, легко наладить прямо на дому.

3D-принтер – отличное подспорье для студентов самых разных специальностей, а также ученых и преподавателей ВУЗов.
Ведь он позволяет создавать наглядные модели чего угодно – от молекулы ДНК до многоэтажных зданий. Да и сами технологии 3D-печати – интереснейшее поле для изучения и новых разработок. К сожалению, до появления 3D-принтеров в каждой университетской библиотеке пока еще далеко. Но уже сегодня группа студентов вполне может позволить себе вскладчину приобрести такой принтер для совместного проекта.

Возможности 3D-печати по достоинству оценят и родители школьников (да и дошкольников тоже): такая техника дома или в классе поможет разнообразить учебный процесс, сделав по-настоящему увлекательным, например, процесс освоения устного счета, и, конечно, позволит детям с ранних лет осваивать новые технологии и работу с компьютером. Приятный бонус – возможность самому вместе с ребенком чинить сломанные и создавать новые игрушки.

Ну, и, наконец, практически безграничные возможности применения 3D-принтеров в быту делают их идеальными помощниками для мастеров на все руки, которые сами занимаются ремонтом мебели, бытовой техники или своего автомобиля, сами изготавливают формы для отливки металлических или пластиковых деталей…

3D-принтеры, работающие по технологии FDM, делают и ведущие зарубежные, и российские производители. Отдав предпочтение первым вы гарантированно приобретаете качественную технику, протестированную и готовую к работе. А поддержав отечественного производителя, добавляете к этим плюсам еще два: простоту гарантийного обслуживания (не придется ждать запчастей из-за рубежа) и оптимальную цену (ведь у отечественного продукта меньше расходы на транспортировку, и он не стоит на таможне).

А выбор поистине огромен! Мы можем порекомендовать вам быстрый и надежный голландский Ultimaker 2, передовой американский MakerBot Replicator 5 GEN, универсальный PrintBox3D One российского производства… Большинство домашних 3D-принтеров рассчитаны как на профессиональных, так и на начинающих пользователей и потому просты в управлении.

Так мы и подошли к одном из ключевых вопросов – цене.
Цены на большинство моделей 3D-принтеров колеблются в районе 100 тысяч рублей. Немало. Но деньги, потраченные на устройство с лихвой окупаются в процессе эксплуатации. Достаточно сказать, что картриджи для 3D-принтеров – нити пластика ABS, PLA, HIPS, нейлоновая нить и ряд других материалов – стоят около 1 рубля за грамм. Таким образом, изделие весом 10–15 граммов, скажем, чехол для iPhone, обойдется вам в 10–15 рублей.

Картриджи можно не покупать вовсе, а делать самим. Вы же пьете молоко из пластиковых бутылок? Для печати годятся любые пластики с температурой плавления до 280 °С, а превратить в домашних условиях пластиковые отходы в нить-картридж для печати помогает специальное оборудование, которое, к слову, стоит в разы дешевле 3D-принтера. И экономия, и экологии на пользу!

Так что, согласитесь, выгоднее напечатать чехол для смартфона, чем купить его в магазине. Не говоря уже о том, что с помощью 3D-печати вы можете получать уникальные вещи любой формы, с любым рисунком…

Достаточно создать 3D-модель в специальной программе (чаще всего ПО с русскоязычным интерфейсом бесплатно прилагается к принтеру, в противном случае его легко бесплатно скачать из интернета) и отправить задание на печать. Программы для 3D-моделирования уже сейчас рассчитаны на широкую аудиторию, а разработчики продолжают создавать более удобные упрощенные версии.

Можно и вовсе ничего не создавать самому, а воспользоваться одной из многочисленных бесплатных моделей, выложенных в интернете в открытых или платных базах данных например, www.thingiverse.com. Количество таких моделей уже сегодня исчисляется десятками, если не сотнями, тысяч и растет даже не ежедневно, а ежечасно. Ведь их выкладывают в интернет и обычные пользователи и производители всевозможных гаджетов, предметов декора…

Например, дизайнеры Teague Labs еще в 2012 году придумали и выложили на своем сайте 3D-модель наушников под названием 13:30. Скачиваете, печатаете, наслаждаетесь любимой музыкой!

Google и Motorola пошли еще дальше: в 2015 они планируют запустить в продажу смартфон Project Ara – эдакий конструктор, состоящий из отвечающих за разные функции модулей, напечатанных на 3D-принтере. Суть идеи в том, чтобы упростить ремонт мобильных устройств и сделать их более индивидуальными. Ждем?

А вот, например, отличная идея, которой можно воспользоваться уже сейчас, не дожидаясь 2015 года. Если провода от наушников для плейера или USB-шнуры вечно завязываются у вас в кармане или сумке в морские узлы, намотайте их на такую вот симпатичную катушку – и никаких проблем с распутыванием «змеиного клубка»!

Как вы верно догадались, файл с моделью держателя для проводов можно скачать в интернете и распечатать на своем 3D-принтере.

Ну и, наконец, о том, как 3D-печать облегчает жизнь мастерам на все руки. Как уже говорилось, на 3D-принтере можно печатать прототипы для последующей отливки металлических деталей и запчастей к самым разным приборам.В России 3D-принтеры и 3D-сканеры еще только начинают завоевывать рынок, но мы уверены, что через непродолжительное время они будут в каждом доме, как это уже произошло с компьютером и обычными принтерами и сканерами. Начните осваивать технологии будущего уже сегодня – это куда проще, чем кажется!