Как работает 3d-принтер

Должностные обязанности

Задача специалиста – создание 3D-моделей реальных или воображаемых объектов с нуля. В должностные обязанности может входить:

• чтение чертежей и эскизов;
• создание скелета модели для последующей анимации (риггинг);
• отрисовка структур;
• внесение изменений в готовые модели.
• создание трехмерных визуализаций;
• взаимодействие с концепт-художником;

• обработка визуализаций в Photoshop.

Перечень обязанностей в профессии 3D-моделлера зависит от сферы. Например, если сотрудник работает в мебельной компании, то в его обязанности будет входить создание макетов предметов интерьера в трехмерной графике. В игровой индустрии специалисты могут работать над персонажами, локациями, дополнительными элементами.

Классификация принтеров по типу используемых материалов

Заправляемый в технику расходник определяет типы 3d-принтеров. Лазерные агрегаты спекают и ламинируют порошок. Струйный 3д-принтер поочередно склеивает слои используемого исходного материала, затем происходит его спекание. Следующий шаг – охлаждение. Здесь могут использоваться виды фотополимерного пластика, смол, порошков, силикона, металла и восковые компоненты. Рассмотрим, как работает такая техника на разных материалах.

Порошок

Принцип действия техники проявляются в следующих действиях:

• исходя из предоставленной модели, печатающая головка начинает наносить в определенные места специальное связующее вещество;
• на него тонким валиком будет нанесен порошок, который спекается с веществом.
• далее процесс повторяется.

Подобное устройство вполне реально собрать собственными руками – достаточно иметь необходимые комплектующие. Еще один бонус «в копилку» такого аппарата – работа с пудрой из металла.

Гипс

Гипсовый вариант тоже заправляется порошками, но уже соответствующими – от гипса до шпаклевки, цемента и тому подобных. Обязательно наличие связующего вещества. Такие принтеры чаще всего применяются в создании интерьерных украшений. Изделия здесь получаются самые разнообразные.

Фотополимер

Для изготовления объектов в этом случае используются жидкие фотополимеры. Интересен принцип создания фигурок. Ориентируясь на компьютерную модель, ультрафиолетовый лазер будет засвечивать определенные места. В дальнейшем они будут затвердевать под действием ультрафиолета. Такая засветка будет осуществляться и через специально подготовленный фотошаблон – только здесь будет применяться ультрафиолетовая лампа. Шаблонная заготовка будет меняться с каждым новым слоем.

Если техника выбрана стереолитографическая, то можно наслаждаться высокой точностью выполнения объемной печати. Единственный минус – низкая скорость работы, но если точность является актуальным показателем, то на время выполнения не обращают внимания.

Воск

Подобный аппарат печатает при помощи воска – материала с низкой плавящейся температурой. В этом свойстве есть свой бонус – легкость работы. Вот почему четкость и точность выполненных контуров является безукоризненной.

Как добиться цвета

Чтобы сделать объекты самой разной цветовой гаммы, в технике используется специальная головка. Здесь присутствует сразу несколько экструдеров – компонентов, способных плавить и наносить используемый расходный материал.

Есть еще один способ, именуемый «сублимация». Этот вид принтера используется, если необходимо перенести изображение (например, с фото) на рельефную поверхность. Для осуществления задуманного в определенных местах нагреваются красители – из-за температурного воздействия происходит испарение, и остается нужный рисунок.

Перспективы работы инженера по 3D печати

В первую очередь, работа инженера по 3D печати позволяет быть в центре инноваций и современных технологий. 3D печать уже сейчас нашла применение в различных отраслях, таких как медицина, авиационная промышленность, архитектура и дизайн. С ростом популярности и доступности 3D печати, спрос на квалифицированных специалистов будет только увеличиваться.

Инженер по 3D печати может работать не только в крупных промышленных предприятиях, но и стать частью стартапа или открыть собственное дело. Возможности для самореализации и предпринимательства в этой области огромны.

Благодаря цифровой технологии 3D печати, инженеры получают возможность создавать уникальные, индивидуальные изделия по индивидуальному заказу. Это позволяет работать в интересных и разнообразных проектах, удовлетворяя потребности клиентов.

Другим важным аспектом перспектив работы инженера по 3D печати является постоянное обучение и развитие. В сфере 3D печати постоянно появляются новые материалы, технологии и программное обеспечение. Инженер должен быть готов к обучению и освоению новых навыков, что позволяет развиваться и быть востребованным на рынке труда.

Таким образом, перспективы работы инженера по 3D печати представляют собой возможность быть в центре технологического прогресса, выбирать интересные проекты, быть самостоятельным и предпринимательским, а также постоянно развиваться в сфере технологий 3D печати.

С чего начать карьеру 3D-моделлера?

Анастасия Болотова, карьерный консультант Центра карьеры Корпорации «Синергия» , советует начать поиск работы ещё во время обучения.

Помните, что работодатели делают свой выбор в пользу кандидатов, у которых структурно и релевантно оформлено резюме и портфолио.

Анастасия Болотова, Центр карьеры корпорации «Синергия»

Кто такой разработчик игр и как любовь к геймдеву превратить в профессию

Читать подробнее

Стратегия поиска работы включает несколько шагов:

Опишите в резюме ваш опыт, обращая внимание на навыки, требуемые в вакансии: это привлечёт внимание работодателя.

Если у вас совсем нет опыта, то отметьте компетенции, освоенные во время обучения, и инструменты, которыми вы владеете, например, язык программирования C#, Unity Animator и т. д. Также укажите в резюме ссылку на ваше портфолио.

В портфолио добавьте проекты, которые выполняли во время и вне обучения. Важно, чтобы было не менее пяти проектов, релевантных выбранной специализации. Предположим, вы хотите работать в игровой индустрии, тогда сделайте несколько 3D-моделей персонажей или предметов для игры и одну сцену интерьера. Разместите их на ArtStation или Behance.

Вам необходимо продемонстрировать работодателю знания и навыки на конкретных примерах. Так как он поймёт, что именно вы лучше всех справитесь с поставленными задачами.

Анастасия Болотова, Центр карьеры корпорации «Синергия»

Оформите соцсети и разместите там свои проекты, сделайте репост новостей и вступите в тематические группы. Общайтесь с коллегами, вдохновляйтесь, делитесь знаниями и возможностями, создавайте новые проекты.
Изучите маркетплейсы и стоки с разными проектами, заполните там профиль и размещайте свои ассеты на продажу, например, на Unreal Engine Marketplace. Вы можете использовать подобные платформы для дополнительного заработка или рассматривать их как основной источник дохода.

Далее для поиска вакансий и заказов используйте параллельно:

Работные сайты, такие как HH, SJ, Хабр и др., сразу 3–4 источника.
Группы VK.
ТГ каналы.
Фриланс биржи.
Пишите напрямую на электронную почту компаний. Высылайте резюме с портфолио и мотивационным письмом.
Расскажите подробнее о своей работе друзьям и знакомым, вполне возможно, среди них вы найдёте заказчиков или через них получите желаемый оффер.

При откликах на вакансии и заказы пишите сопроводительные письма под каждую позицию отдельно. Старайтесь показать уже существующие, подходящие к вакансии, компетенции и мотивацию работать в конкретной компании.

Анастасия Болотова, Центр карьеры корпорации «Синергия»

Чтобы найти наиболее удобный для себя формат работы, параллельно используйте несколько возможностей, представленных на рынке труда.

Где и зачем нужны трёхмерные модели

3D-моделирование — это создание трёхмерных объектов, придуманных или реальных. Например, никто никогда не видел вживую корабли из «Звёздных войн», но их модели для новых эпизодов создавались с помощью 3D-технологий. 3D-моделирование позволяет наглядно представить объект, существующий только в чертежах, например, копию будущего здания или инопланетного пейзажа.

‍

3D-моделлер — специалист, который с помощью специальных программ создаёт цифровой трёхмерный контент.

‍

Сферы, в которых используется 3D-моделирование:

• кино,
• телевидение (в том числе моушн-дизайн — создание заставок и фонов),
• компьютерные игры,
• анимация,
• VR (виртуальная реальность),
• реклама,
• медицина (создание моделей внутренних органов и искусственных конечностей),
• промышленный дизайн,
• архитектура,
• машиностроение (в том числе самолёто- и ракетостроение),
• лёгкая промышленность (производство игрушек).

‍

Как выбрать 3D принтер

Выбирая принтер, в первую очередь надо определиться с тем, по какой технологии происходит печать. Прибор любительского уровня, а только такой потенциально может купить себе среднестатистический потребитель, а не целое предприятие, работают на основе разработки под названием Пластик Джет (PJP), в некоторых источниках она обозначается как Fused Deposition Modeling (FDM) или Fused Filament Fabrication (FFF). По сути это одно и то же.

Виды материалов для любительской печати

В основном для печати на устройствах такого типа используется пластик с разными характеристиками. Фасуется он в виде пластикового шнура, намотанного на катушку, или нарезанного соломкой. Массово используется пластик двух видов: ABS и PLA.

АБС пластик безопасен, не токсичен, подходит для детских изделий, более того, с ним можно работать в присутствии детей. Изделия из него прочные, долго служат. Недостаток пластика – теряет товарный вид на солнце и на сильном морозе. Его чаще используют в профессиональном изготовлении деталей.

ПЛА пластик (полилактид) более хрупкий, служит не так хорошо. Зато он более пластичен и дает больше возможностей для сложных форм. Он является натуральным продуктом, так как производится из кукурузы и сахарного тростника. В утилизации он экологичен, на 100% разлагается на безопасные компоненты. Изделия из PLA устойчивы к истиранию, держат свою геометрию. Следовательно, пластик отлично подходит для движущихся элементов.  В целом, это скорее любительский вариант пластика.

Альтернативные материалы для 3D  печати

Помимо пластика для работы на таких принтерах используют следующие материалы.

1. Нержавеющая сталь. Используется только в профессиональном оборудовании. Дает большие возможности для изготовления деталей.
2. Дерево. По факту не дерево, а смесь связывающего полимера с деревянной добавкой.  Этот материал стоит очень дорого, в работе особых навыков не требует. Изделия из него «теплые», внешне не отличить от дерева.
3. Смола тоже стоит дорого. Из нее можно распечатать детали высокой точности, с великолепным качеством поверхности – гладкие и прочные. Под действием солнца смола теряет прозрачность.
4. Нейлон. Применяется в основном для изготовления элементов промышленного и медицинского назначения.

Характеристики 3D принтеров

Чтобы выбрать принтер или провести анализ для выявления лидера, надо понимать, какие характеристики устройств являются ключевыми.

1. Область печати. Этот параметр определяет максимальный объем деталей, которые возможно создать с помощью данного оборудования. В документации указывается или объем в куб.см или предельные линейные размеры в мм.
2. Разрешение печати (слоя). Это толщина слоя, которым наносится материал. Чем выше разрешение, тем тоньше наносится пластик, рельефы спокойные, поверхность качественная. Ниже эта величина – детали выходят более «топорными», без тонкой проработки. В некоторых приборах данный параметр может выставляться оператором.

3. Экструдер. Это рабочий узел принтера, который отвечает за подготовку (разогрев) и выдачу материала. Пластик (или другое сырье) размягчается под действием высоких температур в сопле и подается на печать (экструдируется). В состав данного узла входит непосредственно сопло, транспортер для шнура (нити пластика), температурный контролер и охлаждающий механизм. 3D принтеры с одним экструдером за проход могут работать только одной нитью. Чтобы появилась возможность многоцветной печали, в приборе должно быть, по крайней мере, 2-3 экструдера. В промышленных устройствах возможен вариант одного узла с двойным соплом. Это дорого, и бытовые устройства так не оборудуются.

4. Принтеры могут «коннектиться» с внешними устройствами (компьютером, смартфоном или просто внешней памятью) посредством USB и/или Wi-Fi. Не всегда это является обязательным условием для работы.
5. Прошивка принтера (программное обеспечение). По умолчанию оно является предустановленным. В его обязанности входит распознание, обработка документов в формате stl для последующей печати. Создаются же эти файлы в профессиональных программах, вроде Скетчап и Autodesk Inventors Fusion.
6. Дополнительные функции. Эргономика, дизайн и другие детали не вмешиваются в рабочие процессы в принтере, но часто определяют его стоимость.

Разнообразие технологий

Сегодня количество существующих технологий, используемых при 3d-печати, уже вышло за пределы первого десятка, даже без учета подобных методов, которым из-за юридических ограничений даются разные названия. Среди них можно выделить 3 основных с некоторыми вариациями, которые отличаются используемыми материалами, точностью и принципами работы, а также самими печатающими устройствами. Каждое печатное устройство предназначено для определенной технологии.

Лазерная стереолитография (SLA)

Этот способ 3d-печати позволяет создавать объемные образцы из жидкого фотополимера, который при действии лазерного излучения переходит в твердое состояние. По SLA-технологии объект создается на погруженной в фотополимер платформе, куда направляется луч лазера. Он обеспечивает кристаллизацию материала, и таким образом формируется первый слой будущего изделия. Платформа каждый раз сдвигается на толщину слоя, пустое пространство заполняется жидким полимером, и процесс запекания повторяется до построения желаемого объекта.

Основное преимущество стереолитографии – высокая точность. Разные модели принтеров позволяют достигать толщины слоя в 6-10 микрон (для сравнения толщина человеческого волоса колеблется в пределах 50-100 микрон). За счет этого применение SLA наиболее востребовано в медицине (к примеру, стоматологии) и ювелирном производстве. С другой стороны, промышленные 3d-принтеры позволяют создавать объекты с размерами до нескольких метров.

Одной из вариаций и достойных альтернатив SLA является относительно молодая технология светодиодной 3D-печати DLP (Digital Light Processing). Она предусматривает обработку таких же жидких фотополимеров, но их кристаллизация происходит под действием светодиодных световых проекторов, которые сначала формируют контур слоя, а потом заполняют его. Она также обеспечивает хорошую точность (до 15 мкм) и большое разнообразие физико-химических и механических свойств фотополимерных смол и их цветовых решений. По сравнению со SLA-технологиями имеет дополнительное достоинство – более высокую скорость печати.

Печать расплавленной полимерной нитью (FDM/FFF)

Эта технология 3D-печати является самой распространенной на сегодня, поскольку не требует дорогого оборудования, а работа с расходным материалом (пластиковой нитью или прутком) не имеет особых сложностей. Права на аббревиатуру FDM и само название Fused Deposition Modeling (моделирование методом наплавления) принадлежат компании Stratasys. Чтобы обойти патентные ограничения, представители проекта RepRap предложили собственное название FFF или Fused Filament Fabrication (Производство способом наплавления нитей). На практике технология 3D-печати FFF, по сути, означает то же самое, что и FDM.

Принцип работы в этом случае состоит в следующем: головка-экструдер разогревает до полужидкого состояния пластиковые нити и дозировано выпускает их на рабочую платформу. Слои наносятся поочередно, сплавляются между собой и затвердевают, постепенно наращивая изделие, полностью соответствующее цифровому прототипу.

Выборочное лазерное спекание SLS

Технология SLS (Selective Lazer Sintering) предполагает использование порошкового расходного материала. В качестве последнего используются порошковые формы бронзы, стали, нейлона, титана и т.д. Но некоторые порошки обладают взрывоопасными свойствами, поэтому требуют хранения исключительно в камерах с азотом. Этот вариант 3d-технологии, которая применяется для печати как пластиком, так и металлом, часто используется в промышленной сфере для создания прочных элементов.

За счет спекания лазерным лучом послойно наращивается структура желаемого объекта, плотность которого будет зависеть от максимальной энергии излучателя. Его контуры постепенно прорисовываются в соответствии с цифровой моделью. При этом спекание зачастую происходит в условиях высоких температур, поэтому на остывание готовых деталей уходит длительное время (вплоть до целого дня).

Одна из особенностей SLS технологии – минимальная вероятность поломки детали в процессе 3d-печати, поскольку поддержкой для ее навесных элементов будет служить неизрасходованный порошковый материал.

Как развивался рынок 3D-печати

Прорыв в области трехмерной печати произошел в 1984 году, когда американский ученый Чак Халл (Charles W. Hull) изобрел стереолитографию. Восьмого августа 1984 года он получил патент на «аппарат для создания трехмерных объектов с помощью стереолитографии». Изобретатель создал компанию 3D Systems (США), которая специализировалась на лазерной стереолитографии (SLA).

В 1989 году была зарегистрирована компания Stratasys (США), которая в апреле 1992 года продала свой первый продукт 3D Modeler. Первую в мире машину для селективного лазерного спекания (SLS) в 1992 году создал стартап DTM. Первый в мире коммерческий 3D-принтер в 2000 году создала компания Object Geometries.

В 2005 году доктор Адриан Бойер представил инициативу RepRap (Replicating Rapid Prototyper – самовоспроизводящийся механизм для быстрого изготовления прототипов). RepRap предполагала создание 3D-принтера, который печатает детали для создания своей копии. Инициатива подразумевала общедоступность устройств и технологий. В 2008 году в рамках проекта появился 3D-принтер Darvin, который воспроизводил сам себя.

Как создать собственный 3D-принтер (видео)

В 2006 году Object Geometries, ставшая частью компании Stratasys, представила первую коммерчески жизнеспособную машину для печати по технологии SLS. Устройство способно изготовить одинаковые по внешнему виду детали, но из разных по свойствам материалов.

В 2007 году как часть компании Royal Philips Electronics создан стартап Shapeways (США). В 2008 году Shapeways предложила услуги по созданию трехмерных изделий при помощи быстрого прототипирования. От заказчика требовался лишь файл с трехмерной графикой. Изначально продукцию печатали из простых материалов, а затем стали использовать пластмассы, драгоценные металлы, сталь, фарфор и т.д. Список материалов для печати достиг 60 позиций. Компания Shapeways к началу 2018 года напечатала и продала более 10 млн 3D-объектов.

3D-печать c использованием золота (видео)

После 2010 года стоимость 3D-принтеров постоянно снижалась, а точность 3D-печати повышалась, создавались более сложные формы. К примеру, в ноябре 2013 года энтузиастами из Kor Ecologic (США) был напечатан первый в мире 3D-автомобиль Urbee 2. Вес машины достигал 544 кг. Для печати использовалась технология FDM, прочные и легкие полимеры. В итоге автомобиль потреблял меньше топлива. На изготовление корпуса ушло 2,5 тыс. часов.

Презентация первого в мире автомобиля, напечатанного 3D-принтером (видео)

3 июля 2014 года компания Local Motors (США), специализирующаяся на мелкосерийном производстве автомобилей, представила автомобиль Strati, напечатанный на 3D-принтере за 44 часа. На предприятии используются технологии с открытым исходным кодом. Машина изготовлена из термопластика, армированного волокном. Вес корпуса без шасси, трансмиссии, тормозов и колес не превышал 225 кг. Готовый автомобиль состоял из 40 компонентов.

3D-принтер напечатал автомобиль Strati за 44 часа (видео)

В 2016 году на Берлинском авиасалоне компания Airbus представила беспилотный самолет Thor, полностью напечатанный на 3D-принтере. Для создания использовался полиамид. Сегодня 3D-технологии используются для изготовления металлических деталей некоторых коммерческих авиалайнеров. Такие детали на 30−50% легче, чем обычные. Отходов при производстве почти не остается.

Корпорация Airbus представила 3D-беспилотник на авиашоу в Берлине (видео)

SLS

Главное преимущество технологии перед FDM и SLA — SLS-печать не требует создания поддерживающих структур, ведь материалом поддержки служит окружающий модель материал — это позволяет печатать изделия любой формы, с любым количеством внутренних полостей, и заполнять ими весь рабочий объем принтера. SLS-принтеры работают с широким спектром материалов, а их принты прочнее, чем большинство напечатанных FDM или стереолитографией.

Благодаря прочностным характеристикам, напечатанные на SLS-принтерах детали могут использоваться в практических целях, а не только как прототипы и декоративные элементы.

Для создания объекта аппарат направляет лазер на слой мелкофракционного порошка, сплавляя частицы друг с другом для формирования слоя изделия. Затем, устройство рассыпает следующую порцию порошка на поверхность готового слоя и разравнивает его, а лазер расплавляет, создавая следующий слой изделия. Процедура повторяется до тех пор, пока печать не будет завершена.

Есть у SLS-принтеров и минус — их стоимость. Они очень дороги, по сравнению с FDM и SLA/DLP. Это связано с ценой необходимых для такой печати высокоэнергетических лазеров. В принципе, стоимость даже самых дешевых SLS-принтеров совсем недавно начиналась от $200 000.

Тем не менее, некоторые компании в настоящее время над тем, чтобы сделать данную технологию более доступной, поэтому есть шанс, что приобрести SLS-принтер в ближайшем будущем смогут позволить себе даже любители. Один из примеров — польская компания Sinterit.

SLS-принтер на примере

Извлеченная из SLS-принтера модель не требует удаления поддержек и может использоваться без постобработки, ее надо лишь очистить от лишнего порошка.

Применение трехмерной печати

Сфера применения технологий трехмерной печати практически не имеет границ. Об этом говорит еще одно из названий быстрое прототипирование. Итак, 3d-печать может оказаться незаменимой для:

• мелкосерийного производства, когда для изготовления небольших партий, эксклюзивных или персонализированных объектов (предметов искусства, игровых фигурок, экспериментальных образцов) требуется минимальное время от разработки до создания готового изделия, поскольку значительно упрощается работа конструкторов;
• автомобильной и аэрокосмической отрасли, где 3d-технологии открывают возможности для печати металлом запасных частей и объектов любых сложных форм, которые зачастую оказываются более прочными и легкими по сравнению с продуктами традиционного производства;
• медицины, где на 3d-принтерах уже создаются имплантаты (к примеру, для протезирования в стоматологии) и лекарственные средства, а ученые ведут работу над развитием технологий трехмерной биопечати для создания органов, живых тканей и костей;
• строительства, где 3d технологии используются не только для создания архитектурных макетов домов с целых микрорайонов с полагающейся инфраструктурой, но и для печати полноценных строительных материалов и даже целых зданий;
• модной индустрии и творческих людей, которые получают возможность раскрывать свой талант с помощью 3d-моделирования и воплощать самые смелые задумки.

На данном этапе 3d-печать развита не настолько сильно, чтобы провести промышленную революцию. Но изготовление сложных объемных изделий с высокой точностью – это рынок, который идеально подходит для реализации и дальнейшего совершенствования этих уникальных технологий будущего. Вполне возможно, что в ближайшем будущем принтером для создания объемных образцов сможет обзавестись каждый желающий и тогда новые горизонты в создании объемных образцов будут ограничены только человеческой фантазией.

Где учиться на 3D-моделлера

В кино, игровой индустрии или анимации никто не спрашивает диплом. Здесь смотрят на портфолио и навыки. Всё это можно получить, отучившись на очных или онлайн-курсах. Научиться основам 3D-моделирования можно и самому.

‍

В российских вузах нет факультетов и курсов, где учат именно 3D-моделированию. Если вы хотите работать в этой сфере и при этом получать высшее образование, ищите факультеты, где обучают смежным специальностям. Например:

‍

Художественные вузы и факультеты.

3D-моделлеру нужно разбираться в технике рисования и скульптуры, понимать, что такое размер, объёмы, форма и перспектива. Работе в специальных программах для 3D-моделирования можно научиться за 4–5 месяцев, а вот художественные навыки нарабатываются гораздо дольше.

‍

Художественный вуз будет огромным преимуществом, когда вы придёте в эту профессию.

‍

Факультеты дизайна и компьютерной графики

Непосредственно моделированию там не учат, но дают знания по смежным темам. После окончания такого факультета в дипломе у вас будет указана общая специальность — например, «дизайнер».

‍

Технические и инженерные факультеты

Это направление для тех, кто хочет работать 3D-моделлером в промышленном дизайне: создавать модели машин и зданий.

‍

Очные школы и курсы 3D-моделирования

Школ много, их легко найти в интернете. Преимущества очного обучения:

‍

• вы знакомитесь с разными направлениями и можете выбрать, что вам интересно;
• в школе преподают практикующие специалисты из разных студий;
• вы знакомитесь с преподавателями и сокурсниками из индустрии — в дальнейшем связи помогут найти работу.

‍

Недостатки очной школы — длительность обучения (2 года) и высокая стоимость.

‍

Онлайн-курсы 3D-моделирования

На таких курсах можно быстро и относительно недорого получить начальные навыки. Но если вы слабо разбираетесь в этой сфере и не понимаете, чем конкретно хотите заниматься, есть риск выбрать не совсем тот курс и потерять на этом время и мотивацию.

‍

Самостоятельное обучение

Если вы уже знаете, чего хотите, можно выбрать онлайн-курс и учиться самостоятельно. Если нет, то полезно найти человека, который этим занимается. Он расскажет о разных направлениях, поможет изучить программы, даст обратную связь.

‍

Airbus печатает по заказу Finnair

Первая 3D-печатная деталь, видимая для пассажиров, скоро отправится в полет с Finnair. Корпорация Airbus наладила мелкосерийное производство 3D-деталей. Airbus и раньше использовал 3D-детали, но они выглядели неприглядно и использовались там, где пассажиры не смогут их видеть.

Вместе с бельгийской компанией Materialize Airbus избавилась от недостатков 3D-моделей. К примеру, теперь из органически чистых составляющих печатаются панели для кабины самолета. Они на 15% легче литых и выпускаются быстрее. Эти панели будут установлены в самолетах Finnair A320.

Airbus с помощью 3D-печати трансформирует изготовление деталей (видео)

Критика и проблемы

Медленно и без гарантий: печать довольно медленная, недостаточно точная. Огромная проблема в любительских принтерах — брак. Например, деталь может отклеиться от подложки прямо во время печати, и произойдёт ад. Или моторы раскалибруются, и сопло начнёт промазывать мимо нужных мест.

Низкая эффективность: чтобы напечатать деталь 10 × 10 см, нужен принтер размером как минимум 50 × 50 см, который будет стоить несколько сотен долларов.

Не самые прочные материалы: 3D-печать пока что ограничена пластиками и смолами. Есть отдельные технологии печати на базе металлического порошка, но если вам нужна стальная деталь — вам нужен не 3D-принтер, а нормальный токарь и станок. Но на станке можно сделать не всякую деталь. 

Не всегда понятно зачем. В промышленности 3D-принтеры используют для прототипирования, но в массовом производстве эти технологии не используются. Для домашнего применения тоже неясно: на 3D-принтерах печатают маленькие пластиковые штучки для любительских проектов… и всё. Очень мало случаев, когда обычный человек мог бы захотеть напечатать у себя дома что-то применимое в хозяйстве.

Стереолитография

Стереолитография использует свет для “выращивания” объектов в емкости с фотополимерной смолой . Как и в прочих технологиях 3D-печати, изделие образуется слой за слоем, здесь — при отверждении жидкого фотополимера светом.

От FDM стереолитография отличается более монолитными принтами, даже с одинаковой заданной толщиной слоя.

На фото: принты FDM и SLA, слой обеих моделей — 0,1 мм.

Дело в разнице в технологиях — фотополимерная засветка дает более аккуратные слои, чем расплавленный филамент выдавливаемый из сопла FDM-принтера.

SLA и DLP — две разновидности стереолитографии. SLA — лазерная стереолитография, DLP — цифровая проекция. Различие между ними в том, что в SLA источником света служит лазер, а в DLP — проектор.

Независимо от технических особенностей, принцип работы устройств SLA и DLP схож. Для запуска печати необходимо опустить специальную платформу построения в емкость с жидкой фотополимерной смолой.

Платформа останавливается на высоте одного слоя от дна емкости.
Происходит засветка источником света принтера.
Жидкий полимер, под воздействием света, становится твердым и прилипает к платформе построения. После этого платформа поднимается на высоту еще одного слоя и процесс повторяется.

SLA-принтер на примере

SLA дает более гладкие поверхности, по сравнению не только с FDM, но и с DLP, о которой рассказываем далее.

Так получается потому, что DLP проецирует слои картинкой из пикселей, а луч лазера в SLA движется непрерывно, что дает ровный, не пикселизованный слой.

DLP в тех же целях использует проектор, а LED DLP — ЖК-дисплей с ультрафиолетовой подсветкой. В этих конструкциях свет проецируется на смолу по всей площади слоя одновременно, что дает преимущество в скорости, когда необходима печать крупных объектов с заполнением в 100% — полная засветка слоя происходит быстрее, чем в SLA.

Но при печати мелких или пустотелых объектов SLA быстрее, так как интенсивность засветки лазерным лучом, а значит и скорость полимеризации, выше.