Посібник для початківців з 3D-друку

Ми бачимо світ у трьох вимірах. Тепер ми також можемо друкувати в трьох вимірах завдяки виробничому процесу, який останніми роками став популярним: 3D-друк.

3D-принтер використовує «аддитивний виробничий процес» (що означає, що об’єкт створюється шар за раз). Більшість 3D-принтерів мають одну головку екструдера, що означає, що якщо ви хочете використовувати кілька кольорів, ви можете вам доведеться роздрукувати свій об’єкт по секціях, і навіть тоді ви будете обмежені у тому, яким може бути об’єкт кольорові. Ось чому найпоширенішими прикладами 3D є такі об’єкти, як пластиковий Yoda синього відтінку – найбільш поширені одноколірні принтери. Але хоча всі люблять друкувати Yoda, реальність така, що сучасні 3D-принтери використовуються для друку всього, від прототипів дизайну до ювелірних виробів, ремесел, частин виробів, частин тіла і навіть їжі.

Коли стереолітографічні принтери були вперше представлені в середині 1980-х років, вони коштували шестизначне значення і були націлені на комерційне та промислове застосування. Лише приблизно в 2012 році ціни різко впали: принтери коштували 1000 доларів, а не 20 000 доларів. Зі зниженням цін розширилася аудиторія 3D-принтерів: усі виробники, мистецькі та освітні спільноти підключилися, а також дизайнери, які шукали недороге та швидке створення прототипів. Очікується, що ціни впадуть ще на 6,4 відсотка в 2016 році, згідно зі звітом дослідника ринку IBISWorld.

Різні принтери використовують різні технології друку. Споживчі 3D-принтери зазвичай використовують один з двох основних підходів.

FFM (виробництво плавленої нитки, також називається виробництвом осадження волокна або плавленої нитки осадження) принтери використовують рухому друкувальну головку для створення шарів розплавленої пластикової нитки у формі об'єкт.

Принтери SLA (стереолітографія) затверджують смолу за допомогою ультрафіолетового лазера (у деяких моделях використовуються проектори з цифровою обробкою світла, але вони, як правило, менш точні). Принтери SLA, як правило, дорожчі, але вони здатні створювати більш точні та деталізовані моделі завдяки роздільній здатності та точності лазера.

Принтери FFM зазвичай можуть подавати безліч матеріалів через свої екструдери. Поширені варіанти включають ABS, недорогий міцний матеріал на нафтовій основі, який можна переробити, і PLA (полімолочна кислота), міцний, біологічно розкладний матеріал, який піддається термічній пластичності та фарбуванню, але його також складніше склеювати, ніж ABS. Ці матеріали часто бувають різних кольорів, але оскільки більшість принтерів мають лише одну друкувальну головку, ви зазвичай друкуєте весь об’єкт одним кольором.

Принтери SLA мають більш обмежений вибір як доступних матеріалів, так і доступних кольорів. Вибір матеріалу буде залежати від того, чи використовує принтер ультрафіолетовий лазер чи проектор DLP. Смоляні матеріали можуть бути як жорсткими, так і гнучкими, і є дорожчими, ніж пластикові нитки, що використовуються в FFM-друкі.

Хоча витрати як на принтери, так і на друкарські матеріали значно впали, покупка 3D-принтера залишається значною інвестицією, яка починається приблизно з 300 доларів і з цього моменту швидко зростає.

Мабуть, найбільшою проблемою є зручність використання. Налаштування та використання принтерів стало простіше, але щоб щось створити, потрібно починати з чогось, зокрема, з 3D-моделі.

Якщо ви розбираєтеся в дизайні, ви можете створити дизайн за допомогою програмного забезпечення для 3D-моделювання та експортувати готовий цифровий продукт у вигляді STL-файлу, який використовують для друку всі 3D-принтери. Однак для нас, простих смертних, це зазвичай зводиться до використання вільно доступних файлів STL (ви можете знайти багато безкоштовних файлів у онлайн-бібліотеці 3D-об’єктів, як-от Thingiverse), купуючи дизайн у різних інтернет-магазинах або створюючи власні 3D-скани.

Якщо ви плануєте самостійно сканувати, ви можете використовувати 3D-веб-камеру, доступну на деяких комп’ютерах (включаючи зручний для виробника HP Sprout, який має опцію обертової платформи для використання з вбудованим 3D-сканером) або як автономні пристрої, 3D-камеру, як-от Microsoft Kinect, або використання сторонньої служби 3D-сканування.

Перш ніж вибрати дешевий 3D-принтер і експериментувати в 3D-світі, подумайте про розмір об’єктів, які ви можете створити. Якщо ваша мета — надрукувати лінійки довжиною фута (з якихось причин), ви не досягнете цієї мети, якщо вибраний вами принтер може обробляти лише об’єкти, менші за 6 дюймів у висоту та ширину.

Ще одна перевірка реальності – швидкість та якість друку. Під час роботи принтера ви зможете виконати щоденні роботи, а типова 4-дюймова модель вимагає до 12 годин для друку. Як і у звичайних принтерах, швидкість друку також залежить від якості друку.

Нарешті, подумайте про те, який результат ви хочете отримати, а не лише тому, що вам потрібно враховувати, які матеріали ви будете використовувати для створення свого об’єкта. Якщо вам потрібні дуже деталізовані об’єкти, такі як ювелірні вироби або масштабні моделі, придбайте принтер SLA, оскільки він краще відтворює дрібні деталі. Якщо вам потрібна низька вартість і простота використання, придбайте принтер FFM.

І хоча PLA вважається дещо більш безпечним для харчових продуктів, ніж ABS, жоден з них - видавлений за допомогою 3D-принтера - не є дійсно безпечним для споживання з різних причин. Наша порада: навіть не думайте про друк тарілок, чашок і ложок.

Якщо у вас обмежений бюджет і ви готові піти на деякі компроміси, 349 доларів 3D-принтер M3D Micro це чудовий вибір для початку. Ця модель FFM створюватиме об’єкти розміром менше 5 дюймів і використовує різноманітні матеріали, однак вона повільніша, ніж інші моделі, які ми бачили.

Для ентузіастів із більшим бюджетом ми рекомендуємо об’єкти Aleph за 1250 доларів Lulzbot Mini, який вражає простотою використання та різноманітністю функцій. Цей принтер FFM підтримує друк об’єктів розміром трохи менше шести дюймів, він підтримує вражаючий діапазон матеріалів волокна, і він поставляється з налаштованою версією популярного Cura 3D з відкритим вихідним кодом програмне забезпечення.