Что такое 3d-принтер, принцип его работы и применение

3D-принтер — станок с числовым программным управлением, использующий метод послойного создания детали. 3D печать является разновидностью аддитивного производства и обычно относится к инструментам быстрого прототипирования.

Что такое 3D-принтер для металла

Это специальное устройство, которое дает возможность создавать металлические изделия и наносить специальные слои на формирующиеся детали. То есть формирование объекта принтером происходит послойно.

Первым делом при помощи компьютера и специальной программы создается виртуальная модель в трех плоскостях, разделенная на цифровые слои. В процессе печати объекта, из головки принтера на печатающую платформу выделяется жидкий металл или порошок, тем самым создавая начальный слой. Далее автоматически формируется следующий слой металла. Итак, слой за слоем, создается готовое изделие.

Что такое 3D-принтер для металла

Данное устройство дает возможность для изготовления самых разнообразных изделий. Используемые современные разработки очень конкурентоспособны на фоне стандартных методик производства металлических объектов.

Модели

Dremel DigiLab 3D45 3D Printer

Оценка: 4,5 из 5

Плюсы

  • Очень хорошее качество печати
  • Простота применения
  • Удобное и мощное программное обеспечение
  • Печать через USB, Ethernet, Wi-Fi и USB-флешку
  • Безопасный дизайн
  • Относительно тихий

Минусы

  • Ограниченное число цветов нитей по сравнению с конкурентами.
  • Сенсорный экран не самый отзывчивый

Вывод: Dremel DigiLab 3D45 обладает большим числом функциональных возможностей, печатает аккуратно, имеет мощное программное обеспечение, что делает его одним из лучших.

Цены на

Formlabs Form 2

Оценка: 4 из 5

Плюсы

  • Превосходное качество печати
  • Автоматическая подача полимера
  • Связь через USB, Wi-Fi и Ethernet
  • Сенсорный экран
  • Несколько кастомных типов фотополимера

Минусы

  • Принтер не смог опознать один из картриджей при тестировании
  • Нужно время, чтобы научиться мастерски печатать

Вывод: Form 2 предлагает великолепное качество печати, хороший выбор фотополимеров и улучшенное взаимодействие с пользователем по сравнению с прошлым поколением принтеров Formlabs 3D.

Цены на

MakerBot Replicator+

Оценка: 4 из 5

Плюсы

  • Простота применения
  • Очень хорошее качество печати
  • Удобное и мощное программное обеспечение
  • Печать через USB, Ethernet, Wi-Fi и USB-флешку
  • Безопасный дизайн для открытого принтера
  • Относительно тихий

Минусы

  • Сложная настройка принтера через приложение MakerBot Mobile
  • Довольно дорогой фотополимер

Вывод: MakerBot Replicator+ 3D был улучшен сравнению со своим предшественником, стал быстрее, больше площадь печати, подходит для профессионалов.

Цены на

Ultimaker S5

Оценка: 4 из 5

Плюсы

  • Двойной пресс
  • Большой объём
  • Тихий
  • Хорошее качество печати
  • Лёгкая настройка и работа
  • Сенсорный экран

Минусы

  • Цена
  • Относительно низкая скорость печати на разрешении по умолчанию

Вывод: достоинства этого 3D-принтера делают его хорошим выбором для профессиональных сфер применения.

Читайте также:  Лучшие компактные и тонкие смартфоны 2020-2021

Dremel DigiLab 3D40 Flex 3D Printer

Плюсы

  • Простая настройка
  • Удобное программное обеспечение
  • Солидное качество печати
  • Гибкая плата позволяет легко собирать объекты
  • Многочисленные варианты подключения

Минусы

  • Только нити PLA

Вывод: простой в работе принтер обладает удобным программным обеспечением, хорошим качеством печати и несколькими вариантами подключения. Отлично подойдёт для учебных заведений.

Цены на

LulzBot Mini 2

Оценка: 4 из 5

Плюсы

  • Простота настройки и применения
  • Мощное программное обеспечение
  • Тишина в работе
  • Поддержка разных типов нитей
  • Экран LCD со слотом SD
  • Самовыравнивающийся поддон
  • Простота снятия напечатанных объектов
  • Работает в системах Windows, macOS, Linux

Минусы

  • Непостоянство качества печати
  • Открытый корпус повышается риск возгорания из-за горячего пресса
  • Относительно малый выбор вариантов подключения

Вывод: с LulzBot Mini 2 легко работать с разными типами нитей. Это хороший выбор для школ и для хобби, если вы готовы вложить деньги в мощный и разнообразный 3D-принтер.

Ultimaker 3

Оценка: 4 из 5

Плюсы

  • Простота применения
  • Хорошее качество печати
  • Надёжная и безошибочная печать
  • Двойной пресс позволяет использовать два цвета или типа нитей
  • Тихий
  • Несколько вариантов подключения

Минусы

  • Длительное время печати на разрешении по умолчанию

Вывод: Ultimaker 3 предлагает очень хорошее качество печати и может печатать при помощи пластиковой нити. Две печатающее головки позволяют использовать два цвета.

Цены на

XYZprinting da Vinci Jr. 2.0 Mix

Плюсы

  • Низкая цена для двухцветного принтера
  • Хорошее качество печати
  • Нет ошибок при печати
  • Тихий
  • Печатает через USB, Wi-Fi, SD

Минусы

  • Плохая документация

Вывод: отличный выбор по невысокой цене, особенно если вы хотите печатать в двух цветах.

Цены на

Flashforge Finder 3D Printer

Оценка: 3,5 из 5

Плюсы

  • Тихий
  • Хорошее качество печати
  • Подключается через кабель USB 2.0, диск- USB или Wi-Fi
  • Разумная цена

Минусы

  • Некоторые объекты скатывались с платформы во время тестирования
  • Плохая документация
  • Скромный объём печати
  • Печатает только при помощи биоразлагаемого пластика (PLA)

Вывод: принтер по невысокой цене с хорошим качеством печати, но его непросто настроить и запустить.

Цены на

WobbleWorks 3Doodler Create+ Leather Edition

Оценка: 3,5 из 5

Плюсы

  • Раздолье для экспериментов
  • Плавность операций
  • Множество контента, видео, шаблонов в интернете
  • Содержит четыре пакета нитей, включая два на основе дерева
  • Набор инструментов и шесть наконечников в комплекте поставки

Минусы

  • Дороже по сравнению с аналогами
  • Сложная смена типов нитей

Вывод: 3D-ручка с сенсором, который позволяет рисовать на разных материалах, включая дерево.

  • 36 ПОДЕЛИЛИСЬ

Как устроен 3D-принтер

Общая схема, по которой работают все 3D-принтеры, основана на возможности линейно двигаться в трех измерениях.

Приборы оснащают высокоточными шаговыми двигателями и контроллером, отвечающим за порядок перемещения этих двигателей.

Автоматизированная система передвигает печатающую головку, в нужный момент выдавливая материал (например, расплавленную пластмассу).

Читайте также:  Отличия оригинального Huawei P30 Pro и подделки

Слой за слоем создается фигурка, изначально заложенная в программу.

В основе лежит принцип работы «картезианского робота» (устройство, способное передвигаться по картезианским координатам, более известным каждому школьнику, как Декартовы координаты – X, Y, Z).

Примерная схема печатающей головки 3d принтера

  • Экструдер. Именно эта деталь чаще всего совершенствуется в новых моделях и считается самой сложной и тонкой частью механизма. Состоит из термальной головки и привода, выдавливающего нить пластика. Работает так: в принтер заправляется катушка с нитью, привод разматывает и выталкивает ее, подавая к термальной головке (называемой также камерой). Головка обычно представляет собой нагреваемый алюминиевый элемент, который расплавляет нить. В полужидком состоянии вещество выдавливается через отверстие печатающей головки.
  • Линейный двигатель. От его разновидности зависит скорость печати 3D-принтера и долговечность устройства. Для каждой оси координат используется отдельный гладкий стержень, работающий вместе с подшипниками. Подшипники бывают пластиковыми, стальными, бронзовыми и т.д. Бронзовые сложнее всего калибровать во время сборки, но зато они менее шумные.
  • Фиксаторы. Чтобы линейные приводы не выходили за пределы рабочего поля, нужны ограничители – фиксаторы. На функциональность работы они не влияют, но их наличие делает печать значительно более точной и аккуратной. Встречаются модели с оптическими или механическими фиксаторами.
  • Платформа. Поверхность размером 100-200 , на которой будет создаваться готовая фигура. Производители обычно делают платформу подогреваемой – это нужно, чтобы не допустить трещин или разрывов на модели, обеспечить сцепление между отдельными слоями, а также между первым слоем и самой платформой. Площадка изготавливается обычно из алюминия или стекла – вещества с хорошей проводимостью тепла.

Как работает 3D-принтер

Современный производственный процесс или бизнес-процессы сложно представить без трехмерных технологий. Печать на 3d принтере применяется сегодня практически во всех отраслях человеческой деятельности.

Ежедневно появляются новые материалы для 3д печати и раскрываются новые возможности 3d-принтера. Но, что мы знаем об этом устройстве? Что такое 3d принтер? Давайте разбираться вместе.

Что такое 3D принтер

3Д-принтер – это специальное устройство, предназначенное для создания трехмерных объектов путем послойного наращивания исходного материала, слой за слоем, на базе построенной цифровой 3д-модели этого объекта.

В качестве исходных материалов могут применяться различные пластики, металл, фотополимеры, акрил, нейлон и т.д. Используются 3d принтеры, как правило, для создания прототипов изделий и деталей, которые сложно получить традиционными способами.

Как работает 3D принтер. Принцип работы 3d принтера

Как работает 3d принтер? Рассмотрим принцип работы 3d принтера. Как правило, печать на 3д принтере основана на технологиях послойного наращивания объекта, но это еще не все методы 3д-печати, существуют и другие ее виды.

Способы 3D-печати

Лазерное спекание порошков. Специальный порошок подается в 3д-принтер при помощи вращающегося вала, далее равномерно распределяется на горизонтальной поверхности.

Оставшийся по окончанию печати материал удаляется, но затем снова применяется при нанесении последующего слоя. Данный метод отличается высокой точностью готовой модели изделия, благодаря неподвижности детали.

Читайте также:  Какой смартфон Sony выбрать в 2021 году из 3-х лучших моделей

Главный недостаток лазерного спекания порошков – шероховатость поверхности готового изделия, требующая дальнейшей постобработки.

Стереолитография – один из самых популярных методов 3д-печати, основанный на действии луча лазера на фотополимерную смолу. На месте контакта происходит затвердевание материала, после чего наносится следующий слой фотополимера. После чего процесс повторяется. Лишний материал удаляется, затем используется повторно.

Склеивание порошков. Максимально простой способ печати на 3д принтере. Крахмально-целлюлозный порошок и клей, изготовленный на водной основе, подаются на печатающую головку. Порошок связывается клеем, и так формируются контуры будущей модели. Имеющиеся пустоты в материале заливают жидким воском для придания изделию прочности.

Струйное моделирование – при данном способе печати используется моделирующий и поддерживающий материалы. Как поддерживающий материал часто применяют воск, в качестве моделирующего – может быть использован целый перечень различных материалов.

Чаще всего это материалы по свойствам похожие на конструкционные термопласты. В процессе печчати одновременно наносится и моделирующий и поддерживающий материал после чего следует полимеризация и механическое выравнивание.

Струйное моделирование позволяет создавать как твердые, так и мягкие изделия.

Основные характеристики 3D принтера

Разделить 3d-принтеры на различные вида можно на основе таких основных характеристик:

  • стоимость (цена на 3д-принтер может варьироваться в рамках 500 долл. – 1 млн. долл.);
  • технология печати (послойное наращивание, лазерное спекание порошков или же склеивание порошков);
  • материалы для печати (пластики – нейлон, PLA, ABS; металлический порошок, фотополимеры, гипс, акрил и т.д.).

Применение 3D принтера

При помощи современного 3д-принтера можно изготовить любую вещь, начиная от шахматной фигурки, и заканчивая медицинскими протезами или автомобилями.

Печать на 3d принтере применяется сегодня в следующих областях:

  • медицина. Создание зубных протезов, деталей для медицинского оборудования, синтезирование отдельных клеток человеческого организма, создание искусственной почки, клеток кожи, печени, сосудов и тканей;
  • киноиндустрия. Элементы декора и создание декораций – автомобили, антиквариат, драгоценные камни, ювелирные изделия и т.д.;
  • архитектура и строительства. Создание архитектурных макетов и демонстрационных макетов для презентации заказчику. Построение миниатюр известных памятников культуры, с целью проведения реставрации оригинала;
  • образование. Создание учебно-презентационных макетов как наглядного пособия для учеников;
  • прототипирование. Изготовление прототипа нового изделия, производство которого находится на стадии запуска;
  • серийное и мелкосерийное производство: печать деталей, механизмов, запчастей, корпусов приборов и т.д.;
  • дизайн интерьера. Производство элементов оформления интерьера, декора. Предметов быта, ваз и т.д.;
  • ювелирное искусство и производство бижутерии.

Если вы ищете 3d принтер в Украине, компании KLONA к вашим услугам. 3д моделирование, трехмерное сканирование, визуализация модели, печать на 3d принтере и многое другое. Все это вы найдете у нас.