Кто придумал 3d принтер: «Когда появились 3D принтеры?» – Яндекс.Кью

Содержание

3D-печать (технология, история, бизнес) | Энциклопедия Wiki 3DP

3D-печать, как технология, представляет из себя процесс создания твёрдых трёхмерных объектов практически любой формы на основе цифровой компьютерной модели.

3D-печать достигается посредством так называемых аддитивных процессов, во время которых каждый слой материала кладётся в разной форме. Это отличает её от традиционных техник механической обработки, большинство которых основано на удалении материала путём его обрезания или сверления (субтрактивные процессы).[1]

3d-печать (трехмерная печать), также (преимущественно в англоязычных источниках) известная, как аддитивное производство (additive manufacturing (AM) – комплекс технологических решений и специализированного оборудования, позволяющие создавать трехмерные объекты по заданным моделям из специализированных расходных материалов (в основном на полимерной основе).

3D-печать, зародившаяся во второй трети минувшего века, получила свое активное развитие лишь в середине нулевых годов века нынешнего.  На сегодняшний день можно констатировать, что 3D-печать уже сформир

Что такое 3D-печать: просто о сложном

 

Оглавление

 

1. Для чего используется 3D-печать

2. Как работает 3D-печать

3. Что я могу создать с помощью 3D-принтера

Studio 911 - макеты

Завод им. Кулакова - судовая электроника

Stigma Show - костюмы

4. Какие материалы доступны для 3D-печати

5. Как начать 3D-печать

Шаг 1 процесса 3D-печати: Дизайн

Шаг 2 процесса 3D-печати: Нарезка

Шаг 3 процесса 3D-печати: Печать

6. Какие навыки нужны для работы с 3D-печатью

Создание 3D-моделей

Управление слайсером и принтером

Как упростить себе жизнь

7. Что мне нужно для начала 3D-печати

1. Программное обеспечение САПР

2. Слайсер

3. 3D-принтер

4. Расходные материалы

8. Кто использует 3D-печать

Педагоги и учащиеся

Мейкеры

Дизайнеры и художники

В промышленности

Автомобильные и авиационные производители

Врачи и стоматологи

Шеф-повара и производители продуктов питания

Модельеры

Архитекторы и строительные компании

9. Альтернативы 3D-печати

Альтернативы для домашнего использования

Сравнение с промышленными альтернативами

10. Перспективы

Великая мечта

Что могло сдержать 3D печать

Повторное использование и переработка

Будущее 3D-печати в отрасли

Технология, которая вдохновляет

11. В заключение


Что такое 3D-печать? Для чего 3D-печать хороша? Как работает 3D-печать? В этой статье мы подробно расскажем об этой захватывающей технологии.


3D-печать, также известная как аддитивное производство, это производственный процесс, при котором 3D-принтер создает трехмерные объекты путем нанесения материала слоями, в соответствии с цифровой 3D-моделью объекта.

 

Процесс 3D-печати

Анимация, показывающая, как 3D-принтер печатает трехмерный объект, слой за слоем

 

1. Для чего используется 3D-печать


3D-печать позволяет любому желающему легко создавать предметы разной формы, даже у себя дома.
 

В отличие от громадных машин, установленных на заводах, современные настольные 3D-принтеры компактны, дешевы и достаточно просты, чтобы начать работать без серьезной подготовки.
 

3D-принтер на рабочем столе

3D-принтер легко помещается на рабочем столе

 

Многие уже приобрели 3D-принтер себе домой. Зачем же он нужен?


На 3D-принтере можно напечатать много разнообразных вещей. Ваш ребенок хочет новую игрушку? Напечатайте её! Ваша дверная ручка сломалась? Напечатайте новую. Чашка индивидуального дизайна? Почему бы и нет! Часто дешевле и быстрее напечатать что-то самому, чем покупать такие вещи в магазине. Тем более, иногда простейшие предметы отсутствуют в продаже. Например — крепления для стеллажей, шестеренки для кухонной техники, подставки требуемых размеров и дизайна.


Технология уже довольно зрелая и качество 3D-печатных изделий постоянно улучшается. Легко представить себе ближайшее будущее, когда у каждого дома есть 3D-принтер. Это может никогда не произойти, но всем желающим 3D-принтеры доступны уже сейчас.


2. Как работает 3D-печать


Каждый, кто знаком с работой обычного струйного принтера, который печатает документы, легко поймет как работает 3D-принтер.
 

Например, вы хотите напечатать что-то полезное, вроде чехла для вашего смартфона, порядок действий будет таким:
 

  1. Так же, как для печати на струйном принтере требуется цифровой документ (файл PDF или DOC), для 3D-печати требуются файлы 3D-моделей (наиболее распространенный формат -  .STL). Сначала нужно создать или загрузить цифровой файл.

     

Файл дизайна чехла для iPhone

Файл дизайна чехла для iPhone

 
  1. После сохранения цифрового дизайна ваш компьютер обработает файл и подготовит к печати. Вы можете изменять настройки в меню так же легко, как меняете их на обычном струйном принтере.


Можно изменить настройки 3D-печати с помощью программного обеспечения

Можно изменить настройки 3D-печати с помощью программного обеспечения

 
  1. Для обычного струйного принтера вы покупаете и используете картриджи с чернилами, для 3D-принтера — филамент, нитеобразный пластик, сделанный из различных материалов. Филамент служит “чернилами” для 3D-принтеров.


Филамент для 3D-принтера

 
  1. Обычный струйный принтер создает документ нанесением чернил на бумагу. 3D-принтер создает физический объект путем нанесения большого количества слоев материала на основание. В процессе печати компьютер передает принтеру команды, заставляющие его наносить слои материала таким образом, чтобы получилась заданная модель.

 

Печать на 3D-принтере

  3D-принтер печатает чехол для iPhone. Это занимает около часа.

 

3D-печатный чехол для iPhone

3D-печатный чехол для iPhone.

 

3. Что я могу создать с помощью 3D-принтера


Трудно представить, что вы могли бы сделать, если бы у вас было устройство создающее различные вещи. Итак, чтобы помочь вашему воображению, вот несколько примеров того, как люди используют свои 3D-принтеры.

Studio 911 - макеты


Макетная мастерская из Москвы использует принтеры для печати архитектурных макетов.


Раньше детали макетов вырезались из пенопласта, клеились из листового пластика, вытачивались и фрезеровались на станках из различных материалов, включая камень.


Все эти технологии применяются и сейчас, но 3D-печать сильно расширила возможности создателей макетов.
 

Напечатанные архитектурные макеты


3D-печать принесла в макетное дело много нового и серьезно расширила его возможности — как количественные, так и качественные: она ускорила производство макетов, повысила их точность и диапазон доступных масштабов.


Пока нельзя заменить 3D-печатью все процессы в макетной мастерской, это еще не оправдано экономически, но и представить уважающую себя макетную студию без них уже нельзя. Особенно хорошо это видно на примере STUDIO 911, где стремятся не только производить качественные макеты, но и поставить это дело “на конвейер”.


3D-принтеры берут на себя рутинную часть работы, оставляя специалистам более творческую, и тем повышая эффективность их труда, а значит и продуктивность мастерской в целом.
 

3D-печатная миниатюра достопримечательностей Москвы, размером с блюдце

3D-печатная миниатюра достопримечательностей Москвы, размером с блюдце.

 
Завод им. Кулакова - судовая электроника


На заводе судовой электроники имени А.А.Кулакова 3D-печать используют для изготовления литейных форм.


До появления 3D-печати проектирование и производство корпусов и несущих элементов оборудования проводилось традиционными методами, включающими в себя долгий процесс ручного прототипирования и испытаний. Технологии Цифрового Производства дают возможность значительно уменьшить необходимые время и трудозатраты, а значит — ускорить и удешевить производство.


В данном случае, в качестве материала был выбран полимер Somos PerFORM, основное свойство которого — способность напечатанной детали выдерживать температуру до 268 градусов Цельсия.
 

Напечатанная литьевая форма


Эта методика позволяет печатать формы для вертикального термопластавтомата на 3D-принтере, что значительно дешевле и быстрее изготовления их на фрезерном станке с ЧПУ.
 

Напечатанная форма для термопласта


Такие формы выдерживают около 200 отливок без потери качества и используются для мелкосерийного производства.

Stigma Show - костюмы

Stigma Show создают свои костюмы с использованием 3D-печати.


Stigma Show — это яркие геометрические рисунки, психоделические образы и мощная энергетика. Уже десять лет они выступают по всему миру и дарят людям свет, в прямом и переносном смысле. Основные направления — световое, огненное и зеркальное шоу.

 

Сценические костюмы, изготовленные с помощью 3D-печати


3D-принтер применяется для печати масок и других элементов костюмов, которые участники используют в выступлениях.
 

Маска, изготовленная с применением 3D-печати


Каждый такой костюм — сложная конструкция собирающаяся из множества компонентов, включающая в себя как 3D-печатные части, так и ткань, и электронные или светоотражающие детали.
 

Процесс 3D-печати сценического костюма

Что такое 3D-принтер и как он работает, что можно напечатать на 3D-принтере

Что такое 3д принтер? 3D-принтер - это устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой 3D модели

3D–принтер — это технология, которая позволяет создавать реальные объекты из цифровой модели. Всё началось в 80-х годах под названием «быстрое прототипирование», что и было целью технологии: создать прототип быстрее и дешевле. С тех пор многое изменилось, и сегодня 3D-принтеры позволяют создавать всё, что вы можете себе представить.

Оглавление:

3D-принтер позволяет создавать объекты, которые практически идентичны их виртуальным моделям. Именно поэтому сфера применения данных технологий так широка.

Что такое 3D-печать?

3D-печать — это процесс аддитивного производства, потому что, в отличие от традиционного субтрактивного производства, трехмерная печать не удаляет материал, а добавляет его, слой за слоем — то есть выстраивает или выращивает.

  1. На первом этапе печати данные из чертежа или 3D–модели считываются принтером.
  2. Далее идет последовательное наложение слоев.
  3. Эти слои, состоящие из листового материала, жидкости или порошка соединяются друг с другом, превращаясь в окончательную форму.

При производстве ограниченного количества деталей 3D-печать будет быстрее и обойдет дешевле. Мир 3D-печати не стоит на месте и поэтому на рынке появляется все больше различных технологий, конкурирующих между собой. Разница их заключается в самом процессе печати. Одни технологии создают слои путем размягчения или плавления материала, затем они обеспечивают послойное нанесение этого самого материала. Другие технологии предусматривают использование жидких материалов, обретающих в процессе твердую форму под воздействие разнообразных факторов.

Для того, чтобы что-то напечатать, сначала вам понадобится 3D-модель объекта, который вы можете создать в программе 3D-моделирования (CAD — Computer Aided Design), или использовать 3D-сканер для сканирования объекта, который вы хотите печатать. Есть также более простые варианты, такие как поиск моделей в Интернете, которые были созданы и доступны другим людям.

После того, как ваш проект готов, все, что вам нужно сделать, это импортировать его в Слайсер, программа которая адаптирует модель в коды и инструкции для 3D–принтера, большинство программ с открытым исходным кодом и распространяются бесплатно. Слайсер преобразует ваш проект в файл gcode, готовый к печати как физический объект. Просто сохраните файл на прилагаемой SD-карте и вставьте его в свой 3D–принтер и нажмите печать.

На весь процесс может уйти нескольких часов, а иногда и несколько дней. Все зависит от размера, материала и сложности модели. Некоторые 3D-принтеры используют два различных материала. Один из них является частью самой модели, другой выступает в роли подпорки, которая поддерживает части модели, нависающие в воздухе. Второй материал в дальнейшем удаляется.

Как работает 3D-принтер?

Хотя существует несколько технологий 3D-печати, большинство из них создают объект, наращивая множество последовательных тонких слоев материала. Обычно настольные 3D-принтеры используют пластиковые нити (1), которые подаются в принтер податчиком (2). Нить плавится в печатающей головке (3), которая выдавливает материал на платформу (4), создавая объект слой за слоем. Как только принтер начнет печатать, все, что вам нужно делать, это подождать — это просто.

Конечно, когда вы станете продвинутым пользователем, игра с настройками и настройкой вашего принтера может привести к еще лучшему результату.

Чтобы узнать больше о том, как работает 3D-печать, читайте: Техподдержка и Новости 3D-печати

Что можно напечатать на 3D-принтере?

Возможности 3D-принтеров безграничны, и теперь они становятся обычным инструментом в таких областях, как инженерия, промышленный дизайн, производство и архитектура. Вот некоторые типичные примеры использования:

Печать обуви на 3д принтере

Персонализированные (Custom) модели

Создавайте персонализированные продукты, которые полностью соответствуют вашим потребностям с точки зрения размера и формы. Сделайте что-то, что было бы невозможно с помощью любых других технологий.

3д печать радиоуправляемых моделей

Быстрое прототипирование

Трехмерная печать позволяет быстро создать модель или прототип, помогая инженерам, дизайнерам и компаниям получить обратную связь по своим проектам за короткое время.

3д печать сложных объектов

Сложная геометрия

Модели, которые трудно даже представить, могут быть легко созданы на 3D-принтере. Эти модели хороши для обучения других по сложной геометрии интересным и полезным способом.

Серийное производство на 3д принтере

Снижение затрат

Стоимость деталей и прототипов конечного использования 3D-печати низкая благодаря используемым материалам и технологии. Сокращается время производства и расход материала, так как вы можете многократно печатать модели, используя только необходимый материал.

Как выбрать и купить 3D-принтер? →

Классификация 3D принтеров (7 технологий 3D печати) / Хабр

На хабре уже были статьи о технологиях печати, которые используют 3D принтеры, однако в данной статье я постарался подойти к вопросу системно, чтобы в голове у читателя сложилась четкая картина о том, какие принципы заложены в технологии 3D печати, какие материалы используются и в конечном итоге какую технологию лучше использовать для получения определенного результата, будь то деталь из титана, или мастер-модель для последующего тиражирования.
Статья основана на книге Fabricated: The New World of 3D printing

I. Те которые что-то выдавливают или выливают или распыляют

1) FDM (fused deposition modeling) принтеры которые выдавливают какой-то материал слой за слоем через сопло-дозатор, не буду расписывать подробно, мы про них все знаем. Все мэйкерботоподобные принтеры + принтеры Stratasys + различные кулинарные принтеры (используют глазурь, сыр, тесто) + медицинские которые печатают “живыми чернилами” (когда какой-либо набор живых клеток помещается в специальный медицинский гель которые используется далее в биомедицине)

2) Технология Polyjet , была изобретена израильской компанией Objet в 2000 г. в 2012 их купили Stratasys. Суть технологии: фотополимер маленькими дозами выстреливается из тонких сопел, как при струйной печати, и сразу полимеризуется на поверхности изготавливаемого девайса под воздействием УФ излучения. Важная особенность, отличающая PolyJet от стереолитографии, является возможность печати различными материалами.
Преимущества технологии: а) толщина слоя до 16 микрон (клетка крови 10 микрон) б) быстро печатает, так как жидкость можно наносить очень быстро. Недостатки технологии: а) печатает только с использованием фотополимера — узко-специализированный, дорогой пластик, как правило, чувствительный к УФ и достаточно хрупкий.
Применение: промышленное прототипирование и медицина

3) LENS (LASER ENGINEERED NET SHAPING)
Материал в форме порошка выдувается из сопла и попадает на сфокусированный луч лазера. Часть порошка пролетает мимо, а та часть, которая попадает в фокус лазера мгновенно спекается и слой за слоем формирует трехмерную деталь. Именно по такой технологии печатают стальные и титановые объекты.
Поскольку до появления этой технологии печатать можно было только объекты из пластика, к 3D печати особенно серьезно никто не относился, а эта технология, открыла двери для 3D печати в “большую” промышленность. Порошки различных материалов можно смешивать и получать таким образом сплавы, на лету.
Применение: например, титановые лопатки для турбин с внутренними каналами охлаждения. Производитель оборудования: Optomec

4) LOM (laminated object manufacturing)
Тонкие ламинированные листы материала вырезаются с помощью ножа или лазера и затем спекаются или склеиваются в трехмерный объект. Т.е. укладывается тонкий лист материала, который вырезается по контуру объекта, таким образом получается один слой, на него укладывается следующий лист и так далее. После этого все листы прессуются или спекаются.
Таким образом печатают 3D модели из бумаги, пластика или из алюминия. Для печати моделей из алюминия используется тонкая алюминиевая фольга, которая вырезается по контуру слой за слоем и затем спекается с помощью ультразвуковой вибрации.

II. Те которые что-то спекают или склеивают

1) SL (Stereolithography) Стереолитография.
Есть небольшая ванна с жидким полимером. Луч лазера проходит по поверхности, и в этом месте полимер под воздействием УФ полимеризуется. После того как один слой готов платформа с деталью опускается, жидкий полимер заполняет пустоту далее запекается следующий слой и так далее. Иногда происходит наоборот: платформа с деталью поднимается вверх, лазер соответственно расположен снизу…
После печати таким методом, требуется постобработка объекта — удаление лишнего материала и поддержки, иногда поверхность шлифуют. В зависимости от необходимых свойств конечного объекта модель запекают в т.н. ультрафиолетовых духовках.
Фотополимер зачастую бывает токсичным поэтому при работе с ним нужно пользоваться средствами защиты и респираторами. Содержать и обслуживать такой принтер дома — сложно и дорого
Преимущества: быстро и точно, точность до 10 микрон. Для спекания фотополимера достаточно лазера от Blu-ray проигрывателя, благодаря чему на рынке появляются дешевые при этом точные принтеры работающие по такой технологии (e.g. Form1).

2) LS (laser sintering)
Лазерное спекание. Похоже на SL, только вместо жидкого фотополимера используется порошок, который спекается лазером.
Преимущества: а) менее вероятно, что деталь сломается в процессе печати, так как сам порошок выступает надежной поддержкой б) материалы в порошковой форме довольно легко найти в продаже в том числе это могут быть: бронза, сталь, нейлон, титан
Недостатки: а) поверхность получается пористая б) некоторые порошки взрывоопасны, поэтому должны храниться в камерах, заполненных азотом в) спекание происходит при высоких температурах, поэтому готовые детали долго остывают, в зависимости от размера и толщины слоев, некоторые предметы могут остывать до одного дня.

3) 3DP (three dimensional printing)
Технология изобретена в 1980 году в MIT студентом Paul Williams, технология была продана в несколько коммерческих организаций, одна из которых — zCorp, в настоящее время поглощена 3D Systems.
На материал в порошковой форме наносится клей, который связывает гранулы, затем поверх склеенного слоя наносится свежий слой порошка, и так далее. На выходе, как правило, получается материал sandstone (похожий по свойствам на гипс)
Преимущества: а) так как используется клей, в него можно добавить краску и таким образом печатать цветные объекты б) технология относительна дешевая и энергоэффективная в) можно использовать в условиях дома или офиса в) можно печатать использовать порошок стекла, костный порошок, переработанную резину, бронзу и даже древесные опилки. Используя похожу технологию можно печатать съедобные объекты например из сахара или шоколадного порошка. Порошок склеивается специальным пищевым клеем, в клей может добавляться краситель и ароматизатор. Как пример, новые 3D принтеры от компании 3D systems, которые были продемонстрированы на CES 2014 — ChefJet и ChefJet Pro
Недостатки: а) на выходе получается достаточно грубая поверхность, с невысоким разрешение ~ 100 микрон б) материал нужно подвергать постобработке (запекать), чтобы придать ему необходимые свойства.

Надеюсь материал будет для вас полезен.
Дополнения принимаются.

Как работает 3D принтер: объяснение на простых примерах

 
3D-печать распространена повсеместно. Она позволяет создать что угодно — от прототипов всевозможных изделий, до функциональных частей реактивных двигателей самолетов и космических аппаратов, от канцелярских принадлежностей и автозапчастей, до шоколадок и сувениров.

 

 

Но, как именно работают 3D-принтеры, как они создают трехмерные объекты любой возможной формы — знают еще не все. Если вы хоть раз задавались этими вопросами, то перед вами — самое простое объяснение 3D-печати.

 

Общие принципы 3D-печати


Принцип 3D-печати по любой существующей технологии — создание объемных объектов из совокупности плоских слоев.

Цифровая модель изделия разделяется на слои специальной программой — слайсером, а принтер печатает эти слои, один на другом, составляя из них трехмерный объект. Так, из множества слоев, получается объемная деталь.

Общий принцип один, но технологии различаются; самая распространенная и доступная среди них — FDM.

FDM

Моделирование методом послойного наплавления (FDM), также известное как производство способом наплавления нитей (FFF) — самый популярный и массовый тип 3D-печати.

 


Стандартное FDM-устройство работает как термоклеевой пистолет управляемый роботом, что не удивляет, ведь разработка технологии FDM когда-то начиналась с опытов с термоклеем. Пластиковый пруток проталкивается через горячее сопло, где он плавится, а выходя из него укладывается слоями. Процесс повторяется снова и снова, пока не появится готовый 3D-объект.



 

Единственное отличие в том, что 3D-принтеры используют не стержни термоклея, а пластиковый филамент намотанный на катушки.

 

 

Самые распространенные материалы для FDM (FFF) — пластики ABS и PLA.
 

Пластиковая нить, она же филамент, выпускается в такой форме для того, чтобы она могла легко плавиться при заданной температуре, но очень быстро застывать — после охлаждения всего на пару градусов. Именно это и позволяет печатать 3D изделия со сложной геометрией с высокой точностью.
 


Проще говоря, 3D-печать отличается от традиционной 2D-печати только тем, что повторяется снова и снова, создавая слой за слоем, один на поверхности другого. В конце концов, тысячи слоев образуют 3D-объект.
 

 
FDM-принтер на примере MakerBot Replicator 2


 
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 Formlabs Form 2

 


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.

 

DLP-принтер на примере SprintRay MoonRay S

 

 

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 работают 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 Sinterit Lisa Pro

 

 

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

 

Polyjet


Главное преимущество технологии Polyjet в ее мультиматериальности — многие Polyjet-принтеры способны печатать объект большим количеством различных материалов одновременно, что позволяет создавать изделия состоящие из участков с разными механическими и оптическими свойствами, то есть — разной твердости и цвета. Это фирменная технология компании Stratasys.

 

Пример: принтер Stratasys и напечатанные на нем кроссовки.
 

 

Polyjet 3D-принтеры распыляют крошечные капельки фотополимерной смолы на поверхность и полимеризуют их ультрафиолетовым излучением.

 

 
Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет создан объект. В отличие от FDM-принтеров, Polyjet-устройства могут наносить материал из многочисленных сопел одновременно.

 

Polyjet-принтер на примере Stratasys J750
 

 

Заключение

Прочитав эту статью, вы ознакомились с принципами и примерами работы 3D-принтеров функционирующих по самым распространенным технологиям.

Существуют и другие технологии, в основном — связанные с 3D-печатью металлами, но они используются только в промышленности. О них мы поговорим отдельно.

 

Чтобы выбрать 3D-печатное оборудование и материалы для любых задач обращайтесь в Top 3D Shop — проконсультируем, подберем максимально подходящую технику и расходники, оформим заказ, доставим, установим и научим.

Узнайте больше о возможностях усовершенствовать ваше производство интеграцией нового оборудования:

3D-принтер - технологии, применение, как работает

Содержание статьи

 

Что такое 3D-принтер

3D-принтер — это устройство, работающее по принципу послойного формирования физического объекта из цифровой 3D-модели.

Процесс трехмерной печати еще называется быстрым прототипированием или аддитивным производством.

3Dprinter-about

Настольный 3D-принтер

Технологии послойного формирования объектов называются аддитивные технологии от английского слова additive – добавлять. В отличии от традиционных способов получения деталей (фрезеровка, точение, распил и т.п.), на 3D-принтере детали получаются методом добавления материала (слоев), что позволяет добиться высокой экономии материалов. 3D-печать может осуществляться разнообразными материалами (от пластика до металла), а также несколькими технологиями, подробнее о которых мы расскажем ниже.

Управление 3D-принтером осуществляется программным способом. Для того, чтобы принтер воспроизводил физический объект, просчет задания на печать должен происходить в специализированном программном обеспечении, в которое загружается цифровая модель в формате для 3D-печати (STL). Специальная программа слайсер разбивает цифровую 3D-модель на слои и выдает сформированный бинарный код понятный для 3D-принтера. Далее полученный код может быть запущен на печать в программном обеспечении для принтера или записан на карту памяти для непосредственной печати без ПК.

 

Способы позиционирования печатающей головки 3D-принтера

extruder 3d

FDM экструдер

В зависимости от расположения и механики работы (кинематической модели) печатающего механизма, они подразделяются на следующие основные способы:

  • Декартова, когда в конструкции используются три взаимно-перпендикулярные направляющие, вдоль каждой из которых двигается либо печатающая головка, либо основание модели.
  • Дельта-робот: три радиально-симметрично расположенных двигателя согласованно смещают основания трёх параллелограммов, прикреплённых к печатающей головке
  • Автономная: когда печатающая головка размещена на собственном шасси, и эта конструкция передвигается целиком за счёт какого-либо двигателя, приводящего шасси в движение.

 

Сферы применения 3D-принтеров

  • быстрое прототипирование
  • мелкосерийное производство
  • изготовление мастер-моделей и форм для литейного производства
  • изготовление бытовых предметов
  • производство готовых изделий со сложной геометрией и внутренней структурой
  • макетирование
  • реклама
  • в медицине для изготовления протезов и имплантатов, также ведутся исследования по 3D-печати внутренних органов человека
  • строительство зданий и сооружений
  • производства корпусов экспериментальной техники (от телефонов до оружия)
  • пищевое производство
  • другое

 

Основные технологии 3D-печати

 

Лазерная стереолитография (англ. laser stereolithography, SLA) — 3D-печать, с помощью которой объект формируется из жидкого фотополимера, затвердевающего под воздействием лазерного или ультрафиолетового излучения. Процесс формирования объекта происходит в ванне с жидким фотополимером. На платформе, погруженной в фотополимер путем засветки формируется изображение первого слоя объекта и происходит кристаллизация фотополимера. Затем платформа перемещается на толщину одного слоя (6-100 мкм) вверх и происходит формирование следующего слоя. Процесс формирования слоев продолжается до полного построения объекта, при этом жидкий полимер затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик.

Технология печати SLA

Схема 3D-печати SLA

Этот метод 3D-печати немного отличается от других, так как в качестве «строительного материала» используются не порошки, а фотополимеры в жидком состоянии. SLA технология применяется в промышленных 3D-принтерах. С помощью лазерной стереолитографии получаются объекты с высокой (до 6 микрон) точностью и гладкой, почти глянцевой, поверхностью не требующей постобработки.

3d_printer_dlp

Фотополимерный 3D-принтер и модель из фотополимера

Полимеризация фотополимерного пластика ультрафиолетовой лампой (англ. Digital Light Processing, DLP) — технология похожа на предыдущую (SLA), но пластик твердеет под действием ультрафиолета. DLP технология может использоваться как в промышленных, так и бытовых 3D-принтерах.

Выборочное лазерное спекание (англ. selective laser sintering, SLS) — 3D-печать, с помощью которой объект формируется из порошкового материала (пластик, металл) в следствие его расплавления лазерным лучом. При SLS печати, материал наносится на платформу тонким равномерным слоем (специальным выравнивающим скребком), после чего на поверхности платформы лазерным излучением формируется первый слой объекта. Затем платформа опускается на толщину одного слоя (16-80 мкм) и на неё вновь наносится порошковый материал. Температура в рабочей камере в процессе 3D-печати поддерживается на уровне чуть ниже точки плавления рабочего материала, что позволяет уменьшить необходимую для сплавления мощность лазера. Для предотвращения окисления материала процесс проходит в бескислородной среде.

Технология печати SLS

Схема 3D-печати SLS

Метод SLS-печати позволяет получать, в том числе, прочные металлические изделия, не уступающие аналогам произведенным традиционными способами, но в отличии от последних, имеющие сложную внутреннюю структуру. SLS применяется только в промышленных 3D-принтерах.

3dprinter-slm

Изделие из металла полученное на 3D-принтере

Выборочное лазерное сплавление (англ. Selective laser melting, SLM) — технология лазерного плавления металлического порошка по математическим CAD-моделям. С помощью SLM-печати создаются сложные металлические детали узлов и агрегатов, а также неразборные конструкции с изменяемой геометрией.

Технология селективного лазерного плавления SLM очень похожа на SLS, однако в отличии от последней, материалы (порошки) подвергаются не спеканию, а плавлению до образования гомогенной (густой, пастообразной) массы, как это происходит в EBM-печати. В отличии от EBM, в SLM используется лазер. Данный процесс успешно заменяет традиционные методы производства, так как физико-механические свойства изделий, построенных по технологии SLM, зачастую превосходят свойства изделий, изготовленных традиционным способом. По принципу SLM построены только промышленные 3D-принтеры.

 

Технология печати FDM

Технология 3D-печати FDM

Моделирование методом послойного наплавления (англ. Fused deposition modeling, FDM) — технология послойного создания трехмерных объектов за счет укладки расплавленной нити из плавкого материала (пластика, металла, воска). В качестве материалов для FDM-печати в большинстве случаев используются термопластики (ABS, PLA и др.), выпускаемые в виде катушек нитей или прутков.

FDM-печать была разработана в конце 1980-х годов С. Скоттом Крампом. Ее коммерческое распространение началось в 1990 году. На сегодняшний день FDM является самой распространенной технологией 3D-печати из-за простоты конструкции и низкой стоимости подобных устройств.

Термин «Fused Deposition Modeling» и аббревиатура FDM являются торговыми марками компании Stratasys. Участники проекта RepRap, придумали аналогичный термин «Fused Filament Fabrication» или FFF (Производство способом наплавления нитей) для использования в обход юридических ограничений. Термины FDM и FFF равнозначны по смыслу и назначению.

3dprinter-fdmПринцип печати по FDM/FFF технологии заключается в нанесении расплавленного материала на рабочую платформу. Нанесенный материал быстро остывает и переходит из вязкого состояния в твердое. Следующий слой наносится на предыдущий и тем самым спаивается с ним. В процессе печати пластиковая нить или пруток под воздействием высокой температуры в экструдере размягчается и выдавливается на платформу. Часто в данном способе печати используют две рабочие головки (экструдера) — одна выдавливает на платформу рабочий материал, другая — растворимый материал поддержки. Материал поддержки позволяет строить сложные объекты без провисания слоев.

FDM-печать применяется как в промышленных, так и в подавляющем большинстве современных бытовых 3D-принтерах. Технология на сегодняшний день настолько распространена, что понятия «бытовой принтер» и «FDM принтер» многие пользователи считают синонимами.

Электронно-лучевая плавка (англ. Electron Beam Melting, EBM) — аналогична SLS/DMLS, только здесь объект формируется путём плавления металлического порошка электронным лучом в вакууме.

Электронно-лучевая плавка — метод плавки металла путем применения электронного пучка. Используется при плавке особо чистых материалов, например, сталей и титана, и материалов, стойких к высокой температуре и химическим воздействиям. При EBM-печати практически отсутствует загрязнение материала посторонними примесями, так как процесс проходит в вакууме. Промышленные электронные плавильные печи позволяют производить изделия длиной в несколько метров и весом несколько тонн.

Технология многоструйного моделирования (англ. Multi Jet Modeling, MJM) — основана на многоструйном моделировании с помощью фотополимерного или воскового материала. Используется в 3D-принтерах компании 3D Systems серии ProJet. Аналогичной технологией является PolyJet от компании Stratasys, которая сопоставима по качеству, но использует более дешевые материалы.

Технология печати MJM

Схема 3D-печати MJM

Принцип MJM-печати заключается в следующем. Печатающая головка со множеством мельчайших сопел, расположенных линейно в несколько рядов наносит материал на рабочую поверхность по принципу струйной печати. Количество сопел начинается от 96 для младших моделей 3D-принтеров и достигает 448 для продвинутых моделей. Блок сопел движется вдоль рабочей поверхности и наносит слой жидкого фотополимера. Затем, УФ-лампа засвечивает только что нанесенные частицы материала, в результате чего тот затвердевает, формируя прочный слой. Операции нанесения и засвечивания материала повторяются до полного построения объекта.

 

Технология цветной струйной печати (англ. Color Jet Printing, CJP) — построена на принципе послойного склеивания и окрашивания композитного порошка на основе гипса или пластика. CJP применяется в 3D-принтерах компании 3D Systems серии ProJet. До этого данный принцип печати назывался 3D Printing (3DP) и был разработан в Массачусетском технологическом институте (MIT) в 1993 году. CJP (3DP) позволяет быстро создавать как одноцветные, так и полноцветные прототипы из композитного порошка.

Изделие полученное на CJP 3D-принтере

Изделие полученное на CJP 3D-принтере

Принцип CJP-печати основан на склеивании основного материала (композитного порошка) связующим. Связующий материал — склеивает и окрашивает вместе частицы в нужных местах, формируя изделие. Построение объекта происходит послойно. Сначала материал модели равномерно тонким слоем распределяется по всей поверхности платформы камеры построения. Потом на этот слой наносится связующий материал, склеивая и окрашивая частицы между собой согласно цифровой 3D-модели. Затем платформа смещается вниз на толщину слоя (100 мкм). Операции нанесения материалов повторяются слой за слоем до полного построения модели.

Ламинирование (англ. laminated object manufacturing, LOM) — способ формирования объектов послойным склеиванием (нагревом, давлением) тонких листов рабочего материала с вырезанием (с помощью лазерного луча или режущего инструмента) соответствующих контуров на каждом слое.

Объекты, напечатанные техникой LOM, могут быть дополнительно модифицированы путем механической обработки или сверления после печати. Толщина слоя при печати таким способом зависит от используемого материала, как правило, равна толщине обычной бумаги для копирования.

Технология печати LOM

Схема 3D-печати LOM

Ламинирование не совсем относится к традиционным технологиям 3D-печати, поэтому не очень распространено. 3D-печатm таким способом требует использования материала поддержки, который затем очень затруднительно удалять, особенно на объектах с высокой детализацией.

Биопринтеры — экспериментальные установки, в которых печать 3D-структуры будущего объекта (органа для пересадки) производится каплями, содержащими живые клетки. Далее деление, рост и модификации клеток обеспечивает окончательное формирование объекта.

Понравилось? Покажи друзьям!

Разные виды 3D-принтеров или технологии 3D-печати в Москве

Данная статья не претендует на научность, а скорее является небольшим введением в 3D-печать «для чайников».

Что же собственно мы подразумеваем под понятием 3D-печать?

В начале 1980-х начали развиваться новые методы производства деталей, основанные не на удалении материала, как в традиционных технологиях механической обработки, а на послойном изготовлении изделия по трехмерной модели, полученной в САПР, за счет добавления материалов в виде пластиковых, керамических, металлических порошков и их связки термическим, диффузионным или клеевым методом. И что же это значит на практике? То, что стало возможно создавать физические объекты совершенно по-новому.

Первым, кто запатентовал подобную технологию еще в далеком 1984 году, был Чак Халл, он же в 1986 году создал компанию 3D Systems, которая до сих пор является одним из лидеров отрасли. Первый коммерческий 3D-принтер 3D Systems SLA-1 был представлен в 1987 году.

3D Systems

Таким образом мы плавно подходим к рассказу о первой и возможно на сегодняшний день самой перспективной технологии 3D-печати, а именно печати фотополимерной смолой. Изначально эта технология называлась SLA, но со временем данное название стало не совсем корректным.

Фотополимерная печать

Суть фотополимерной 3D-печати заключается в том, что жидкая фотополимерная смола под воздействием света затвердевает и формирует 3D-модель. Изначально в качестве источника света выступал лазер, а технология была названа SLA или стереолитография.

SLA-печать

Несмотря на кажущуюся простоту, компания 3D Systems потратила более 10 лет, чтобы выпустить на рынок первый полноценный коммерческий продукт. Для этого потребовалось, чтобы произошли сдвиги в других технологических продуктах, таких как твердотельные лазеры, в которых в качестве активной среды используется вещество, находящееся в твёрдом состоянии.

Не вдаваясь глубоко в технологические дебри, можно сказать, что прошло около 25 лет постепенного развития этой технологии до 2013-2014 года, когда SLA 3D-принтеры стоили сотни тысяч долларов и были доступны только крупным компаниям, где также использовались очень ограниченно в силу дороговизны как оборудования так и материалов.

Созданный в 2011 году стартап под названием FormLabs переосмыслил идеи Чака Халла и разработал первый настольный SLA 3D-принтер, который начал продаваться по цене до 3 тысяч долларов. Таким образом, это дало возможность широкому кругу пользователей приобщиться к 3D-печати. За прошедшие годы компания FormLabs поставила десятки тысяч своих принтеров на рынок, избежала поглощения более крупными игроками и стала первым единорогом в 3D-печати с капитализацией более 1 млрд. долларов. Эта история стала одним из двух поворотных пунктов в прорыве, совершенном технологией 3D-печати за последние годы. Но другие компании тоже не стояли на месте и очень скоро поняли, что лазер как источник света для засветки фотополимерной смолы не является единственным решением, и предложили другой способ формирования модели, который получил название DLP (Digital Light Processing).

DLP-печать

Не вдаваясь в технические подробности важно отметить, что преимущества данной технологии заключается в более высокой продуктивности за счет засветки всего слоя сразу, в отличие от лазера, который должен физически освещать всю модель, поэтому требуется его постоянно перемещать. На простом примере очень легко объяснить, что это значит. Предположим вам надо напечатать кольцо, это задача на принтерах обоих технологий займет примерно одно и тоже время, а вот если вам надо напечатать сразу 10 колец, DLP-технология получит преимущество. То есть, имея DLP-принтер, вы напечатаете 10 колец за то же время, что и одно, в то время как SLA-принтер будет тратить на прорисовку каждого из колец определенное время, хотя это и даст возможность добиться лучшего качества.

Немного цифр…

Принтеру Form2, печатающему по технологии SLA, потребуется 11 часов 22 минуты для печати 55 моделей.

В итоге 12,4 минуты на одно кольцо.

4.jpg

3д моделирование ювелирных изделий

А 3D-принтер Uniz Slash Plus, в основе работы которого лежит технология DLP, потратит на печать 6- колец всего 3 часа 51 минуту, получается одно кольцо за 3,8 минуты.

3д моделирование ювелирных изделий

3д печать ювелирных изделий

Технология DLP получила определенное распространение и начала составлять конкуренцию традиционной SLA, но прорывной не стала, как вдруг случилась новая революция - на сцене появились LCD 3D-принтеры.

LCD печать

Принцип формирования еще проще, мощная LED-лампа, усиленная системой линз, светит на LCD-матрицу, которая проецирует нужное изображение на ванну с полимером, где и формируется 3D-модель.

Создание этой технологии в 2016 году дало возможность снизить цену на 3D-принтер в 10 раз по сравнению с хитом продаж того времени принтером FormLabs Form 2, цена на бюджетные LCD 3D-принтеры шла от 300 долларов. Такое кардинальное снижение стоимости позволило существенно расширить круг покупателей и дало домашним пользователям и маленьким студиям печати возможность попробовать эту технологию для своих нужд.

В чем же ее преимущество по сравнению с другими, кроме собственно цены?

LCD, как и DLP-принтеры засвечивают слой сразу, это дает им преимущество в производительности, правда по началу пользователи сталкивались с не очень высоким качеством самих моделей. Но с появлением в 2019 году 3D-принеров с LCD матрицей 2K, а потом и чуть позже 4K, эту проблему удалось решить, и LCD принтеры на сегодняшний день превосходят и по скорости, и по минимальной толщине слоя своих старших братьев.

Яркими примерами принтеров с разрешением 2K являются модели – Elegoo Mars, Anycubic Photon S, Wanhao GR1, Phrozen Shuffle Lite, Phrozen Shuffle 2019, Phrozen Shuffle XL 2019, Phrozen Sonic, с разрешением 4K - Phrozen Shuffle 4K, Phrozen Transform.

Внедрение в скором будущем матриц 8K, а также использование специальных монохромных матриц, повышающих скорость печати, сделает эту технологию доминирующей на рынке 3D-принтеров.   

ТЕХНОЛОГИИ ФОТОПОЛИМЕРНОЙ 3D ПЕЧАТИ:

ТЕХНОЛОГИИ ФОТОПОЛИМЕРНОЙ 3D ПЕЧАТИ

Надеюсь, я смог донести до вас суть различий между этими технологиями, ну а теперь, собственно, хочется рассказать, для чего чаще всего выбирают SLA/DLP/LCD 3D-печать. Здесь сразу стоит разделить принтеры на промышленные и настольные.

Промышленные 3D-принтеры в основном используют для создания прототипов большого размера, а также мелкосерийного производства и создания форм для отливки. Обладая достаточно высокой производительностью и хорошим качеством конечных изделий, это оборудование используется в автомобилестроении, аэрокосмической промышленности, а также для печати массивных объектов, таких как эта кость мамонта, напечатанная компанией Materialise в рамках сотрудничества с Бельгийским Королевским институтом естественных наук в Брюсселе.

3д печатная кость мамонта

Настольные SLA/DLP/LCD принтеры получили широчайшее распространение, прежде всего, в таких сферах деятельности, как стоматология, ювелирное дело, судо- и авиамоделирование, а также изготовление уникальных подарков и сувениров. Подробнее об этом можно почитать в наших статьях, посвященных этим темам.

Применение 3D-принтера в стоматологии

3D-печать в прототипировании

Применение 3D-принтера в ювелирном деле

3D-печать в мелкосерийном производстве

Высокая детализация и качественная финишная поверхность делает именно эту технологию 3D-печати отличным инструментом для решения многочисленных задач, которые до этого приходилось решать гораздо более трудоемкими и дорогими способами в тех сферах деятельности, о которых я упомянул выше.

Фотополимерная печать на 3D-принтере в стоматологии

Фотополимерная печать на 3D-принтере в стоматологии.

Фотополимерная 3д печать в ювелирном деле

Фотополимерная 3д печать в ювелирном деле. Справа – напечатанная на 3D принтере мастер-модель браслета.

Фотополимерная печать для создания прототипов

Фотополимерная печать для создания прототипов

Разные виды 3д печати_печать сувениров.jpg

Создание сувениров с помощью фотополимерной 3D печати

Путь развития FDM-технологии 3D-печати

Вторым отцом 3D-печати можно смело назвать С. Скотта Крампа, который в 1988 году запатентовал технологию FDM (Fused Deposition Modeling) – моделирование методом наплавления, и в 1989 году вместе со своей женой создал компанию Stratasys, которая до сих пор является одной из главных компаний отрасли.

Stratasys

Для данной технологии также зачастую используется аббревиатура FFF (Fused Filament Fabrication), но это не должно вводить вас в заблуждение. Суть технологий одна, а названия разные для того, чтобы избежать патентных споров.

Итак, что же, собственно, было изобретено. Суть идеи была в том, что пластиковая нить подается в экструдер, где плавится при высокой температуре и через маленькое сопло слоями формирует модель.

FDM печать

На базе этого изобретения Stratasys начала выпускать промышленные 3D-принтеры, которые в основном использовались также как и первые SLA-машины в автомобилестроении, аэрокосмической отрасли, а с появлением различных прочных видов пластика, таких как поликарбонат (PC), полиэфирэфиркетон (PEEK), полиэфиримид (PEI, Ultem), полифенилсульфон (PPSF/PPSU), и для создания функциональных прототипов. Большого распространения эта технология не получила, пока спустя более 20 лет не появился проект RepRap (Replicating Rapid Prototyper) — самовоспроизводящийся механизм для быстрого изготовления прототипов.

RepRap

Изначальная идея была в том, что нужно создать 3D-принтер, который бы мог напечатать другой 3D-принтер, на этой фотографии все пластиковые детали «ребенка» напечатаны на «родителе». По факту же произошло совершенно другое - группа энтузиастов смогла создать бюджетный 3D-принтер для домашнего или офисного использования. Идею быстро подхватили трое гиков из Нью-Йорка, которые создали компанию MakerBot и начали коммерческое производство настольных FDM 3D-принтеров. Это и стало вторым поворотным моментом в современной истории 3D-печати.

MakerBot

Стоимость принтеров составляла около 1000$, и эта цена стала вполне приемлема для многих энтузиастов, техногиков, увлеченных идеей 3D-печати инженеров и студентов.

В 2013 году MakerBot был поглощен Stratasys за рекордные 400 миллионов долларов. Итогом всего этого стало то, что мир получил очень интересную технологию создания физических объектов. Огромным плюсом FDM-технологии является дешевизна и большой выбор материалов печати, которые в большом количестве стали появляться после начала распространения 3D-печати. FDM-принтеры, прежде всего, распространились среди домашних пользователей, которые начали многочисленные эксперименты с печатью дома, подробнее об этом можно прочитать в статье 3D-печать как хобби.

Кроме того, FDM-печать нашла свое главное профессиональное применение - создание прототипов. После внедрения в этот процесс 3D-печати он уже никогда не будет прежним. Создание прототипов стало существенно более дешевым и быстрым, и это дало возможность пробовать гораздо больше идей инженеров для создания максимально качественных и продуманных в мелочах изделий, подробнее об этом также можно прочесть в статье 3D-печать в прототипировании. Также сейчас активно идут попытки внедрения FDM 3D-печати в мелкосерийное производство, и эта история получила неожиданное развитие во время эпидемии COVID-19, когда врачам срочно понадобилось производить запчасти для аппаратов искусственной вентиляции легких, а также держатели масок для врачей, которые вынуждены целыми днями их носить.

FDM 3D-печать в полной мере смогла продемонстрировать свои основные преимущества по сравнению с классическим производством, а именно скорость моделирования новой модели и запуск его в серию в кратчайшие сроки, меньше одного дня.

Разные виды 3д печати.png

Еще одним важнейшим преимуществом FDM-печати является широкий выбор материалов, начиная от биоразлагаемого PLA-пластика и заканчивая материалами типа PEEK, которые можно стерилизовать при высокой температуре и давлении.

В скором будущем мы ожидаем повсеместное внедрение так называемых «ферм 3D-печати», которые смогут реализовать концепцию «гибкого производства», суть которой заключается в том, что такая ферма может выпускать любую доступную продукцию, а не специализироваться в изготовлении каких-то конкретных изделий, как происходит на классическом производстве. Сегодня это могут быть запчасти для старых моделей железнодорожных вагонов, а завтра держатели медицинских масок или сувенирные кубки для победителей соревнований или пластиковые заглушки для мебели.

А пока продолжим наш рассказ о разных видах 3D-печати, возникших параллельно с развитием двух мейнстримовых технологий, о которых я уже рассказал. Многие инженеры и предприниматели в разных странах и компаниях поняли, что можно начать использовать принципы 3D-печати, используя другие материалы и способы формирования моделей, и вот что у них получилось.

Другие виды 3D-печати

SLM (Selective Laser Melting) – селективное лазерное плавление, имеет также названия DMLM и LPBF. Принцип 3D-печати здесь состоит в том, что под воздействием мощного лазера металлический порошок плавится и формирует 3D-модель. Это позволяет создавать модели сложных форм и высокой прочности, больше всего эта технология получила применение в аэрокосмической сфере и медицине. Ракета – это не массовый продукт и некоторые элементы гораздо удобнее и выгоднее печатать на 3D-принтере, чем фрезеровать или отливать.

SLM (Selective Laser Melting) – селективное лазерное плавление.jpg

На фотографии выше самый большой в мире напечатанный ракетный двигатель. Он был напечатан на принтере SLM 800 от SLM Solutions для британской аэрокосмической компании Orbex. Двигатель произведен как цельнометаллическое изделие из никелевого сплава. SLM 3DSLM 3D-печать позволила сократить затраты времени на 90%, а расходы на 50% по сравнению с ЧПУ-станками.

В медицине же 3D-печать металлом стала использоваться для создания индивидуальных имплантов из титана, сделанных непосредственно для конкретного пациента, это существенно повышает шансы на выздоровление.

3д печать в медицине

EBM (Electron Beam Melting) - электронно-лучевая плавка. Это технология, похожая на SLS/DMLS, только здесь объект формируется путём плавления металлического порошка электронным лучом в вакууме.

EBM (Electron Beam Melting) - электронно-лучевая плавка

SLS (Selective Laser Sintering) – селективное лазерное спекание, еще одна очень интересная технология. Процесс формирования модели здесь такой же, как в SLM, но вместо металлического порошка используется порошок из полиамида или нейлона. Это дает возможность формировать очень прочные, износостойкие изделия сложных форм, которые в первую очередь можно использовать как функциональные прототипы будущих изделий из металла или прочного пластика.

SLS (Selective Laser Sintering) – селективное лазерное спекание

Коллектор двигателя, напечатанный на SLS-принтере

Коллектор двигателя, напечатанный на SLS-принтере

Мебель, напечатанная на SLS-принтере

Мебель, напечатанная на SLS-принтере

MJF (Multi Jet Fusion) – оригинальная технология, разработанная компанией HP, которая по сути повторяет принцип SLS, но при этом не использует лазер. Это дает определенное преимущество в производительности принтера по сравнению с лазерной технологией, ведь он запекает слой сразу, также как это происходит с LCD 3D-принтерами, о которых мы подробно писали ранее в этой статье. Будучи одним из мировых технологических гигантов HP быстро ворвалась на маленький рынок 3D-печати и быстро заняла на нем большую долю в промышленном сегменте оборудования, к сожалению, по состоянию на 2020 год HP так и не начала поставки своих 3D-принтеров на российский рынок.

MJF (Multi Jet Fusion)

Хирургический инструмент и блок циллиндра, напечатанные на MJF-принтере

Хирургический инструмент и блок циллиндра, напечатанные на MJF-принтере

PolyJet - это технология, сходная с обычной печатью на струйном принтере. Жидкий полимер через множество крошечных сопел выстреливается на поверхность печатной платформы, после чего они затвердевают при помощи ультрафиолетового излучения. Используя данную технологию, можно создавать высококачественные полноцветные макеты и прототипы с высочайшим уровнем детализации и финишным качеством сравнимым с промышленными серийными образцами. К сожалению, высокая стоимость оборудования и материалов не дает возможности более широкого внедрения этой технологии.

Технология PolyJet

MJM (Multi Jet Modelling) - технология многоструйного моделирования, схожая с PolyJet, но в качестве материала здесь также может выступать воск. Технология разработана компанией 3D Systems, поэтому по соображениям защиты патентов имеет другое название. Печать воском широко применяется в ювелирном деле для выполнения индивидуальных моделей на заказ и создания мастер-моделей. Также существуют специализированные принтеры от компании SolidScape, которые печатают двухкомпонентным воском для последующего расплавления материала поддержки в горячей воде

Технология MJM (Multi Jet Modelling)

CJP (Color Jet Printing) – технология, суть которой состоит в послойном склеивании и окрашивании порошка на основе гипса или пластика. С помощью этой технологии можно создавать полноцветные изделия, а это чаще всего используются для печати архитектурных моделей и фигурок людей. Себестоимость печати в данном случае ниже, чем по технологии PolyJet, что дает больше возможностей для ее более широкого использования.

 Технология CJP (Color Jet Printing)

LOM (Laminated object manufacturing) – технология, схожая с CJP, но здесь строительным материалам выступает бумага, каждый лист которой приклеивается к предыдущему, раскрашивается струйным принтером и перфорируется. Это дает полноцветную 3D-модель и также хорошо подходит для архитектурных и декоративных моделей.

 Технология LOM (Laminated object manufacturing)

Еще одной технологией с огромными перспективами является комбинированная технология 3D-печати металлами, которая объединяет в себе 3 этапа создания модели: печать на FDM-принтере специальной композитной нитью, где в определенных пропорциях смешан металл и полимер, выплавление полимера и запекание металлической модели. На основе этой технологии американские компании DeskTop Metal и MarkForged уже создали свои коммерческие модели 3D-принтеров и начали их продажи, как в Америке, так и в Европе, но пока технология является очень сырой и не гарантирует хорошего качества готовых изделий. Зато ее огромным преимуществом является существенно более низкая цена и принтеров, и готовых изделий. В Россию данные системы пока не поставлялись, поэтому мы ждем возможности самостоятельно оценить их качество и эффективность. В перспективе нескольких лет эта технология может стать самой востребованной из всех возможных способов 3D-печати.

Studio System+ от Desktop Metal

Studio System+ от Desktop Metal

Как это работает:

Технология 3д печати металлами 

3D-печать керамикой является также перспективным направлением в разных отраслях. Существует ряд компаний, которые выпускают оборудование, печатающее керамические модели. Разные производители используют для этого уже упомянутые до этого DLP и SLA, как слегка адаптированную технологию многоструйного моделирования Ceramic binder jetting (CBJ). Данная печать применяется в стоматологии, ювелирном деле, а также для создания прототипов высокого качества, обладающих необходимыми функциональными свойствами. Также на базе FDM-принтеров создают принтеры, печатающие глиной для создания керамических изделий новым способом. Например, итальянская компания WASP уже несколько лет предлагает такие системы на базе своих дельта-принтеров, печатающих пластиковой нитью.

3д печать керамикой

Строительные 3D-принтеры по сути тоже используют принцип построения такой же, как в FDM-принтерах, только вместо расплавленной нити наносится жидкий бетон. Это позволяет построить стены дома размером 100 квадратных метров примерно за 3 дня, что существенно быстрее, чем стандартные способы строительства и, кроме того, это дает возможность создавать объекты сложных форм. Безусловно, это направление является перспективным, но на сегодняшний день не получило широкого применения, хотя в Китае строительные 3D-принтеры были использованы для быстрого строительства автономных блоков для самоизоляции больных коронавирусом в легкой форме, кому не досталось места в больницах, а дома находится им было опасно. Интересным фактом является и то, что самым перспективным проектом по строительству жилья на Марсе также признан способ 3D-печати.

 Дом, напечатанный иркутской компанией в Дубаи за 3 дня

Дом, напечатанный иркутской компанией в Дубаи за 3 дня

Боксы для больных коронавирусом в Китае. 15 комнат изготовили за 1 день

Боксы для больных коронавирусом в Китае. 15 комнат изготовили за 1 день.

Пищевая 3D-печать - это еще один способ применения FDM-технологии, только здесь в качестве материала выступает съедобное сырье. Больше всего распространение получили принтеры, печатающие шоколадом. Шоколад темперируется попадает в экструдер и через сопло слоями формирует 3D-модель. Т.к. шоколад в отличие от пластика является очень нежным материалом, то и печатать им не так просто, хотя он и дает возможность быстро создавать кастомизированные кулинарные шедевры или десерты необычных форм. Кроме шоколада есть возможность печатать с помощью пюре, теста или джема. Данная технология пока находится на ранней стадии развития, и возможно уже в ближайшее время мы увидим более совершенное оборудование, которое можно будет применять более широко. Одним из представителей 3D-принтеров для печати шоколадом является Choc Creator.

Разные виды 3д печати_пищевой 3д принтер.jpg

И последний, но далеко не по своей важности вид 3D-печати, на который возлагаются очень большие надежды в будущем – 3D-биопринтинг. По своей сути это послойная печать, где в качестве материала выступают живые клетки. Это относительно новый вид 3D-печати, первые эксперименты стали проводиться в 2000 году биоинженером Томасом Боландом, который доработал обычные настольные принтеры для печати фрагментов ДНК. За 20 лет эта индустрия шагнула далеко вперед, и уже сейчас помимо прототипов человеческих органов успешно печатают импланты, трубки сосудов, клапаны сердца, ушные раковины, хрящи, костную ткань и кожу для последующей пересадки. Этот вид печати успешно применяется для создания «тренажеров» для врачей, на которых они могут проводить репетицию операций или для студентов для живой практики. И, конечно, одно из основных предназначений биопринтинга – печать функционирующих внутренних органов для пересадки из биоматериала пациента. Пока данное направление находится на стадии разработок и тестирований и полноценно не применяется для лечения пациентов, но уже сейчас проведено большое количество успешных экспериментов. Как например, печать сердца израильскими учеными в 2019 году, пока совсем крошечное по размерам, но главное, что оно способно выполнять свои функции. Также биопечать имеет огромные перспективы в экспериментальном тестировании медицинских препаратов, выпускаемых фармацевтическими компаниями.

3D-биопринтинг

Безусловно, не обо всех технологиях 3D-печати мне удалось рассказать в этой статье, но прочитав ее даже не будучи техническим экспертом, вы сможете получить первое представление о 3D-печати, различных ее технологиях и способах применения. Если вас заинтересовало использование 3D-печати в вашей работе или хобби, обращайтесь к специалистам нашей компании и мы всегда будем рады вас дополнительно проконсультировать.

 

Александр Корнвейц

Эксперт рынка 3D-печати

Остались вопросы?   Пишите нам

Откройте для себя историю 3D-принтера

Автор: Капуцин Лонжон 1 марта 2017 г. |

В 1980 году родилось быстрое прототипирование. С 1980 по 1988 год было проведено множество экспериментов и созданы различные процессы 3D-печати. Но кто были мужчинами и женщинами, стоящими за этим невероятным нововведением? Можно предположить, что они прекрасно знали, что создали революционный процесс. Но, возможно, они не знали, как он будет развиваться и вызывать глубокие преобразования во всем производственном мире.Сегодня мы приглашаем вас в путешествие в прошлое, чтобы лучше узнать этих женщин и мужчин и понять, в каком настроении и состоянии они были, когда создавали то, что мы сегодня называем аддитивным производством. Откройте для себя историю 3D-принтера.

В предыдущей статье мы рассказали об истории 3D-печати. Очень интересно наблюдать, как он превратился из химических экспериментов в индустрию.

В этой статье мы сосредоточимся на процессах 3D-печати, изобретенных в 1980-х годах:

1980: первый патент японского доктора Кодамы на Rapid prototyping

1984: Стереолитография французская, затем заброшенная

1986: Стереолитография занята Чарльзом Халлом, основателем 3D Systems

1988: Карл Декард подал патент на технологию SLS ,

1988: Скотт Крамп, соучредитель Stratasys Inc.подала патент на Fused Deposition Modeling (FDM)

Доктор Кодама создает предка SLA

Упущенный патент (1980)

Японский доктор Хидео Кодама из Муниципального научно-исследовательского института промышленности Нагоя был одним из первых, кто изобрел однолучевой метод отверждения с помощью лазера.

Он подал заявку на патент на свою систему быстрого прототипирования в Японии в мае 1980 года. Он описал свою систему следующим образом: чан с фотополимерным материалом подвергается воздействию ультрафиолетового света, который укрепляет деталь и создает модель слоями.К сожалению, из-за проблем с финансированием полное описание патента не было заполнено в течение одного года после подачи заявки.

В поддержку своих экспериментов доктор Кодама написал две фундаментальные статьи по быстрому прототипированию:

  • Трехмерное отображение данных путем автоматического создания трехмерной модели : он подробно объясняет свою работу и все эксперименты, которые привели его к созданию прародителя стереолитографии (SLA).
  • Автоматический метод изготовления трехмерной пластмассовой модели с фотоупрочняющим полимером, в обзоре научных инструментов. В этой статье он описывает три основных метода «3D-печати» для создания пластиковых деталей слой за слоем с использованием фотополимеризации. Он также дает важную информацию для создания процесса стереолитографии.

Французская команда создает стереолитографию

Идея, рожденная в столовой (1984-86)

Жан-Клод Андре (из очень известного Французского национального центра научных исследований - CNRS ) , Ален ле Мехоте (из CGE, бывшего Alcatel) и Оливье де Виите (из Силаса).

Ален ле Мехоте, в то время молодой инженер-электрохимик, проводил фундаментальных исследований фрактальной геометрии . Его коллеги не согласились с его уравнениями. Идея была ему ясна: он должен был доказать свою правоту . Ему пришлось создать «фрактальный объект», который он объясняет как «объект с локальными свойствами, эквивалентными его глобальным свойствам». Из-за сложной формы такого объекта ни одна машина не допускала такого создания.

Ален ле Мехоте и его фрактальный объект

В столовой он поговорил с Оливье де Виттом о своей идее и о проблеме, с которой ему пришлось изобрести машину, которая могла бы построить его «фрактальный объект» со всей необходимой сложностью. Оливье де Витт в то время работал над лазерами для Cilas, дочерней компании Alcatel. И угадайте, что? Оливье сказал ему: когда два лазера пересекают друг друга, жидкость (мономер) может превратиться в твердое тело (полимер). Они только что подумали о создании «3D-принтера»! Они использовали бы лазер, чтобы попытаться построить «фрактальный объект» Алена.

Их первые эксперименты не увенчались успехом. Они представили свою идею Жан-Клоду Андре, исследователю CNRS. Всегда очень беззаботный, он квалифицировал эту идею как «отличная хорошая плохая идея». Он пришел с идеей строить объект слой за слоем, а не из блока. С этого момента трое мужчин начали работать вместе над созданием «3D-принтера». Первым объектом, который они создали, была винтовая лестница !!

Они подали патент на процесс стереолитографии за три недели до того, как американец Чак Халл создал 3D Systems (см. Ниже)! Французский патент был выдан в январе 1986 г.(Стереолитография (SLA) дала название очень известному расширению файла .STL.)

Но, к сожалению, CNRS не отнеслась серьезно к их идее . Не было достаточно уравнений ... но, прежде всего, они не определяли никаких отраслевых приложений, так что проблема не стоила того. Таким образом, тройке было очень трудно найти средства для создания своей замечательной революционной машины.

К сожалению, им пришлось отказаться от проекта. Ален Ле Мехоте стал учителем в Казани, Россия, Жан-Клод Андре начал работать в частной компании, а Оливье де Витт какое-то время руководил французской дочерней компанией 3D System.

Чак Халл основал 3D System

«Ночь, когда я изобрел 3D-печать» (1986)

Чак ​​Халл окончил Центральную среднюю школу в Гранд-Джанкшене, штат Колорадо, и получил степень бакалавра инженерной физики в Университете Колорадо в 1961 году. Сегодня на его имя имеется 93 патента в США и 20 в Европе.

В 1983 году Халл работал в компании, которая с помощью ультрафиолетовых ламп производила прочные покрытия для столешниц и мебели.Как и другие представители отрасли, он был разочарован тем, что производство небольших пластмассовых деталей для создания прототипов новых продуктов могло занять до двух месяцев. Чтобы продолжить это разочарование (или интуицию?), Он предложил исследовать новый способ использования УФ-технологии: размещение тысяч тонких слоев пластика друг на друге благодаря УФ-технологии. К счастью, ему дали небольшую лабораторию для экспериментов с его идеей, то, что он делал по вечерам и в выходные.

Однажды ночью, после месяцев экспериментов, он наконец смог что-то «напечатать»… его возбуждение было настолько велико, что он в спешке разбудил жену. Единственное, что она сказала, было «Лучше бы было хорошо!» . По словам Халла, возможности применения в медицине и движение производителей сделали 3D-печать популярной.

Очень скоро после выдачи патента на этот новый метод производства он создал 3D Systems, чтобы коммерциализировать свое новое открытие: стереолитографию. Первый коммерческий продукт был выпущен в 1988 году. Халл интуитивно догадывался, что технологии потребуется от 25 до 30 лет, чтобы найти свое применение в производстве.

Что касается материалов для 3D-печати, он использовал материалы, называемые «фотополимеры». На основе акрила они жидкие в начале процесса. Попадание ультрафиолета заставляет их мгновенно становиться твердыми. Так работает процесс стереолитографии (SLA).

Карл Декард, отец технологии селективного лазерного спекания (SLS)!

Как студентка изменила облик производства (1988)

В возрасте 8 лет, посетив музей Генри Форда, Карл Декард решил, что хочет стать изобретателем…

Он изучал машиностроение в Техасском университете, когда во время работы в летнем лагере он пришел с идеей невероятной технологии 3D-печати : селективное лазерное спекание (SLS)!

Во время этого летнего лагеря он работал в механическом цехе на основе железа (TRW) в Хьюстоне, который производил детали для нефтяных месторождений.Этот станок TRW был самым передовым, он использовал САПР в программах, управляющих станками. Но Карл Декард считал, что в процессе еще слишком много кастингов. Он работал более двух с половиной лет над разработкой технологии, которая позволила бы машине изготавливать детали без литья: он изобрел технологию селективного лазерного спекания.

К счастью, его действительно очень поддержали, и проект удалось развить. Будучи магистром и докторантом, он продолжил свои революционные исследования с помощью доктора А.Джо Биман, профессор UT-Austin.

Департамент ME, регенты Техасского университета в Остине, Технологический инкубатор Остина и Национальный научный фонд с самого начала поддержали эту идею; Технология SLS родилась !

Карл Декард подал патент на SLS в 1987 году. Этот патент был выдан в 1989 году, и позже лицензия SLS была передана компании DTM Inc, которая позже была приобретена 3D Systems в 2001 году по цене 45 миллионов долларов.

Скотт Крамп изобрел технологию моделирования наплавленного осаждения (FDM)

«Мои мечты начались в гараже» (1988)

Вся история моделирования методом сплавленного осаждения (FDM) началась с личной истории Скотта Крампа : он хотел создать игрушечную лягушку для своей двухлетней дочери.Как инженер-механик, он также хотел провести эксперимент , машину, которая будет автоматически строить 3D-объекты . На своей кухне он попытался смешать воск для свечей с пластиком (полиэтиленом). С помощью горячего клея он понял, что может создать объект в 3D. Игрушечная лягушка сначала представляла собой обожженный пластик. Жена убедила его перенести проект в гараж и продолжить эксперименты. Он хотел автоматизировать процесс. Он подумал, что если этот клеевой пистолет будет прикреплен к роботизированной портальной системе XYZ, процесс моделирования может выполняться автоматически… Так родилась технология моделирования наплавленного осаждения! Процесс 3D-печати, от которого зависит большинство 50% 3D-принтеров.Он также работал над нитями из АБС-пластика, которые используются в машинах FDM.

По мере того, как он продолжал свои эксперименты, его жена настоятельно советовала ему превратить свою страсть в бизнес или отказаться от него . Угадай, что он сделал?

Он и его жена Лиза Крамп запатентовали технологию FDM в 1989 году.

В 1992 году Скотт создал первый рабочий 3D-принтер FDM . Вскоре после этого, г., он и его жена Лиза стали соучредителями компании Stratasys .

Сегодня он председатель совета директоров Stratasys, Ltd.

Пройти дальше

Удивительно, как менее чем за десять лет родились три революционные технологии 3D-печати :

Эти истории очень вдохновляют нас, и нет никаких сомнений в том, что наша отрасль будет преобразована новыми открытиями! Чего вы больше всего ждете от 3D-печати? Сообщите нам об этом, ответив на наш опрос «Состояние 3D-печати»!

Дополнительную информацию об этих технологиях и их сравнении можно найти в следующих статьях:

.

Кто на самом деле изобрел 3D-печать? «Fabbaloo

Изобретатель 3D-печати [Источник: Билл Мастерс]

Все мы знаем, что 3D-печать зародилась в середине 1980-х, но человек, который сделал это первым, вероятно, тот, о ком вы никогда не слышали.

История, которую теперь понимают все, - это история двух основателей гигантских компаний 3D-печати, 3D Systems и Stratasys. В августе 1984 года Чарльз Халл запатентовал то, что впоследствии стало процессом SLA, и в ходе этого процесса 3D Systems выросла до сегодняшнего гиганта.

Несколько лет назад мне посчастливилось держать в руках самый первый объект, напечатанный на 3D-принтере, сделанный Халлом, который до сих пор существует и считается ценным объектом для 3D Systems.

Точно так же Скотт Крамп разработал процесс FDM, который был запатентован в 1989 году. Эта технология превратилась в Stratasys, одну из крупнейших сегодня компаний 3D-печати.

Этим двум изобретателям в значительной степени приписывают создание 3D-печати в том виде, в котором она существует сегодня. Но так ли это на самом деле? Нам указали на другой более ранний патент другого изобретателя, Билла Мастерс из Южной Каролины.

2 июля 1984 года, за тридцать семь дней до патента Халла, Мастерс запатентовал US4665492A, «Автоматизированный производственный процесс и систему», который при долгом чтении кажется действительно процессом, очень похожим на многие из сегодняшних 3D-печати. процессы. Реферат патента:

«Раскрыты автоматизированный компьютерный производственный процесс и система, которая включает в себя компьютерную систему, которая состоит из компьютера автоматизированного проектирования и контроллера машины, который получает файл координатной информации.Изделие конструируется с помощью подсистемы автоматизированного проектирования и составляется файл данных с трехмерной координатной информацией. Информация о координатах вводится в контроллер машины, который управляет сервоприводами и в полярной системе координат. Сервоприводы и далее управляют положением рабочей головки и рабочей головки так, чтобы частицы массы впрыскивались, чтобы прибыть в заранее определенные точки координат в системе координат для формирования изделия. Исходное семя фиксируется в исходной точке системы координат, и изделие строится вокруг исходной исходной точки.Раскрыты другие системы координат и устройство для определения местоположения массовых частиц в координатах трехмерного изделия, так что изделие может быть построено в нескольких системах координат и в контролируемых средах ».

Если вы думаете, что это немного отличается от большинства современных процессов 3D-печати, вы будете правы. Это необычный подход, вдохновленный идеей «плевка пачками». Мастерс объясняет:

«Когда вы снимаете много пыжов, они начинают принимать форму.Если вы можете управлять направлением пыжей и движением устройства, стреляющего в них, вы можете создать любую желаемую форму ».

, Who Really Invented 3D Printing? Первый 3D-принт Билла Мастерс; раньше, чем у Чарльза Халла? [Источник: Билл Мастерс]

Таким образом, у нас есть устройство, предназначенное для попадания определенного вещества в цель, где она каким-то образом прилипает и постепенно принимает желаемую трехмерную форму. Мне не ясно, как именно могло произойти адгезия, и в самом патенте описываются несколько сценариев, как это произошло, включая нагрев внутренней атмосферы, применение луча энергии и многое другое.

Патент кажется довольно расплывчатым в деталях, описывающих несколько подходов. Для механической системы, используемой для постоянного изменения ориентации «пушки», как ее иногда называют, предлагается несколько конструкций. Один из них - это очень уникальный «полярный» метод, при котором пистолет скользит по вращающемуся тору для достижения желаемого положения.

, Who Really Invented 3D Printing? Необычный полярный механизм ранней концепции 3D-печати [Источник: Билл Мастерс]

Мастерс основал стартап, чтобы использовать идеи, первоначально Perception Systems, а затем названный Ballistic Particle Manufacturing.Эта фирма получила некоторые инвестиции и фактически произвела и отправила клиентам шестнадцать «Персональных моделистов».

, Who Really Invented 3D Printing? «Personal Modeler», одна из первых бета-версий 3D-печати [Источник: Билл Мастерс]

К сожалению, кажется, что компания закрылась в 1997 году, и Мастерс перешел к разработке инноваций в индустрии каякинга.

В те первые дни 3D-печати никто даже не знал, как назвать эту технологию; «3D-печать», «Аддитивное производство» - всего лишь слова. Технология была настолько новой, что развивающиеся компании того времени сталкивались с трудностями при ее маркетинге для клиентов, которые не знали, что делать с процессом, и были настроены по-своему.

Несколько новых процессов 3D-печати из 80-х годов прошли через рынок стартапами, и, как мы теперь знаем, FDM и SLA выиграли битву. Будь то сама технология, маркетинговая программа, объем инвестиций или управление компанией, «BPM» Мастера просто не был принят клиентами, а его компания и изобретение ушли в прошлое.

С тех пор к FDM и SLA присоединились многие другие мощные процессы 3D-печати, и спустя тридцать четыре года новые процессы все еще находятся в стадии разработки.

Мораль этой истории проста: быть первым не означает, что вы выиграете.

Через Билла Мастерс и Google Patents



, Who Really Invented 3D Printing?

Чарльз Гулдинг и Прити Сулибхави рассматривают некоторые важные события в области 3D-печати в 2019 году.



, Who Really Invented 3D Printing?

Исследователи пытаются воспроизвести голос египетской мумии с помощью 3D-печати , но к чему это приведет?



, Who Really Invented 3D Printing?

После нескольких лет закулисных усилий общественности был представлен 3D-скан древнеегипетской скульптуры Нефертити в сверхвысоком разрешении.У нас есть история того, как это произошло.



, Who Really Invented 3D Printing?

Выбор на этой неделе - «Илон Маск: Тесла, SpaceX и поиски фантастического будущего» Эшли Вэнс.



, Who Really Invented 3D Printing?

Насколько важен был 3D-принтер MakerBot Replicator 2, который сейчас не поддерживается? Важнее, чем вы думаете.



, Who Really Invented 3D Printing?

Что является ключевым фактором при покупке нити для 3D-принтера? Это не стоимость, и мы расскажем, почему.



, Who Really Invented 3D Printing?

SLM Solutions ведет свою историю с истории SLM 3D-печати и с нетерпением ждет новой главы в аддитивном производстве металлов.



, Who Really Invented 3D Printing?

Когда компании, предоставляющие консультационные услуги в области аддитивного производства, будут без проблем сотрудничать с производителями и продавцами (торговыми посредниками), мы увидим массовое внедрение 3D-печати в корпорациях как на настольных компьютерах, так и в производственных цехах.

.

Кто изобрел 3-D принтер? | Изобретения Вопросы и ответы

Вопрос:

Кто изобрел эмодзи в 1999 году?

A) Шигетака Курита B) Хеманг Амин
C) Ли Лунг D) Гамильтон
A) Шигетака Курита
B) Хеманг Амин
C) Ли Лунг
D) Гамильтон

Ответ и объяснение Ответ: A) Сигетака Курита

Пояснение:

Сигетака Курита изобрел эмодзи в 1999 году.По состоянию на март 2020 года насчитывается около 3304 смайликов.

Сообщить об ошибке Пожалуйста, укажите подробности ошибки здесь ... [Ваше имя] [Ваш адрес электронной почты]

Посмотреть ответ Сообщить об ошибке Обсудить

Подано в: Изобретений
Подготовка к экзамену: Банковские экзамены .

Изобретение и история печатного станка

Печатный станок - одно из самых важных изобретений всех времен. Его развитие разрушило бы гегемонистский контроль над информацией в Европе и навсегда изменило бы ход истории.

Быстрое, дешевое и простое распространение информации в конечном итоге привело бы к протестантской Реформации (подробнее об этом позже), Ренессансу, научному просвещению и промышленной революции.

Что делает печатный станок и почему это так важно?

Печатный станок - это любая технология, которая оказывает давление между окрашенной поверхностью и печатным носителем (например, бумагой или тканью).В этом смысле это средство переноса чернил с окрашенной поверхности и носителя.

Это было огромное улучшение по сравнению с предыдущими методологиями, такими как расшифровка вручную с использованием «пера» и чернил или многократное нанесение кистью и растирание для достижения передачи чернил.

Исторически они использовались в основном для текстов, но не исключительно, и их изобретение произвело революцию в букмекерстве и распространении по всему миру. Когда цены на книжную продукцию упали, менее богатые члены общества могли внезапно получить доступ к этому эксклюзивному и редкому предмету роскоши.

Где была изобретена печатная машина?

Когда кто-то упоминает печатный станок, большинство инстинктивно вспоминает Иоганнеса Гуттенберга и его революцию 15 век (1440 г. н.э.) технологии.

Хотя его изобретение было революционным само по себе, на самом деле это не был первый печатный станок, который был разработан. Отнюдь не.

Фактически, история печатного станка восходит к 3 веку (техника печати на дереве, но на текстиле) с его адаптацией для печати текста, широко использовавшейся во времена династии Тан в Китае ( 6-10 вв. г. н.э.).

Несмотря на этот факт, Гуттенберг по праву заслуживает своего места в истории за создание машины, которая впервые в истории позволила массовое производство книг.

До его изобретения книги переписывались вручную или «печатались» с помощью деревянных блоков. И то, и другое было кропотливо медленным и трудоемким процессом, что фактически означало, что доступ к печатному слову был ограничен теми, кто мог позволить себе их высокие ценники.

History of the Printing Press Tang Dynasty Династия Тан около 700 г. н.э. Источник: Ян Киу / Wikimedia Commons

Китайцы изобрели печатный станок?

Более 600 лет до появления печатной машины Гуттенберга китайские монахи печатали краской на бумаге, используя блочную печать.Это был очень простой процесс, в нем использовались резные деревянные блоки для нанесения чернил на листы бумаги.

Забытый на столетия пример текста того времени, Алмазная сутра (созданная примерно в 868 годах нашей эры, год), была обнаружена в пещере недалеко от Дуньхуана, Китай, в 1907 исследователем сэром Марком Аурелем Штайном.

Его открытие за один шаг полностью переписало то, что, как мы думали, мы знали о развитии печатного станка.

Этот текст сейчас хранится в Британской библиотеке в Лондоне и описывается как «самая ранняя из сохранившихся датированных печатных книг».

Похоже, что тот же процесс был распространен в Японии и Корее одновременно. Эти старопечатные книги были сделаны из деревянных или металлических блоков и в основном были посвящены буддийским и даосским договорам.

Printing press Diamond Sutra «Алмазная сутра». Источник: Themeplus / Flickr

Процесс был значительно улучшен в 11 веке , когда китайский крестьянин Би (Пи) Шэн разработал форму раннего подвижного шрифта. Хотя о Си (Пи) мало что известно, его гениальный метод создания сотен отдельных символов стал огромной ступенькой на пути к современной печатной машине.

Возможность быстрой и крупной печати буддийских и даосских текстов была очень важна для китайцев (и соседних народов). Это, в немалой степени, способствовало распространению буддизма в регионе.

И мы могли бы не знать об этом человеке, если бы не современный ученый и ученый по имени Шэнь Куо. Он задокументировал подвижный шрифт Шэна в своей работе «Очерки пруда снов» и объяснил, что подвижный шрифт был сформирован из глины с подкладкой.

Куо также рассказывает своим читателям о типе используемых чернил (сосновая смола, воск и бумажная зола), а также объясняет, насколько это был достаточно эффективный и быстрый метод копирования документов.

Несмотря на это усовершенствование, потребовалось несколько столетий, чтобы он получил широкое распространение в Китае. Другие формы были разработаны в 14 веке Ван Чжэнь (китайский правительственный чиновник) во время династии Юань.

Система Zhen значительно улучшила систему Sheng с использованием поворотных столов, чтобы помочь наборщикам сортировать и обрабатывать резные деревянные блоки для очень эффективной печати.

Почему Гутенберг изобрел печатный станок?

Несмотря на прогресс в развитии печатного станка в Китае, он не прижился так быстро, как в Европе.Считается, что это следствие сложности азиатских систем письма по сравнению с более кратким алфавитным письмом, используемым в западных языках.

Следует отметить, что относительно примитивные формы печатного станка действительно существовали в Европе в г., конец 14 - начало 15 вв. г. Якобы они были такими же, как китайская печать на дереве, известная как ксилография, и использовались почти так же, как и методы, использованные в The Diamond Sutra .

Но один немецкий ювелир и мастер из Страсбурга собирался изменить мир. Первоначально экспериментируя с существующими ксилографическими методами, он натолкнулся на идею сделать процесс намного более эффективным (и прибыльным).

Printing press Johannes Gutenberg Йоханнес Гутенберг. Источник: Fondo Antiguo de la Biblioteca / Flickr

Что отличает печатную машину Гутенберга от своих предшественников, так это его внедрение механизации переноса чернил с подвижного шрифта на бумагу. Он адаптировал винтовой механизм винных, бумагоделательных и льняных прессов, чтобы разработать систему, идеально подходящую для печати.

Его устройство позволило создать раннюю форму конвейерного производства печатного текста, позволяющую массовое производство книг по гораздо более низкой цене, чем современные методы.

Что касается его намерений по разработке печатного станка, никто не знает наверняка, но зарабатывание денег - вероятный стимул. Его первыми производственными книгами были знаменитая ныне Библия Гутенберга . Считается, что было напечатано более 200 , но только 22 сохранились до до наших дней.

С этого времени существует немного записей о Гутенберге, но его изобретение впервые упоминается в судебном иске бывшего спонсора Йохана Фуста о выплате. Это свидетельство описывает его тип, инвентарь металлов и типы форм, и дело в конечном итоге было потеряно Гутенбергом, а его пресс был конфискован Ферстом в качестве залога.

Printing press replica Реплика печатного станка Гутенберга. Источник: Graferocommons / Wikimedia Commons

Какое влияние оказала печатная машина и как она изменила мир?

Воздействие печатного станка практически невозможно оценить количественно.На первый взгляд, это позволяло гораздо быстрее распространять точную информацию, но, что еще труднее, оказало огромное влияние на страны и население Европы в целом.

Благодаря, в немалой степени, прессе, грамотность начала расти, равно как и типы информации, которой люди могли подвергаться.

Примерно в это время Европа оправлялась от разрушительного воздействия Черной смерти. Это привело к резкому сокращению населения и к упадку роста церкви, росту денежной экономики и последующему рождению Возрождения.

С другой стороны, печатный станок оказался «в нужном месте в нужное время», что помогло секуляризации западной культуры. Конечно, многие ранние тексты носили религиозный характер, но все больше и больше становились более светскими по своему характеру.

В это время наука могла процветать, и ранним ученым внезапно предложили невероятный инструмент для сотрудничества друг с другом по всему континенту.

Это также вырвало из рук церкви полный контроль над содержанием религиозных текстов.Больше не будет возможности централизованно контролировать и подвергать цензуре то, что написано на темы христианской и других религий.

К 1600-м годам в полную силу пришла научная революция Просвещения, которая навсегда изменила взгляд европейцев на мир и вселенную. Процесс мышления, который в конечном итоге приведет к промышленной революции - Спасибо, Гутенберг и др. !

Printing press industrial revolution Источник: Sidonius / Wikimedia Commons

Почему печатный станок был важен для Реформации?

Как мы видели, печатный станок оказал огромное влияние на распространение информации по Европе после его изобретения Гутенбергом в 1448 .В то время технология и печатные тексты быстро распространились по Европе.

Неслучайно это было время огромных изменений в культуре и религии на всем континенте. Это в конечном итоге изменит ход истории Европы и завершится протестантской Реформацией.

Никогда прежде интеллектуальные и религиозные лидеры не имели возможности распространять свое учение за пределы ограниченного собрания в любое время. Мартин Лютер, основатель протестантского движения, быстро воспользовался этим.

Печатный станок «означал больший доступ к информации, больше инакомыслия, более информированное обсуждение и более широкую критику властей», - отмечает Британская библиотека.

Flickr Мартин Лютер. Источник: Thierry Ehrmann / Flickr

По словам Марка У. Эдвардса (Гарвардская школа богословия), печатный станок обеспечил средство «формировать и направлять массовое движение [в идеях]». Проще говоря, без печатного станка неясно, произошла бы Реформация когда-либо.

Между 1500 и 1530 Мартин Лютер выпустил буквально сотни брошюр на немецком языке - всего 20% всех брошюр, выпущенных в то время.

Используя печатный станок таким образом, католическая церковь утратила гегемонистский контроль над письменными материалами и, что более важно, сделала практически невозможным для них остановить распространение «еретических идей».

Это важно по многим причинам, но в конечном итоге это можно рассматривать как огромный сдвиг в политическом мышлении, который повлияет на дальнейшее технологическое и социальное развитие стран Европы.Это было, если использовать выражение, «действительно большое дело».

Какая книга была напечатана на печатном станке первой?

Первой книгой, напечатанной на прессе Гутенберга, была его, теперь уже знаменитая, Библия Гутенберга. Они стали невероятно популярными, и в короткие сроки было выпущено 200 экземпляров .

На самом деле они были настолько популярны, что многие из них были проданы задолго до того, как были напечатаны.

Содержание его Библии было основано на версиях, которые в настоящее время распространяются в районе Рейна в Германии между 14 и 15 веками. Его версия впоследствии станет де-факто стандартной версией Библии и станет образцом для всех будущих библейских текстов.

The printing press Gutenberg Bible Сохранившаяся копия Библии Гутенберга в Библиотеке редких книг и рукописей Бейнеке. Источник: Карл Томас Мур / Wikimedia Commons

Как печатный станок изменил Европу, и мир?

Печатный станок в конечном итоге приведет к некоторым крупным реформам по всему континенту. Быстрое производство и легкое распространение стандартизированных текстов предоставит мыслителям (религиозным, научным или другим) средство массового производства текстов и их относительного легкого распространения.

The printing press Gutenberg Bible

С его помощью книги могли производиться серийно в таких масштабах, с которыми рукописные тексты просто не могли конкурировать с точки зрения объема и цены.

Печатные машины резко сократят стоимость производства книг и, благодаря более легкому доступу к текстам, значительно повысят уровень грамотности жителей Европы.

Он также заложил основы для облегченных исследований и научных публикаций, которые положили начало движению Возрождения. Важность этого нельзя недооценивать для истории и развития Европы и мира в целом.

printing press book production rates Источник: Tentotwo / Wikimedia Commons

Печатный станок разрушил централизованный контроль и цензуру публикуемых материалов и позволил новым идеям буквально «распространяться со скоростью лесного пожара» невиданным ранее образом.

Это также привело к развитию новых профессий и профессий: от печатников до ремесленников до корректуры и, возможно, графического дизайна, и многие другие профессии стали совершенно новыми. Профессии, которые существуют до наших дней.

Современный мир был бы совсем другим без Гутенберга и его печатного станка.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *