Подробный обзор 3d принтера, печатающего по технологии fdm

Как работает 3D принтер? Просто о сложном

Если коротко, то 3D принтер – это устройство для создания трехмерных объектов методом послойной печати. Спектр используемых для печати материалов постоянно расширяется и можно смело предполагать, что в будущем он будет включать большинство известных нам веществ. Пока самыми популярными материалами для печати остаются термопластики и фотополимерные смолы.

Общий принцип работы 3D принтера можно представить следующим образом:

1. создание модели желаемого объекта в специальной программе для 3D-моделирования;
2. обработка созданной модели программными средствами («генератор G-кода»), в ходе чего она делится на множество горизонтальных слоев и преобразуется в цифровой код, который становится командой для принтера, как и куда наносить материал;
3. печать, которая представляет собой формирование объекта методом послойного нанесения материала. В зависимости от типа принтера особенности печати могут отличаться, но общий принцип заключается именно в послойном нанесении. Печатающая головка двигается только в горизонтальной плоскости (по осям X и Y), она подает материал и наносит его так, как это задано программой. Когда один слой полностью нанесен, рабочая платформа сдвигается вниз (по оси Z) ровно на толщину одного слоя, и печатающая головка наносит следующий слой, и так до тех пор, пока не будет полностью сформирован объект.

Особенности печати зависят той технологии, которую использует принтер, поэтому имеет смысл разобраться с самыми распространенными на данный момент.

Технологии трехмерной печати

В отношении используемых технологий применяется специальная классификация, которую будет полезно знать каждому будущему владельцу 3д-принтера:

• FDM;
• Polyjet или MJM;
• LENS;
• LOM;
• SLA;
• SLS;
• 3DP;

FDM

Это самая популярная технология в рассматриваемых устройствах. При FDM (fused deposition modeling) агрегат будет выдавливать расходник через специальное сопло слой за слоем. Сюда входят:

• мэйкерботоподобные устройства;
• Stratasys-принтеры;
• агрегаты, используемые в кулинарии (заправкой идут сырные продукты, тесто, глазурь);
• медицинские аппараты (медицинский гель с живыми клетками).

Polyjet

Интересен и MJM (Multi Jet Modeling), который подразумевает методику многоструйного моделирования. Процесс похож на обычный струйный из-за подачи материала через небольшие сопла (их может быть несколько сотен). После застывания предыдущего слоя и будет формироваться заданная трехмерная модель.

Расходниками являются фотоплимеры и пластик, подходит и специальный воск. Обычно такую объемную печать применяют в изготовлении медицинских имплантатов, зубных протезов и слепков.

Есть и недостатки использования такой технологии – очень дорогой исходный материал и хрупкий результат. Применение обычно находит в медицине и промышленном прототипировании.

LENS

При LASER ENGINEERED NET SHAPING выдутый из сопла расходник сразу попадает под фокус лазерного луча, что чревато мгновенным спеканием. Использование металлического порошка помогло в изготовлении объектов из стали и титана, что дало возможность эксплуатации 3Д-принтеров в промышленности. Многие сплавы реально перемешивать и получать непосредственно в процессе. Так, например, получают турбиновые титановые лопатки для турбин.

LOM

С Laminated Object manufacturing тонкие и уже проламинированные листы вырезаются лазером, склеиваясь, спекаясь или спрессовываясь в трехмерный объект. Так можно напечатать пластиковые, алюминиевые и бумажные 3D-объекты.

Несмотря на легкость исходного материала, бумажные модели получаются очень прочными, а их себестоимость выйдет практически копеечной. Но сразу надо приготовиться к тому, что такое изделие будет сопровождаться большим количеством отходов. Хотя и последнего можно избежать, если расположить на одном листе сразу несколько небольших объектов.

SLА

Чтобы понять, как работает Stereolithography, надо представить ванну, наполненную жидким полимером. Проходящий по ее поверхности лазерный луч полимеризирует слой. После готовности одного из слоев, платформа опустит деталь, чтобы жидкий полимер заполнил пустоты. Потом ситуация меняется: деталь поднимается наверх, а сам лазер располагается внизу.

Подобный принтер нельзя держать дома:

• из-за токсичности фотополимера;
• по причине дороговизны обслуживания.

SLS

Selective laser sintering напоминает вышеописанный вид технологий, но здесь вместо фотополимера используется запекаемый лазером порошок. Можно не опасаться, поломки в процессе работы детали, а в качестве расходника вполне вероятно использовать сталь, нейлон, бронзу, титан, керамику, стекло, литейный воск и другие материалы.

Технология подразумевает создание сложных вещей. Она отлично подходит, например, для создания каких-либо прототипов – например, для ювелирных изделий. Незапеченный порошок будет служить поддержкой для нависающих элементов – значит, не надо формировать какие-то специальные поддерживающие корпусы.

3DP

3DP-метод заключается в нанесении на материал клея, за ним слоя свежего порошка и далее всё по новой. В результате получается похожий на гипс материал (sandstone). Если в этот клей добавить краску, то получатся цветные объекты. Технология безопасна для бытового и офисного использования. Для материалов подойдут стеклянный, костный, резиновый и даже состоящий из древесных опилок порошки.  Можно делать и съедобные фигурки (с использованием шоколадного или сахарного порошков) – только в этом случае берется специальный пищевой клей.

Как работает и печатает

Создание модели

После сборки и настройки (калибровки) необходимо создать печатаемую трехмерную модель в 3D-редакторе.

• 3D-моделирование. В программе для трехмерного моделирования создается модель. Крупные прототипы, которые не поместятся в камеру принтера, делятся на несколько помельче. Трехмерная модель отправляется в программу-слайсер для формирования G-кода.
• G код. Слайсер – приложение для автоматической подготовки цифровой модели в формате STL к печати на 3D-принтере – генерирования G-кода. Слайсер нарезает модель на слои и описывает движения печатающей головки и ее действия, необходимые для формирования прототипа. На основе G-кода печатающая каретка передвигается по заданной траектории, а сопло наносит материал в указанные моменты.

Как пользоваться 3D принтером

Создание трехмерных моделей не представляет сложности даже для начинающих пользователей, поскольку процесс выполняется автоматически и состоит из непрерывных циклов, которые повторяются один за другим до тех пор, пока на рабочей поверхности не появится готовое изделие. Однако печать объекта – это лишь одно из звеньев сложной цепи, составляющих полный цикл производства 3D-модели. На самом деле, все начинается с ее разработки.

Подготовка

Каждый трехмерный объект принтер печатает строго по 3D-чертежу. Его можно создать самостоятельно на компьютере с помощью специальных программ, именуемых CAD-редакторами или САПР (Системами автоматизированного проектирования). Наиболее популярными на сегодняшний день считаются:

• AutoCAD;
• Blender;
• FreeCad;
• OpenSCAD;
• GoogleSketchUp.

Рисовать модели самому совсем необязательно. В качестве альтернативы можно заняться поиском готовых вариантов, благо на различных интернет-ресурсах можно найти и скачать схемы всевозможных чехлов, крючков и даже квадроциклов. Если способности к проектированию отсутствуют, а необходимую модель отыскать не удалось, есть возможность заказать ее у профессионалов.

Создание объекта

Начинать разработку рекомендуется с несложных моделей. Для этих целей лучше всего подойдут простейшие геометрические фигуры, например, пирамида. Процесс будет выглядеть следующим образом.

• Разработать объемный чертеж (модель) и сохранить в формате STL.
• Обработать его с помощью программы-слайсера, то есть нарезать на слои, в соответствии с которыми будет выкладываться пластик.
• Подготовленный 3D-чертеж сохранить в файл под названием G-code, загрузить его в принтер и запустить печать.
• В результате устройство получает необходимую инструкцию, в которой помимо нарезанной на слои модели обозначен контур движения печатающей головки, указана скорость печати и толщина каждого слоя.
• Подготовленную модель можно загрузить на принтер с компьютера через Wi-Fi, с помощью SD-карты или посредством USB-носителя.

Большинство принтеров, предназначенных для домашнего применения, отличаются понятным интерфейсом, и не вызывают сложностей с запуском процесса. Поскольку цикл изготовления изделия полностью автоматизирован, пользователю останется только включить устройство и наблюдать за процессом печати.

Устранение ошибок

Пробная печать первых изделий на 3D-принтере – процесс волнительный и увлекательный, поскольку новая вещь создается прямо на глазах и буквально «из ничего». Однако даже опытный пользователь не застрахован от появления разного рода ошибок.

Окончательная обработка

Изделия, распечатанные на FDM-принтере, всегда имеют фактурную, неровную и слегка шероховатую поверхность, что обусловлено послойной технологией их производства. Созданные на фотополимерном оборудовании предметы получаются более гладкими, но и они далеки от идеала. Следовательно, все без исключения модели нуждаются в постобработке.

• Механический. Он предполагает ошкуривание наждачной бумагой или шлифовальной губкой. Из-за трудоемкости процесса подходит для предметов, не имеющих мелких деталей. Добиться глянцевой поверхности вряд ли удастся, но убрать слоистость поможет. А если изделие загрунтовать и покрыть лаком, оно приобретет аккуратный вид.
• Химический. Допускает применение таких растворителей, как дихлорэтан и ацетон. Первый подходит для обработки PLA, второй – для ABS.Из-за высокой токсичности веществ необходимо соблюдать меры безопасности: работу выполнять в перчатках и маске на открытом воздухе либо в хорошо проветриваемом помещении. Для выравнивания поверхности химическим способом следует пользоваться кистью с натуральным ворсом, набирать минимум вещества и наносить его быстрыми движениями.
• Смешанный. При таком методе растворитель необходимо наносить чистой белой тканью из натуральных волокон и полировать поверхность круговыми движениями до появления желаемой гладкости.

Существует еще один вариант постобработки – воздействие на изделие парами растворителя. Однако подобный метод считается высокотоксичным, и к применению в домашних условиях запрещен.

Классификация принтеров по типу используемых материалов

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

Порошок

Принцип действия техники проявляются в следующих действиях:

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

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

Гипс

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

Фотополимер

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

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

Воск

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

Как добиться цвета

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

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

Что я могу создать с помощью 3D-принтера

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. 

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.

 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. 

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

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. 

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

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

Раньше, чтобы создать 3D-объект, приходилось брать много 2D-элементов и складывать их вместе. Или брать объекты побольше и выпиливать из них всё лишнее, чтобы получить желаемое.

Сейчас всё проще. Объекты крупные, иногда себестоимость пластика примерно такая же, как в случае заказа аналогичной детали на стороне, но, с учётом времени на доставку и обработку, свой принтер серьезно выигрывает.

Конструктивные особенности 3D принтеров FDM

Некоторые конструктивные решения, применяемые в трехмерных принтерах, покажутся спорными неискушенному пользователю.

Так, многие модели FDM устройств выпускались с деревянными корпусами — недолговечными и хрупкими на первый взгляд. Но дерево поглощает вибрации во время печати, что улучшает качество конечной продукции. Рамы из стали и алюминия служат дольше и обеспечивают защиту печатающего механизма от внешних воздействий.

Свои плюсы и минусы есть у закрытой или открытой (вентилируемой) рабочей камеры принтера. Некоторые филаменты (PLA-полимеры) нуждаются в быстром охлаждении, что достигается при хорошей вентиляции рабочей поверхности.

ABS-пластики, напротив, должны остывать медленно: это предотвратит неравномерное застывание слоев изделия. В этом случае модель не будет деформироваться (трескаться, перекашиваться, «растекаться»). Для ABS-полимеров желательно использовать принтер с закрытой рабочей платформой.

Высота и размер устройства напрямую связаны с предельным размером готового изделия. На принтере с большой рабочей платформой можно напечатать крупные заготовки. Для изготовления вытянутых по вертикали изделий необходимо выбирать модель, работающую в дельтаобразной системе координат. В этом случае рабочая поверхность максимально удалена от печатающего модуля, а вертикальная область построения легко расширяется.

С помощью технологий FDM печати можно производить полимерные детали нестандартных размеров и функциональные модели из пластика. Сфера применения 3D принтера достаточно широка: с его помощью можно напечатать как простейшие изделия (игрушки, сувениры, фурнитуру), так и детали для сложных механизмов.

Наиболее оправдано применение FDM принтера, если необходимо изготовить небольшую партию или единичный экземпляр изделия по точной цифровой модели. В этом случае соотношение производительность—качество—соответствие размерам будет оптимальным.

Разновидности 3 d принтеров

Моделей 3D-принтеров огромное количество, различается по сложности и их устройство.

К особо сложным относятся принтеры, используемые в промышленности, которые, используя высокоточные лазеры, изготавливают изделия, спекая слои из мельчайших частиц металлического порошка. На 3 д принтер цена выливается не в одну сотню тысяч долларов.

Существует вариант промежуточный, цена на который примерно 200 тысяч рублей.

Это принтеры, имеющие множество дополнительных функций:

• сенсорный дисплей;
• автокалибровку;
• подогрев рабочей камеры.

В них используется «моделирование послойного наплавления» или технология FDM.

Рабочий стол

Следующий конструктивный элемент 3D-принтера – это рабочая платформа (она же – print bed или рабочий стол), на которой выращивается модель

Важно, чтобы расстояние между поверхностью рабочего стола и соплом печатающей головки по всей рабочей площади было одинаковым. У большинства принтеров рабочий стол во время печати перемещается по вертикали, поэтому к нему жёстко крепятся элементы, обеспечивающие его движение

Чаще всего платформа 3D-принтера напоминает двухслойный бутерброд, состоящий из базовой нижней части и рабочей поверхности, на которой создаётся объект. Именно о рабочей поверхности трёхмерного принтера мы будем говорить далее. Отметим лишь, что в некоторых принтерах класса RepRap нижняя часть рабочего стола изготавливается из недорогих доступных материалов, к примеру, из фанеры или МДФ.

Подпружиненное крепление верхней части рабочей платформы имеет массу преимуществ перед жёстким креплением. Оно позволяет устранить ошибки в юстировке, когда зазор между поверхностью платформы и выходным отверстием сопла становится слишком маленьким или принимает отрицательное значение.

Рабочая платформа может быть изготовлена из различных материалов: алюминия, акрила или стекла. И в большинстве случаев производителям трёхмерных принтеров приходится решать проблему надёжной фиксации нижнего слоя платформы, поскольку используемые для печати полимеры плохо прилипают к стеклу или алюминию. Эта проблема решается разными способами, начиная с перфорации платформы, подогрева стола, нанесения покрытия, и заканчивая комбинацией этих методов.

Для покрытия рабочей платформы необходимы материалы, которые обеспечат хорошую адгезию и выдержат взаимодействие с расплавленной полимерной нитью. Очень часто в качестве покрытия рабочей платформы используют каптон – тонкую жёлтую плёнку из полиамида, которая легко переносит нагрев до 400 градусов Цельсия. Плёнка поставляется в виде самоклеящейся ленты, ширина которой варьируется от 0,5 см до 20 см. Лента наклеивается встык по всей поверхности платформы. Безусловно, использовать для печати ленту шириной 0,5 см затруднительно, поскольку пользователю придётся наклеивать на рабочую поверхность слишком много отрезков, а 20-сантиметровую плёнку сложно наклеить ровно, без пузырей и складок, поэтому лучше использовать плёнку промежуточной ширины.

Плёнка из каптона

Можно заклеить поверхность рабочей платформы скотчем Blue Tape для упаковочных и малярных работ, изготовленным компанией 3D Systems. Такой скотч выпускается в рулонах шириной от 1,8 см до 4,8 см и длиной 55 м.

Скотч Blue Tape от компании 3D Systems

Преимуществом покрытия, состоящего из отдельных полос скотча, является возможность его экономичной замены не целиком, а по отдельным полоскам.

Среди «доморощенных» вариантов покрытия рабочей платформы – нанесение лака для волос или применение самоклеящейся плёнки, предназначенной для лазерных принтеров.

Следует отметить, что даже надёжное покрытие не всегда обеспечивает нужную адгезию для большинства полимеров, поэтому в нижнюю часть рабочего стола приходится встраивать электрические нагреватели для подогрева рабочей платформы. Нагреватели изготавливаются из нихромовой проволоки, выполняются в виде нескольких низкоомных резисторов или печатных проводников.

Нагревательный элемент 3D-принтера

Пластик ABS требует разогрева до температуры свыше 100 градусов Цельсия, поэтому в платформу встраивается довольно мощный нагреватель. Чтобы платформа нагревалась равномерно, её изготавливают из толстого материала.

Рабочий стол подогревается ещё и для того, чтобы уменьшить перепады температуры между нижними (холодными) и верхними (горячими) слоями объекта. Нижние слои пластика остывают особенно быстро при соприкосновении с массивной платформой, которая имеет комнатную температуру. Разница в температурах может привести к деформации модели, которая может выгнуться или просто оторваться от поверхности стола. Поэтому подогревать платформу рекомендуется даже при работе с материалами, адгезия которых к поверхности рабочего стола мало зависит от температуры этой поверхности.

Примечательно, что нагреватель и термистор находятся с нижней стороны платформы, а деталь будет расположена на верхней стороне. Поэтому лучше не торопиться и подождать полного прогрева платформы, особенно если она выполнена из достаточно толстого материала.

Вопросы, на которые стоит ответить перед тем как выбрать 3D принтер

Большой выбор моделей, простота использования, широкая популярность привели к тому, что 3D-принтеры стали доступны не только продвинутым пользователям, но и обычным потребителям. Тем не менее, при покупке устройства, перед каждым из них возникают одни и те же вопросы.

Для каких целей покупается 3D принтер

Персональные и профессиональные устройства существенно отличаются по своим размерам. Первые отличаются небольшими размерами печати – примерно 20см. У вторых этот показатель составляет от 0,5 до 3м. Существует специальное оборудование огромных размеров – до нескольких десятков метров, применяемое в сфере строительства, в авиа- и судостроении. С применением масштабирования, возможно создание объектов величиной в несколько сотен метров.

Есть ли опыт работы с 3D принтерами

Этот вопрос обычно задают начинающим пользователям. Однако, в домашних условиях подобными принтерами могут пользоваться и профессионалы. Сюда можно включить архитекторов, дизайнеров, художников и других людей творческих профессий. В любом случае без достаточного опыта будет сложно освоить высокоточное современное устройство.

Материал для 3D печати

От выбора материала для 3д принтера зависит наличие или отсутствие у него подогреваемого стола. Если они имеют высокую степень усадки (ABS, Nylon), то подогрев обязателен. Более эффективным считается закрытый корпус для создания вокруг объекта надежного теплового контура. Рекомендуется выбирать стол с подогревом, поскольку цена его ненамного превышает стоимость простого устройства без этой функции. Зато возможности 3D-принтера значительно расширяются.

Какой размер будет у напечатанных деталей

Тут все зависит от размеров рабочей зоны. Чем больше ее габариты, тем крупнее будут создаваемые детали. Данный показатель напрямую влияет на размеры самого принтера в большую или меньшую сторону. Нужно заранее определить место установки, иначе большая конструкция просто не поместится в помещении.

Какой бюджет покупки

Различные модели принтеров от разных производителей представлены в широком ценовом диапазоне. Самые простые и дешевые стоят в пределах 10 тысяч рублей, дорогие профессиональные устройства не имеют верхней планки. Поэтому, если прибор нужен лишь для тренировок и развлечений, не стоит покупать слишком дорогую модель. В первую очередь выбор зависит от сложности целей и задач, объемов предстоящих работ. Следует помнить и о расходных материалах, стоимость которых тоже существенно различается. Наиболее доступными считаются термопластики, а для серьезной работы потребуются дорогие качественные материалы.

Технологии 3D-печати

Как уже обсуждалось ранее технологий для печати объемных предметов существует несколько. В зависимости от принципа работы пинтера подбирается материал для изготовления объекта, и наоборот. Рассмотрим самые распространенные и доступные виды создания элементов в трехмерной плоскости.

FDM

Самая распространенная и доступная технология для широкой аудитории. Именно по технологии послойного наплавления и работает большинство домашних 3д принтеров. В процессе создания материал нагревается в печатающей головке и выводится на рабочую платформу слоями, соответственно загруженному шаблону. С течением времени материал постепенно охлаждается и затвердевает, образуя готовый предмет.

Преимущество такой разработки в том, что вещи получаются устойчивыми к повреждениям и сохраняют пластичность. Они спокойно реагируют на температурные колебания и совместимы с различными видами пластика.

Стереолитография

Практически полной противоположностью предыдущей технологии является стереолитография. Разработка достаточно дорогостоящая и используется в основном для промышленных целей, поскольку агрегаты имеют существенные габариты. В отличие от технологии FDM лазерная стереолитографическая печать позволяет создавать детализированные предметы. Толщина каждого слоя меньше волоса человека, что позволяет применять метод для хирургического и ортодонтического протезирования и при создании ювелирных украшений. Технология быстрого прототипирования зарекомендовала себя в самолето-, машино- и судостроении, медицинской и оборонной сфере.

SLS

Технология СЛС является самой востребованной среди аналогов (ПЛС и ВЛП). Такая методика применяется для формирования лишь частей механизмов. После прохождения процесса спекания деталь дополнительно обжигается при высокой температуре, для выгорания материала. Для создания предметов подобные устройства используют порошкообразные материалы: металл, керамика, пластик, стекловолокно, полимеры.

Polyjet

Сравнительно молодой способ – Polyjet стал популярным за счет возможности применять различные вещества. Помимо разнообразия материалов, допускается применение в одном изделии сразу нескольких их видов и цветовых решений. Особенность работы таких приспособлений заключается в распылении мелких частиц фотополимерной смолы на поверхность и полимеризуют их ультрафиолетовым излучением. При этом частицы могут распыляться из нескольких сопел одновременно.

Функциональность печатных изделий

Она зависит от нескольких факторов:

• качества печати;
• используемого материала и др.

Домашние варианты подходят, чтобы печатать шестеренки, например, для самодельных роботов или корпуса для электронных девайсов. Опытным любителям под силу печать уникальных изделий из современного композитного материала с добавками углеволокна. «Напечатать» игрушки, ручки для посуды и прочее – проблем не составляет. Но, с помощью принтеров можно отремонтировать вещи раритетные, с производства снятые давно.

В России выпуск собственных 3D-принтеров тоже отлажен. Изделия, с помощью их изготовленные, не хуже по качественным характеристикам зарубежным аналогам. Кроме этого, всегда есть, куда обратиться, если потребуется сервисное обслуживание.

Есть еще одна разновидность машин, которые работают с:

• смолами жидкими, для отверждения которых используют свет;
• порошками металлическими и пластиковыми, для спекания которых применяют лазеры;
• изготавливающие из обычной бумаги трехмерные предметы.

Выставка 3D принтеров в Москве

Не так давно в Москве прошла серьезная выставка электронных устройств объемной печати. Это было еще в самом начале 2014 года в одном из московских конгрессно-выставочных центров. Надо сказать, что такое событие было действительно запоминающимся и интересным, так как его посетители смогли впервые познакомиться с возможностями объемной печати.

Рис. 8. Московская выставка трехмерных принтеров 2014

Мероприятие длилось два дня, а посетить его могли все желающие. Многие люди смогли не только узнать, как работает 3D принтер, но и почерпнуть немало полезной информации для развития своего собственного бизнеса. Выставка 3D принтеров в Москве особенно заинтересовала представителей ювелирного дела, некоторых бизнесменов, дизайнеров, медицинских работников и кулинаров. Целью такой выставки было налаживание связей с клиентами и их ознакомление с новейшими технологиями производства. Юные и опытные разработчики всячески старались продемонстрировать невероятную работу своих изобретений, что, безусловно, добавило ярких красок данному мероприятию.