Профессиональная 3D-печать: что это такое, как и для чего делается

Вы приняли решение о приобретении в ближайшей перспективе 3D-принтера. Очевидно, что, как и любой потребитель, вы не владеете полной информацией о новой технологии, материалах, оборудовании и особенностях производственного процесса. Мы подготовили обзор основной информации, которая поможет вам разобраться в терминологии, специфике 3D-оборудования и технологиях, применяемых в области 3D-моделирования и печати. 

1. Что собой представляет технология 3D-печати
2. Какие типы 3D-принтеров выпускаются производителями
3. Технологии 3D-печати и их особенности
4. Какие материалы используются для 3D-печати
5. Материал поддержки: что это и зачем
6. Где и как применяются 3D-принтеры
7. Чем отличаются друг от друга профессиональные и домашние 3D-принтеры
8. Можно ли заработать на бизнесе в области 3D-печати
9. Какой профессиональный 3D-принтер лучше выбрать для своих задач

1. Что собой представляет технология 3D-печати

3D-печатью называют послойное (аддитивное) построение моделей из твердых расходных материалов на основе предварительно разработанное CAD-модели. Такую модель, являющаюся прототипом в формате .STL, отправляют на оборудование для печати, чтобы путем послойного построения создать настоящее изделие из заранее загруженного материала. Кроме термина “3D-печать” в том же смысле часто используют выражения: “аддитивное производство”, “трехмерное прототипирование”, “прямое цифровое производство”, “выращивание”. 

2. Какие типы 3D-принтеров выпускаются производителями

Классификация ныне выпускаемых 3D-принтеров делается, исходя из их возможностей и сфер применения. В зависимости от этих параметров выделяют 3D-принтеры:

• Недорогие пользовательские, или домашние принтеры, которые можно установить на обычно рабочем столе и подключить к обычному компьютеру. Подавляющее большинство таких машин работает с пластиками ABS или PLA. Недостатком таких моделей является их недолговечность и сравнительно низкое качество изделий. Их в основном приобретают школы или отдельные энтузиасты новых технологий. Максимальная стоимость моделей может достигать 4 000 долларов США.
• Достаточно надежные и производительные профессиональные 3D-принтеры, которые приобретаются малым и средним бизнесом, научными лабораториями и другими подобными организациями. Такое оборудование требуется для решения широкого круга задач: от исследовательских до производственных. Преимуществами таких принтеров являются: стабильность работы, долговечность, большие возможности и широкий выбор расходных материалов. Стоимость моделей намного выше принтеров домашнего типа и достигает в максимуме 150 000 долларов США. 
• Для крупных производственных предприятий обычно закупаются промышленные принтеры, которые представляют собой целые системы 3D-печати. У моделей подобного типа в основном большие рабочие камеры. Многие такие принтеры в состоянии превосходно работать с самыми разными материалами промышленного уровня (песком, металлом и др.). Соответственно, стоимость подобного оборудования составляет от 200000 долларов США. 

3. Технологии 3D-печати и их особенности

• Одной из самых распространенных и популярных является технология FDM (Fused Deposition Modeling). Она предполагает послойное построение моделей из расплавленных пластиковых нитей. Получаемые изделия обычно достаточно прочные и гибкие, но имеют слоистость, которая выражается по-разному. 
• Второй популярной технологией 3D-печати можно назвать метод PolyJet. В качестве расходников используются фотополимеры, которые наносятся послойно и отвердевают под влияением УФ-излучения. Модели имеют очень гладкую поверхность и хорошую детализацию. Технология применяется в 3D-принтерах линейки Objet. 
• Селективное (выборочное) спекание металлических порошков SLM (Selective Laser Melting) под воздействием пучка лазера. Эту технологию тоже можно считать одной из самых популярных в 3D-печати металлом. Широко применяется в оборудовании компаний SLM Solutions и Realizer.

​

4. Какие материалы используются для 3D-печати

Для 3D-печати используется достаточно много разновидностей расходных материалов. Все здесь перечислить невозможно. Однако отметим самые основные. 

• Самым распространенным в аддитивных технлогиях является пластик. Это целая группа расходников, основой которых служит термопластик. Среди самых популярных выделяется ABS и его различные варианты. Пластики в качестве расходников применяются принтерами различных компаний, например, в моделях компании Stratasys, работающих на основе технологий FDM. В промышленных SLS-принтерах обычно используют порошковый пластик.
• Другой популярной группой расходных материалов служат фотополимеры. Для их обработки, как правило, применяют либо УФ-излучение, либо лазерное излучение. В результате получются модели с большим набором полезных характеристик: прозрачностью, гибкостью, прочностью, термостойкостью. С фотополимерными материалами работают принтеры линеек Objet и ProJet.
• Для технологии SLM-печати используется другая группа материалов - металлические порошки. На самом деле, под этим общим наименованием подразумевают самые разные группы расходников: сталь, титан, кобальт-хром, алюминий и их сплавы.
• И наконец, еще одна большая группа расходных материалов - композитные порошки. Это материалы порошкового типа на основе гипса. В основном, они применяются в моделях линейки Projet x60 и позволяют печатать полноцветные изделия.

5. Материал поддержки: что это и зачем

При создании 3D-моделей часто используется так называемый материал поддержки, то есть вспомогательные конструкции из однородного с основным или другого материала. Существуют различные способы удалить материал поддержки после полного окончания процесса печати: мехинический, путем растворения, с помощью растворителей или обычной воды, а также выплавкой.
Подробнее о материале поддержки можно прочитать в нашей статье "Материал поддержки: что это такое и для чего он необходим".

6. Где и как применяются 3D-принтеры

3D-оборудование профессионального уровня широко применяется в самых разных областях: производстве, прототипировании, в науке и образовании, бизнесе.  Можно выделить следующие способы эффективного использования:

• быстрое прототипирование;
• создание образцов продукции для проведения тестов;
• печать пресс-форм;
• производство мастер-моделей для литья;
• печать производственной оснастки;
• изготовление пластиковых корпусов приборов;
• печать готовых к эксплуатации изделий;
• производство уникальной сувенирной продукции;
• архитектурных макетов.

О применении 3D-оборудования в конкретных случаях можно узнать из нашей специальной статьи.

7. Чем отличаются друг от друга профессиональные и домашние 3D-принтеры

Уже само название “профессиональные” говорит о наличии существенных отличий от домашнего оборудования:

• для профессиональной работы нужна высокая точность получаемых изделий, что достигается за счет настройки печати производителем; 
• в отличие от домашних принтеров профессиональные способны изготовить 10 копий модели с полностью идентичными данными;
• профессиональные принтеры более долговечны по сравнению с домашними (последние способны проработать максимум один год);
• широкий выбор моделей различных профессиональных принтеров и материалов для них.

8. Можно ли заработать на бизнесе в области 3D-печати

Создать вполне успешный и доходный бизнес в области 3D-печати возможно, а примеры такого рода уже есть в большом количестве. Можно заниматься оказанием услуг в области 3D-печати и сканирования, выпускать сувенирную продукцию или заниматься дизайном. С подобным оборудованием можно хорошо зарабатывать, о чем можно узнать из нашей статьи "Как выгодно использовать 3D-принтеры в бизнесе и заработать на них". 

9. Какой профессиональный 3D-принтер лучше выбрать для своих задач?

При выборе принтера следует обращать внимание на несколько обстоятельств. Первым и самым важным является перечень задач, которые планируется решать с помощью нового оборудования. Если требуется производство моделей из пластика, то потребуется соответствующая модель, которая работает именно этим материалом. Соответственно, для решения других задач следует выбирать другие модели. Следует также обращать внимание на технические характеристики и стоимость оборудования.