Как это сделано, как это работает, как это устроено

Самое познавательное сообщество Живого Журнала


Previous Entry Share Next Entry
Как работают 3D принтеры
кэс серо-зеленый
aslan wrote in kak_eto_sdelano
Никого уже сегодня не удивить технологиями, шагнувшими из книг фантастов. Мы уже настолько привыкли к ним, что мало задумываемся о том, как раньше жили без них. Сейчас мы активно пользуемся ими, учимся, общаемся, зарабатываем с их помощью, развлекаемся, в общем много чего делаем, но осталась одна сфера, которая до сих пор удивляет своими возможностями.



Сегодня в kak_eto_sdelano репортаж о том, как устроены и работают 3D-принтеры.


Немного расскажу об истории возникновения этих удивительных станков будущего. Первый 3D-принтер появился на свет более 30 лет назад, в 1984 году. Его изобрел Чак Халл, основатель крупнейшей в мире компании "3D Systems" - лидера в области производства 3D-принтеров. С тех пор технологии в этой сфере шагнули далеко вперед и возможности таких аппаратов значительно расширились. Сейчас 3D-принтеры могут напечатать практически что угодно из чего угодно. Размер создаваемой вещи ограничен лишь рабочей площадью принтеров, однако и эта проблема решаема - есть специальный суперклей, которым склеиваются детали будущего изделия.

Но обо всем по порядку. Принтер подключен к компьютеру, который задает ему задачу распечатать с подготовленной в специальной программе 3D модели будущее изделие. Этот 3D-принтер использует для печати композитный материал на основе гипса, который позволяет печатать с высоким разрешением, воспроизводя до 6 млн. оттенков.



Принцип работы таков - в принтере есть емкость, в которую тонким слоем насыпается мелкодисперсный порошок, выравнивается, над ним проезжает каретка с картриджем и распыляет отвердитель разного цвета на нужные участки. Опять засыпается слой порошка, выравнивается, наносится связующее вещество с краской, и так много раз. Слои настолько тонкие, что под ним видны предыдущие.



Слой за слоем повторяется операция, и дно камеры постепенно уходит вниз. Чтобы напечатать 3D модель требуется до нескольких часов, в зависимости от сложности изделия.

Сегодня мы будем печатать персонифицированный 3D-чехол для 4G модема Yota, сделанный из гипсового композита с частицами метеорита. Да, теперь можно печатать и такие интересные вещи.



Здесь видно, сколько слоев на данный момент напечатано.



Это видео показывает наглядно, как происходит процесс печати.



Но пока идет процесс (он будет длиться около часа) мы посмотрим какие вещи можно напечатать на подобном принтере, расскажу какие принтеры существуют и какие технологии используются на данный момент.

Одна из технологий позволяет сделать 3D модель человека и напечатать вот такие фигурки. Хороший подарок на юбилей, товарищ Сталин одобряет.



Головы одного политика. Думаю вы сами догадались кто это.



И другие интересные фигурки.



Скульптура сделанная руками человека и скульптура напечатанная 3D-принтером.



Любое предприятие теперь может создать прототип какой-то детали на 3D-принтере, и это будет гораздо быстрее и дешевле, чем производить образец традиционными способами. Вот это, например, напечатанный прототип детали двигателя.



Но свое развитие станки будущего начинали с принтеров, о которых мы расскажем ниже. Этот принтер для печати использует пластик. Технология FDM (Fused Deposition Modeling) - послойное нанесение расплавленной пластиковой нити.



Пластик может быть самых разных цветов.



Принтер работает не от картриджа, а от обычных катушек пластика, подсоединённых к нему в том виде, в котором они и продаются. Пластиковая нить заправляется в экструдер, там нагревается и печатающая головка наносит материал на движущуюся платформу.



Это более современный аналог, который можно купить домой. Если цены на домашние 3D-принтеры начинаются от 35 тыс. то этот стоит 165тыс.





Принтер чуть дороже. Виды пластика у них примерно одни и те же. Этот принтер отличается большой областью построения среди домашних 3D-принтеров.





На подобном принтере можно напечатать меч джедая. Причем он складывается.



Или обычный меч. Так как размеры принтера не позволяют напечатать длинные или крупные изделия, то они печатаются частями и затем склеиваются.



Эти маски тоже напечатаны на таком принтере.



Не узнаю вас в гриме, Иннокентий Смоктуновский? Кто узнал персонажа?



Далее наш рассказ будет о принтерах другого типа. Принтер ProJet 6000 работает по технологии SLA (стереолитография) Кстати, эту технологию изобрел Чак Халл. В нем затвердевание фотополимера происходит за счет ультрафиолетовой вспышки лазера.

При печати практически любых моделей существует необходимость поддерживать выступающие, нависающие части выращиваемой модели и для этих целей используется сам материал из которого идет печать.





А здесь уже происходит очистка изделия, промывание, удаление поддержек.



Как мне рассказали, технология 3D-печати настолько продвинулась в последнее время, что существуют принтеры, которые могут печатать чем угодно, начиная от шоколада, заканчивая металлом и песком!

На этом видео к примеру, видно, что принтер печатает как пластик, так и резину.



На этом видео показан уникальный принтер работающий автономно от солнечных батарей. Автор проекта в качестве материала использовал песок, который набирал тут же в пустыне. Вместо лазерных лучей он использовал большую линзу Френеля, которая концентрировала солнце в точку и плавила песок. В качестве насыпающего и выравнивающего устройства выступал сам автор проекта. Координатная система принтера и компьютер, как я сказал ранее, работали от солнечных батарей. В течении нескольких часов нахождения в пустыне он сделал непонятную хреновину и чашу.



Этот принтер печатает из металлической крошки. Частицы порошка спекаются между собой лазером, после чего еще в течении суток лоток остывает. Однако изделие хрупкое, спекание металлических частиц не дает прочность изделию, оно достаточно пористое и может поломаться в руках, потому его еще раз обрабатывают в специальной печи, уложив в другой лоток с другим металлическим порошком, который заполняет поры и делает его достаточно прочным.



В Шанхае при помощи 3D-принтера печатают дома!



В этом видео можно увидеть другие возможности 3D-печати, от печати пирожных, до оружия и протезов. Сейчас активно исследуется возможность печати отдельных органов для человека.



Пока мы ждем окончания печати чехла для модема Yota, нам показали другие вещицы, которые выставляются на различных выставках.

Вот такую удивительную штуку напечатали из полиамида. Ее особенность в том, что все детали в ней движущиеся. Причем ее не склеивали из различных частей, она была напечатана за один раз.





Сделал гифку, чтобы показать ее в работе.



Изделия из других материалов.



Но мы возвращаемся к своему принтеру, который заканчивает печать чехла для модема.



Осталось допечатать всего 43 слоя.



После того, как все закончено, специальным пылесосом, который подключен с самому станку собирается весь порошок. Он опять пойдет в дело при очередной печати, так что можно сказать, что производство безотходное.



В соседней кабинке сжатым воздухом и мягкой щеточкой чехол очищается от порошка.



Почти готово.



Осталось только пропитать его специальным клеем, который заполнит все поры и сделает его прочнее.



А это порошок из метеорита, который добавляется при печати этих чехлов.



Вот и все, чехол для модема готов.



12 апреля, в День Космонавтики, мобильный оператор Yota запустил эксперимент с 3D-печатью и предложил своим клиентам возможность заказать вместе с модемом персонифицированный чехол, сделанный из высокотехнологичного композита с частицами метеорита.

Сделать заказ можно можно на странице 3d.yota.ru при покупке 4G-модема. Пользователь сам может создать дизайн чехла на сайте, отсекая виртуальные грани композита с помощью кликов и вписывая в образец надпись. Доставка чехлов вместе с модемами производится в Москве в пределах МКАД.



По словам представителей Yota, метеорит, используемый в эксперименте, был найден в 2005 году в Магаданской области. Осколок относится к типу железокаменный метеоритов и предположительно является фрагментом метеорита Сеймчан.



Теперь и вы знаете, как устроены и работают 3D принтеры.

Спасибо мобильному оператору Yota и их партнеру, центру 3D-технологий 3D.ru за организацию экскурсии!

Жми на кнопку, чтобы подписаться на "Как это сделано"!


Если у вас есть производство или сервис, о котором вы хотите рассказать нашим читателям, пишите Аслану (shauey@yandex.ru) и мы сделаем самый лучший репортаж, который увидят не только читатели сообщества, но и сайта Как это сделано

Подписывайтесь также на наши группы в фейсбуке, вконтакте, одноклассниках и в гугл+плюс, где будут выкладываться самое интересное из сообщества, плюс материалы, которых нет здесь и видео о том, как устроены вещи в нашем мире.

Жми на иконку и подписывайся!
одноклассник.jpg tw.png inst.png

Subscribe to  kak_eto_sdelano

promo kak_eto_sdelano march 3, 2015 06:01 45
Buy for 150 tokens
За все время существования сообщества kak_eto_sdelano (с 2011 года) я перечитал более тысячи различных производственных репортажей, как с заводов, так и из мастерских, о различных технических сооружениях и технике, как военной, так и гражданской и спортивной. Сам подготовил и…

  • 1
Самый интересный репортаж за последнее время

Все репортажи интересные :-)

Бывают особенно интересные :)

проблема в том, что при тех ценах на станки, отбить вложения на практике не возможно, в провинции. Только и приходится смотреть на фото:)
PS я про коммерческие станки, а не про те за 35-65 тыс...

А счего вы взяли что не возможно - пара пресформ 2000 долларов стоили. Например для обуви их надо 6 пар размеров. 12000 баксов. И это цены лет 10-15 назад которые были.

Edited at 2016-04-25 04:56 am (UTC)

Очень интересно, спасибо

Друзья подарили 3D-фигурку - сами печатали :-)

TIE Interceptor

и что это за политик?

плотницкий же

Интересно - но пока только как диковинка и эксперимент.
Хорошо для уникальных штучек, которые нужны в единственном экземпляре. Статуэтки пока топорнее тех, что отлиты с вылепленной хорошим скульптором модели.

(Screened comment)
За 1 раз карданчики сделать? Не верю. Покажите видео от начала до конца.

Какие свойства пластиков и чем ещё можно печатать?

> Если цены на домашние 3D-принтеры начинаются от 35 тыс.

Значительно дешевле. Вот вам за 150 долларов: http://www.gearbest.com/3d-printers-3d-printer-kits/pp_337314.html Видимо текст писали давно.

* * *

Расскажите нам пожалуйста каковы свойства пластиков и чем ещё можно печатать? Алюминием можно вместо пластиковой нити? Или оловом? Или чем-то металлическим? А если нет, то почему? Какие там проблемы? ... Какие свойства пластиков которыми можно печатать? Расскажите пожалуйста поподробнее.

Re: Какие свойства пластиков и чем ещё можно печатать?

Верно, вы подметили. А есть умельцы, кто и самостоятельно уже собирает принтеры в домашних условиях, что еще дешевле))) технологии становятся доступными. факт

Печать металлом существует и технология значительно отличается от той, что печатает пластиковой нитью, это уже совсем другие принтеры, промышленные. Наиболее часто печатают сталью, титаном, включая медицинский, алюминием. 3D-печать происходит в специальной камере, заполненной, чаще аргоном.
Что касается характеристик пластиков, то, пожалуй, лучше посмотреть в Интернете про ABS, PLA - пластики. Есть пластики, которые выдерживают до 100 градусов по Цельсию и механические нагрузки. Есть пластик, кстати, с добавлением деревянной крошки - печатаешь и выглядит, почти как из дерева изделие (ну или как из картонки) :)

из чего печатают человеческие органы? Орган ведь не монолитен, там и соединительная ткань и эпителий.

Из стволовых клеток реципиента, что позволяет избежать отторжения. В подробных репортажах рассказывается, как эти клетки преобразуются в различные ткани

практически бессмертие. Тока что то мне кажется на регенерацию нового сердца не хватит все стволовых клеток организма.

Edited at 2016-04-25 11:27 am (UTC)

Это пока что единственный нормальный принтер что на первой фото но стоит мильон а то и больше, остальные принтеры говно.

Тот принтер, что на картинке стоит почти 6 млн рублей, а например принтер на фото по поводу SLA-технологии стоит почти 25 млн рублей и, поверьте, он точно хорошо ))))

На Ибэй я видел вроде за 1,5 ляма такой стоял, вообщем цены почему то не падают на их.
Вроде не такое сложное устройство, возможно ценник накручен?

Это машина ProJet660Pro. Ценник не накручен и технология сложная все-таки (

Статья просто Огонь! невозможно оторваться!

(Deleted comment)
такие как вы говорили, что карбюратор лучше инжектора потому, что его можно починить в поле на коленке.

консерваторы, вы бы до сих пор на деревьях сидели.

(Deleted comment)
Совершенно ясно, что пока эта 3d-печать - хрень полная, распиаренная сверх всякой меры. С весьма специфическим применением - типа моделей для отливки. Однако, сдаётся мне, что квалифицированный модельщик сделает такую работу куда быстрее и качественнее - к гадалке не ходи. Пока тех-процесс напоминает печать на первом советском ксероксе"Вега": ей-ей быстрее было вручную переписать :)) (экспозиция селеновой пластины в фото-устройстве, поляризация в другом устройстве, засыпка красителем в плоском пенале с переворачиванием и качанием вручную, поляризация, обдувка - всё в разных устройствах, накладывание бумаги, поляризация, по-моему нагрев - не помню, съём бумаги вручную, помещение в ящик с ацетоном, снабжённый вытяжкой - для закрепления текста, сушка - кажется, всё; один лист напечатан! :))
Что дальше будет - увидим, может и придумают достойное применение. Пока - клоунада для Сколково.

Очень объективная рецензия, но современный телевизор начинался с экрана в спичечный коробок и линзы наполненной водой.

  • 1
?

Log in

No account? Create an account