Основные понятия в 3D индустрии

Основные понятия в 3D индустрии
1. 3D печать

3D-печать это процесс создания физических объектов-прототипов из цифровых 3D-моделей полученных путем 3D моделирование в любой САПР или CAD-программе. Трехмерная модель прототипа в формате STL отправляется на 3D-принтер, который слой за слоем образует реальный объект. Трехмерная печать также известна под терминами выращивание, быстрое прототипирование, настольное производство моделей, аддитивное изготовление прототипов или прямое цифровое производство.

Основные понятия в 3D индустрии

2. 3D-принтер

3D-принтер это аппаратное устройство, на котором реальный объект создается сразу в трех измерениях. 3D принтер похож на знакомый офисный 2D принтер, печатающий изображение на бумаге. Принципиальное отличие заключается в том, что 3D-принтер создает модели слой за слоем еще и по оси Z. Именно из-за послойного построения весь процесс называют аддитивным.
Современные 3D-принтеры делят на:

• персональные или домашние;
• профессиональные;
• промышленные.

Основные понятия в 3D индустрии

3. Разновидности технологий 3D-печати

Существует множество технологий 3D печати. Их основные различия заключаются в том, каким образом создаются слои из которых формируется законченная модель. Различают 4 типа технологий трехмерной печати:

• экструдирование – выдавливание расплавленного материала;
• гранулирование – склеивание или спекание частиц материала;
• ламинирование – склеивание слоев материала с последующим вырезанием;
• фотополимеризация – отверждение полимера УФ или лазерным излучением.

Основные понятия в 3D индустрии

4. Наиболее популярные технологии трехмерной печати

Наиболее популярные и широко используемые технологии трехмерной печати это:
PolyJet и PolyJetMatrix – это гарантированная точность мелких деталей, тонкие стенки и гладкая поверхность прототипа сразу после печати. Широкий выбор расходных материалов с различными свойствами твердости и гибкости.
FDM – это оптимальное решение когда требуются объекты для функциональных тестов, т.к. для производства моделей используется высокопрочные промышленные пластики.
SLA – высокая точность микроформ сочетается с прочностью материала и гладкой поверхностью объектов сразу после печати.
3DP – самая низкая себестоимость производства и возможность печати 390 000 цветов палитры CMYK. Лучшее решение для макетирования и визуализаций.
MJM – высокоточные объекты из воска для микролитья, а так же пластиков нескольких видов.
Все остальные технологии трехмерной печати, как правило, наименее популярны или вследствие дороговизны производства, или низкого качества получаемых моделей.

Основные понятия в 3D индустрии

5. Материалы, используемые для печати 3D объектов

Для 3D-печати моделей и реальных объектов могут используются различные материалы. Например, АБС-пластик, PLA-прастик, полиамид (нейлон), стекловолокно полиамида, фотополимерные смолы (в стереолитографии), серебро, титан, сталь, воск и поликарбонаты.

Основные понятия в 3D индустрии

6. Выбор эффективной технологии 3D-печати

• Как правило, основными критериями при выборе технологии 3D-печати являются следующие параметры:
• назначение объектов;
• модельный материал (тип материала для модели, разнообразие его физических свойств, доступность и цена);
• качество и точность поверхности объектов и его элементов;
• размер объектов;
• скорость производства объектов (скорость 3d-печати, производительность принтера);
• передача цвета или текстуры;
• как часто требуется производство объектов;
• цена 3d-печати готовых объектов (стоимость производства);
• стоимость расходных материалов (материал поддержки, столики, закрепители);
• стоимость самого 3D-принтера.

Основные понятия в 3D индустрии

7. История 3D-печати

1984 — Американец Чарльз Халл разработал технологию «стереолитография» (SLA) для печати физических 3D-объектов по данным цифровых моделей из фотополимеризующейся композиции (ФПК).
1985 — Михаило Фейген предложил послойно формировать объемные модели из листового материала: пленок, полиэстера, композитов, пластика, бумаги и т.д., скрепляя между собой слои при помощи разогретого валика. Такая технология получила название «производство объектов ламинированием» (LOM).
1986 — была запатентована технология «стереолитография» (SLA) разработанная в 1984 году.
1986 — Чарльз Халл основал компанию 3D Systems и разработал первый коммерческий прибор трехмерной печати называемый «установка для стереолитографии».

1986 — доктора Карл Декарт и Джо Биман в Университете штата Техас в Остине разработали и запатентовали метод селективного лазерного спекания (SLS).
1987 — израильской компанией Cubital была разработана Технология послойного уплотнения (SGC)
1988 — 3D Systems разработала модель SLA-250, которая была запущена в серийное производство для широкого круга пользователей.
1988 — Скотт Крамп изобрел FDM (моделирование путём декомпозиции плавящегося материала).
1989 — Скотт Крамп основал комапнию Stratasys.
1991 — выпущен первый 3D-принтер серии Dimension с экструдирующей печатающей головкой.
1991 — Helisys продала свою первую машину на основе объектного ламинирования (laminated object manufacturing (LOM))

1992 — Компания Stratasys продала свою первую машину на основе технологии FDM (моделирование путём декомпозиции плавящегося материала) — «3D Modeler».
1992 — Фирма DTM продала свою первую систему селективного лазерного обжига (SLS)
1993 — Была создана компания Solidscape для производства струйных принтеров — предшественников 3д-принтеров.
1993 — Массачусетский технологический институт (MIT) запатентовал «Трёхмерные способы печати».
1995 — в Массачусетском технологическом институте был придуман термин “3D-печать”.
1995 — Компания Z Corporation получила эксклюзивную лицензию от MIT использовать технологию 3DP.
1996 — Stratasys представила «Genisys».

1996 — Компания Z Corporation представила «Z402?.
1996 — 3D Systems представила «Actua 2100?. К данному устройству быстрого прототипирования было впервые применено название «зд-принтер».
1997 — EOS продал свой бизнес стериолитографный бизнес 3D Systems.
2005 — Компания Z Corporation выпустила Spectrum Z510. Это был первый на рынке 3д-принтер с высоким качеством цветной печати.
2006 — Открыт проект Reprap при использовании лицензии GNU General Public Licence.
2008 — Выпущена первая версия Reprap, «принтера который может производить сам себя». На тот момент он мог изготавливать половину деталей необходимых для «репродукции».
2008 — Objet Geometries Ltd, что её принтер Connex500 может печатать несколькими различными материалами сразу.

2010, ноябрь — Urbee: первый автомобиль, созданный при помощи гигантских 3д-принтеров Dimension 3D Printers и Fortus 3D Production Systems
2010, 8 декабря — медицинская компания Organovo. Inc объявила о создании технологии, которая сможет создавать искусственные кровеносные сосуды на 3д-принтере.
2010 – группа ученых Fluid Interfaces Group из Массачусетского Технологического Института представила первый 3D принтер для создания продуктов – «Cornucopia»
2011, январь — голландский производитель 3D принтеров Ultimaker развил скорость трехмерной печати до 350 мм в секунду.
2011, 6 июня — Shapeways и Continuum Fashion объявили о первых бикини, напечатанных на 3д-принтерах 🙂
2011, июль — под руководством Университета Эксетера и университета Брюнеля и фирмы Delcam, исследователи создали первый 3д-принтер, печатающий шоколадом.
2011, август — Инженерами Университета Саутгемптона создан первый самолёт, напечатанный на 3д-принтере.

2011, сентябрь — Венский Технологический Университет представил самый маленький, лёгкий и дешёвый по себестоимости печати 3д-принтер. Работающий по аддитивной технологии фотополимеризации светочувствительной смолы, весом 1,5 килограмма и стоимостью около 1200 евро.
2011, сентябрь — на конференции по новым технологиям и дизайну «TED-2011» был представлен трехмерное устройство для выращивания человеческих органов, использует стволовые клетки людей и животных.
2011, 5 октября — Roland DG Corporation представила новый iModela IM-01.
2012 — Компания 3D Systems выпустила на рынок первый персональный трехмерный принтер для домашнего использования 3D Cube.
2012, март — Венский Технологический Университет создали трехмерный принтер печатающий микроскопические объекты разрешением до 100 нм со скоростью 5 метров в секунду.

Основные понятия в 3D индустрии

8. Области применения 3D-печати

3D-печать позволяет создать законченный объект «с нуля» в считанные часы. Теперь дизайнеры и разработчики могут с невероятной легкостью переходить от виртуальной разработки на плоском экране к точному прототипу виртуальной модели. Наиболее часто быстрое прототипирование, используют для:

• проектирования, разработки прототипа или модели;
• обратного проектирования;
• визуализации и анализа концепций и идей;
• функционального тестирования и испытаний;
• проверки собираемости, формы, цвета, эргономики;
• создания конечной продукции;
• макетирования и прототипирования;
• создания предметов и объектов искусства;
• создание мастер-моделей для промышленного литья и микролитья;
• создание имплантов, протезов и медицинских учебных пособий.

В настоящее время почти все отрасли человеческой деятельности, начиная от аэрокосмической промышленности заканчивая производством игрушек, используют возможности 3D-печати.

Основные понятия в 3D индустрии

9. Максимально возможные параметры печати 3D-принтера

На сегодня максимальное и широко доступное любому желающему, разрешение трехмерной печати составляет 600х600х1600 dpi по осям XхYхZ. Максимальная точность составляет 0,01-0,02мм на каждый сантиметр. Максимальный размер прототипа, который возможно напечатать без последующего склеивания составляет 737х1257х1504 мм.

Основные понятия в 3D индустрии

10. Стоимость 3D-принтера

Цена современных систем трехмерной печати сильно варьируется от типа используемой технологии и назначения системы. Для частных пользователей, использующих трехмерные принтеры в домашних условиях, стоимость самого 3D-принтера, расходных материалов и специализированного ПО все еще является очень высокой. Существуют упрощенные 3D-принтеры, которые гораздо дешевле коммерческих, но их точность ниже, качество производства объектов не стабильно.

Вернуться на главную