на что способен 3D принтер

Возможности 3D печати

К сожалению, нынешний уровень осведомленности в 3D технологиях оставляет желать лучшего. Случается, что даже при наличии базовых знаний о 3D принтерах, реальное применение 3D печати остается непонятным для ряда пользователей. Во избежание возникновения подобных ситуаций мы подготовили эту статью и подробно рассмотрим все возможности 3D печати.

Применение 3D печати

Если говорить о применении 3D печати, стоит учитывать не только существующие возможности, но и перспективы. Уже сегодня применение технологии 3D печати чрезвычайно обширно и не прекращает расширяться. Безусловно, в будущем нас ожидает масштабное распространение аддитивных методик, но практическое применение 3D печати доступно каждому уже сегодня. Мы не станем углубляться в узко специфические аспекты технологий, такие как пищевая 3D печать, или биопринтинг. Вместо этого поговорим о том, какое применение технологии 3D печати могут найти обычные пользователи с помощью настольных 3D принтеров.

1. Прототипирование

Самый лучший способ применения 3D печати – по ее прямому назначению. Быстрое прототипирование является не только вторым названием методики, но и изначальной целью ее разработки. Создание опытных образцов с помощью 3D печати значительно сокращает время и издержки производства. А благодаря возможностям 3D моделирования спектр проектируемых деталей практически не ограничен. Прототипирование позволяет наглядно оценить возможные недостатки изделия еще на этапе проектирования и внести существенные изменения в конструкцию детали еще до ее окончательного утверждения.

2. Мелкосерийное производство

Для мелкосерийного производства 3D печать – просто находка. Свойства многих материалов позволяют производить готовые компоненты с минимальными затратами. Сравнительно с традиционными методами производства, мелкосерийное производство с помощью 3Д печати очень выгодно с финансовой точки зрения. Изготовление, к примеру, литейных форм, представляет собой длительный и дорогостоящий процесс. При этом, само литье под давлением занимает немало времени. На 3Д принтере же напечатать партию необходимых изделий можно в считанные часы. Это применение 3D печати крайне актуально при частых заказах на небольшие партии деталей.

3. Ремонт и восстановление

Еще одно применение 3D печати – ремонт и восстановление поврежденных деталей. Для этих целей 3Д печать подходит идеально. Проводить такую процедуру можно как самостоятельно, при наличии соответствующих навыков и оборудования, так и в специализированных сервисах 3Д печати, таких как 3DDevice. Сперва на основе поврежденного изделия строится верная 3D модель. Для упрощения проектирования также может быть использовано 3D сканирование. Далее готовая модель отправляется в печать и воспроизводится на 3Д принтер в нужном количестве экземпляров. Ремонт и восстановление поврежденных деталей с помощью 3D печати происходит быстро, а наличие цифровой модели компонента позволяет заново отпечатать его в любое время.

4. Производство функциональных моделей и готовых компонентов

Одна из разновидностей промышленного применения 3D печати — производство функциональных моделей и готовых компонентов. Изготовление изделий на 3Д принтере из прозрачного материала позволяет увидеть работу функциональной детали «изнутри», что очень полезно при разработке различных инженерных образцов. Кроме того, широкий спектр разнообразных материалов для 3Д печати превращает ее в полноценный производственный инструмент. Промышленные 3D принтеры постепенно становятся частью каждой сферы производства, позволяя изготовлять прочные металлические компоненты.

Другие вопросы и ответы о 3D принтерах и 3D печати:

5. Бытовые предметы

Нужен органайзер для канцелярии? Или подставка для ножей? Любые бытовые предметы можно напечатать на 3Д принтере. Преимущество такого применения 3D печати в том, что при разработке 3D моделей нет никаких ограничений. То есть, при желании проявить фантазию и создать нечто оригинальное – все карты в ваших руках. Благодаря 3Д печати свой дом можно украсить и сделать более функциональным легко и недорого.

6. Игрушки и сувениры

При наличии 3D принтера порадовать ребенка очень просто – достаточно изготовить симпатичные 3D игрушки. Уже существует несколько довольно интересных проектов коллективных 3Д-печатных игр, а в дальнейшем этот список будет только расширяться. Это применение 3D печати порадует не только детей, но и увлеченных коллекционеров, ведь на 3Д-принтере можно напечатать фигурки любых персонажей и атрибутов компьютерных игр и фильмов. А цветная 3Д печать позволит изготовить эксклюзивные полноцветные сувениры – миниатюрные фигурки реальных людей. Для этого цифровая модель человека формируется на основе данных 3D-сканирования. При этом все текстуры и данные о цвете сохраняются. Такой подарок точно придется по вкусу каждому, ведь получить крошечную копию самого себя так необычно.

7. Дизайнерские изделия

Для творческих людей существует еще одно применение 3D печати. 3Д-технологии в целом – это уникальная возможность проявить свой талант самым необычным образом. Художники, скульпторы, модельеры и дизайнеры со всего мира используют 3Д печать для создания эксклюзивных предметов искусства, изготовить которые стандартными методами было бы невозможно. Такие дизайнерские изделия впечатляют своей красотой и оригинальностью, часто объединяя цифровое и традиционное искусство. Кроме того, активно разрабатываются методики 3Д печати одежды и обуви. Некоторые модели уже даже поступили в продажу, но о массовом производстве пока рано говорить.

8. Способности 3D принтера

Основные способности 3D принтера мы перечислили, но на этом они не заканчиваются. 3Д-печать находит применение в самых разнообразных отраслях. С ее помощью печатают электронику, различные комплектующие, еду и даже живые ткани. Безусловно, этот список будет пополняться в дальнейшем, но уже сейчас он впечатляет своим масштабом. Надеемся, мы смогли доступно подать информацию о существующем применении 3Д-печати. Если у Вас имеются дополнительные вопросы, которые мы не затронули, пишите нам на электронную почту и мы, в случае необходимости, добавим и Ваши вопросы! С уважением, коллектив компании 3DDevice.

Кроме того, наша компания предоставляет услуги 3Д печати, 3Д сканирования и 3Д моделирования любой сложности по лучшим ценам на рынке Украины. В интернет-магазине 3DDevice представлен широкий ассортимент товаров (3Д принтеры, 3Д сканеры) и расходных материалов (пластик и смолы). По всем вопросам пишите нам на электронную почту, или звоните по одному из этих телефонов. Будем рады сотрудничеству!

Вернуться на главную

20 примеров применения 3D-печати

Прогресс 3D-печати за последние годы набрал настолько стремительную скорость, что скоро мы перестанем рассказывать о том, что можно создать с помощью аддитивного производства. Будет проще упомянуть то, что сделать нельзя. Да и этот список будет стремительно сокращаться. Но пока давайте взглянем на некоторые примеры, показывающие широкий спектр возможностей 3D-печати. Заранее предупреждаем: список далеко не полон.

Плод

Подарок для нетерпеливых родителей

Молодые родители зачастую испытывают непреодолимое влечение обзавестись самыми всевозможными предметами, так или иначе связанными с их ребенком, пусть даже еще не рожденным. Японская компания Fasotec предлагает будущим родителям модели еще не рожденных младенцев, выполненные по изображениям настоящих плодов, полученных с помощью магнитно-резонансной томографии. Готовая модель состоит из двух материалов – фигурки плода, выполненной из белого фотополимера, и прозрачного материала, имитирующего форму утробы матери. При цене в примерно $1 275 удовольствие далеко не из дешевых, но у Fasotec уже появились конкуренты. Так, компания 3D Babies предлагает схожую услугу всего за $200, хотя размер готовой модели значительно меньше, да и качество не совсем на одном уровне.

Хотя желание заполучить подобную модель может показаться несколько странным, есть вполне логичное объяснение. Как оказывается, идея изначально была направлена на предоставление слепым родителям возможность «взглянуть» на УЗИ еще не рожденного ребенка.

Оружие

Функциональная 3D-печатная ствольная коробка от AR-15 без каких-либо номеров

Возможность 3D-печати оружия не на шутку переполошила правоохранительные органы по всему миру. В конце концов, даже простые FDM принтеры позволяют создавать полностью пластиковые пистолеты. Пусть такое оружие и примитивно, но даже одноразовый пистолет с одним единственным патроном в руках преступника может стоить кому-то жизни, а проследить такое оружие невозможно. Тем не менее, находятся и люди, считающие, что 3D-печать оружия должна быть разрешена. Так, Конституция США дает право гражданам на свободное ношение оружия, хотя определенные ограничения все равно применяются. Некоммерческая организация Defence Distributed, выпустившая в свободный доступ пластиковый пистолет Liberator, пошла дальше, обнародовав дизайн нижней части ствольной коробки карабина AR-15. AR-15 – фактически гражданский аналог, даже прототип автоматической винтовки M-16, состоящей на вооружении нескольких стран мира. Нижняя же часть ствольной коробки несет на себе регистрационный номер – это единственная часть винтовки, которую нельзя приобрести как запасную. Таким образом, печать этой части может позволить обойти стороной необходимость регистрации оружия. Некоторые страны уже наложили запрет на 3D-печать оружия, хотя не совсем непонятно, как применять этот запрет на практике.

Одежда

Один из дизайнов Снежаны Гросс

Некоторые расходные материалы для 3D-печати, в особенности мягкие фотополимеры, вполне пригодны для изготовления одежды и даже белья. Бюстгальтер на иллюстрации был изготовлен методом лазерного спекания из нейлона. Этот дизайн от Continuum Fashion призван продемонстрировать возможности, открываемые 3D-печатью для кутюрье. Однако не думайте, что это экспериментальная модель: компания предлагает готовые изделия на продажу на сайте Shapeways.

Не обошли новую технологию стороной и российские дизайнеры: Снежана Гросс продемонстрировала дизайны повседневной одежды, интегрирующие функциональные 3D-печатные компоненты.

Предметы искусства

Распечатать просто. Сфотографировать – как повезет

Не желаете ли реплику Венеры Милосской? Никаких проблем, только выберите материал и способ печати. Правда, мрамора в меню пока еще нет, но имитаторы песчаника уже имеются. Одним из первых материалов для 3D-печати вообще был гипс. Трехмерное изображение оригинала можно получить с помощью обычной фотографии с последующей конвертацией в 3D. Кроме того, в последнее время на рынке появляется все больше 3D-сканеров, включая портативные ручные варианты, способные снимать изображения крупногабаритных объектов. Остается сущий пустяк – договориться о стереофотосессии с охраной Лувра.

Хотя, если вам лень делать цифровые модели самим, их всегда можно скачать.

Продукты

Что на завтрак?

Пусть до гигантских хот-догов еще далеко, но печатать фаршем 3D-принтеры уже научились. Примером тому служит кулинарный принтер Foodini –простое и практичное устройство, использующее шприцевую экструзию. Причем, печать возможна не только фаршем, но и любым пастообразным продуктом – тестом, сыром, томатным пюре. Единственное, что Foodini пока не по силам, это термическая обработка. Стоит ожидать, что в скором времени появятся устройства, комбинирующие 3D-печать с холодильными агрегатами и, скажем, микроволновыми печами. Тогда могут стать былью научно-фантастические сказки о «репликаторах». Одно нажатие кнопки, и устройство выложит желаемую пиццу и запечет ее на радость пользователю. Только один вопрос: вам тонкое тесто или пышное?

Персонажи

Части моделей, использовавшихся для анимации главного героя мультфильма ParaNorman

Будь-то миниатюрная версия гигантского робота из любимой манги, жуткое инопланетное создание из «Чужого» или фигурка Киану Ривса (как в черном плаще и солнцезащитных очках, так и с бородой и сэндвичем, сидя на лавочке), 3D-печать позволяет создавать реплики героев игр и фильмов на радость фанатам. А тот факт, что распечатать подобные сувениры можно даже на бытовых 3D-принтерах, открывает широкие возможности для любителей коллекционировать подобные модели – ведь далеко не все из них доступны в продаже. Хотите модель редкого самолета? Напечатайте ее.

А что самое интересное, это применение уже возымело обратный эффект. Персонажи мультфильма ParaNorman были таки распечатаны. Как и костюм нового Робокопа. Правда, внутри него все равна была начинка из человека. Но зачем останавливаться на простой визуализации?

Домашние роботы

Ранний прототип «терминатора»

Появление недорогих плат Arduino сделало возможным домашнее проектирование самых разных устройств с электронной начинкой. Вот вам и собственные 3D-печатные роботы. Напечатали корпус, вставили сервомоторы и плату, и у вас новый помощник по хозяйству. Но что делать людям, которые не разбираются в программировании или элементарной пайке? Ученые из Массачусетского технологического института разрабатывают проект, направленный на автоматизацию проектирования и постройки домашних роботов. В идеале, пользователь должен будет лишь задать необходимые функции для будущего устройства, после чего система скомпилирует необходимый дизайн и отправит его на печать. Несколько часов спустя можно будет забрать готовое устройство – робота-паучка для протирки люстр или автомат для переворачивания блинов.

Авиация

3D-печатная деталь, используемая в прототипах китайских истребителей пятого поколения

Игрушечные самолеты мы уже упомянули. А как насчет настоящих? В авиастроительной промышленности тоже есть место аддитивному производству, хотя здесь уже не обойтись без дорогих промышленных установок, способных создавать высококачественные детали, включая цельнометаллические. Ведущие авиастроительные корпорации, включая Boeing и Lockheed Martin, уже испытывают технологии лазерного спекания и плавки для производства систем вентиляции, несущих компонентов и даже деталей реактивных двигателей. Китайские же инженеры взялись за дело с настоящим размахом, создавая установки для аддитивного производства деталей весом до 300 тонн.

Космос

Dragon v2 – новейшее детище компании Space

Космическая промышленность не отстает от авиационной по заинтересованности в 3D-печати. NASA успешно испытала титановые форсунки ракетных двигателей, а несколько недель назад Илон Маск, глава частной космической компании SpaceX провел презентацию нового орбитального корабля Dragon v2, также использующего двигатели с 3D-печатными деталями.

Биопечать

Биоручки могут помочь в лечении переломов

Сосуды, ткани, целые органы – сразу несколько компаний занимаются разработкой производства органических имитаторов, полностью аналогичных натуральным тканям. Хотя до трансплантации 3D-печатных органов еще далеко, работы в этом направлении ведутся. Параллельно с производством органических тканей с нуля разрабатываются и методы восстановления поврежденных тканей – например хрящевых или костных. Устройства, называемые «биоручками», способны наносить живые клетки на поврежденные участки, способствуя их заживлению.

Протезы

Титановые ортопедические протезы с пористой структурой для улучшенной остеоинтеграции

А как быть, если ткани не подлежат восстановлению? 3D-печать может помочь с протезированием. Так, шведская компания Arcam создает установки для электронно-лучевой плавки, позволяющие создавать фактически монолитные металлические изделия, в том числе и из титана. Титановые ортопедические протезы стали одним из наиболее востребованных изделий, создаваемых на устройствах этой компании – по статистике компании их число превышает тридцать тысяч экземпляров.

Мало того, 3D-печатные конечности вполне могут конкурировать с высокотехнологичными образцами с одной лишь разницей – их стоимость не идет ни в какое сравнение. Многие ли люди смогут позволить себе протез руки ценой в десятки тысяч долларов? А как насчет полностью функционального протеза за $50? И это возможно.

Еще более распространенным применением аддитивного производства служит стоматологическое протезирование. Если вам недавно поставили коронку или мостик, вполне возможно, что они были отлиты по моделям, созданным с помощью стереолитографического принтера, печатающего фотополимерными смолами.

Музыкальные инструменты

3D-печатные музыкальные инструменты

Гитары? Флейты? Барабаны? Запросто. Сломали свой гобой – напечатайте новый. Конечно, профессиональные музыканты могут и поспорить: пластиковая гитара? Несерьезно. Но кто сказал, что весь инструмент должен быть из пластика? Тот же гриф можно распечатать из древесного полимера, схожего по плотности с натуральной древесиной. Можно даже напечатать композитный углеволоконный сердечник. А что касается просто художественного оформления любимого клавесина, здесь 3D-печать может творить чудеса. Была бы фантазия!

Обувь

Стильные кроссовки от Люка Фусаро

Восьмикратный чемпион мира в беге на короткие дистанции Усейн Болт прославился своей любовью к золотым вещам. Сюда входят не только медали, но и машины и даже обувь. Во время своего контракта с известным производителем Puma Болт носил фирменные позолоченные кроссовки. А с недавних пор инженер и дизайнер Люк Фусаро взялся за разработку спортивной обуви, которая пришлась бы Усейну по душе. Ее отличительной чертой является золотистый цвет. Ах, да – а еще она предназначена для производства методом 3D-печати. Использование аддитивного производства имеет один важный бонус, а именно возможность производства обуви, точно подогнанной под размер и контуры ноги спортсмена. Производится такая обувь лазерным спеканием, хотя у этой технологии уже появился конкурент.

Препараты

3D-печать может облегчить изготовление смешанных препаратов и помочь с тестированием лекарств на живых тканях

3D-печать активно применяется исследовательскими компаниями не только для разработки методов построения и восстановления тканей, но и для испытаний и производства лекарственных препаратов, зачастую в комбинации с тканевой инженерией. Так, компания Organovo направляет свои усилия на создание искусственных тканей человеческой печени для проверки новых препаратов на токсичность без риска здоровью людей. Но и сами лекарства вполне можно печатать, связывая препараты гелевым материалом. На выходе получаем обычные с виду пилюли, но с комплексным содержанием препаратов, подогнанным под конкретного пациента.

Автомобили

Док Браун знакомится с 3D-печатью. Примерно такой реакции и следовало ожидать

Большинство автомобильных компонентов можно напечатать, но это нецелесообразно экономически, если речь идет о массовом производстве. А вот для прототипирования новых автомобилей 3D-печать подходит прекрасно. Как, впрочем, и для производства уникальных машин или компонентов. Например, можно печатать запасные части для мелкосерийных моделей, снятых с производства. Где еще вы найдете запчасти для, скажем, DeLorean, ставшего прототипом для машины времени из фильма «Назад в будущее»? Единственная небольшая компания, до сих пор производящая части для этого автомобиля, находится в Техасе. Доставка частей может обойтись дороже, чем сама машина, достаточно недорогая.

Кастомизация

Максимальный гламур с минимальными затратами

Почему бы не взять готовое изделие и не добавить декоративные элементы? Превратите свой велосипед в произведение искусства всем на зависть. Позолоченные ажурные крепления на черном шасси заставят прохожих оглянуться. Но необязательно останавливаться на декоративном аспекте! Может быть, вас не устраивает сиденье? Почему бы не распечатать новое? Или добавить более удобные ручки? Клаксон в стиле 1910-х?

Мебель

Один из хитроумных дизайнов Йориса Лаармана

Игрушечная мебель? Нет, не только. Появление композитных материалов для FDM печати делает возможной печать «деревянной» мебели, практически не отличимой от настоящей. Собственно, в материале Laywoo-D3 не обошлось без настоящей древесины в виде микроопилок. Этот материал даже пахнет, как дерево! Готовые изделия легко поддаются механической обработке и лакировке.

Или Вам больше по душе металлическая мебель? Голландский дизайнер Йорис Лаарман создал собственную установку для 3D-печати металлом, без использования дорогостоящих порошков, вакуумных камер и лазеров. Устройство рисует металлом по воздуху, позволяя создавать элегантные переплетенные дизайны.

Ювелирные изделия

Красиво и функционально

Наглядной демонстрацией точности 3D-печати является ее применение в ювелирном деле. Сразу стоит сказать, что далеко не все технологии подходят для этой задачи. Широко распространенные FDM принтеры привлекательны своей экономичностью, но по качеству печати не дотягивают до стандартов ювелирного производства. Наиболее популярным выбором является лазерная (SLA) и проекторная (DLP) стереолитография – установки, использующие эти технологии, позволяют печатать фотополимерные детали необыкновенной точности. Такие изделия используются в качестве мастер-моделей при создании ювелирных литейных форм, значительно упрощая процесс производства.

Но есть и вариант прямого аддитивного производства ювелирных изделий: технологии лазерного спекания и плавки позволяют создавать готовые изделия из металлического порошка, включая порошки драгоценных металлов. Правда, стоимость таких установок и материалов зачастую слишком высока для широкого применения даже ювелирами.

Строительство

3D-печать зданий поможет с жилищными проблемами

Возможность использования 3D-принтеров для строительства зданий давно занимает умы инженеров по всему миру: американские военные всерьез рассматривают использование 3D-печати бетоном при развертывании баз, китайские специалисты же вовсю экспериментируют со строительством бетонных «коробочек». Правда, эти попытки пока достаточно примитивны, ведь настоящему дому потребуется и инфраструктура – дренаж, проводка… Весьма многообещающи попытки строительства полноценного дома Андреем Руденко. Андрей сконструировал собственный принтер, способный печатать коммерчески доступными цементными смесями. Причем, у него уже появились конкуренты. Так, компания BetAbram планирует выпустить в продажу принтеры для печати зданий площадью до 16х9м. Цена вопроса – около $44 000 для самой большой из трех моделей. Правда, «больше» – не обязательно «лучше». Испанские разработчики пытаются идти в направлении миниатюризации строительных 3D-принтеров, создавая роботы, способные использовать уже построенные элементы зданий в качестве рабочей опоры.

Какой метод станет наиболее практичным, покажет время. Но в случае успеха любого из них, строительная отрасль может сделать качественный рывок, выраженный в повышенной экономии, безопасности и скорости возведения зданий.

3D-принтеры

Что еще можно напечатать на 3D-принтере? Еще один 3D-принтер! Пусть пока и не целиком: необходимые электронные и электромеханические компоненты пока не подлежат печати, но это лишь вопрос времени. Почти все используемые материалы или близкие аналоги уже были опробованы различными методами аддитивного производства. Осталось лишь дождаться появления машин, способных использовать полный диапазон расходных материалов. Тогда проект RepRap, давший толчок развитию компактных самовоспроизводящихся 3D-принтеров, придет к логическому завершению.

Статья подготовлена для 3DToday.ru

Применение 3D печати и 3d принтеров

3D-печать – это послойное изготовление физического объекта из компьютерной 3D-модели из пластика, бумаги, гипса, металла, фотополимера и других материалов.

Наиболее распрастраненный вид 3D-печати — метод наплавления. Пластиковая нить, поступает в печатающую головку 3D-принтера, расплавляется и слой за слоем начинает формировать 3D-модель.

 

Зарождение 3D-печати началось в 1984 году в США и изначальной целью ее создания было изготовление прототипов, мастер-моделей, экспериментальных образцов. Более подробно об истории 3D-печати читайте здесь.
 

В современное время существуют множество различных технологий 3D-печати и различными материалами: пластиком, гипсом, бумагой, фотополимером и даже металлом и бетоном.
 

Более подробно о принципах работы 3D-принтеров и существующих технологиях Вы можете прочитать здесь.

Мы постоянно занимаемся поиском нового применения 3D-печати в различных сферах и областях человеческого бытия и периодически необычность и оригинальность заказов нас просто удивляет. 3D-печать находит все более обширное применение, становится более легкой, доступной и разнообразной, наблюдается тенденция удешевления процесса 3D-печати и разработка новых материалов открывает широкий спектр новых производственных возможностей.
 

Мы ставим перед собой задачу: познакомить людей с 3D-печатью и с ее возможностями, чтобы помочь реализовать любые самые творческие и необычные идеи, ускорить, а также удешевить процесс их реализации.
 

На протяжении всей нашей деятельности мы выполнили огромное количество заказов от различных винтиков и болтиков до печати метровых прототипов необычной формы и назначения. Некоторые из них Вы можете посмотреть в разделе «Наши работы».

 

Ниже мы составили краткий список того, где мы встречали применение 3D-печати и где она может принести пользу, выгоду, сэкономить время и силы на реализацию различных идей (список постоянно пополняется). Кликнув по ссылке Вы прочитаете более подробно о каждой сфере применения.

 

Сферы применения 3D-печати:

1. Прототипирование;
2. Серийное производство;
3. Сувениры и рекламная продукция;
4. Архитектура, макеты зданий, сооружений;
5. Строительство;
6. Искусство;
7. Печать маленьких копий людей;
8. Стоматология — Челюстно-лицевая хирургия;
9. Медицина;
10. Образование;
11. Туризм;
12. Автомобилестроение (тюнинг), автоаксессуары;
13. Автомоделирование, авиамоделирование;
14. Робототехника;
15. Аксессуары;
16. Обувь, дизайн, мода;
17. Чехлы для телефонов;
18. Домашний Быт;
19. Пищевая промышленность;
20. Изготовление корпусов;
21. Ювелирная промышленность;
22. Кинобизнес;
23. Игрушки, товары для детей;
24. Музыкальная сфера;
25. Дизайн, интерьер;
26. Подарочки;
27. Военная промышленность
28. Прочее

Обзор применения 3D-принтеров в образовании

Здравствуйте! С вами Top 3D Shop и в очередном обзоре мы рассказываем о применении 3D-принтеров и 3D-печати в образовании. Узнайте больше из этой статьи.

    

Содержание

    

Использование 3D-печати в образовании

Источник: lpfrg.com

3D-принтеры уже давно перестали быть дорогим инструментом, доступным только для крупных компаний и ведущих исследовательских центров. Сегодня пользователем устройства 3D-печати может быть даже ребенок, а их цена начинается всего от нескольких сот долларов. Использование технологий 3D-печати революционно меняет методы обучения и выводит образовательный процесс на совершенно новый уровень развития творческих способностей учащихся.

Источник: all3dp.com

3D-технологии могут применяться на всех уровнях образования, от начальных школ до университетов, не говоря уже о том, что практически любой предмет гораздо легче преподавать с помощью 3D-печати. Например, учитель физики при изучении принципов работы реактивного двигателя может попросить учеников создать действующую 3D-модель ракеты, а учитель географии – напечатать 3D-модель любой точки мира, чтобы помочь детям лучше понять изучаемый регион. Это делает процесс обучения более интересным, а знания, полученные с помощью такого опыта, гораздо более устойчивыми.

Источник: ultimaker.com

Можно назвать пять основных достоинств использования 3D-печати в образовании:

1. Обучение наукам и технологии (STEM)

Технология 3D-печати воспитывает в учениках созидателей. Вместо того, чтобы покупать или потреблять готовые изделия, они становятся изобретателями, определяющими свои потребности и находящими решения, творчески сочетая получаемые знания и навыки обращения с техникой.

3D-печать – технология, которую используют ученые и инженеры чтобы изменить мир. Передав эту технологию ученикам, можно познакомить их с проблемами, стоящими перед всем обществом и привить навыки, которые будут полезны в дальнейшем обучении и получении профессии.

2. Развитие воображения и творческого подхода

С 3D-печатью искусство постепенно возвращается в технику, а учащиеся становятся дизайнерами и художниками, используя передовые технологии для визуализации плодов собственного воображения. В процессе обучения развиваются пространственное мышление, умение проектировать и воплощать новое.

3. Привлечение «ленивых» учеников

3D-печать – все еще очень новая технология, которая не всегда доступна обычному потребителю. Поэтому у неё есть «вау-фактор», привлекающий учащихся, прохладно относящихся к своему обучению. Доступ к 3D-технологиям – отличный способ мотивировать учеников, отстающих и по другим предметам.

4. Воспитание социальных навыков

Использование 3D-печати в классе позволит ученикам стать частью растущего интернет-сообщества, посвященного 3D-печати, оценивать и комментировать изделия своих сверстников, быть терпимыми к их ошибкам и учиться на лучших примерах.

Связи между классными уровнями в школе, объединение учеников младшего и старшего возраста для совместной работы над 3D-проектом, позволяет старшим ученикам проявить себя хорошими учителями и научиться ценить то уважение, которым их награждают младшие товарищи.

5. Культивирование целеустремленности

С помощью 3D-печати все может быть реализовано практически. Для погружения в атмосферу древних обществ – дизайн и печать макета мумии или пирамиды. Ученик мечтает о путешествиях – печать острова сокровищ или горной вершины. Ребенок хочет защитить город от стихийных бедствий – разработка и печать дамбы от наводнений, которую можно немедленно испытать. У этого списка нет конца, важно только не останавливаться на стадии идеи, а воплощать ее.

Ученики узнают, что вполне допустимо потерпеть неудачу с первого раза, а затем повторить попытку, чтобы улучшить результат. Когда дети начинают понимать, что неудача является частью процесса, они все меньше боятся пытаться воплощать в жизнь новые и разные идеи. Это укрепляет уверенность учеников, и учителя получают удовольствие от того, что ученики мотивированы и уверены в себе.

    

Выбор 3D-принтера для использования в образовательном процессе

Источник: all3dp.com

Вне зависимости от уровня обучения, приобретая 3D-принтер в образовательное учреждение следует учитывать несколько ключевых моментов:

• Безопасность. Нужно помнить о том, что с устройствами будут работать очень неопытные пользователи, испытывающие непреодолимое желание все потрогать. 3D-принтеры, работающие по технологии FDM/FFF, имеют головку печати с температурой от 100 до 500 OC, а фотополимерная смола очень плохо отмывается. Поэтому разумным выбором будет 3D-принтер с закрытой камерой печати. Обратите внимание, что при печати принтеры выделяют далеко не всегда безвредные пары материала печати, поэтому для образовательных учреждений необходимо, чтобы они были оснащены улавливающими фильтрами.

• Стоимость устройства. Какие бы меры предосторожности не предпринимал учитель, при обучении достаточно высока вероятность поломки устройства, а затраты на его ремонт могут быть высоки. В случае недорогого устройства, его можно будет заменить целиком или крупными узлами.

• Простота конструкции. Чем проще, жестче и надежнее конструкция, тем меньше вероятность того, что дорогое устройство будет выведено из строя какими-то неправильными манипуляциями.

• Доступность расходных материалов. Как бы не хотелось использовать очень дорогие фирменные материалы для получения идеальных изделий, следует помнить основную цель приобретения 3D-принтера – обучение. Поэтому брака всегда будет много, расход материалов будет всегда большим, а принтер должен уметь печатать самыми дешевыми и распространенными из них.

• Сервис. Удобство ремонта и замены вышедших из строя деталей. Обучение – непрерывный процесс, а расположенные неподалеку официальное представительство и сервисный центр производителя сэкономят немало времени и денег при ремонте.

• Использование бесплатного ПО. Начальное обучение не ставит своей целью превратить пользователя в профессионала. Учитель должен дать ученику начальные знания о 3D-технологиях и желание развивать их дальше. Использование сложных профессиональных программных пакетов, помимо их высокой стоимости, зачастую способно поселить в неопытном пользователе неуверенность в своих силах.

• Фирменные курсы обучения. Многие производители 3D-устройств, заинтересованные в рекламе своих продуктов, выпускают специальные обучающие курсы по работе со своими устройствами, как для учащихся, так и для преподавателей. Наличие такого курса позволит избежать многих ошибок и повысить эффективность обучения.

• Фирменные программы мотивации. Некоторые компании имеют собственные грантовые программы для мотивации наиболее талантливых преподавателей и учеников.

Подробнее о выборе 3D-оборудования для сферы образования можно прочесть в нашей статье.

    

3D-печать в школе

Источник: ultimaker.com

С какого возраста можно начинать обучение 3D-технологиям? С того самого момента, когда молодой человек будет способен осознать связь между своим действием и получаемым результатом. Большинство слышало об коэффициенте интеллекта (IQ) и эмоциональном коэффициенте (EQ), как о способах измерения умственных и эмоциональных способностей человека. 

Источник: ultimaker.com

3D-технологии позволяют развить еще одну грань – пространственный интеллект или способность умственного манипулирования двумерными и трехмерными объектами, формирующуюся в самом раннем возрасте. Исследование группы ученых под руководством Дэвида Любински из Университета Вандербильта, проводившееся в течение нескольких десятков лет, показало, что пространственный интеллект является предиктором способности усвоения новых знаний, особенно в областях науки, техники, инженерии и математики. 

Любински и его коллеги обнаружили, что этот вид интеллекта упускается из виду в современных системах обучения и тестирования. Они считают, что помощь учащимся в развитии пространственных способностей является ключом к созданию более интеллектуально развитых людей. Фактически, Любински отметил, что пространственные способности «могут быть самым большим из известных неиспользованных источников человеческого потенциала».

    

3D-печать в университете

Источник: lpfrg.com

Университеты и институты совершенствуют знания студентов, приобретенные в школах, и дают специальные знания при освоении профессии. Кроме того, они являются центрами научных исследований и разработки новых технологий. Использование 3D-печати ускоряет эти процессы. Используя 3D-печать, студенты-медики могут печатать человеческие органы, чтобы улучшить знание анатомии, студенты-технологи – быстро прототипировать новые продукты, студенты, изучающие архитектуру и дизайн – печатать свои макеты и модели.

    

Примеры использования

3D-печать в международной школе имени М. В. Ломоносова

Международная школа им. М. В. Ломоносова в Нижнем Новгороде – одна из немногих в России, обучающая детей по программе Международного Бакалавриата для начального и среднего образования (International Baccalaureate — Primary Years Programme, Middle Years Programme). Выпускники школы получают, в дополнение к аттестату государственного образца, сертификат, дающий право поступления в высшие учебные заведения по всему миру.

Для обучения детей современным технологиям школа приобрела в Top 3D Shop 3D-принтер Hercules российского производства. Устройство отвечает всем требованиям безопасности, позволяет учащимся наблюдать за процессом печати и понимать принципы технологии 3D-печати.

    

3D-печать в инженерно-технологической школе в Санкт-Петербурге

Это школа для учеников, проявляющих выдающиеся способности в технологических областях и творчестве, обучающая по специальным программам с использованием современного оборудования, дающая учащимся не только общие школьные знания, но и набор начальных навыков и компетенций для взаимодействия с современным производством.

Компания  Top 3D Shop установила в школе настольные 3D-принтеры PICASO 3D Designer XPRO (FDM), фотополимерный Formlabs Form 2 (в настоящий момент принтер снят с производства, улучшенный аналог — Formlabs Form 3), полноцветный ProJet 260Plus и другое дополнительное оборудование. Появление современных технологий в школе позволило учителям не только изготавливать учебные пособия, но и создать класс моделирования и прототипирования, в котором дети могут проявлять свои инженерные и творческие способности.

    

Курс «Манипулятивное исчисление», Гарвардский Университет

Источник: manipulativecalculus.com

Многофакторное исчисление является крупнейшим в Гарварде математическим курсом и служит предпосылкой для курсов по всем дисциплинам STEM. Это первый курс по математике для большинства студентов, включающий трехмерные пространственные вычисления и визуализацию. Команда разработчиков учебных программ в Гарвардском университете пришла к выводу, что лучший метод преподавания этой дисциплины – передать предметы в руки студентов. Буквально.

Источник: manipulativecalculus.com

В 2017 году в учебный план был добавлен новый элемент — активное взаимодействие с 3D-моделями объектов. С 2018 года этот курс больше не преподается в лекционном формате, вместо этого занятия проводятся в секциях из тридцати и менее студентов, чтобы можно было изготовить достаточное количество копий различных 3D-моделей. Новый курс получил название «Манипулятивное исчисление». Все модели курса были изготовлены с помощью 3D-печати.

Как показала практика, студенты не только лучше понимают материал с помощью 3D-моделей, но и преподаватели могут лучше оценивать знания учащихся, объясняющих свои расчеты с использованием физических 3D-моделей. 

    

3D-печать макетов космической техники для МАИ

Московский авиационный институт — крупнейший в России вуз, готовящий ученых и инженеров для авиакосмической отрасли. В 2018 году МАИ занял достойное место в рейтинге лучших вузов мира по версии Times Higher Education.

Коллективу ученых и студентов института понадобилось создать точные стендовые копии пилотируемых космических кораблей «Союз ТМА-М» и «Союз ФГ» для использования в качестве учебных пособий. Для этого было решено использовать технологию 3D-печати и проектирование в ПО SolidWorks.

С помощью специалистов компании Top 3D Shop и 3D-принтеров Anycubic Photon S, Phrozen Shuffle 2019, Formlabs Form 3, Picaso3D Designer XPRO и Hercules Strong макеты были изготовлены с идеальной точностью.

Помимо космических аппаратов, также мы изготовили для Московского авиационного макет космодрома. Подробнее — в статье.

   

Заключение

Источник: edtechmagazine.com

Преимущества применения 3D-печати, 3D-принтеров и 3D-моделирования в образовании очевидны — они не только помогают усвоению знаний по традиционным дисциплинам, но и дают свои специфические знания и навыки, которые так востребованы в наше время и пригодятся для дальнейшего обучения и применения на практике. Понимая это, все больше учебных заведений обращает свое внимание на цифровые и аддитивные технологии, как имеющие решающее значение в подготовке учащегося к взрослой жизни. Видя эту тенденцию, производящие 3D-оборудование компании предлагают все больше продуктов и программ именно для образовательной сферы.

Подарите ученикам лучшее будущее с помощью Top 3D Shop — эксперта по интеграции 3D-оборудования и робототехники в государственных образовательных программах.

В ближайших статьях мы расскажем о федеральной государственной программе повышения качества образования «Точки роста» и ее связи с новейшими технологиями. Следите за обновлениями!

Узнайте больше о возможностях усовершенствовать ваше производство интеграцией нового оборудования:

Обзор применения 3D-принтеров в медицине

Здравствуйте! С вами Top 3D Shop и в очередном обзоре мы рассказываем о применении 3D-принтеров и 3D-печати в медицине. Узнайте больше из этой статьи.

    

Содержание

    

Использование 3D-печати в медицине 

Источник: docwirenews.com

3D-печать применяется в медицине с начала 2000-х годов, когда эта технология впервые использовалась для изготовления зубных имплантатов. С тех пор применение 3D-печати в медицине значительно расширилось: врачи со всего мира описывают способы использования 3D-печати для производства ушей, деталей скелета, дыхательных путей, челюстной кости, частей глаза, клеточных культур, стволовых клеток, кровеносных сосудов и сосудистых сетей, тканей и органов, новых лекарственных форм и многого другого. 

Источник: zortrax.com

Использование файлов с моделями для 3D-печати дает возможность для обмена работами среди исследователей. Вместо того, чтобы пытаться воспроизвести параметры, описанные в научных журналах, врачи могут использовать и модифицировать готовые 3D-модели. С этой целью в 2014 году Национальные институты здравоохранения учредили биржу 3dprint.nih.gov, чтобы содействовать обмену 3D-моделями с открытым исходным кодом для медицинских и анатомических изделий, нестандартного оборудования и макетов белков, вирусов и бактерий.

Источник: 3dprint.com

Современное медицинское использование 3D-печати можно разделить на несколько широких категорий: изготовление тканей и органов, создание протезов, имплантатов и анатомических моделей, печать инструментов и фармацевтические исследования. 

    

Пять основных направлений использования 3D-печати в медицине

 Подготовка к операциям и обучение студентов

Источник: 3dprint.com

Учет индивидуальных различий и особенностей анатомии конкретного человеческого тела дают возможность использовать напечатанные 3D-модели для подготовки хирургических операций. Наличие у врача осязаемой модели органа конкретного пациента, сделанной например по результатам КТ (компьютерной томографии) для изучения или для имитации операции, существенно снижает риск врачебных ошибок. 

Источник: openbiomedical.org

Использование 3D-моделей для тренировки хирургов и студентов предпочтительнее, чем обучение на трупах, так как не создает проблем в отношении доступности и стоимости объектов. Трупам часто не хватает соответствующей патологии, поэтому они больше подходят для уроков по анатомии, чем для представления пациента с соответствующим изучаемой теме нарушением. С помощью 3D-печати можно создать модель любого органа с любой известной патологией.

Источник: ncbi.nlm.nih.gov

Нейроанатомические модели, напечатанные на 3D-принтере, могут быть особенно полезны для нейрохирургов, давая представление о самых сложных структурах в организме человека, которое принципиально невозможно получить, основываясь на двумерных изображениях.

    

Биопечать тканей и органов

Источник: hbr.org

Биопечать – один из многих видов 3D-печати, использующихся в области медицины. Вместо того, чтобы печатать с использованием пластика или металла, биопринтеры используют шприц-дозатор для нанесения биочернил (слоев живых клеток или структурирующей основы для них) при создании искусственной живой ткани. Помимо использования в качестве альтернативы донорским тканям, такие тканевые конструкции или органоиды могут быть использованы для медицинских исследований. 

Источник: press.ginkgo3d.com

Хотя системы трехмерной биопечати могут быть лазерными, струйными или экструзионными, биопечать по струйной технологии является наиболее распространенной. Несколько печатающих головок можно использовать для размещения различных типов клеток (органоспецифичных, клеток кровеносных сосудов, мышечных тканей), что является основной задачей при изготовления гетероцеллюлярных тканей и органов. 3D-печать биологическими материалами может быть использована для регенерации тканей, а в перспективе и органов, непосредственно на пациенте.

    

Печать хирургических инструментов

Детали захвата Volt, Источник: bitegroup.nl

Современные хирурги стараются проводить операции с как можно меньшей травматичностью для пациента, поэтому для них очень часто требуется персонализированный инструмент. Использование 3D-печати позволяет создавать такие инструменты в течение нескольких часов. 

Визуализация модели захвата Volt, Источник: bitegroup.nl

Теперь врач может самостоятельно модифицировать готовую модель, придав ей необходимые размеры и форму для удобства и эффективности работы. Стоматологи теперь могут прямо при пациенте создать, например, индивидуальные направляющие, исключающие возможность повреждения здоровых зубов при протезировании. 

Про зажим Вольт, с фотографий выше, читайте далее в разделе “Примеры использования”.

А вот как создают инструменты при помощи 3D-печати металлом студенты Duke University в Дареме, Северная Каролина.

   

«Печать» лекарств

Источник: mdpi.com

Технологии 3D-печати уже используются в фармацевтических исследованиях и персонализированной медицине, сфера их применения постоянно расширяется. 3D-печать дает возможность точного контроля дозы препаратов и производства лекарственных форм со сложными профилями высвобождения медикаментов и пролонгированным действием. Теперь фармацевты могут анализировать фармакогенетический профиль пациента и другие характеристики, такие как возраст, вес или пол, чтобы определить оптимальную дозу лекарственных средств и последовательность их применения. При необходимости доза может быть скорректирована, в зависимости от клинического ответа. С помощью 3D-печати можно производить персонализированные лекарства в совершенно новых рецептурах, таких как таблетки, содержащие несколько активных ингредиентов либо в виде одной смеси, либо в виде сложных многослойных таблеток.

    

Протезирование и стоматология

Источник: eos.info

3D-печать успешно используется в медицине для изготовления сложных индивидуальных протезов или хирургических имплантатов. Имплантаты и протезы любой возможной геометрии могут быть изготовлены переводом рентгеновских, МРТ- или КТ-снимков в модели для 3D-печати с помощью специального программного обеспечения.

Быстрое изготовление нестандартных имплантатов и протезов решает насущную проблему в ортопедии, где стандартные имплантаты часто не подходят пациенту. Это верно и для нейрохирургии: черепа имеют индивидуальную форму, поэтому сложно стандартизировать черепной имплантат. Ранее хирургам приходилось использовать различный инструмент для модификации и подгонки имплантатов, иногда и прямо во время операции. Использование 3D-принтеров делает эту процедуру ненужной. Аддитивные технологии особенно востребованы, когда необходимо срочное изготовление имплантатов.

Настоящая революция в стоматологии произошла с появлением 3D-технологий. 

Источник: hypowerfuel.com

Во-первых, стало возможно полное и точное трехмерное сканирование полости рта. Во-вторых, использование 3D-печати дало возможность создавать протезы, абсолютно точно соответствующие анатомии пациента, без необходимости долгой и малоприятной подгонки. Радикальное уменьшение доли ручного труда при изготовлении протезов или виниров позволило уменьшить требуемые допуски при производстве, расширить перечень используемых материалов и увеличить удовлетворенность пациентов от результатов работы врача. 

    

Примеры использования

Печать модели сердца четырехлетнего пациента, 3D-принтер Zortrax M200

На фото: модель сердца в собранном виде. Источник: zortrax.com

В Медицинском университете Гданьска (Польша) для подготовки к проведению операции по лечению сложного врожденного порока сердца (тетрады Фалло – неправильной работе сердечного клапана легочной артерии) у четырехлетнего пациента, специалистами Кафедры детской кардиологии и врожденных пороков сердца, совместно с коллегами с Кафедры кардиохирургии и радиологии, был использован 3D-принтер Zortrax M200.

На фото: искусственный клапан легочной артерии. Источник: zortrax.com

Современный метод лечения заключается во введении через бедренную вену катетера, через который к сердцу подается искусственный клапан для имплантации. Это очень сложная операция, требующая от врача детального знания индивидуальных особенностей анатомии пациента. 

На фото: модель сердца во время печати. Источник: zortrax.com

До сих пор врачи могли полагаться только на 3D-модель на экране компьютера, созданную на основе КТ- и МРТ-снимков, а такой реконструкции не всегда хватает для получения полного представления о реальном органе и возможных сложностях. 

Источник: zortrax.com

Наличие высокодетализированной осязаемой модели живого органа пациента во время подготовки к операции может иметь решающее значение для ее успеха. Даже опытные хирурги оценили потенциал новой технологии. Раньше было трудно заметить индивидуальные особенности и деформации, теперь это стало ощутимым и доступным для более тщательного изучения.

Модель была напечатана в течение 24 часов. Материал Z-ULTRAT был использован для печати сердца, и материал Z-GLASS — для печати сосудов. После успешно проведенной операции, модель была передана Университету для обучения студентов.

  

Искусственные роговицы, изготовленные на 3D-биопринтере Nano master SMP-III

Источник: europepmc.org

В Южной Корее около 2000 пациентов ожидают донорства роговицы, а время ожидания операции составляет в среднем шесть лет. Для пациентов, которые не могут найти подходящего донора, есть возможность имплантировать искусственные роговицы, состоящие из рекомбинантного коллагена и синтетических полимеров. К сожалению, они часто не приживаются и не являются полностью прозрачными. Это связано с особой структурой роговицы в виде решетчатых коллагеновых фибрилл, которую до сих пор не удавалось воспроизвести. Группа исследователей из Университета науки и технологий Пхохана и Школы медицины Национального университета Кунгпука в Южной Корее разработала метод 3D-печати искусственной роговицы с использованием тканевого материала пациента. 

Источник: ithl.co.kr

Для печати использовался 3D-биопринтер с системой микроэкструзии Nano master SMP-III, Musashi Engineering, Tokyo, Japan, со следующими параметрами:

• скорость печати 130мм/мин;

• скорость экструзии 0,0024 мм/с;

• диаметр сопла 0,29 мм;

• температура печати 4 °C.

Напечатанная и заполненная биоматериалом роговица затем четыре недели культивировалась в инкубаторе при температуре 37 °C.

Источник: europepmc.org

Искусственная роговица, напечатанная на 3D-принтере и изготовленная из децеллюляризованной стромы роговицы и стволовых клеток пациента, может полностью заменить донорскую роговицу в хирургии глаза. Поскольку такая роговица состоит из материалов, полученных из тканей самого пациента, она полностью совместима. Технология клеточной 3D-печати воспроизводит естественную микросреду глаза, что позволяет добиться прозрачности, аналогичной таковой у человеческой роговицы.

Профессор Университета науки и технологий Пхохана Джина Джанг сказала: 

«Мы уверены, что эта технология вернет зрение многим пациентам, страдающим заболеваниями роговицы».

    

Институт регенеративной медицины Уэйк Фореста, мобильный 3D-принтер для лечения обширных ран

Источник: 3dnatives.com

Традиционный метод лечения обширных ожогов — пересадка кожи, при которой здоровая кожа с наименее пострадавших частей тела пациента пересаживается на место поврежденной. Помимо того, что этот метод дополнительно травматичен для пострадавшего, в некоторых случаях на теле может вообще не остаться здоровой кожи для использования. Медицинская школа Уэйк Форест разработала принтер, который может непосредственно на ране печатать клетки кожи, выращенные из тканей пациента.

Источник: 3dnatives.com

Ручной 3D-сканер ZScanner Z700 используется для определения размера и глубины раны. На основе этой информации 3D-принтер печатает подкожные, дермальные и эпидермальные клетки кожи на соответствующих глубинах, чтобы полностью покрыть рану.

Источник: 3dnatives.com

Система 3D-биопечати, разработанная учеными, состоит из перемещающейся по трем осям печатающей головки с восемью соплами диаметром 260 мкм с независимыми дозаторами. Специально для этого устройства исследователи создали биочернила, состоящие из аутологичных дермальных фибробластов и эпидермальных кератиноцитов в носителе из гидрогеля.

    

Биполярный хирургический зажим Volt для лапароскопических операций, компания Bite

Источник: bitegroup.nl

Volt — 3D-печатный биполярный лапароскопический зажим — миниатюрное устройство для зажимания и коагуляции (прижигания) сосудов и тканей, например — для остановки кровотечений при операции. Был создан для применения в малоинвазивной (щадящей) хирургии в 2016 году и успешно испытан на печени свиньи. 

Источник: bitegroup.nl

Дизайн устройства позволяет легко регулировать геометрию стержня и наконечника в зависимости от анатомии пациента и требований к операции. Маневренный хвостовик — ± 65 ° для боковых движений и ± 85 ° вверх и вниз. Жесткость при изгибе 4,0 Н/мм для соединения 1 и 4,4 Н/мм для соединения 2, что значительно выше, чем у ранее доступных управляемых инструментов. Наконечник состоит из двух 3D-печатных титановых подвижных губок с углом раскрытия до 170 °. Инструмент подключается к электрохирургическому аппарату Erbe и способен успешно коагулировать ткани температурой 75 °C, достигаемой за 5 с.

    

Печать хрящей: реконструкция уха

Источник: rokithealthcare.com

Применяя несколько материалов, таких как гидроксиапатит (ГАп) и сополимер молочной и гликолевой кислот (ПМГК), и используя на принтере Rokit Dr. INVIVO 4D Premium шприц-дозатор, медицинские специалисты могут напечатать структуры, обладающие гибкостью. Это необходимо для восстановления хрящей, в частности — при реконструктивной хирургии наружного уха.

  

Изготовление почки с васкуляризацией

Источник: rokithealthcare.com

Использование 3D-принтера в медицине позволяет печатать импланты, в том числе из культивированных клеток самого пациента. Для изготовления васкуляризованной человеческой почки на Rokit Dr. INVIVO 4D понадобятся клетки нефронов почки, метакрилат-желатин, элюирующий ЛС и эндотелиальные клетки вены пуповины человека. Результат — создание кольцеобразного элюирующего каркаса, содержащего проангиогенные препараты внутри и антиангиогенные препараты снаружи, а также выстилание двух указанных каркасов, соответственно, эндотелиальными клетками и клетками проксимального почечного канальца.

   

Производство зубных коронок

Изготовление металлических изделий с уникальными габаритами — распространенная задача в стоматологии. Например, создание стоматологических коронок. 3D-принтер Farsoon FS121M позволяет ускорить и упростить производство таких изделий. Аппарат, который работает по технологии селективного лазерного плавления (SLM), за 3 ч печатает 160 металлических коронок. Использование мелкодисперсного порошка и лазерного луча с диаметром пятна в 40 мкм обеспечивает высочайшую точность изделий.

  

Изготовление черепного импланта

Изготовление костных имплантов из титана — это производство штучного продукта. Именно в таких случаях проявляются достоинства 3D-принтеров, которые работают по технологии селективного лазерного плавления. Специалисты могут за считанные часы с высочайшей точностью напечатать имплант заданной формы. В примере на видео использован SLM 3D-принтер Farsoon FS271M, материал для печати — титановый сплав Ti64.

   

Печать стоматологических оттисков

Источник: raise3d.com

Сравнительно недорогая 3D-печать по технологии FDM также активно используется в различных областях медицины. Например, 3D-принтер Raise3D Pro2 позволяет сделать стоматологические оттиски, необходимые в ортодонтии. Огромное преимущество такого метода — сокращение работы с пациентом. Для получения 3D-модели используется 3D-сканер, этот процесс длится около минуты. Для дальнейшей работы ортодонтов в качестве прототипа используется напечатанная на принтере пластиковая модель. Такую схему работы выбрали специалисты французской клиники Ortho 34.

   

Печать протезов

Источник: raise3d.com

Использование FDM-принтеров становится незаменимым решением, когда необходимо упростить и удешевить создание эксклюзивных протезов. Для жителей Сьерра-Леоне, пострадавших в ходе гражданской войны, была разработана специальная программа по печати протезов руки. Дизайнер из Канады Albert Fung разработал CAD-модель протеза, которую в качестве основы используют врачи в Африке. Специалисты в Сьерра-Леоне адаптируют трехмерную модель для каждого пациента и печатают изделие на Raise3D Pro2. Создание такого протеза стоит $50, в то время как стоимость протезов, изготовленных по другим технологиям может составлять тысячи долларов США.

   

Разработка протезов

Источник: 3d-scantech.com

Создание протезов ноги — задача, которая требует применения не только технологий 3D-печати для производства, но и технологий 3D-сканирования для получения точной информации о форме культи, так как гильза протеза должна точно соответствовать ей. 

Компания ScanTech продемонстрировала возможности 3D-сканера iReal в решении данного вопроса. 

Применение 3D-сканирования экономит очень много времени: традиционное получение данных для создания протеза предполагает использование гипсовых накладок и для минимизации ошибок требуется 10 слепков. Время нужно на то, чтобы гипс затвердел на ноге пациента, а затем еще больше — для обработки слепков. Подготовительный процесс в данном случае длится около двух рабочих дней.

С 3D-сканером ScanTech iReal создание CAD-файла занимает не более получаса.

   

Печать модели сердечно-сосудистой системы

При обнаружении сердечно-сосудистого заболевания, в большинстве случаев, хирургам достаточно сделать КТ и МРТ сердца, чтобы разработать программу лечения. Однако при обнаружении редкого заболевания, особенно у новорожденных, риск допустить ошибку очень высок, поэтому требуется детальная проработка программы лечения. В University Clinical Center в Гданьске (Польша) для сложных случаев используют 3D-принтер Sinterit Lisa. Аппарат, который работает по технологии селективного лазерного спекания (SLS), предназначен для печати объектов с высочайшей точностью. В данном случае врачи напечатали трехмерную модель сердечно-сосудистой системы, чтобы внимательно исследовать аномалию и провести репетицию операции.

   

Печать медицинского экзоскелета

Источник: sinterit.com

Детям со спинальной мышечной атрофией необходимы медицинские экзоскелеты, которые позволят им свободно двигаться без посторонней помощи. Дизайнерское бюро Barłomiej Gaczorek Design studio разработало модель поддерживающего экзоскелета для рук. Элементы этого устройства были напечатаны на 3D-принтере Sinterit Lisa. Выбор в пользу SLS-принтера был сделан из-за сложной внутренней конструкции экзоскелета. При печати по технологии SLS нет необходимости в печати поддержек и последующеи их удалении, при этом точность и качество напечатанного изделия гораздо выше и/или дешевле, по сравнению с другими технологиями 3D-печати.

  

Заключение

Источник: intermercados.com.br

Применение аддитивных технологий в медицине настолько стремительно расширяется, что больше похоже на революцию в здравоохранении — оно дает возможность индивидуализации лекарств и медицинских изделий, повышает экономическую эффективность и производительность труда медиков, давая им новые возможности, сокращает время ожидания и повышает качество результата для пациентов, делает качественную медпомощь более доступной. 

Купите 3D-печатное и 3D-сканирующее оборудование для медицинского использования в Top 3D Shop — получите оригинальную технику с официальной гарантией и лучшим возможным сервисом.

Узнайте больше о возможностях усовершенствовать ваше производство интеграцией нового оборудования:

Применение 3D-принтера в ювелирном деле

Одна из старейших профессий на земле – ювелир. Для древних ювелирные изделия имели совсем не ту ценность, которую они имеют сегодня для нас. Они верили, что драгоценности несут определённый магический смысл, что они каким-то образом защищают нас от злых чар, от огорчений и даже от физических нападений. Частично эта традиция сохранилась и по сей день.

Тем не менее даже в такие традиционные сферы производства приходят цифровые технологии.

И как всегда, в серии наших статей о применении 3D-печати в разных сферах нужно начать с создания 3D-модели.

Создание модели

Многие ювелиры уже давно перешли к созданию цифровых 3-х мерных моделей в специализированных программах, среди которых можно отметить Rhinoceros, Magics и ZBrush. Мы не будем здесь останавливаться подробно на особенностях каждой из этих программ, но важно понимать, что это достаточно сложное программное обеспечение, требующее дополнительного обучения и адаптации.

Вторым источником 3D-моделей может служить реверс-инжиниринг, данный термин скорее относится к промышленности, но тем не менее он в полной мере применим и для ювелирного дела. В данном случае 3D-модель получается с помощью сканирования, доработки и последующего создания новой модели. Простым примером такой задачи является, например, потеря одной из двух сережек и необходимость создания копии оригинальной модели. Естественно, у мастера к которому вы придете с этой задачей нет вашей модели сережки и ему будет необходимо начать с нуля ее создание. В этом отлично может помочь 3D-сканер — сережка сканируется, обрабатывается, а дальше печатается модель, по которой уже можно сделать отливку.

Трудоемкость процесса при этом существенно снижается, а кроме того, гарантируется полная идентичность даже мелких деталей.

Создание модели

Существует несколько технологий 3D-печати, которые отличаются по способу формирования 3D-модели и материалу, из которого изготавливается модель. Для ювелиров лучше всего подходят две технологии — фотополимерная SLA/DLP/LCD 3D-печать и MJP 3D-печать воском, эти способы позволяют создавать модели с высокой детализацией и точностью.

Суть первой технологии заключается в том, что жидкая фотополимерная смола под воздействием источника света затвердевает и формирует модель. Разница в названии технологии отражает способ, которым этот процесс происходит, SLA – с помощью лазера, DLP – с помощью лампы проектора, LCD – с помощью LCD-матрицы.

У каждой технологии есть свои плюсы и минусы, по этой теме есть много хороших статей, и я не буду подробно останавливаться на этом.

Материалы для 3D печати

Самым популярными материалами для ювелиров являются выжигаемые смолы. При выборе этой смолы стоит обратить внимание на процент зольности после выжигания и изначальное предназначение материала, так как существуют выжигаемые смолы для стоматологов и ювелиров. Смолы, которые используют стоматологи, более жесткие, а смолы, используемые ювелирами, зачастую содержат воск.

Постобработка

При покупке фотополимерного 3D-принтера таже стоит учитывать, что после печати моделям нужна постобработка. Первым делом их нужно промыть в техническом спирте для удаления остатков смолы. Это можно делать вручную в ванночке со спиртом, но лучше всего использовать специальный ультразвуковой очиститель, который справляется с этой задачей максимально быстро и качественно.

УФ-камера нужна для дозасветки модели после печати, это также придает модели дополнительную прочность. Это можно делать, поставив модель на солнце или в бытовую камеру для сушки ногтей, но тогда процесс может занимать от 12 часов до суток, в УФ-камере это занимает 10-15 минут. Если говорить о конкретных моделях, то мы рекомендуем обратить внимание на УФ-камеру Wanhao Boxman-1

и ультразвуковой очиститель UNIZ UC-4120.

При этом, пожалуй, главным достоинством фотополимерных 3D-принтеров является их относительно невысокая цена и высокая производительность, также стоит отметить доступную стоимость материалов для печати.

Если же ваш выбор падет на 3D-печать воском по технологии MJP, то вы получите более высокую степень детализации для производства геометрически сложных изделий, с минимальной толщиной  слоя до 16 микрон. Но и в этом случае также будет необходима постобработка. С помощью специального раствора выполняется удаление поддержек, а после производится сушка модели. При печати воском применяются материалы двух типов: более твердый (плавящийся при температуре около 70°C) – модельный воск для печати изделия и более мягкий или легкоплавкий – для создания поддержек.

Пример такого принтера — FlashForge WaxJet 300. 

На что обратить внимание при выборе 3D принтера

Выбирая 3D-принтер, стоит также обратить внимание на несколько аспектов, прежде всего: область построения, скорость печати, возможность использования различных смол, удобство слайсера.

Слайсер – это программа, которая преобразует 3D-модель в файл печати. В этом файле содержится информация для принтера, как физически будет печататься модель, с какой толщиной слоя, сколько будет идти засветка каждого слоя и самое главное, как слайсер будет формировать структуру поддержек.

Поддержки – это дополнения к 3D-модели, которые позволяют ей нормально напечататься. От качества и количества поддержек будет во многом зависеть конечный результат печати. 

Еще до покупки принтера вы можете скачать различные слайсеры и посмотреть, какой из них вам будет более интуитивно понятен. Каждый производитель поставляет свой слайсер в комплекте, но не всегда этот продукт является оптимальным, можно также использовать другой бесплатный или платный слайсер, если производитель принтера дает такую возможность.      

Выбор самого 3D-принтера представляется самой сложной задачей для пользователя, который до этого не сталкивался с этой технологией. Здесь бы я посоветовал исходить прежде всего из бюджета на первоначальную покупку, а также рассчитать стоимость последующего владения, которая состоит из стоимости смол, ванночек для печати, сменных пленок и LCD-матриц, которые имеют определенный ресурс использования. При выборе необходимо, прежде всего, понимать, что в умелых руках самый бюджетный принтер творит чудеса, а в неумелых – самый навороченный станок будет лишь красивым дополнением вашей мастерской или офиса.

Конкретно говоря о моделях, я бы обратил ваше внимание на следующие фотополимерные принтеры.

Прежде всего, Phrozen Shuffle 4K, который оснащен матрицей с разрешением 4K и способен создавать модели с высокой детализацией и высоким качеством финишной поверхности.

А также новинка – 3D-принтер UNIZ Slash 2, который объединил в себе высокую скорость печати с матрицей 4K и массой дополнительных функций, таких как автодолив смолы, встроенная веб-камера и большая область печати.

Также стоит обратить внимание на SLA 3D-принтер FormLabs Form 3, который вместе с дополнительными опциями и специально созданными для ювелиров смолами, является законченным решением для этой отрасли.

Среди восковых принтеров можно выделить две американские компании, в первую очередь, компанию SolidScape, пионера данной отрасли и ее модели SolidScape серии S300 и S500. Сразу надо сказать, что это оборудование не является очень производительным и при его покупке надо принимать это во внимание.

Вторым лидером рынка является компания 3D Systems и ее модель ProJet MJP 2500W. Данный принтер является более производительным, но при этом и более дорогим. Перед покупкой такого оборудования я бы порекомендовал сначала произвести ряд тестовых отпечатков, а также оценить себестоимость и качество конечного изделия.

Специалисты нашей компании будут рады помочь вам с подбором необходимого оборудования, кроме того, мы предоставляем возможности тестовой печати выбранными вами материалами на принтерах, которые вы рассматриваете к покупке.

Автор статьи

Александр Корнвейц, эксперт рынка 3D-печати

© А. И. Корнвейц, 2020

Товары из статьи

Производитель

Uniz

Производитель

Wanhao

Применение 3D-печати

3D-печать применяется для таких целей, как визуализация смоделированных проектов, создание прототипов, литье металлов, а также в архитектуре, образовании, картографии, медицине и сфере развлечений и розничных продаж.

Кроме того, технологии 3D-печати могут использоваться для реконструкции ископаемых объектов в палеонтологии, создания копий ценнейших древних артефактов в археологии, восстановления костей и частей тела в судебно-медицинской экспертизе, а также реконструкции сильно поврежденных улик, полученных в ходе расследования на месте преступления.

В 2007 году было предложено использовать 3D-печать для создания предметов искусства. С тех пор скульпторы, дизайнеры и другие представители визуальных искусств нашли различные способы применения технологий 3D-печати.

Помимо этого, учеными и компаниями в сфере био-технологий ведутся активные исследования использования 3D-печати для создания органов и тканей с помощью струйной печати. Такие методы сводятся к послойному внедрению живых клеток в гелевую среду для постепенного производства трехмерного объекта. Эта сфера разработок называется различными терминами: печать органов, печать биоматериалами, автоматизированное создание тканей.

3D-печать в промышленности

За последние несколько лет 3D-печать стала более известной широкой публике. Тем не менее, большинство людей до сих пор даже не слышали об этой технологии, хотя она существует уже десятки лет. В частности, в промышленности технологии 3D-печати долгое время применяются для создания прототипов в процессе разработок и проектирования, такой процесс называется быстрым прототипированием.

Применение 3D-печати в этих целях обусловлено существенной экономией времени и денег. Компания может потратить десятки тысяч долларов на установку 3D-принтера, но с помощью быстрого прототипирования можно сэкономить намного большие суммы. Например, Nike использует 3D-печать для изготовления разноцветных прототипов спортивной обуви. До внедрения 3D-печати компания тратила тысячи долларов на создание прототипов и вынуждена была неделями ожидать выполнения заказа. Сейчас изготовление прототипа обходится в сотни долларов, а если необходимо сделать изменения, их можно немедленно внести в компьютерную модель и получить готовый модифицированный прототип в тот же день.

Помимо быстрого прототипирования, 3D-печать применяется также для быстрого производства. Этим термином обозначается новый метод производства, при котором 3D-принтеры позволяют компаниям изготовить специализированные и уникальные продукты в сжатые сроки. Иными словами, в этом случае с помощью 3D-печати можно получить не прототип, а конечный продукт, предназначенный для потребителя. При этом современные технологии позволяют создавать уникальные продукты, отвечающие конкретным требованиям потребителя.

Персональные 3D-принтеры

Персональные 3D-принтеры, предназначенные для использования дома, в основном популярны среди любителей и энтузиастов. Этот сегмент рынка начал расти примерно в 2011 году. Благодаря быстрому развитию технологий и растущей конкуренции, цены на модели персональных 3D-принтеров постоянно снижаются и на сегодняшний день находятся в диапазоне от 250 до 2 500 долларов. По мере того как устройства становятся более доступными, 3D-печать получает все более широкое распространение.

Рынок любительской 3D-печати серьезно подстегнуло создание открытого проекта RepRap. Потребители получили возможность примерно за тысячу долларов приобрести набор RepRap и собрать свой собственный 3D-принтер, внеся в него любые изменения и дополнения, которые только могут придумать и осуществить. Настоящей движущей силой проекта стала идея открытости информации. Все, кто вовлечен в RepRap, делятся своими знаниями и опытом с другими, так что идеи постоянно дорабатываются и совершенствуются сообществом.

Стремительное развитие 3D-принтеров, созданных в рамках открытых проектов, вызывает растущий интерес как в развитых, так и в развивающихся странах. Такой подход позволяет не только создать уникальное устройство, максимально соответствующее нуждам отдельного пользователя, но и делиться разработками с сообществом единомышленников через такие платформы, как Thingiverse и Cubify. Эта технология также отвечает требованиям устойчивого развития, поскольку с ее помощью можно легко создавать предметы из доступных материалов непосредственно в местном сообществе и в соответствии с его запросами.

Услуги 3D-печати

Не каждый может себе позволить или хочет купить собственный 3D-принтер. Однако это не означает, что при этом вы не можете воспользоваться возможностями технологий 3D-печати. Есть компании, которые предоставляют услуги по 3D-печати, например, Shapeways и Ponoko. За сравнительно небольшую плату эти компании распечатают и вышлют вам предмет, созданный на 3D-принтере на основе цифрового проекта, который можно загрузить на сайт с помощью несложной системы. Через их сайты можно даже выставить на продажу свои 3D-проекты!

Даже если вы сами не умеете создавать 3D-модели, вы все еще можете напечатать некоторые интересные предметы. В интернете есть базы моделей, доступных для бесплатного скачивания, такие как Thingiverse, 3D Warehouse и 3D Parts Database.

Более того, существуют компании, которые предлагают услуги по 3D-печати для бизнеса. Например, если в архитектурном бюро макеты изготавливаются традиционным способом, это занимает очень много времени. Некоторые компании предлагают услугу по 3D-печати макета здания, которое можно показывать клиентам. Макет в необходимом масштабе создается на основе высланного цифрового файла. Услуги по 3D-печати уже предлагаются не только в архитектуре, но и в стоматологии, медицине, искусстве и сфере развлечений.

Лучшие приложения для 3D-печати в различных отраслях

4. Строительство

Строительство 3D-печать предлагает различные технологии, использующие 3D-печать в качестве основного способа изготовления зданий или строительных компонентов.

Приложения для 3D-печати, которые используются в строительстве, включают экструзию (бетон / цемент, воск, пена и полимеры), порошковое соединение (полимерное соединение, реактивное соединение, спекание) и аддитивную сварку. 3D-печать в строительстве находит широкое применение в частном, коммерческом, промышленном и государственном секторах.Преимущества этих технологий включают большую сложность и точность, более быстрое строительство, более низкие затраты на рабочую силу, большую функциональную интеграцию и меньшее количество отходов.

Первый полностью завершенный жилой дом был построен в Ярославле, Россия, в 2017 году. 600 элементов стен были напечатаны в цехе и смонтированы на месте, после чего была завершена конструкция крыши и внутренняя отделка на общей площади 298,5 кв. 3213 квадратных футов). Проект представляет собой первый случай в мире, когда весь технологический цикл прошел строительные требования, от проектирования, разрешения на строительство, регистрации до подключения всех инженерных систем.Здание строилось не для презентации, сегодня в нем живет настоящая, нормальная семья.

3D-печать бетоном разрабатывалась с 1990-х годов как более быстрый и менее дорогой способ строительства зданий и других сооружений. Крупномасштабные 3D-принтеры, разработанные специально для печати бетона, могут заливать фундамент и строить стены на месте. Их также можно использовать для печати модульных бетонных секций, которые позже собираются на стройплощадке.

В 2016 году первый пешеходный мост был напечатан на 3D-принтере в Алькобендасе, Мадрид, Испания.Он был напечатан из микроармированного бетона длиной 12 метров (39 футов) и шириной 1,75 метра (5,7 футов). Мост иллюстрирует сложности в формах природы и был разработан как параметрическим (с использованием набора правил, значений и отношений, которые определяют дизайн), так и вычислительным дизайном, что позволяет оптимально распределять материалы при максимальном увеличении структурных характеристик.

Это стало важной вехой в международной строительной отрасли, поскольку это было первое крупномасштабное применение технологии 3D-печати в области гражданского строительства в общественных местах.

3D-печать

используется для создания архитектурных масштабных моделей, что позволяет ускорить обработку масштабной модели и повысить общую скорость и сложность создаваемых объектов.

Как футуристическая концепция, 3D-печать изучается как технология для создания внеземных сред обитания, таких как места обитания на Луне или Марсе. Было предложено, используя технологию строительного 3D-принтера, изготавливать лунные строительные конструкции с закрытыми надувными жилищами для размещения людей внутри твердых лунных структур.Этим местам обитания потребуется только десять процентов конструкции, которую можно будет перенести с Земли, а для остальных 90 процентов конструкции будут использоваться местные сырые лунные материалы.

Программное обеспечение для 3D-печати — ПО для 3D-моделирования / Слайсеры / Хосты для 3D-принтеров

Обзор лучших программных инструментов для 3D-печати

Каждая 3D-печать начинается с 3D-модели, созданной в программе моделирования. Несколько лет назад нам пришлось потратить много денег и времени на приобретение и изучение программного обеспечения для моделирования. Сейчас доступно множество простых в использовании программ для моделирования, многие из которых бесплатны.Этот список включает некоторые из лучших вариантов и отсортирован по цене, а бесплатные — в алфавитном порядке.

В списке также указано, использует ли программное обеспечение твердотельное моделирование, тип трехмерного моделирования, при котором всегда создаются модели, которые являются «многогранными» или «водонепроницаемыми». Многогранная модель — это такая, в которой все стенки модели имеют некоторую толщину, необходимую для 3D-печати. Напротив, программное обеспечение, использующее полигональное моделирование, может создавать стены нулевой толщины; это хорошо для создания компьютерной графики для игр и фильмов, но бесполезно при 3D-печати моделей.Модели манифольдов можно создавать с помощью программного обеспечения для моделирования полигонов, для этого требуется больше шагов и опыта. Все программное обеспечение в этом списке может создавать модели для 3D-печати, но каждая модель, созданная с помощью программного обеспечения для твердотельного моделирования, пригодна для 3D-печати.

Кроме того, мы отметили, для какого уровня навыков пользователя предназначено каждое программное обеспечение: новичков, любителей, продвинутых пользователей и профессионалов. В общем, самые простые в использовании параметры находятся вверху, а наиболее эффективные — внизу, хотя повсюду встречаются некоторые выбросы.Большую часть этого программного обеспечения можно попробовать бесплатно, и для каждого из них есть бесплатные обучающие видео.

Быстрый переход к:

Программа для 3D-моделирования

Эти инструменты предназначены для создания моделей для 3D-печати. Некоторые из них довольно просты в использовании, а другие подходят только для профессиональных пользователей с многолетним опытом.

Тинкеркад

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Да
• Предназначен для: Начинающих
• Что делает его особенным: Он разработан, чтобы позволить любому создавать модели для 3D-печати, и служит введением в твердотельное моделирование.

Это приложение для 3D-дизайна на основе браузера, предназначенное для начинающих. В программе реализована интуитивно понятная концепция построения блоков, позволяющая разрабатывать модели из набора основных форм. В Tinkercad есть множество учебных пособий и руководств, которые помогут любым начинающим новичкам получить дизайн, который им нужен. Он даже позволяет с легкостью обмениваться файлами и экспортировать их.

С библиотекой, содержащей буквально миллионы файлов, пользователи могут находить формы, которые им больше всего подходят, и манипулировать ими по своему желанию.Он также имеет прямую интеграцию со сторонними службами печати, что позволяет печатать и получать отпечатки прямо у порога одним нажатием кнопки. Несмотря на то, что это может быть слишком просто до точки ограничения, это отличный способ узнать о 3D-моделировании.

Блендер

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Нет
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Это открытый исходный код, богатый набор функций и инструменты для создания скульптур, анимации, моделирования, рендеринга, отслеживания движения и редактирования видео.

По сути, Blender охватывает многие аспекты создания 3D, включая моделирование, анимацию и симуляцию среди других. Это программное обеспечение с открытым исходным кодом требует сложного обучения и идеально подходит для пользователей, которые чувствуют себя готовыми перейти к разработке сложных 3D-моделей. Ознакомьтесь с нашими руководствами по Blender для страницы 3D-печати.

Blender — это фактически бесплатное программное обеспечение для 3D-моделирования, которое изначально предназначалось для 3D-анимации и рендеринга с использованием методов полигонального моделирования. Несмотря на свое происхождение как программное обеспечение для художников, оно считается вполне доступным.Одна из интересных особенностей программы — опция фотореалистичного рендеринга. Это придает моделям вид реализма, которого могут достичь немногие бесплатные программы.

BRL-CAD

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Да
• Предназначен для: Продвинутых пользователей
• В чем его особенность: Разработан и используется армией США для проведения баллистических и электромагнитных анализов. Также включает инструменты трассировки лучей и геометрического анализа.

Это программное обеспечение с открытым исходным кодом представляет собой усовершенствованную систему твердотельного моделирования с интерактивным редактированием геометрии. Судя по всему, он используется американскими военными для моделирования систем вооружения, показывая, что он довольно надежен, но также очень продвинут. BRL-CAD предлагает высокий уровень точности благодаря использованию определенных координат для упорядочивания геометрических фигур.

Он предлагает большую библиотеку простых и сложных форм, которые пользователи могут воплотить в свои собственные проекты. Они могут принимать разные формы и комбинировать их на досуге.Раньше программное обеспечение было довольно дорогим, однако несколько лет назад оно было переведено на открытый исходный код. В ее арсенале более 400 инструментов. Он также работает на больших скоростях, особенно с учетом того, насколько плотны его функции.

DesignSpark Mechanical

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Да
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Библиотека 3D-моделей от промышленных поставщиков и возможность создавать спецификации для дизайна.Также доступны электрические и CAD-инструменты для печатных плат.

Это отличное и бесплатное программное обеспечение САПР идеально подходит как для профессионалов, так и для продвинутых любителей. Пользовательский интерфейс относительно прост, а программное обеспечение работает быстро, что означает эффективное проектирование. У вас также есть возможность создать ведомость материалов, в которой рассчитывается стоимость печати потенциальных проектов 3D-дизайна.

DesignSpark Mechanical позволяет пользователям использовать встроенную библиотеку для смешивания с собственными чертежами.Еще одна функция, которая может оказаться полезной для новых пользователей, — это функция вытягивания, которая позволяет пользователям создавать 3D-модели только на основе поверхности. Он многофункциональный для бесплатного программного обеспечения и довольно удобен для начинающих.

FreeCAD

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Да
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Модели полностью параметрически и пересчитываются по запросу с помощью стека отмены / повтора.Другие функции включают роботизированное моделирование, архитектурные инструменты и модуль траектории для CAM (автоматизированное производство).

Инструмент параметрического 3D-моделирования с открытым исходным кодом, позволяющий проектировать реальные объекты любого размера. Параметрический компонент упрощает редактирование вашего дизайна. Просто перейдите в историю своей модели и измените параметры, и у вас будет другая модель. Как следует из названия, на самом деле это совершенно бесплатно. Плюс в том, что ни один из инструментов не заблокирован за стеной заработной платы, поэтому вы можете настраивать свои модели по своему желанию.

Это не лучший вариант для профессиональных целей, но это отличный обучающий инструмент. Несмотря на то, что это базовые опции и элементы дизайна, стоит попробовать, если вы новичок и не хотите вкладывать деньги во что-то, прежде чем окунетесь в воду.

OpenSCAD

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Да
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Созданные для программистов модели создаются с помощью сценариев набора текста.

OpenSCAD — бесплатное программное обеспечение с множеством функций и уникальным способом создания моделей. Это программное обеспечение использует программный подход к 3D-моделированию, что делает его уникальным дополнением к этому списку программных инструментов для 3D-печати. Вместо традиционного интерфейса интерактивного моделирования пользователи пишут код в файле сценария, который описывает параметры трехмерного объекта. После того, как вы ввели свой код, вы можете просмотреть созданные вами формы, нажав кнопку «скомпилировать».

Еще одна замечательная функция OpenSCAD — это возможность импортировать двухмерные чертежи и выдавливать их как трехмерные.Он использует профиль детали из чертежей, сделанных в стандартной программе для создания эскизов, и для этого использует файл SXF. Благодаря тому, что OpenSCAD уделяет больше внимания программированию, одни могут понравиться, но оттолкнуть других. Тем не менее, это по-прежнему мощный инструмент.

Крылья3Д

• Цена: Бесплатно
• Твердое моделирование: Нет
• Для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Моделирование полигонов позволяет создавать более органичные формы.Доступ к стандартным инструментам можно получить из контекстного меню.

Wings3D — еще один инструмент многоугольной модели с открытым исходным кодом. Несмотря на то, что это бесплатное программное обеспечение, оно поставляется с широким набором инструментов для создания сетки и выделения. Такие инструменты, как зеркало, упрощают симметричное моделирование. Поскольку это программа для начинающих, она очень удобна в использовании и требует стабильного обучения. Такие функции, как настраиваемые горячие клавиши и простой в использовании интерфейс, указывают на его статус идеального инструмента для начинающих.

Несмотря на простоту использования, у него нет недостатка в полезных функциях, таких как плоская резка, пересечение, вставка, изгиб, протягивание, округление и отвес, что делает его пригодным для некоторых очень впечатляющих моделей.Он также поддерживает очень широкий спектр форматов файлов как для импорта, так и для экспорта. Несмотря на его простой и незамысловатый вид, его определенно стоит проверить, если вы только начинаете.

3D Slash

• Цена: Бесплатная веб-версия; Премиум-лицензия стоит 24 доллара в год, а коммерческая лицензия — 240 долларов в год
• Твердое моделирование: Да
• Предназначен для: Начинающих и любителей
• Что делает его особенным: Модели создаются путем «срезания» 3D-блоков для придания им нужной формы.

3D Slash фокусируется на предоставлении программного обеспечения для проектирования с уникально интересным пользовательским интерфейсом и достаточным количеством расширенных функций для работы с высоким уровнем точности. Вы также можете создавать логотипы и трехмерный текст с помощью этого программного обеспечения. 3D Slash можно использовать бесплатно и идеально подходит для новичков, однако существует ряд ценовых пакетов, в которые добавляются функции для совместного или коммерческого использования в зависимости от потребностей потребителя. Кроме того, бесплатные версии имеют ограничения в отношении функций, более высоких разрешений и цветов, которые вы можете применить.Это интуитивно понятный интерфейс со стилем вырезания блоков для создания фигур, что делает его достаточно простым в использовании для всех.

Даже если вы не можете найти творческую искру, чтобы создать дизайн с нуля, существует множество файлов, доступных для загрузки, которые можно импортировать, а затем разрезать на что-то новое. Новые функции, такие как режим курсора, который значительно упрощает дизайн интерьера, являются отличным дополнением. Помимо возможности работать в стандартном режиме, его также можно использовать с гарнитурами VR.Хотя блочный стиль может быть ограничен с точки зрения диапазона форм, которые можно сделать, и менее приятен для глаз, он, тем не менее, эффективен и практичен. Есть немного программного обеспечения, которое так же быстро от концепции до конца, как 3D-косая черта.

SketchUp

• Цена: Бесплатная веб-версия; Pro версия стоит 299 долларов в год
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Начинающих и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Интуитивно понятный и мощный, с библиотекой моделей, созданных пользователями и изготовителями.

SketchUp — еще одно хорошее программное обеспечение для моделирования, поскольку оно поддерживает баланс между удобством использования и функциональностью, что делает его идеальным для большинства уровней навыков. Программное обеспечение отличается легкостью обучения, а для профессионалов за дополнительную плату доступны расширенные функции. Он особенно хорош для разработки архитектурных проектов интерьера и экстерьера, но также имеет инструменты для множества других целей.

Все сложное может занять много времени, но более простые конструкции не отнимают слишком много времени.Также доступны бесплатная версия SketchUp Make и платная версия с дополнительными функциями SketchUp Pro.

Fusion 360

• Цена: Бесплатно для личного использования и стартапов, 595 долларов в год за коммерческую лицензию
• Твердое моделирование: Да
• Назначено для: Любителей профессионалам
• Что делает его особенным: Множество функций, таких как моделирование и создание инструментов, генеративное проектирование, моделирование, сборки, совместная работа, 3D-печать и CAM.

Это уникальное дополнение к списку программных инструментов для 3D-печати. Fusion 360 — это облачная программа трехмерного САПР, которая использует возможности облака для объединения команд дизайнеров и совместной работы над сложными проектами. Еще одним преимуществом облачной платформы является то, что Fusion хранит всю историю модели, включая изменения в ней. Доступны многочисленные варианты дизайна, включая моделирование произвольной формы, твердое тело и сетку.

Fusion 360 работает на основе ежемесячной подписки.Разработчики также регулярно обновляют функции, улучшая их по мере появления новых выпусков. Он работает на нескольких платформах и позволяет пользователям получать доступ к своей информации где угодно.

MoI 3D

• Цена: $ 295
• Твердое моделирование: Да
• Предназначен для: Любителей и продвинутых пользователей
• Что делает его особенным: Может создавать гладкие сетки на основе моделей САПР и удобен для перьевого планшета.

Сокращенно от «Момент вдохновения». MoI предлагает элегантный интерфейс и мощный набор инструментов САПР для пользователей, специализирующихся на полигональном моделировании. Программа поставляется с расширенными логическими функциями, которые позволяют быстро создавать модели с твердой поверхностью. Это удобное программное обеспечение, использующее систему моделирования NURBS.

Хотя это не бесплатно, но дешевле, чем у некоторых из его конкурентов. В нем много функций, но он не загроможден бессмысленными функциями. Система, использующая кривые и логические значения, также ускоряет рабочий процесс.

Rhino3D

• Цена: $ 995
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Продвинутых пользователей и профессионалов
• Что делает его особенным: Очень мощный и полный функций для моделирования, анализа, рендеринга, 3D-захвата, CAM и 3D-печати.

Компания, разработавшая это программное обеспечение, позиционирует его как наиболее универсальное средство 3D-моделирования в мире. Программное обеспечение доступно для загрузки в различных пакетах на их веб-сайте по разным ценам.Программа использует точную математическую модель, известную как NURB, позволяющую манипулировать точками, кривыми, сетками, поверхностями, твердыми телами и т. Д. Самыми разными способами. В конечном итоге, учитывая диапазон конструктивных особенностей, доступных в Rhino3D, трудно спорить с его утверждениями о непревзойденной универсальности при создании сложных 3D-моделей.

Пользователи отметили, что изучать программное обеспечение может быть очень сложно. Это естественный компромисс между возможностями и удобством для пользователя, которые приходится делать многим дизайнерам при создании детализированного программного обеспечения.Хотя это не самое точное программное обеспечение для определения намерений пользователя, оно является одним из лучших на рынке.

Modo

• Цена: 599 долларов в год или 1799 долларов за бессрочную лицензию
• Твердое моделирование: Нет
• Назначено для: Любителей профессионалам
• Что делает его особенным: Процедурное моделирование и удобные для художников инструменты для моделирования, анимации, текстурирования и рендеринга.

Modo предоставляет креативные инструменты моделирования трехмерных полигонов и поверхностей с разбиением с большой гибкостью, позволяя создавать как органические модели произвольной формы, так и прецизионные сетки, используя одно и то же программное обеспечение.Это программа профессионального уровня с рядом функций, разработанная для продвинутых 3D-дизайнеров, и цена отражает это.

Несмотря на то, что это не самое удобное программное обеспечение, оно содержит большой набор функций и при этом работает без сбоев. Скорость программного обеспечения особенно очевидна с точки зрения текстур запекания. Он также работает с партнерским программным обеспечением и расширениями в качестве дополнительных настроек.

Синема 4Д

• Цена: 720 долларов в год или 3945 долларов за бессрочную лицензию
• Твердое моделирование: Нет
• Назначено для: Любителей профессионалам
• Что делает его особенным: Интуитивно понятный интерфейс, параметрическое моделирование и процедурный рабочий процесс.

Это чрезвычайно мощный инструмент трехмерного моделирования, позволяющий создавать сложные трехмерные конструкции. Достаточно ровная кривая обучения Cinema 4D делает его доступным для новичков, которых пугает программное обеспечение с расширенными функциями. Программа регулярно обновляется бесплатными пакетами обновлений, которые помогают оптимизировать ее работу в различных операционных системах.

Удобные для пользователя параметры представляют отпечатки очень доступными способами. Параметры масштабирования и затенения значительно упрощают моделирование. Инструмент для скульптинга — отличный пример того, почему это программное обеспечение идеально подходит для редактирования моделей и уже существующих файлов.

SolidWorks

• Цена: 1295 долларов в год или 3995 долларов за бессрочную лицензию
• Твердое моделирование: Да
• Назначено для: Любителей профессионалам
• Что делает его особенным: Мощное дерево редактирования и инструменты для производства, сборки, моделирования, сметы, CAM и 3D-печати.

Переходим к SolidWorks. Это программа САПР, которую часто используют профессиональные 3D-дизайнеры.Включено множество дополнительных функций, таких как инструменты проверки конструкции и обратный инжиниринг. Solidworks поставляется в трех различных пакетах, в зависимости от того, какие именно функции вам нужны.

Solidworks тяготеет к индустриальной стороне вещей. Это практично и подробно. В то время как большинство программ имитируют кривые за счет плавно наклонных плоских структур, Solidworks использует систему нурб, которые создают средние значения кромок для получения фантастически детализированных кривых. Он только избавляется от полигонального моделирования, вместо этого выбирая размерные эскизы.В результате изменение размера становится намного проще.

Майя

• Цена: $ 1545 / год
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Продвинутых пользователей и профессионалов
• Что делает его особенным: Процедурные эффекты и мощные инструменты для создания мира и персонажей.

Maya, предназначенная в первую очередь для профессионалов в области анимации, полезна для многих аспектов 3D-моделирования, особенно с точки зрения математически гладких поверхностей и форм.Maya изначально задумывалась как программа для 3D-анимации, но она также очень полезна для 3D-печати. Таким образом, многие параметры интерфейса больше напоминают скульптуру и анимацию.

Maya больше подходит для художественной печати. Он имеет быстрый движок рендеринга и лучше всего подходит для детализированных моделей со многими сложностями. Обратной стороной является то, что это очень дорого (в конце концов, это то же программное обеспечение, которое используется для высокобюджетных фильмов CGI |). Тем не менее, он позволяет реалистично отображать отражение и цвет в программном обеспечении с плавной работой.

3DS Макс

• Цена: $ 1545 / год
• Твердое моделирование: Нет
• Предназначен для: Продвинутых пользователей и профессионалов
• В чем его особенность: Опытные пользователи и профессионалы

Еще одна программа, ориентированная на анимацию, 3DS Max предлагает отличные функции трехмерного моделирования, такие как инструменты затенения, параметрическое моделирование сетки и моделирование полигонов. Это программное обеспечение только для Windows является фаворитом разработчиков видеоигр, многих телевизионных коммерческих студий и студий архитектурной визуализации.

Изобретатель

• Цена: $ 1985 / год
• Твердое моделирование: Да
• Предназначен для: Продвинутых пользователей и профессионалов
• Что делает его особенным: Создан специально для проектирования изделий и инженерных приложений и оснащен инструментами для моделирования и производства.

Программа Inventor 3D CAD позволяет проектировать механическое оборудование в 3D на профессиональном уровне. Программа поставляется с вариантами моделирования произвольной формы, прямого и параметрического моделирования.Кроме того, вы также получаете средства автоматизации и моделирования.

Разработанный Autodesk, Inventor поставляется в различных пакетах в зависимости от уровня подготовки (студенческий, профессиональный и т. Д.). Одна из замечательных особенностей Inventor — это то, как они улучшают программное обеспечение с учетом отзывов пользователей. Новые версии включают улучшения визуального представления данных и возможность легко ссылаться на сторонние разработки без необходимости конвертировать форматы файлов.

Слайсеры и хосты для 3D-принтеров

Второй раздел этого списка лучших программных инструментов для 3D-печати посвящен программам, которые помогут вам выполнить 3D-печать.Слайсеры — это самый простой способ перейти от 3D-модели к печатной детали, потому что они берут модель САПР, разрезают ее на слои и превращают модель в G-код. Программное обеспечение слайсера также включает настройки 3D-принтера, такие как температура, высота слоя, скорость печати и т. Д., В G-код. 3D-принтер может считывать этот G-код и создавать модель слой за слоем, следуя инструкциям, установленным в G-коде.

Ultimaker Cura

;

Несмотря на название, Cura можно использовать практически с любым 3D-принтером, поскольку это слайсер с открытым исходным кодом.Программа идеальна для новичков, потому что она интуитивно понятная и быстрая. Прежде всего, им легко пользоваться. Более опытные пользователи могут получить доступ к еще 200 настройкам для улучшения своих отпечатков.

Упростить3D

Simplify3D — чрезвычайно мощный инструмент премиум-класса для нарезки, который помогает значительно улучшить качество 3D-печати. Simplify3D не только разбивает ваш САПР на слои, он также исправляет любые проблемы с вашими моделями и позволяет вам предварительно просмотреть конечный результат, помогая в дальнейшем выявить любые другие проблемы.Опытным пользователям нужно будет решить, стоит ли платить за премиум-функции по сравнению со слайсерами с открытым исходным кодом.

Slic3r

Это программное обеспечение с открытым исходным кодом включает в себя добавочную нарезку в реальном времени, предварительный просмотр в 3D и многое другое. Это один из наиболее широко используемых программных инструментов для 3D-печати. Постепенная нарезка в реальном времени гарантирует, что при изменении настройки нарезку не нужно начинать с нуля. Пересчитывается только G-код для затронутых деталей. Конечным результатом является быстрая, гибкая и точная программа нарезки.

Повторитель

Это программное обеспечение слайсера с открытым исходным кодом поддерживает три различных механизма слайсера; Slic3r, CuraEngine и Skeinforge. Repetier также может одновременно обрабатывать до 16 экструдеров с различными типами и цветами волокон, и вы можете визуализировать конечный результат перед печатью. Требуется много настроек и много доработок, что делает Repetier идеальным для более продвинутых пользователей. Вы также получаете удаленный доступ к своим принтерам с помощью Repetier host.

KISSlicer

Это программное обеспечение для нарезки хорошо выполняет свою работу, хотя пользовательский интерфейс довольно прост.Тем не менее, если вам просто нужен слайсер, обеспечивающий отличные результаты, используйте KISSlicer. Обратите внимание, что базовая версия предназначена только для станков с одной головкой. Для машин с несколькими головками вам понадобится PRO версия.

ideaMaker

Этот бесплатный слайсер распространяется Raise3D и обеспечивает быстрое и простое нарезание для большинства 3D-принтеров. Члены команды могут совместно использовать профили печати, а опоры могут быть размещены автоматически или вручную. Инструмент адаптивной высоты слоя позволяет программному обеспечению настраивать высоту слоя в зависимости от уровня детализации модели, повышая качество печати при минимальном времени печати.Также доступен удаленный мониторинг и управление.

OctoPrint

Бесплатный веб-интерфейс с открытым исходным кодом, позволяющий удаленно управлять и контролировать 3D-принтеры. Он совместим с большинством 3D-принтеров и позволяет пользователям просматривать свои распечатки с помощью встроенной веб-камеры. Печать можно запускать, приостанавливать и останавливать удаленно, а также доступны плагины для отслеживания статистики печати и отправки push-уведомлений о ходе выполнения задания.

3D-принтер OS

Это отличное программное обеспечение для управления облачным 3D-принтером стоит недешево.Основная идея — управление всем процессом 3D-печати с помощью одной платформы. Пользователи могут редактировать и восстанавливать проекты, вырезать файлы STL из облака и даже отправлять файлы на печать из любой точки мира. Программное обеспечение также имеет возможность обмениваться файлами САПР.

Связанная история

Проектирование для аддитивного производства (DFAM)

Связанная история

Рекомендации по проектированию для 3D-печати нитей, смолы и порошкового слоя

Связанная история

Как трехмерные решетчатые конструкции улучшают механические свойства

Промышленные применения 3D-печати: Полное руководство

Промышленные применения 3D-печати:
Полное руководство

Введение

3D-печать, также известная как аддитивное производство, прошла долгий путь с момента ее появления разработан в 1980-х гг.Хотя 3D-печать зародилась как инструмент для быстрого прототипирования, теперь она расширилась, чтобы охватить ряд различных технологий.

Эволюция 3D-печати привела к быстрому росту числа компаний, внедряющих эту технологию. Приложения и сценарии использования различаются в зависимости от отрасли, но в целом включают вспомогательные инструменты, визуальные и функциональные прототипы и даже детали для конечного использования.

По мере увеличения потенциальных приложений для 3D-печати компании начинают искать способы создания новых бизнес-моделей и возможностей с помощью этой технологии.

В этом руководстве мы рассмотрим текущее состояние 3D-печати в различных отраслях, в том числе то, как эта технология используется в разных секторах. Мы надеемся, что на основе реальных примеров это руководство даст вам глубокое понимание того, как 3D-печать используется для стимулирования инноваций и роста бизнеса.

ГЛАВА 1

Aerospace & Defense

Aerospace and Defense (A&D) industry — один из первых, кто начал применять 3D-печать, впервые применив эту технологию еще в 1989 году.Теперь, три десятилетия спустя, A&D представляет , занимая 16,8% рынка аддитивного производства с оборотом 10,4 млрд долларов, и вносит большой вклад в текущие исследования в отрасли.

Развитие AM в A&D в значительной степени обусловлено ключевыми игроками отрасли, включая GE, Airbus, Boeing, Safran и GKN. Эти и другие компании определили ценностное предложение, которое приносит 3D-печать:

• Функциональные прототипы
• Инструменты
• Легкие компоненты

Как мы видим, 3D-печать для аэрокосмической отрасли не ограничивается прототипами.Настоящие функциональные детали также печатаются на 3D-принтере и используются в самолетах. Несколько примеров деталей, которые могут быть изготовлены с помощью 3D-печати, включают воздуховоды (SLS), стеновые панели (FDM) и даже структурные металлические компоненты (DMLS, EBM, DED).

Преимущества 3D-печати для аэрокосмической и оборонной промышленности

Для таких отраслей, как аэрокосмическая и оборонная промышленность, где очень сложные детали производятся в небольших объемах, 3D-печать идеальна. Используя эту технологию, можно создавать сложные геометрические формы, не вкладывая средства в дорогостоящее инструментальное оборудование.Это предлагает OEM-производителям и поставщикам аэрокосмической отрасли экономичный способ производства небольших партий деталей с минимальными затратами.

Снижение веса

Помимо аэродинамики и характеристик двигателя, вес является одним из наиболее важных факторов, которые необходимо учитывать при проектировании самолета. Снижение веса самолета может значительно снизить выбросы углекислого газа, расход топлива и полезную нагрузку.

Здесь на помощь приходит 3D-печать: эта технология является идеальным решением для создания легких деталей , что приводит к значительной экономии топлива.В сочетании с инструментами оптимизации дизайна, такими как программное обеспечение для генеративного проектирования , потенциал увеличения сложности детали практически безграничен.

Эффективность использования материалов

Поскольку в процессе 3D-печати детали производятся слой за слоем, материал по большей части используется только там, где это необходимо. В результате он производит меньше отходов, чем традиционные методы вычитания.

Выбор доступных материалов для 3D-печати для аэрокосмической и оборонной промышленности варьируется от термопластов инженерного класса (например,г. ULTEM 9085, ULTEM 1010, PAEK, армированный нейлон) до металлических порошков (высокоэффективные сплавы, титан, алюминий, нержавеющая сталь).

Диапазон доступных материалов для 3D-печати постоянно расширяется, открывая новые возможности для применения в аэрокосмической отрасли.

Объединение деталей

Одним из ключевых преимуществ 3D-печати является объединение деталей: возможность объединить несколько деталей в один компонент. Уменьшение количества необходимых деталей может значительно упростить процесс сборки и обслуживания за счет сокращения времени, необходимого для сборки.

Техническое обслуживание и ремонт

Средний срок службы самолета может составлять от 20 до 30 лет, что делает техническое обслуживание, ремонт и капитальный ремонт (ТОиР) важной функцией в отрасли. Технологии 3D-печати металлом, такие как Direct Energy Deposition , обычно используются для ремонта аэрокосмического и военного оборудования. Лопатки турбин и другое высокотехнологичное оборудование также можно восстановить и отремонтировать, добавив материал на изношенные поверхности.

Компоненты ракет, напечатанные на 3D-принтере

3D-печать, особенно металлами, все чаще используется при производстве ракет.Эта технология позволяет инженерам обновлять конструкцию деталей ракет и производить их в более короткие сроки.

Одним из примеров этого является головка инжектора для пусковой установки Ariane 6, разработанная ArianeGroup, совместным предприятием Airbus Group и Safran.

Форсунка — это один из основных элементов двигательного модуля, который нагнетает топливную смесь в камеру сгорания.

Традиционно головки форсунок изготавливаются из десятков или даже сотен деталей, которые необходимо обрабатывать и сваривать.Напротив, 3D-печать позволяет изготавливать эти компоненты как единое целое.

В случае головки инжектора для пусковой установки Ariane 6 команда взяла конструкцию, которая изначально требовала 248 компонентов, и сократила ее до одной детали, напечатанной на 3D-принтере. В качестве материала детали использован сплав на основе никеля.

Деталь, которую невозможно было изготовить обычными методами, затем напечатали на 3D-принтере с использованием технологии SLM.

Если раньше литье и механическая обработка занимали более трех месяцев, время производства с AM было сокращено до 35 часов с использованием 3D-принтера EOS M 400-4 с четырьмя параллельными лазерами.Дополнительным преимуществом является снижение затрат на 50%.

Головка инжектора, напечатанная на 3D-принтере для пусковой установки Ariane 6 [Изображение предоставлено EOS]

Компоненты интерьера самолета

В центре внимания: Airbus

Пластиковые детали, напечатанные на 3D-принтере, могут быть невероятно полезны для аэрокосмической отрасли приложения, такие как интерьеры самолетов.

Интерьер салона коммерческого самолета необходимо будет периодически обновлять. Этот процесс может включать замену таких компонентов, как стеновые панели.Необходимость индивидуальной настройки означает, что детали обычно производятся в небольших объемах. Также необходимы быстрые сроки выполнения работ.

Хороший тому пример — Airbus. По состоянию на 2018 год компания произвела и собирается установить Разделительные панели, напечатанные на 3D-принтере на своем коммерческом самолете A320. Традиционно новые пластиковые компоненты производятся с использованием литья под давлением — дорогостоящая и сложная процедура для небольших объемов, специальных требований и высокой сложности.

С помощью 3D-печати (FDM) Airbus смог изготавливать компоненты со сложными функциями, такими как решетчатые структуры, без каких-либо дополнительных производственных затрат.Результат: дистанционные панели на 15% легче, чем панели, созданные традиционными методами, что способствует снижению веса самого самолета.

Конструкционные компоненты для систем обороны

В центре внимания: Nano Dimension и Harris Corporation

Что касается обороны, 3D-печать может изменить способ производства концевых частей для военной техники. Текущие оборонные приложения варьируются от сложных кронштейнов и небольших разведывательных дронов до компонентов реактивных двигателей и корпусов подводных лодок .

Электроника 3D-печать — молодая, но все более растущая область интереса для оборонных компаний. Благодаря этой технологии инженеры в настоящее время могут самостоятельно проектировать и производить прототипы сложных печатных плат и антенн.

Для производителей это означает возможность ускорить процесс разработки продукта за счет устранения необходимости передавать дорогостоящие проекты третьим сторонам.

Антенны — важный пример того, как 3D-печать ускоряет процесс проектирования электронных устройств.

Возьмем, к примеру, компанию Harris Corporation, которая вместе с Nano Dimension, производителем электронных систем для 3D-печати, достигла в 2018 году ключевого прорыва, когда она произвела антенны с использованием 3D-печати.

Harris Corp. и Nano Dimension успешно объединились для производства 3D-печатной ВЧ схемы [Изображение предоставлено Harris Corp.]

Инструменты

В центре внимания: Latécoère & Moog Aircraft Group

Аэрокосмические компании также могут получить выгоду от 3D-печати с использованием технологии для производства нестандартного технологического оборудования, такого как приспособления и приспособления по запросу.

Французский производитель авиакосмической промышленности Latécoère использовал 3D-печать, чтобы сократить время изготовления нестандартной оснастки. Раньше для производства этих инструментов компания использовала фрезерные станки с ЧПУ, срок изготовления которых составлял до шести недель. Теперь, благодаря 3D-принтерам FDM, Latécoère может создавать производственные инструменты всего за пару дней — сокращение времени выполнения заказа на 95%.

Компания утверждает, что новый подход к производству оснастки также снижает затраты на 40%. Примечательно, что инструменты эргономично настроены, что облегчает работу оператора и сокращает время производства и увеличивает его эффективность.

Аналогичным образом Moog Aircraft Group использует 3D-печать FDM для собственного производства таких инструментов, как координатно-измерительные машины (КИМ). Раньше компания отдавала это приспособление на аутсорсинг, и этот процесс занимал от 4 до 6 недель. Теперь компания Moog использует 3D-печать в своей компании, изготавливая приспособления для КИМ примерно за 20 часов. Светильники, которые раньше стоили более 2000 фунтов стерлингов, теперь могут быть изготовлены за пару сотен фунтов.

Запасные части

В центре внимания: Satair

В значительной степени полагаясь на запасные части и запасные части , аэрокосмические компании все чаще требуют сокращения сроков выполнения заказа.

Чтобы удовлетворить этот спрос, поставщики аэрокосмической отрасли должны найти способы быстрее предоставлять производственные услуги. Аддитивное производство позволяет быстро изготавливать запасные части по мере необходимости. Это, в свою очередь, снижает потребность в обширных товарных запасах, помогая снизить затраты на складские запасы и обеспечить производство деталей на месте.

Satair — дочерняя компания Airbus, специализирующаяся на продаже запасных частей, предлагая пластмассовые и металлические детали аддитивного производства.

Поставщик запасных частей использует 3D-печать для изготовления деталей и инструментов по индивидуальному заказу, а технология помогает значительно сократить время выполнения заказа и упростить сложную логистику цепочки поставок. Благодаря такому стратегическому подходу компания может сократить время выполнения работ за счет быстрого производства запасных частей для операций по техническому обслуживанию.

Аэрокосмическая и оборонная промышленность составляют значительную долю рынка AM. Причины этого просты: аддитивное производство предлагает огромную ценность, от улучшения характеристик самолета до предложения более гибкого подхода к производству запасных частей.

Однако переход к производству требует аддитивного производства для решения определенных проблем. К ним относятся сертификация деталей, напечатанных на 3D-принтере, повышенная воспроизводимость процесса и безопасность.

Тем не менее, учитывая значительные инвестиции в разработку и сертификацию процессов и материалов для 3D-печати, будущее 3D-печати для аэрокосмической и оборонной промышленности, безусловно, выглядит радужным.

автомобильная промышленность является растущим пользователем аддитивного производства: только в 2019 году мировая выручка автомобильной промышленности достигла 1 доллара.4 миллиарда. Похоже, что эта цифра только увеличится, поскольку, согласно отчету SmarTech, к 2025 году ожидается, что расходы на AM в производстве автомобильных запчастей достигнут 5,8 млрд долларов. В таких областях, как автоспорт и гонки на производительность , инструменты проектирования, такие как генеративное проектирование и оптимизация топологии, постепенно меняют традиционные подходы к проектированию деталей.

Хотя прототипирование в настоящее время остается основным применением 3D-печати в автомобильной промышленности, компании все чаще находят другие варианты использования, такие как инструменты.Кроме того, несколько автомобильных компаний начинают находить инновационные конечные приложения для 3D-печати, что свидетельствует о захватывающем развитии этого сектора.

Преимущества 3D-печати для автомобилей

Более быстрая разработка продукта

Прототипирование стало ключевой частью процесса разработки продукта, предлагая средства для тестирования и проверки деталей перед их изготовлением. 3D-печать предлагает быстрый и экономичный подход к проектированию и производству деталей.Поскольку необходимость в инструментах устраняется, продуктовые группы могут значительно ускорить циклы разработки продукта.

Большая гибкость дизайна

Возможность быстрого создания дизайна дает дизайнерам большую гибкость при тестировании нескольких вариантов дизайна. 3D-печать позволяет дизайнерам быстро вносить изменения и модификации в конструкцию.

Настройка

3D-печать предлагает автопроизводителям экономичный и гибкий способ изготовления деталей по индивидуальному заказу.В сегменте индустрии роскоши и автоспорта компании уже используют эту технологию для производства индивидуальных деталей как для внутренних, так и для внешних частей автомобиля.

Создание сложных геометрических форм

Для большинства компонентов автомобилей, требующих сложной геометрии, таких как внутренние каналы (для конформного охлаждения), тонкие стенки и мелкие ячейки, AM позволяет изготавливать очень сложные детали, которые при этом остаются легкими и прочными.

Индивидуальные сиденья, напечатанные на 3D-принтере

Porsche недавно представила новую концепцию сидений для спортивных автомобилей, основанную на 3D-печати и решетчатом дизайне.

Новые сиденья оснащены центральными подушками сиденья и спинки, напечатанными на полиуретановом 3D принтере, которые можно настроить по трем уровням жесткости: жесткому, среднему и мягкому.

В своих индивидуализированных сиденьях немецкий автопроизводитель берет реплики из сектора автоспорта, где индивидуальная подгонка сидений для водителя является нормой.

Porsche планирует напечатать на 3D-принтере 40 прототипов сидений для использования на европейских гоночных трассах уже в мае 2020 года, а отзывы клиентов будут использованы для разработки окончательных моделей уличного движения к середине 2021 года.

В дальнейшем Porsche хочет расширить возможности персонализации сиденья за пределы жесткости и цвета, персонализируя сиденье в соответствии с контурами тела клиента. 3D-печать в настоящее время остается единственной технологией, которая может обеспечить такой уровень настройки.

Прототипы

Прототипирование было основным использованием 3D-печати для автомобильных приложений. Благодаря способности выполнять несколько итераций дизайна за более короткое время, 3D-печать является эффективным инструментом для разработки продукта.В настоящее время технология эволюционировала до того, что ее можно использовать для создания функциональных прототипов с использованием высокопроизводительных материалов, таких как ULTEM и PEEK.

Оснастка

В центре внимания: Ford Motor Company

Для производства высококачественных деталей необходимы вспомогательные инструменты для изготовления и сборки. Хотя инструментальное оборудование (например, формы для литья под давлением, приспособления и приспособления) не являются прототипами или концевыми деталями, они остаются жизненно важным элементом производственного процесса.

Благодаря технологиям 3D-печати, таким как FDM и SLS, автомобильные компании могут изготавливать вспомогательные инструменты за небольшую часть стоимости, что значительно повышает эффективность производственных цехов. Инструменты также могут быть настроены для улучшения функциональности при значительно более низких затратах, чем традиционные методы.

Отличным примером инновационного инструментария является компания Ford, которая в 2018 году была удостоена награды за использование 3D-печати для инструментов.

Одним из отмеченных наградами инструментов компании был подъемник для сборки, изготовленный с использованием FDM.Деталь, напечатанная на 3D-принтере, стоит на 50% меньше, чем традиционный аналог, и значительно сокращает время выполнения заказа.

Ключевым фактором в этом случае было снижение веса — более легкое вспомогательное устройство подъема упростило бы работу и уменьшило бы травмы от повторяющихся движений. С помощью 3D-печати инженеры смогли изготавливать значительно более легкие приспособления.

Запасные части и запасные части

В центре внимания: Porsche

Затраты на инвентаризацию составляют значительную часть расходов для многих автопроизводителей и поставщиков.В рамках обычного производства массовое производство запасных частей является обычным явлением. Однако это часто приводит к длительным срокам доставки и высокой стоимости складских запасов.

Аддитивное производство может изменить способы производства и распространения запасных частей — за счет производства по запросу. Это означает, что детали производятся на месте по мере необходимости. Подобная координация спроса и предложения может не только резко снизить затраты на товарно-материальные запасы, но и сократить время доставки до конечного потребителя.

Немецкий производитель автомобилей Porsche использует 3D-печать именно для этой цели. Коллекционеры пользуются большим спросом у классических автомобилей Porsche. Однако отсутствие нужной детали может означать, что автомобиль больше не может работать. Тем не менее, относительно низкий спрос в сочетании с небольшими производственными циклами означает, что складировать большое количество запасных частей для таких автомобилей невозможно.

Вот где появляется 3D-печать.

В начале 2018 года компания объявила об использовании 3D-печати для производства запасных частей для своих редких и классических автомобилей.Комбинируя технологию SLM для металлических компонентов и SLS для пластмасс, Porsche смогла сделать широкий выбор высококачественных редких деталей доступными для своих клиентов за небольшую часть стоимости.

Части конечного использования

В центре внимания: BMW

Одним из основных препятствий на пути использования аддитивного производства в производстве являются высокие объемы производства, обычно необходимые для автомобильной промышленности (более 100000 деталей в год). Однако в последние годы произошли значительные улучшения в скорости и размере промышленных принтеров, а также в большей доступности материалов.

В результате AM становится жизнеспособным вариантом производства для определенных серий среднего производства, особенно в таких областях, как автоспорт и роскошные автомобили, где производственные показатели ниже среднего.

Компания BMW, напечатавшая более 1 миллиона деталей на 3D-принтере за последнее десятилетие, оказалась в числе лидеров отрасли в области аддитивного производства.

Что касается концевых деталей, BMW успешно использовала 3D-печать для изготовления металлической арматуры для своих i8 Roadster модель .Инженеры создали оптимизированный кронштейн для крыши (приспособление, которое помогает складывать и раскладывать мягкий верх автомобиля), который весит на 44% меньше, чем предыдущие версии.

Сегодня компания может напечатать на 3D-принтере до 238 таких деталей на каждую платформу, что делает кронштейн крыши первым серийным автомобильным компонентом аддитивного производства.

Сегодня 3D-печать постепенно меняет способ разработки транспортных средств. Будь то грузовой автомобиль, грузовик или гоночный автомобиль, технология предлагает автомобильным инженерам и дизайнерам инструменты, позволяющие проверить пределы дизайна и производительности.

Тем не менее, ключевыми факторами, способствующими более широкому внедрению 3D-печати в автомобилестроении, остаются способность ускорить вывод продукта на рынок и снизить затраты на разработку продукта. По мере развития технологий 3D-печати перспектива крупномасштабного производства будет становиться все более вероятной.

ГЛАВА 3

Медицина и стоматология

медицинская и стоматологическая промышленность является одним из самых быстрорастущих приверженцев аддитивного производства.И поскольку 97% медицинских специалистов AM уверены, что использование 3D-печати будет продолжать расти в секторе , эта тенденция, похоже, сохранится. Применения аддитивного производства в медицинской промышленности — от медицинских устройств до протезирования и даже биопечати — разнообразны и разнообразны.

Преимущества 3D-печати для медицины и стоматологии

Что движет этим ростом? Геометрическая свобода, предоставляемая AM, и возможность предоставлять более персонализированный уход за пациентами с минимальными затратами чрезвычайно привлекательны.А в сочетании с компьютерной томографией 3D-печать может использоваться для предоставления индивидуальных решений, таких как имплантаты и стоматологические приспособления.

Усовершенствованные медицинские устройства

3D-печать — идеальная технология для создания или оптимизации дизайна медицинских устройств. Благодаря недорогостоящему быстрому созданию прототипов производители медицинских устройств имеют большую свободу в разработке новых продуктов, помогая выводить новые медицинские устройства на рынок намного быстрее.

Персонализированное здравоохранение

Медицинская промышленность может использовать возможности 3D-печати для создания устройств для конкретных пациентов.Например, такие устройства, как протезы и имплантаты, можно производить быстрее и дешевле, чем при использовании традиционных методов производства.

В центре внимания: 3D-печать прозрачных элайнеров

Прозрачные элайнеры — это стоматологические устройства, используемые для регулировки и выпрямления зубов. По оценкам, большинство прозрачных элайнеров в настоящее время производятся с использованием форм, напечатанных на 3D-принтере.

Ключевыми технологиями, позволяющими это сделать, являются стереолитография (SLA) и струйная печать материалов, благодаря их высокой скорости и точности.В дополнение к этим процессам на основе смол все большее распространение получает порошковая технология HP Multi Jet Fusion.

Основной причиной использования 3D-печати при производстве прозрачных элайнеров является возможность их рентабельной настройки, поскольку прозрачные элайнеры по своей сути являются индивидуализированными продуктами.

Один из примеров компании, использующей 3D-печать для прозрачных элайнеров в Align Technology, крупнейшем производителе прозрачных элайнеров, широко известном под брендом Invisalign. Сообщается, что в 2019 году компания производила более полумиллиона уникальных деталей, напечатанных на 3D-принтере, в день.

Принимая во внимание такие объемы, неудивительно, что SmarTech Analysis, ведущая исследовательская компания в области 3D-печати, назвала средства для выравнивания четких выравниваний «самым масштабным приложением для технологий 3D-печати в современном мире».

С постоянно растущими возможностями 3D-печати мы ожидаем, что компании по производству элайнеров в конечном итоге перейдут на прямую 3D-печать элайнеров в течение следующих пяти лет.

Цифровая стоматология

Цифровая стоматология — внедрение цифровых технологий в стоматологической практике — i s преобразование стоматологического сектора.Традиционные процессы, используемые для создания оттисков зубов, постепенно заменяются цифровыми технологиями, а настольные системы 3D-печати, 3D-сканеры и материалы становятся все более доступными.

Комбинируя внутриротовое сканирование и 3D-печать, зуботехнические лаборатории могут создавать стоматологические изделия, такие как коронки, мосты и шины прикуса, которые идеально соответствуют анатомии пациента.

Успех в дентальной имплантологии также можно повысить с помощью 3D-печати, поскольку создаются индивидуальные стоматологические хирургические шаблоны.Это повышает качество и точность стоматологической работы. Эти хирургические шаблоны можно изготавливать быстрее и дешевле.

Formlabs, производитель настольных компьютеров SLA и SLS, подсчитал, что Более 50 000 операций выполнено с использованием хирургических шаблонов, изготовленных на его аппаратах.

Имплантаты и протезы, напечатанные на 3D-принтере

В центре внимания: Lima Corporate

С помощью 3D-печати можно создавать индивидуальные протезы и ортопедические устройства из ряда сертифицированных биосовместимых пластмасс или металла (например.г. титан) материалы.

Что касается имплантатов, то в настоящее время 3D-печать используется для создания заменителей тазобедренных и коленных суставов, имплантатов для реконструкции черепа и спинных имплантатов.

По оценкам, на 2019 год с помощью 3D-печати будет произведено более 600000 имплантатов. К 2027 году это число должно превысить 4 миллиона.

Lima Corporate специализируется на производстве имплантатов, напечатанных на 3D-принтере. Одна из пионеров использования 3D-печати для ортопедических изделий, итальянская компания в настоящее время использует как минимум 15 металлических 3D-принтеров для производства таких деталей, как вертлужные чашки, которые являются неотъемлемой частью протезов бедра.

В одном примере альпинист, нуждавшийся в замене тазобедренного сустава, получил имплант тазобедренного сустава Лимы с напечатанной на 3D-принтере вертлужной впадиной. Благодаря 3D-печати стало возможным изготавливать чашку, имитирующую пористую структуру натуральной кости, улучшая остеоинтеграцию — процесс, который позволяет имплантату стать постоянной частью тела.

В конечном счете, пациент снова смог ходить и лазать через два с половиной месяца после имплантации.

Биопечать

В центре внимания: Organovo

Хотя 3D-печать еще не может использоваться для 3D-печати частей тела, эту технологию можно использовать для создания искусственных живых тканей, которые могут имитировать характеристики естественных тканей.

Эта технология, известная как биопечать, используется для исследований и испытаний с большим потенциалом для регенеративной медицины. Вместо того, чтобы использовать пластик или металл, 3D-биопринтеры накладывают живые клетки, называемые биочернилами, имитируя ткани органов.

Трехмерная биопечать уже используется для изготовления относительно простых искусственных тканей и структур, таких как хрящ, кожа и кости, а также кровеносных сосудов и участков сердца.

Organovo — это медицинская лаборатория и исследовательская компания в США, которая изучает возможности использования 3D-печати для производства биопечати тканей.Его процесс биопечати превращает клетки, взятые из донорских органов, в биочернила. Затем эти клетки откладываются слой за слоем, образуя небольшие участки ткани.

Эти ткани, напечатанные на 3D-принтере, могут обеспечить лучший способ тестирования новых лекарств и методов лечения, избавляя от необходимости тестировать на животных или проводить рискованные клинические испытания.

Хирургическое планирование и тестирование

Больницы все чаще используют 3D-печать в своих лабораториях для создания анатомических моделей для конкретных пациентов.Эти модели обычно создаются на основе МРТ и компьютерной томографии пациента с использованием таких методов полноцветной 3D-печати, как Material Jetting , чтобы они оставались очень точными и реалистичными.

Затем хирурги могут использовать эти напечатанные на 3D-принтере копии органов для планирования и практики хирургической операции перед ее выполнением. Доказано, что такой подход ускоряет процедуры, повышает точность хирургического вмешательства и сводит к минимуму инвазию.

В настоящее время медицинский и стоматологический сектор оценивается в , что составляет 11% от общего рынка аддитивного производства.Основным преимуществом 3D-печати для этого сектора является ее способность предоставлять более персонализированное медицинское обслуживание в дополнение к возможностям улучшения предоперационного планирования и стимулирования инноваций в устройствах.

Однако для того, чтобы 3D-печать действительно изменила рынок медицины и стоматологии, все еще существуют ключевые проблемы, которые необходимо решить, в первую очередь сертификация процессов и устройств 3D-печати.

С учетом сказанного, текущие тенденции предполагают, что использование 3D-печати в медицине и стоматологии будет продолжать развиваться, открывая путь для более продвинутых приложений и новых лечебных решений.

Чтобы оставаться конкурентоспособными в постоянно меняющемся рыночном ландшафте, предприятия розничной торговли и отрасли, ориентированные на потребителя, должны иметь возможность гибко адаптироваться к меняющимся потребностям потребителей и тенденциям в отрасли. Аддитивное производство удовлетворяет эти потребности, обеспечивая рентабельный подход к разработке, тестированию и производству продукции. От бытовой электроники до игрушек и спортивной одежды ключевые игроки в индустрии потребительских товаров все чаще признают 3D-печать ценным дополнением к существующим производственным решениям.

Кроме того, недавний рост числа промышленных настольных 3D-принтеров сделал технологию ближе к рукам дизайнеров и инженеров, увеличивая возможности того, что может быть достигнуто в этом секторе.

Преимущества 3D-печати для товаров народного потребления

Расширенные разработки продукта

Перед запуском любого нового продукта его дизайн должен быть сначала утвержден, протестирован и одобрен. Этот процесс происходит на этапе разработки продукта.Прототипы и модели являются жизненно важным аспектом этого процесса, поскольку они обычно используются для исследования рынка, тестирования и проверки.

3D-печать значительно ускоряет этот процесс, позволяя быстро производить прототипы и модели. Используя эту технологию, дизайнеры и инженеры продуктов могут разрабатывать и тестировать несколько итераций и выполнять повторяющееся тестирование в гораздо более короткие сроки.

Более быстрый вывод продукта на рынок

Возможность ускорения разработки продукта напрямую влияет на скорость вывода продукта на рынок.Дело простое: имея возможность тестировать и проверять продукты быстрее, дизайнеры и инженеры компании могут ускорить вывод продуктов на рынок.

Некоторые компании пошли еще дальше, предложив продукты для 3D-печати для пилотного тестирования продуктов с потребителями. В 2015 году PepsiCo разработала несколько прототипов своего бренда чипсов Ruffles, после чего протестировала размеры с потребителями, чтобы определить, какой из них предпочтительнее. Затем самый популярный прототип был использован для создания новой машины для нарезки картофельных чипсов на заводах PepsiCo.

Это приложение для 3D-печати позволило PepsiCo намного быстрее вывести на рынок различные ароматы своего бренда Ruffles, причем несколько ароматов доступны более чем на десятке рынков по всему миру.

Массовая настройка

Возможно, самое большое влияние 3D-печати на потребительские товары заключается в потенциале создания персонализированных продуктов, адаптированных к требованиям потребителей.

При традиционном производстве, когда продукты обычно производятся в массовом порядке, производство индивидуальных продуктов небольшими партиями крайне неэффективно и нерентабельно.

Эти ограничения снимаются с помощью аддитивного производства — и компании уже пользуются возможностью предоставлять клиентам индивидуальные услуги.

Потребительские товары

Обувь

Adidas, например, 3D-печатью межподошвы для своих кроссовок Futurecraft 4D, используя запатентованную Carbon технологию Digital Light Synthesis ™ . Одним из ключевых преимуществ использования 3D-печати таким образом является улучшение характеристик обуви для различных видов спорта благодаря различным свойствам межподошвы.

Единственный в своем роде дизайн межподошвы, который имеет 20 000 распорок для лучшей амортизации, было бы невозможно создать традиционными методами. Например, с помощью литья под давлением или компрессионного формования было бы практически невозможно создать промежуточную подошву с необходимыми переменными свойствами и потребовать сборки.

Кроссовки Adidas Futurecraft 4D [Изображение предоставлено: Adidas]

Красота и косметика

В центре внимания: Chanel

В то время как 3D-печать исторически считалась единственной прерогативой промышленного производства, технологии также находят свое применение в индустрии красоты.

Французская модная компания Chanel — одна из компаний, демонстрирующих потенциал 3D-печати, запустив в 2018 году первую в мире кисть для туши с 3D-печатью. Кисть для туши Révolution Volume была создана с использованием SLS, технологии, использующей лазерный луч. для сплавления слоев полиамидного порошка.

Благодаря 3D-печати была оптимизирована конструкция кисти — например, грубая зернистая текстура улучшает адгезию туши к ресницам.

Хотя 3D-печать может быть новым явлением для косметической промышленности, такие пионеры, как Chanel, демонстрируют, как эта технология может изменить способ производства косметических продуктов.

Изображение предоставлено: Gillette

Ювелирные изделия

В центре внимания: BOLTENSTERN

На первый взгляд ювелирные изделия могут не показаться очевидным применением аддитивного производства. Однако эта технология приносит ювелирам две выгоды.Первый — это 3D-печать моделей литья по выплавляемым моделям, которые дешевле и быстрее производить, чем традиционные методы.

Второй подход — 3D-печать ювелирных изделий напрямую с использованием драгоценные металлы . Оба способа позволяют создавать индивидуальные украшения с тонкими стенками и замысловатыми деталями, которые невозможно изготовить другими способами.

Австрийская ювелирная компания BOLTENSTERN использовала 3D-печать для производства ювелирных изделий, таких как браслеты, серьги, ожерелья и запонки.

В сотрудничестве с COOKSONGOLD, поставщиком порошков драгоценных металлов, компания BOLTERNSTERN использовала технологию DMLS для создания своей коллекции украшений «Embrace». По словам производителя ювелирных изделий, это первая коммерческая коллекция на рынке, которая напрямую напечатана на 3D-принтере из золота и платины.

Обладая различными формами, включая начало, облако и цветок, эта технология упростила достижение беспрецедентных уровней настройки и очень сложных дизайнов. Настраиваемый характер коллекции означает, что покупатели могут выбирать из множества комбинаций и вариаций.

Велосипеды

В центре внимания: Arevo & Franco Bicycles

Несколько специализированных производителей велосипедов начали интегрировать компоненты, напечатанные на 3D-принтере, в свои продукты.

Например, Franco Bicycles запустила новую линейку электронных велосипедов с напечатанной на 3D-принтере композитной рамой, произведенной калифорнийским стартапом Arevo. Рама входит в линейку велосипедов Emery и используется в Emery ONE eBike, что делает его первым в мире велосипедом с рамой, напечатанной на 3D-принтере.

Одним из уникальных аспектов производства рамы из углеродного волокна, напечатанной на 3D-принтере, является то, что она была изготовлена ​​как единая деталь, в отличие от сборки из нескольких частей, что типично для традиционных велосипедных рам. Для этого используется запатентованный роботизированный процесс 3D-печати и запатентованное программное обеспечение для генеративного дизайна, разработанное компанией Arevo, занимающейся 3D-печатью.

Благодаря 3D-печати время изготовления рамы велосипеда Emery ONE было сокращено с 18 месяцев до нескольких дней.Кроме того, компания также смогла значительно снизить затраты на разработку продукта.

По сравнению с такими передовыми отраслями, как аэрокосмическая и медицинская, аддитивное производство в индустрии потребительских товаров все еще относительно молодое. Тем не менее, преимущества большей настройки, более быстрого вывода на рынок и разработки продукта все больше признаются в отрасли.

По мере развития аддитивного производства мы, вероятно, увидим, как больше потребительских брендов пойдут по пути первых последователей отрасли, продвигая технологию к новым приложениям и возможностям.

ГЛАВА 5

Промышленные товары

Сектор промышленных товаров включает производство компонентов машин, инструментов и оборудования, используемых в производстве других товаров. С ростом производственных затрат и оцифровыванием производства промышленные OEM-производители должны постоянно развиваться, чтобы поддерживать оперативную гибкость и снижать затраты. Поэтому производители все чаще обращаются к 3D-печати, чтобы оставаться гибкими, отзывчивыми и инновационными.

Ключевые преимущества 3D-печати для промышленных товаров

Сложность дизайна

Как мы видели в других отраслях, быстрое прототипирование является ключевым вариантом использования 3D-печати в секторе промышленных товаров. Изменения в конструкции, на которые потребовались бы месяцы при использовании традиционных методов производства, могут быть реализованы намного быстрее, зачастую менее чем за неделю, с помощью 3D-печати.

Сокращение времени выполнения заказа

Согласно отчету о состоянии отрасли от Sculpteo за 2018 год, 52% тех, кто работает в секторе промышленных товаров, больше всего отдают предпочтение 3D-печати из-за ее способности сократить время выполнения заказа.Поскольку для 3D-печати не требуются инструменты, производители могут сократить время, необходимое для изготовления деталей, минуя трудоемкий и дорогостоящий этап производства инструментов.

Сложность дизайна

3D-печать — это экономичная технология для производства деталей со сложной геометрией. Конструкции, которые в противном случае было бы невозможно создать с помощью обычного производства, теперь можно производить с помощью 3D-печати.

Производство по запросу

Поскольку с помощью 3D-печати можно производить физические детали из цифровых файлов в считанные часы, компании могут использовать новую модель производства деталей по запросу.

Области применения промышленных товаров

В центре внимания: производство добавок Bowman

Части конечного использования

Крупные компании, производящие промышленные товары, уже исследуют аддитивное производство как средство производства концевых деталей. Например, 3D-печать помогает преобразовать производство подшипников в Bowman Additive Production, ведущем британском производителе подшипников.

Используя технологию HP Multi Jet Fusion и нейлоновый материал PA11, Bowman смогла изготовить индивидуальный сепаратор для роликовых поездов.Деталь указывает на сложность производственного процесса; он содержит блокирующую конструкцию, которая использует элементы качения, чтобы скрепить вместе каждую секцию клетки.

Результат: подшипники с увеличенной на 70% несущей способностью и увеличенным сроком службы до 500%.

Инструменты

В центре внимания: Eckhart and Wilson Tool International

Возможность 3D-печати производственных вспомогательных средств, таких как приспособления, калибры и приспособления, открывает новые возможности для производителей промышленных товаров.

Помимо приспособлений и приспособлений, 3D-печать революционизирует производство твердых инструментов, таких как пресс-формы, используемые в литье под давлением и литье под давлением . Традиционно пресс-формы фрезеруются на станках с ЧПУ и могут претерпевать несколько итераций проектирования, что может занять недели, если не месяцы, прежде чем будет получен окончательный дизайн. Это приводит к трудоемкому и очень дорогостоящему процессу со значительными материальными отходами.

Теперь вместо этого можно использовать технологии 3D-печати металлом, такие как DMLS или SLM, что позволяет производителям инструментов не только сокращать отходы материалов, но и улучшать функциональность пресс-формы.Это может быть достигнуто за счет интеграции охлаждающих каналов более сложной формы в конструкцию, что существенно улучшает охлаждающие характеристики пресс-формы.

Компания Eckhart, предоставляющая производственные решения, недавно принята 3D-печать с целью замены существующих металлических инструментов эквивалентами, напечатанными на 3D-принтере. По словам компании, инструменты для 3D-печати предлагают множество преимуществ, в том числе улучшенную зону обзора, легкие компоненты, улучшенный дизайн и эргономику.

Wilson Tool International, крупнейший независимый производитель инструментов, — еще одна компания, которая осознала преимущества аддитивного производства инструментов после запуска своего подразделения 3D-печати — Wilson Tool Additive — в конце 2018 года. Подразделение AM увидит компанию предлагая изготовленные на заказ кондукторы, приспособления и инструментальное оборудование с использованием технологий полимеризации FDM и ванны. Выгоды? Клиенты могут рассчитывать на получение гибочных инструментов и вспомогательных деталей на заказ в течение нескольких часов, а не дней или недель.

Запасные части

В центре внимания: Siemens Mobility

Благодаря 3D-печати по запросу производители могут производить запасные части быстро и экономично. Такой подход полезен, например, когда устаревшее оборудование требует замены, которая может быть снята с производства или труднодоступна. Запасные части для 3D-печати по мере необходимости также могут помочь сократить запасы, минуя дорогостоящее хранение запасных частей, на которые не так много спроса.

Siemens Mobility — это один из примеров компании, использующей 3D-печать для производства запасных частей и инструментов по запросу в сервисном центре Siemens Mobility RRX Rail. Ожидается, что ежемесячно в депо будет поступать примерно 100 поездов, поэтому 3D-печать будет играть важную роль в оптимизации производства запасных частей.

Утверждается, что детали, напечатанные на 3D-принтере, сокращают стоимость и время выполнения заказа от недели к часам, а также обеспечивают большую оперативность.

Для промышленных производителей 3D-печать предлагает новые способы улучшения производственных процессов, разработки новых бизнес-моделей и стимулирования инноваций.

Несмотря на то, что для ускорения внедрения технологии все еще необходимы дальнейшие усовершенствования, такие как повторяемость процессов и качество деталей, возможности промышленного AM продолжают развиваться, так же как и приложения технологии в этом секторе.

Чтобы подготовиться к этому будущему, промышленные OEM-производители должны учитывать необходимость реализации стратегии AM для своих организаций.

ГЛАВА 6

Какое будущее ждет 3D-печать?

В этом руководстве мы увидели, как 3D-печать выходит за рамки быстрого прототипирования.Новые возможности для серийного производства и полностью виртуальных запасов вскоре могут стать реальностью.

Промышленные приложения, выделенные в этом руководстве, демонстрируют ценность 3D-печати для существующих производственных процессов. Хотя существует несколько движущих сил этого перехода, их можно в общих чертах разделить на две группы:

• Технологические инновации: относится к , означает большую гибкость и маневренность, которые 3D-печать привносит в производство и цепочки поставок.Он включает в себя оцифровку и децентрализацию производства, а также возможность создавать инструменты и запасные части по запросу.

• Новинка продукта : относится к расширенным возможностям проектирования для создания инновационных деталей и продуктов, включая сложные решетчатые конструкции и другие геометрические формы, облегчение, индивидуальную настройку, сокращение количества деталей и трехмерную печать из нескольких материалов.

К 2021 году мы видим, как 3D-печать делает огромный шаг вперед, указывая на еще более захватывающие возможности на горизонте.В настоящее время потенциал технологии только начинает полностью раскрываться. Однако по мере того, как компании из разных отраслей все больше переходят к более интеллектуальному цифровому производству, актуальность промышленной 3D-печати будет только расти.

17 лучших программ для 3D-печати 2021 года (САПР и инструменты моделирования)

Программное обеспечение для 3D-печати за последнее десятилетие значительно продвинулось вперед.

От строительства и производства до технологий и здравоохранения — 3D-печать находится в зачаточном состоянии и обещает создавать реалистичные модели из программного обеспечения, повышать эффективность проектирования и ускорять производство многих сложных продуктов.

Однако для создания и печати этих замысловатых дизайнов требуется сложное программное обеспечение для 3D-печати. В последние годы программное обеспечение для 3D-печати завалило рынок инновационными функциями, необычайно новыми возможностями и бесшовной интеграцией с компьютерным оборудованием.

Вот почему я исследовал, оценил и рассмотрел лучшие инструменты для 3D-печати, которые я хотел попробовать в этом году.

Приступим.

Заявление об ограничении ответственности: Эта статья содержит партнерские ссылки, по которым я могу получить небольшую комиссию бесплатно для вас, если вы решите приобрести план по ссылке на этой странице.Однако это всего лишь инструменты, которые я полностью рекомендую, когда дело доходит до 3D-печати. Вы можете прочитать мое полное раскрытие информации о партнерстве в моей политике конфиденциальности.

Какое программное обеспечение для 3D-печати самое лучшее?

Вот список моих лучших программ для 3D-печати, а также их основные функции, плюсы, минусы и тарифные планы.

1. Autodesk Fusion 360.

Лучшее программное обеспечение для 3D-печати.

Autodesk Fusion 360 — один из самых мощных программных инструментов для 3D-печати на рынке.Это один из предпочтительных продуктов для инженеров-механиков, дизайнеров и машинистов.

Самое приятное то, что он органично сочетает в себе возможности дизайна, разработки и производства на одной платформе. Более того, он оптимизирует процесс разработки продукта, чтобы обеспечить более плавную и быструю доставку высококачественной продукции.

Подходит для:

Идеально подходит для производства высокоэффективных механических деталей.

Основные характеристики:

• Он предлагает полный контроль над дизайном фигур, позволяя эффективно печатать объекты любой формы.
• Мощный инструмент моделирования обеспечивает надежные функции для создания детализированных и чистых моделей.
• Его функция «Дерево истории» помогает быстрее и точнее редактировать объекты.
• Вы можете легко сотрудничать с другими дизайнерами на той же платформе в режиме реального времени
• Использование моделирования для обеспечения раннего тестирования проекта для моделирования и функциональности
• Позволяет создавать высококачественные проекты, легко устанавливая ограничения по материалам и производству

Стоимость:

Цена основана на сроке вашего пребывания:

• 60 $ / мес. При ежемесячной оплате.
• 42 $ / мес при ежегодной оплате.

Начните работу с Autodesk Fusion 360 и наслаждайтесь интегрированными CAD, CAE, CAM и PCB на одной платформе разработки.

2. Autodesk AutoCAD.

Лучший высококачественный пакет для 3D-печати.

Созданный Autodesk, AutoCAD — еще один замечательный инструмент для 3D-печати в этом списке, наиболее подходящий для профессионального использования.

В целом, это очень универсальное программное обеспечение для 3D-печати, которое предлагает множество возможностей для создания 3D-моделей.Он позволяет пользователю прикреплять и импортировать данные из PDF-файлов, добавлять аннотации к чертежам и извлекать данные об объектах в таблицы. Все эти функции также помогают улучшить представление данных наряду с аналитикой в ​​реальном времени.

В качестве дополнительного бонуса при подписке на AutoCAD вы получаете доступ к обоим инструментам для Windows и Mac, а также к отраслевым платформам и инструментам, таким как AutoCAD Plant 3D, AutoCAD Architecture, AutoCAD Map 3D, AutoCAD MEP, AutoCAD Electrical и т. Д. .

Подходит для:

Программное обеспечение больше всего подходит для профессионалов в области 3D-печати, которые имеют большой опыт алгоритмического программирования моделей и нуждаются в полнофункциональном наборе инструментов.

Основные характеристики:

• Он наиболее подходит для создания подробных 3D-моделей, идеально оптимизированных для 3D-печати.
• Он также предлагает веб-приложение и приложение для смартфона.
• AutoCAD может легко конвертировать 3D-модели в файлы STL для эффективной 3D-печати.
• Он предоставляет последнюю версию формата файлов DWG для эффективного создания файлов в различных форматах.
• Программное обеспечение поставляется с предварительно загруженной информацией и плагинами для проектирования строительных изделий, включая двери и окна.
• Легко изменять и создавать надежные механические конструкции для 3D-печати.

Стоимость:

Его платная версия доступна по цене 1449 долларов в год. AutoCAD также предлагает бесплатную и полнофункциональную версию, которую могут использовать преподаватели и студенты.

Начните работу с Autodesk AutoCAD и интегрируйтесь с полным набором отраслевых инструментов.

3. Ultimaker Cura.

Ultimaker Cura — это программный инструмент с открытым исходным кодом, который обеспечивает бесшовную интеграцию с 3D-принтером.Он предоставляет соответствующие рекомендации новым пользователям с рекомендуемым режимом, что делает его отличным предложением для новых пользователей.

Помимо этого, его режим настройки также предлагает широкие возможности настройки для удовлетворения различных требований и для всестороннего контроля.

Подходит для:

Это один из лучших вариантов для новичков, которые не хотят тратить большие деньги на платное программное обеспечение.

Основные характеристики:

• Пользователи могут легко контролировать все задания 3D-печати из единого пользовательского интерфейса
• Вы можете использовать инструменты настройки для быстрого масштабирования 3D-модели
• Может использоваться для печати в нескольких сетях и совместим с форматами файлов STL, X3D, OBJ и 3MF.
• Простое добавление принтеров и нестандартных материалов в исчерпывающую библиотеку
• Новые пользователи могут легко использовать программное обеспечение благодаря быстрой кривой обучения

Минусы:

• Средство трехмерного просмотра предлагает ограниченные возможности просмотра модели под разными углами
• Печать 3D-моделей требует много времени

Стоимость:

Это бесплатный инструмент для 3D-скульптуры с открытым исходным кодом.

4. TinkerCAD.

TinkerCAD — это веб-инструмент для трехмерного моделирования и проектирования. Программное обеспечение имеет простой и понятный интерфейс, который упрощает процесс 3D-печати. В то же время он дает вам возможность разрабатывать сложные модели, используя группировку фигур и формы.

Подходит для:

TinkerCAD идеально подходит для создания как сложных, так и простых трехмерных моделей. Поэтому он пригодится как новичку, так и профессиональному дизайнеру.

Основные характеристики:

• Он поддерживает файлы STL, которые позволяют дизайнерам сразу приступить к 3D-печати. ​​
• Пользователи могут легко импортировать 2D и 3D модели для печати
• TinkerCAD может выполнять лазерную резку
• Вы можете мгновенно начать 3D-печать простым щелчком мыши.
• Он предлагает облачное хранилище для сохранения 3D-моделей и дизайнов
• Обеспечивает интуитивно понятный и простой в использовании пользовательский интерфейс для выполнения широкого круга задач.
• Требуется плавное обучение для использования всех его функций
• Предлагает подробное руководство для изучения функций программного обеспечения.

Минусы:

• Полные треугольники поверхности 3D-объекта никогда не превышают допустимое значение
• Та же ошибка возникает при импорте файлов в программное обеспечение

Стоимость:

Это бесплатное программное обеспечение, которое вы можете использовать в своем веб-браузере или через приложение.

5. MeshLab.

MeshLab, опять же, представляет собой инструмент для трехмерного проектирования с открытым исходным кодом, который больше всего подходит для редактирования и обработки трехмерных сеток. Пользователи могут использовать все его функции для простого редактирования, рендеринга, создания текстуры и преобразования в сетки. Более того, вы можете легко нарезать и подготовить дизайн для 3D-печати.

Подходит для:

Программное обеспечение предлагает передовые возможности для обработки и редактирования трехмерных треугольных сеток.

Основные характеристики:

• Возможность 3D-реконструкции позволяет создавать потрясающие дизайны.
• Обеспечивает трехмерное отображение цветов и текстур.
• Лучше всего подходит для 3D-печати, офсетной обработки, вырубки и закрытия
• Его эффективность позволяет пользователю повысить скорость рабочего процесса 3D-печати
• Предлагает удобные возможности для эффективной очистки сетки
• Инструмент измерения может выполнять линейное считывание для вычисления расстояния между двумя точками сетки

Минусы:

• Навигация грубая и не хватает нескольких важных опций
• Одни и те же кнопки имеют несколько функций

Стоимость:

Meshlab — бесплатная платформа с открытым исходным кодом.

6. FreeCAD.

Инструмент 3D-моделирования с открытым исходным кодом предлагает отличные возможности для создания реальных проектов любой формы и размера. Программное обеспечение предназначено для обучения начинающих 3D-моделистов.

Подходит для:

FreeCAD можно использовать как эффективный инструмент обучения 3D-печати.

Основные характеристики:

• Поставляется с параметрическими компонентами, чтобы сделать редактирование 3D-моделей более эффективным и простым
• Создает историю каждого редактирования, чтобы дизайнер мог легко изменять параметры 3D-модели.
• Дизайнер может использовать 2D-объекты с геометрическими ограничениями в качестве основы для простого создания 3D-моделей
• Он предлагает надежную поддержку на платформах Windows, Mac OS X и Linux.
• Вы можете использовать его для широкого спектра приложений, включая архитектуру и машиностроение.
• Он предоставляет множество полезных инструментов, включая рабочие места для геоданных, инструменты элементного анализа (FEA), BIM, инструмент Path, экспериментальный CFD, модуль моделирования роботов, который позволяет пользователю изучать движения роботов.

Минусы:

• Программное обеспечение предлагает ограниченные функции
• Пользовательский интерфейс довольно простой

Стоимость:

Программное обеспечение для 3D-печати с открытым исходным кодом доступно бесплатно.

7. Creo.

Разработанный Parametric Technology Corporation, Creo — один из лидеров рынка в области проектирования продуктов.

Самая большая причина его популярности — это потрясающие функциональные возможности, которые предлагает инструмент, включая, среди прочего, движение, конструкцию и температуру. Кроме того, он предоставляет отличные возможности для эффективного проектирования, моделирования и печати 3D-моделей с помощью моделирования, наплавки, анализа методом конечных элементов и инструментов, среди прочего.

Подходит для:

Это одно из лучших программ для производителей продукции для 3D-печати.

Основные характеристики:

• Пользователи могут использовать возможности дополненной реальности для более простого и эффективного моделирования 3D-проектов
• Он предлагает множество инструментов для дизайнеров для создания потрясающих дизайнов.
• Используется одна из лучших технологий оптимизации топологии.
• Он использует данные из моделей, используемых в реальном мире, для создания более разумных проектов.
• Функция определения на основе модели Creo позволяет пользователю создавать 3D-модели, в которые встроены все данные для определения продукта.

Минусы:

• Множество функций впервые может показаться ошеломляющим для новых пользователей
• Вам придется всегда менять шаблон метрики по умолчанию
• Не совместим с системами более низкой конфигурации

Стоимость:

Инструмент продается за единовременную лицензионную плату в размере 2310 долларов США.Вы также получаете 30-дневную бесплатную пробную версию, чтобы проверить продукт перед окончательной покупкой.

8. Solidworks.

Solidworks разработан Dassault Systemes и является одним из предпочтительных вариантов для 3D-дизайнеров. Он предлагает широкий спектр инструментов и функций для эффективного проектирования 3D-моделей для промышленных целей.

Кроме того, Solidworks поставляется с множеством подробных и уникальных функций, которые позволяют профессионалам создавать инновационные 3D-проекты.

Подходит для:

Лучше всего подходит для серьезных профессионалов, которым необходимо создавать инновационные и надежные 3D-модели.

Основные характеристики:

• Он предлагает уникальные функции, включая инструменты обратного проектирования и проверки, для простого создания 3D-моделей.
• Он использует уникальную систему NURBS для создания невероятно детальных изгибов.
• Solidworks использует размерные эскизы, чтобы без проблем изменять размер
• Программное обеспечение предлагает 3DEXPERIENCE® для эффективного управления всеми аспектами разработки и бесперебойной доставки продуктов.
• Его версия 2020 года предлагает улучшенные характеристики для повышения эффективности
• Программное обеспечение обеспечивает прямое проектирование, моделирование и упрощенный технологический процесс производства

Минусы:

• Вам понадобится дополнительная программа для загрузки и редактирования файлов STL

Стоимость:

Стоимость подписки на программное обеспечение предоставляется по запросу.

9. CATIA.

CATIA была впервые разработана для удовлетворения внутренних требований Dassault Aviation. Однако постепенно он приобрел огромную популярность как многоплатформенный пакет. Программное обеспечение также оснащено платформой 3DEXPERIENCE от Dassault Systemes.

Подходит для:

Это один из наиболее эффективных вариантов, если вам требуются требования к многоплатформенности, включая CAD, CAM и CAE, в аэрокосмической и автомобильной отраслях.

Основные характеристики:

• Это один из эффективных вариантов, которые могут быть использованы инженерами для приложений крупных организаций.
• Пользователи могут отслеживать все изменения, внесенные в 3D-модель, для эффективного пересмотра продукта.
• Программное обеспечение эффективно управляет всеми данными во время разработки продукта
• Большой набор предлагаемых инструментов идеально подходит для удовлетворения конкретных требований различных организаций.
• Используется некоторыми из крупнейших корпораций мира, включая Boeing, для разработки сложных систем.
• С помощью этого программного обеспечения пользователи могут сотрудничать в сети для моделирования продуктов и обмениваться проектами 3D-моделей

Минусы:

• Одно из самых дорогих предложений на рынке
• Новичкам будет крайне сложно использовать программное обеспечение

Стоимость:

Изначально CATIA предлагает бесплатную пробную версию.Для платного плана вы должны запросить расценки, чтобы узнать стоимость подписки на программное обеспечение.

10. OpenSCAD.

OpenSCAD — это программная платформа с открытым исходным кодом, которая идеально подходит для создания высокоэффективных и надежных 3D-моделей. Инструмент пригодится профессионалам, которые работают над сложными и проработанными проектами. Кроме того, он достаточно интуитивно понятен для кодеров и программистов.

Подходит для:

OpenSCAD лучше всего подходит для профессионалов, поскольку для работы с ним требуется соответствующее знание описательного языка.

Основные характеристики:

• Он оснащен конструктивной твердотельной геометрией (CSG) и экструзией 2D контуров
• Программное обеспечение наиболее подходит для создания простых форм и дизайнов, которые параметрически определены ранее.
• Пользователи могут использовать конструктивную твердотельную геометрию или выдавливание 2D-контуров для создания 3D-моделей.
• Он предлагает надежное сообщество 3D-дизайнеров для обсуждения проблем и получения мгновенных решений.
• Программное обеспечение доступно для Linux, Mac и Windows.
• С пронумерованными изменениями конструкции программное обеспечение предлагает измеримые результаты для конечных 3D-моделей.

Минусы:

• Поскольку он полностью основан на описательном языке, он не удобен для начинающих
• Не подходит для создания сложных форм

Стоимость:

Это полностью бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом.

11. Носорог 3D.

Rhinoceros 3D позиционируется как один из самых универсальных разработчиков 3D-моделей. Rhino использует NURB, математическую модель, которая является точной и позволяет пользователям манипулировать кривыми, точками, поверхностями, сетками и твердыми телами любым способом. Помимо этого, этот инструмент предлагает графическим дизайнерам широкий спектр дизайнерских функций.

Подходит для:

Это один из наиболее эффективных программных инструментов для создания любого вида универсального 3D-моделирования и печати.

Основные характеристики:

• Пользователи могут использовать функцию записи истории для редактирования входных кривых и обновления объекта
• Вы можете легко отображать контрольные точки на 3D-модели для эффективного управления проектами в соответствии с требованием
• Позволяет пользователю редактировать точки на кривых, поверхностях и сетках.
• Он позволяет импортировать файлы из нескольких источников, включая DXF, SolidWorks, IGES, AutoCAD, OBJ, SketchUp, MicroStation, STEP и STL, среди других.
• Программное обеспечение также поддерживает 3D-дигитайзеры и способно импортировать 3D-сканированные точечные данные из облака.
• Rhinoceros 3D позволяет добавлять размеры в любую точку обзора

Минусы:

• Для использования программного обеспечения требуется крутая кривая обучения.
• Пользователи также сообщили, что иногда не удается точно уловить намерение пользователя

Стоимость:

Поставляется в комплекте с несколькими пакетами. Платные планы начинаются с 495 долларов.

12. BlocksCAD.

BlocksCAD был специально разработан для образовательных целей. Его основная цель состояла в том, чтобы обучить пользователей и научить их использовать OpenSCAD, профессиональное программное обеспечение для создания 3D-моделей для реального мира. В программе также есть YouTube для обучающих программ, обеспечивающих эффективную передачу знаний.

Подходит для:

Если вы хотите использовать OpenSCAD, это лучший учебный инструмент, чтобы изучить все мельчайшие детали 3D-моделирования и печати.

Основные характеристики:

• Команды представлены цветными блоками, которые синонимичны блокам конструктора LEGO.
• Его код полностью совместим с OpenSCAD, что позволяет пользователям выполнять окончательную отделку с помощью более совершенного профессионального программного обеспечения.
• Он предлагает канал YouTube с обучающими видео
• Предлагает простой и удобный интерфейс.

Минусы:

• Он предлагает ограниченные функции, поэтому не может создавать и печатать профессиональные 3D-модели.
• Дизайнеры не могут рисовать компоненты, частично находящиеся внутри друг друга

Стоимость:

Программное обеспечение доступно бесплатно.

13. SketchUp Make.

SketchUp — это мощный программный инструмент, который больше всего подходит для архитектурного проектирования. Он предлагает решения для 3D-моделирования и печати для профессионалов из всех слоев общества, включая дизайнеров, архитекторов, производителей, строителей и инженеров. Программное обеспечение позволяет пользователям легко преобразовывать идеи в 3D-модели.

Подходит для:

Программное обеспечение лучше всего подходит для профессионалов, которым нужно легко создавать 3D-модели для демонстрации их клиентам.

Основные характеристики:

• Позволяет пользователям документировать 3D-проекты в 2D
• Программное обеспечение предлагает совместное рабочее пространство за счет обмена проектами 3D-моделей и другой важной информацией.
• Иммерсивная виртуальная реальность позволяет дизайнерам смоделировать дизайн перед печатью.
• Он предлагает несколько шаблонов, которые пользователи могут сделать в качестве основы для начала создания 3D-дизайна.
• Это отличный вариант для новичков, которые плохо знакомы с 3D-моделированием и печатью.
• Предлагает привлекательный и интуитивно понятный пользовательский интерфейс.

Минусы:

• Программное обеспечение имеет ограниченные возможности для создания сложных 3D-моделей
• Его платные версии дорогие

Стоимость:

Изначально вы можете попробовать его бесплатную пробную версию.После этого платные планы начинаются от 119 долларов в год и варьируются до 1199 долларов в год.

14. Sculptris.

Sculptris использует цифровую скульптуру для создания потрясающих 3D-моделей. Это означает, что программа позволяет создавать 3D-модели, формируя любую сетку с помощью различных мазков кисти. Этот процесс выглядит как формирование комка глины в реальном времени.

Подходит для:

Sculptris лучше всего подходит для художников и профессионалов из творческих сфер.

Основные характеристики:

• Пользователи могут создавать 3D-модели в цифровом виде
• Предлагает более естественную кривую обучения благодаря удобному интерфейсу
• Он использует поверхности с бесчисленными треугольниками, чтобы не беспокоиться о создании фигур с привязкой.
• Программа позволяет добавлять детали к различным деталям с помощью кистей разного размера.
• Вы можете использовать его режим симметрии, чтобы убедиться, что модель симметрична с обеих сторон.

Минусы:

• Являясь программным обеспечением начального уровня для начинающих, оно обеспечивает ограниченные функциональные возможности.
• Не может использоваться для создания сложных 3D-моделей и распечаток.
• Больше не в разработке.Таким образом, он может не работать на новом оборудовании и версиях операционной системы
.

Стоимость:

Sculptris доступен бесплатно.

15. OnShape.

Облачное программное обеспечение для 3D-моделирования — один из наиболее эффективных вариантов для 3D-моделирования и печати. Надежное программное обеспечение легко использовать по сравнению с другим программным обеспечением, доступным на рынке. Хорошая новость заключается в том, что он полностью построен в облаке, что помогает сэкономить много места для хранения.

Подходит для:

Поскольку OnShape является облачным, он лучше всего подходит для команд, которым необходимо регулярно эффективно сотрудничать в различных проектах.

Основные характеристики:

• Созданный с нуля в облаке, он предлагает функции непрерывной совместной работы.
• Он совместим со всеми платформами и устройствами, включая настольные компьютеры, смартфоны и планшеты.
• Построен с учетом потребностей проектировщиков, инженеров и производителей
• Это лучший вариант для гибких команд, которым требуется тесное сотрудничество и интеграция.
• Он предлагает эффективные инструменты для создания подробных и захватывающих 3D-моделей для печати. ​​
• Программное обеспечение предоставляет единую основную версию данных программы САПР, избавляя от проблем с копированием файлов или лицензией на программное обеспечение.

Минусы:

• Сложно найти команды для продукта Onshape

Стоимость:

Для основных функций вы можете использовать бесплатную версию.Для более продвинутых функций вы можете инвестировать в платный план, начиная со 125 долларов в месяц за пользователя при ежегодной оплате.

16. Мешмиксер.

Meshmixer — один из наиболее часто используемых инструментов в этом списке. Основная причина его популярности заключается в том, что он оснащен возможностями для работы с треугольными сетками. Он также предлагает функции, позволяющие эффективно редактировать и моделировать 3D-модели.

Подходит для:

Meshmixer лучше всего использовать для подготовки 3D-моделей.

Основные характеристики:

• Пользователи могут легко создать файл.stl из файла .obj для быстрого форматирования или корректировки 3D-модели
• Он предлагает простой и понятный пользовательский интерфейс.
• Программное обеспечение способно смягчить текстуру, чтобы обеспечить лучшую отделку 3D-модели.
• Meshmixer способен преобразовывать любой вид сетки в твердую 3D-модель.
• Автосохранение последней версии модели
• Он предлагает расширенные инструменты выбора, включая лассо поверхности, кисть и ограничения.

Минусы:

• Программа сталкивается с проблемой внезапного отказа
• В некоторых случаях программа просмотра деталей 3D становится сложной и трудной для проверки

Стоимость:

Meshmixer доступен совершенно бесплатно.

17. 3D Slash.

Если вы нетехнический человек, интересующийся 3D-моделированием и печатью, то 3D Slash поможет вам. В этом инструменте используется простой подход, и им приятно пользоваться. Его расширенные функции и уникальный пользовательский интерфейс упрощают печать 3D-моделей.

Подходит для:

3D Slash — один из лучших вариантов для начинающих пользователей или пользователей с ограниченными техническими знаниями.

Основные характеристики:

• Позволяет вставлять закругленные формы или STL / OBJ в 3D-модели.
• Новая версия объединила функции Basic и Expert в одну версию
• Он предлагает режим высокой четкости для более точного моделирования и редактирования 3D-моделей.
• Вы можете легко нанести цвет под блок с помощью инструмента для шприца
• Программное обеспечение оснащено режимом VR, позволяющим пользователям визуализировать 3D-модель в виртуальной реальности.
• Он способен эффективно редактировать файл STL

Минусы:

• Не подходит для профессионалов, которым требуются расширенные функции и расширенные возможности настройки.
• Недостаточно для промышленного использования

Стоимость:

Платные планы начинаются от 2 долларов в месяц и составляют до 20 долларов в месяц.Вы также можете выбрать план Freemium.

Примечание: инструменты, еще не проверенные и включенные в список: Blender, Netfabb, Pixologic ZBrush, Repetier,

.

Что такое программа для 3D-печати?

Раньше на разработку программного обеспечения для 3D-моделирования уходило целое состояние. Вдобавок ко всему, для работы с ним вам потребуется определенный набор знаний. Но теперь программные инструменты для 3D-печати стали более удобными в проектировании и проектировании.

3D-печать преобразует 3D-модели в реальные модели, которые вы можете потрогать и использовать в реальном мире с моделями автоматизированного проектирования (CAD).

Программное обеспечение принимает 3D-модель в качестве входных данных и направляет 3D-принтер для создания копии модели. В 3D-принтер заправлен картридж из материала и необходимых цветов для печати модели.

Кроме того, перед окончательной печатью 3D-модель оптимизируется для печати, чтобы гарантировать, что дизайн не сломается во время печати и не деформируется во что-то еще.

Сегодня эти инструменты оснащены несколькими расширенными функциями, такими как совместная работа в облаке и совместимость с виртуальной реальностью, для эффективного моделирования 3D-модели.Наряду с этими функциями вы также получаете удобный интерфейс, который позволил нескольким нетехническим специалистам войти в эту область.

Кроме того, необходимо ознакомиться с другими терминами:

• Слайсер (также называемый программным обеспечением для нарезки): программное обеспечение , используемое в большинстве процессов 3D-печати, преобразующее 3D-объекты в конкретные инструкции принтера.
• Моделирование наплавленным наплавлением (FDM): процесс 3D-печати, в котором используется непрерывная нить из контролируемого компьютером термопластического материала для создания печатной формы для объектов.
• Параметрическая 3D-печать: относится к модели, определяемой отдельными параметрами (определенной длиной, высотой и шириной, которые можно редактировать во время и после процесса моделирования.
• G-Code: стандартный язык программирования для 3D-принтеров, содержащий команды для перемещения деталей внутри принтера.

Как выбрать лучшее программное обеспечение для 3D-печати?

Поскольку на рынке доступно множество инструментов, очень важно знать, какой инструмент лучше всего подойдет для ваших требований.

Вот несколько вещей, которые вы должны помнить, прежде чем выбрать правильное программное обеспечение для 3D-печати:

• Настройка — Ищите функции настройки, такие как скульптура, история редактирования и возможность использовать 2D-модели для создания 3D-моделей. Отличные функции настройки помогут вам создавать более потрясающие отпечатки 3D-моделей.
• Совместная работа — Программное обеспечение для 3D-проектирования с облачными возможностями позволит вам и вашей команде более эффективно сотрудничать с помощью 3D-моделей и инструментов проектирования.Благодаря облаку пользователи также могут использовать программное обеспечение из любого места для помощи в 3D-моделировании и печати.
• Формат файла — Чем больше форматов файлов поддерживает инструмент, тем проще импортировать и включать новые элементы в 3D-модель.
• Моделирование — Функция моделирования с помощью виртуальной реальности может помочь дизайнерам найти пробелы и ошибки в проекте на начальном этапе. Это помогает, позволяя просматривать историю моделей и экономит время и ресурсы.
• Масштабируемость — Ищите программное обеспечение для 3D-моделирования, которое предлагает мощные инструменты настройки для эффективного масштабирования 3D-модели до любых пределов.Это позволит вам создавать 3D-модели любой формы и размера.

Краткое содержание.

Это были одни из лучших доступных программ для 3D-печати. Все эти инструменты способны удовлетворить ваши потребности.

Однако, когда дело доходит до выбора какого-либо конкретного программного обеспечения, лучшего варианта не существует. Лучше всего критически проанализировать каждый инструмент на предмет соответствия вашим требованиям, чтобы принять правильное решение. Независимо от того, являетесь ли вы любителем, предпринимателем или создателем видеоигр, вам необходимо выбрать программное обеспечение 3D CAD, которое подходит именно вам.

Вот несколько важных моментов, которые вы, возможно, захотите принять во внимание:

• Ваш бюджет — Убедитесь, что стоимость подписки на программное обеспечение входит в ваш бюджет при соблюдении всех требований. Например, если вы новичок, то было бы лучше начать с вариантов с открытым исходным кодом, которые доступны бесплатно.
• Характеристики — Некоторые инструменты идеально подходят для промышленного использования и имеют множество дополнительных функций.Здесь вам нужно задать себе вопрос — полезны ли эти функции? Стоит ли платить за такие сложные функции? Если да, то сделайте покупку.
• Learning Curve — Некоторые инструменты имеют расширенные функции и требуют написания сценариев. Это потребует глубокого обучения для пользователей, которые плохо разбираются в технологиях 3D-печати. Следовательно, обязательно исследуйте уровень кривой обучения, который вам потребуется для эффективного использования программного обеспечения. Кроме того, выясните, достаточно ли у вас опыта и интеллекта, чтобы легко разобраться в таких сложностях.

Помня об этом и проявив должную осмотрительность, вы можете легко выбрать идеальное программное обеспечение для 3D-печати, соответствующее вашим требованиям.

3D-печать никогда не была такой простой, благодаря всем впечатляющим умам, создавшим программное обеспечение из этого списка.

Какое программное обеспечение для 3D-печати вы планируете использовать? Оставьте свой отзыв и комментарий ниже.

Рекомендуемые ресурсы на AdamEnfroy.com: Чтобы продолжить ваше исследование, ознакомьтесь с моим руководством о том, как зарабатывать деньги в Интернете и о лучших бизнес-идеях, которые можно попробовать в этом году.

реальных приложений 3D-печати

3D-печать за эти годы претерпела ряд изменений. Вначале 3D-печать была трудоемкой и дорогостоящей и не очень практичной для приложений за пределами промышленности. Однако с появлением сегодня более гибких и экономичных методов 3D-печати есть области, где 3D-печать стала практическим инструментом.

Запасные части

Одна из самых больших областей роста в 3D-печати — это промышленность запасных частей.Одна из причин этого заключается в том, что детали можно печатать по запросу без необходимости хранения их на складе. Кроме того, если деталь больше не производится, замену можно спроектировать и напечатать довольно легко по сравнению с другими производственными процессами. Индустрия запасных частей претерпевает огромные изменения из-за аддитивного производства. Теперь вы можете просто загрузить и распечатать запасную часть на своем домашнем 3D-принтере.

Полезные предметы

Иногда практическое приложение не обязательно должно быть промышленным приложением для потребительского приложения; это может быть просто что-то функциональное.Как дизайнер, вы можете создать все, что вам нужно, практически для любых целей. С помощью 3D-печати вы можете превратить этот дизайн в рабочий физический объект.

Подумайте о том, что вы делаете каждый день дома или в офисе, что можно было бы упростить. Или подумайте об организации и о том, где было бы полезно иметь что-то, предназначенное для определенной цели. Например, очень простая конструкция настенного кронштейна для подвешивания наушников возле компьютера.

Отраслевые приложения

3D-печать распространяется во многих отраслях.

Профессиональный

Профессиональные приложения на сегодняшний день являются самой большой категорией, связанной с использованием 3D-печати. Хотя эта категория продолжает расти, есть некоторые ключевые области, в которых широко применяются технологии аддитивного производства.

Прототипирование

Первым и самым крупным применением технологии 3D-печати является разработка прототипов.На заре 3D-печати дизайнеры и инженеры поняли, что они могут сэкономить время и деньги, напечатав прототипы, а не обработав их на станке. Сначала прототип нужно было отправить в сервисное бюро, если только компания не могла позволить себе один из немногих принтеров по очень высокой цене, которые были доступны в то время. Однако всего за последние несколько лет стоимость принтеров резко снизилась, а качество печати повысилось до уровня, когда даже недорогие принтеры могут печатать детали, достаточно хорошие для прототипов.

Личный

С появлением в 2008 году недорогих 3D-принтеров появилась новая форма выражения, поскольку стала доступной продукция. Люди сразу же начали использовать свои принтеры для создания всех типов 3D-печатных дизайнов. Среди огромного количества категорий вещей, которые печатаются на 3D-принтере, некоторые из наиболее популярных создаваемых моделей можно разделить на три основные категории: искусство и дизайн, косплей, игрушки и игры.

Самые активные технологии

Хотя сегодня в мире 3D-печати используется ряд технологий, некоторые из них стали преобладающими.Это происходит по нескольким причинам, но основная причина — прекращение действия патентов на несколько ключевых элементов каждой из этих технологий. Общим фактором для всех технологий 3D-печати является идея создания детали из последовательных слоев материала.

FFF / FDM

Fused Filament Fabrication (FFF) или Fused Deposition Modeling (FDM) — это процесс 3D-печати, в котором используется нить пластиковой нити, которая выдавливается через нагретое сопло.Эта технология является самой популярной из всех технологий 3D-печати, поскольку проста в реализации и позволяет создавать продукты очень высокого качества. Это технология, которая существует с начала 1990-х годов, и представляет собой процесс, который был разработан С. Скоттом Крампом, а затем коммерциализирован и продан под аббревиатурой FDM компанией Stratasys Inc.

.

С истечением срока действия оригинального патента возрос интерес, первоначально со стороны любителей и энтузиастов, к разработке технологии как для профессионалов, так и для потребителей.Сегодня существуют сотни принтеров, использующих эту технологию, цена которых варьируется от нескольких сотен долларов и выше.

SLA

Стереолитография — это термин, введенный Чаком Халлом в 1986 году после того, как он запатентовал его как метод создания трехмерных объектов с использованием ультрафиолетового света и жидкого фотополимера. Первоначальная конструкция использовала ультрафиолетовый лазер, который фокусировал луч на дно емкости со смолой. Лазер отвердит смолу для этого слоя, и модель будет поднята, а под предыдущим будет создан другой слой.Таким образом создается трехмерный объект путем добавления последовательных слоев.

Эта технология была выведена на рынок компанией 3D systems, которая разработала ряд 3D-принтеров SLA, которые используются до сих пор. Одним из основных преимуществ стереолитографии является возможность создавать детали очень высокого качества с мельчайшими деталями поверхности. Используя лазерный или DLP-проектор, современные принтеры могут разрешать детали размером всего несколько микрон в поперечнике. Это делает стереолитографию идеальной для создания украшений и других предметов с высокой детализацией.Как и в случае с FDM, срок действия патента на эту технологию истек, что позволяет большому количеству принтеров быть доступными на рынке.

Важные вопросы

С появлением аддитивного производства на первый план вышел ряд вопросов. Многие из этих проблем еще предстоит решить, и для их решения может потребоваться вмешательство правительства.

Степень защиты IP

Сегодня защита интеллектуальной собственности — это проблема номер один, связанная с 3D-печатью и аддитивным производством.По некоторым оценкам, глобальные потери интеллектуальной собственности из-за 3D-печати превышают 100 миллиардов долларов в год. Аддитивное производство за несколько лет отменило то, на что в производстве потребовались десятилетия. Он полностью изменил традиционные цепочки поставок и позволяет пользователям обходить производителя и печатать на 3D-принтере физическую деталь, созданную на компьютере или отсканированную в 3D. Это позволяет пользователям печатать практически все, даже патентованные и защищенные авторским правом дизайны. И эта проблема будет продолжать расти вместе с ростом индустрии 3D-печати.

Традиционно у производителя была жестко контролируемая цепочка поставок, начиная с первоначального дизайна и заканчивая конечным поставленным продуктом. Если потребителю нужен один из этих продуктов, ему нужно будет приобрести его на месте или через Интернет. Это давало производителю возможность контролировать свою продукцию и свою интеллектуальную собственность.

С появлением 3D-печати все изменилось. Сейчас создано большое количество различных типов цепочек поставок.Каждая из этих новых цепочек поставок создает потенциальные риски кражи интеллектуальной собственности, а если не прямой кражи, то по крайней мере потери контроля над этой собственностью.

Это реальность 3D-печати сегодня. Цифровые файлы реальных вещей переходят из рук в руки, практически не имея контроля над тем, кто их создает и когда они создаются. Именно здесь была музыкальная индустрия во времена Napster. Сегодня разница в том, как основные игроки справляются с потерей контроля над IP. Пока что отрасли, в наибольшей степени затронутые 3D-печатью, сделали шаг назад и смотрят, куда все идет.Это не значит, что они не собираются преследовать кражу интеллектуальной собственности; множество компаний активно удаляют модели-нарушители с таких сайтов, как Thingiverse и другие. Именно умные компании видят будущее и хотят стать его важной частью.

С появлением 3D-печати проблема защиты интеллектуальной собственности становится все более сложной. Многие обращаются к регулирующим органам и организациям, связанным с интеллектуальной собственностью, для разработки правил, с которыми может работать каждый. Это будет непростая задача.

Безопасность и взлом

Компьютерная безопасность — главный приоритет для каждой отрасли, связанной с компьютерами и киберпространством.Лишь недавно кибербезопасность и угрозы взлома вышли на первый план в 3D-печати. Когда дело доходит до безопасности аддитивного производства, промышленность не воспринимает это как должное. Когда дело доходит до технологии 3D-печати, с безопасностью связано несколько проблем. Двумя наиболее обсуждаемыми являются целенаправленное введение дефектов печати и кража файлов данных для печати с самого принтера.

Внесение дефекта в процесс печати может не повлиять на большое количество деталей.Однако, когда дело доходит до печати важнейших компонентов для авиации, автомобилестроения и других отраслей, дефект печати может иметь катастрофические последствия. Взять, к примеру, печать сопла ракеты. Идеальная печать будет соответствовать всем техническим требованиям и выдерживать нагрузки и деформации, на которые была рассчитана деталь. Когда дефект намеренно вводится по гнусным причинам, эта деталь больше не может работать должным образом и потенциально может быть причиной отказа детали.

Взлом компьютерной системы и кража данных не новость для мира киберпространства. Сегодня многие 3D-принтеры подключены напрямую к внутрисетевым системам. Из-за этого они уязвимы для посторонних злоумышленников. Маловероятно, что средний человек столкнется с проблемой взлома своего 3D-принтера и кражи данных, но это остается проблемой для крупных производителей, которые относятся к этому очень серьезно.

Безопасность материалов

Одна из проблем, которая была частью производства с самого начала, — это вопрос безопасности материалов.Вопросы безопасности материалов, связанные с 3D-печатью, во многом зависят от используемого процесса. Изучение нескольких различных типов материалов позволяет выявить некоторые проблемы, связанные с обращением с этими материалами, и меры безопасности, которые необходимо применять.

В принтерах

FDM или FFF для печати используются различные волокна. Безопасность материалов для самых разных нитей резко варьируется. PLA (полимолочная кислота) и ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) являются двумя наиболее часто используемыми материалами для 3D-принтеров на основе волокон.PLA — это термопластичный полиэстер, полученный из кукурузного крахмала. Обычно это считается достаточно безопасным материалом для работы, и его можно использовать практически во всех средах, имея в виду, что всегда хорошо иметь циркуляцию чистого воздуха, независимо от того, на каком материале вы печатаете.

ABS, с другой стороны, производится из акрилонитрила, бутадиена и стирола и является продуктом на нефтяной основе. Газы и твердые частицы, образующиеся при печати на волокнах АБС, выбрасываются в воздух и потенциально опасны для здоровья человека.Поэтому при печати с использованием АБС важна не только хорошая вентиляция, но и фильтрация воздуха, выходящего из принтера.

Существует множество других типов волокон для печати на основе плавленых волокон. Каждый производитель может иметь разную рецептуру и использовать разные материалы. Материалы, которые можно добавить, такие как металл, дерево, кирпич и другие, изменяют состав нити. Чтобы узнать о безопасности этих материалов, обратитесь к паспорту безопасности материала от производителя.

В стереолитографии используются жидкие УФ-отверждаемые смолы для создания трехмерных объектов. Многие из этих смол представляют собой смесь акриловой кислоты, смешанной с фотоинициатором, и могут вызывать раздражение кожи, дыхательных путей и глаз. Это одни из проблем, которые могут вызвать эти смолы, поэтому важно следовать всем инструкциям производителя принтера для безопасного обращения с материалами.

Селективное лазерное спекание, струйная печать связующего и другие методы печати, основанные на мощности, используют очень малую мощность.Этими силами могут быть металлы, пластмассы или другие материалы, такие как гипс. Эти материалы могут представлять опасность для здоровья человека при их вдыхании и неправильном обращении. Некоторые из них также могут стать взрывоопасными при воспламенении от искры или пламени. Безопасное обращение с этими материалами может увеличить стоимость настройки печати.

Стивен Счейн (Steven Schain) — руководитель постпроизводства всех продуктов CADLearning от 4D Technologies, специализирующийся на разработке продуктов CADLearning для СМИ и развлечений для Autodesk, Inc., программное обеспечение, включая программное обеспечение 3ds Max и программное обеспечение Maya.

25 (Неожиданно) Примеры использования 3D-печати

Несколько лет назад шумиха вокруг индустрии 3D-печати казалась оглушительной. Комментаторы объявили о появлении новой технологии, способной произвести революцию во всех отраслях, от медицины до разработки продуктов и производства. Возможности были неоспоримы, несмотря на молодость технологии и относительно небольшое количество вариантов использования, которые были жизнеспособными на тот момент.

Со времени того раннего ажиотажного цикла процессы 3D-печати неуклонно совершенствовались, и теперь мы начали видеть инструменты 3D-печати, которые когда-то были доступны лишь нескольким высокотехнологичным отраслям, но стали доступными для более широкого круга предприятий.

Загрузите полноразмерную инфографику, чтобы увидеть, как изменилась индустрия аддитивного производства за последнее десятилетие.

3D-печать, также известная как аддитивное производство, создает трехмерные компоненты из моделей САПР. Он имитирует биологический процесс, слой за слоем добавляя материал для создания физической части.С помощью 3D-печати вы можете создавать функциональные формы, используя меньше материалов, чем традиционные методы производства.

Результатом более широкой доступности 3D-печати стало то, что огромное количество отраслей начинают ощущать прорыв. Поскольку рабочий процесс 3D-печати дает возможность как отдельным лицам, так и организациям контролировать свои собственные процессы проектирования и производства, появляется все больше и больше вариантов использования.

Читайте дальше, чтобы узнать о 25 (часто неожиданных) сценариях использования 3D-печати, которые показывают, насколько широко используется эта технология.

Автомобильная промышленность уже несколько десятилетий использует потенциал 3D-печати. 3D-печать чрезвычайно полезна для быстрого создания прототипов и доказала свою способность значительно сократить время проектирования и сроки изготовления новых моделей автомобилей.

3D-печать также расширила производственный процесс в отрасли. Изготовленные на заказ приспособления, приспособления и другие инструменты, которые могут потребоваться для одной детали автомобиля, особенно когда речь идет о высокопроизводительных машинах, когда-то требовали набора специальных инструментов, увеличивая стоимость и делая процесс в целом все более и более сложным.

С помощью 3D-печати можно создавать специальные приспособления и другие детали небольшого объема непосредственно для производственной линии. Производители могут сократить время выполнения заказа до 90% и снизить риски за счет интеграции процессов 3D-печати. Благодаря оптимизации собственного производства производственный процесс в целом становится более эффективным и прибыльным.

На производственном предприятии Pankl Racing Systems инженеры используют изготовленные на 3D-принтере специальные приспособления для изготовления мотоциклетного снаряжения.

По мере того, как качество цифрового рабочего процесса продолжает расти, поскольку материалы становятся лучше, а процессы становятся более доступными, мы будем видеть все больше и больше деталей, напечатанных на 3D-принтере, в автомобилях, что расширяет возможности для настройки дизайна и приводит к повышению производительности.Еще немного дальше, но некоторые компании уже работают над полностью 3D-печатными автомобилями.

3D-печать запускает революцию в дизайне ювелирных изделий. Создание 3D-печатных изделий, которые имели бы внешний вид и ощущения, сравнимые с традиционными ручными и литыми украшениями, было сложной задачей. Однако после последнего раунда достижений в специализированных программах 3D-моделирования высокого класса и с появлением большего количества предлагаемых материалов для печати все больше и больше дизайнеров ювелирных изделий теперь предпочитают 3D-модели и печать своих дизайнов традиционным методам ручной работы.

Ювелирные 3D-принтеры создают изделия из смолы или воска на основе 3D-модели ювелирного дизайна. Цифровые модели легко редактируются, что делает создание прототипов ювелирных изделий с помощью 3D-печати невероятно дешевым и удобным.

В результате покупательский опыт становится более осязательным — теперь клиенты могут примерить прототипы изделий, которые они разработали, чтобы убедиться, что они выглядят и ощущаются как раз перед покупкой.

Окончательный дизайн можно затем напечатать на 3D-принтере и отлить в форме, используя тот же рабочий процесс, что и для традиционных ювелирных изделий.Результаты могут быть ошеломляющими:

Ювелирные изделия, отлитые с использованием трехмерного печатного шаблона, изготовленные с помощью стереолитографии (SLA). Технология трехмерной печати.

Благодаря цифровому рабочему процессу, дополняющему традиционные методы производства, и появлению в мастерской все большего числа новых дизайнеров, обладающих навыками CAD / CAM, ювелирные изделия на заказ быстро становятся более доступными, что позволяет производителям ювелирных изделий и розничным торговцам налаживать более тесные отношения со своими клиентами.

Все, что может изменить методы проектирования и производства, как 3D-печать, обязательно вызовет волну в производстве.Но есть потенциальные преимущества у использования 3D-печати в этой области, которые труднее визуализировать.

Одно из них — перенос производства. В последние десятилетия в обрабатывающей промышленности США наблюдается явный спад, поскольку фирмы переводят операции за границу, чтобы воспользоваться более низкой стоимостью рабочей силы. Коммерческий смысл этого шага неоспорим, поскольку «инструмент, сделанный в Китае или Вьетнаме, может стоить от 10 000 до 50 000 долларов США меньше, чем инструмент, сделанный в США».

Оффшоринг, тем не менее, имеет свои недостатки в дизайне и производственном процессе.Сроки выполнения заказов часто бывают долгими, а импорт продукции из-за границы обходится дорого и не наносит вреда окружающей среде.

3D-печать с ее способностью создавать более сложные конструкции может снова превратить оншоринг в привлекательную перспективу. Его полезность для процесса проектирования, способность резко сократить время выполнения заказа и повысить эффективность — все это делает собственное производство снова жизнеспособным.

Последствия потери или поломки частей продуктов или устройств могут варьироваться от неудобных до катастрофических.

3D-печать оставит в прошлом те дни, когда приходилось платить непомерные расходы на ремонт или выбрасывать в основном работающее устройство, позволяя потребителям производить замену и запасные части.

Инженеры Ashley Furniture использовали 3D-печать, чтобы заменить вакуумное фиксирующее кольцо на станке для точечного сверления. Вместо того, чтобы покупать весь модуль за 700 долларов, они смогли выполнить 3D-сканирование детали, чтобы запечатлеть геометрию, и напечатать запасную часть за 1 доллар.

Цифровой рабочий процесс означает, что дорогостоящее хранение редко заказываемых запасных частей больше не будет проблемой для производителей, а у потребителей появится шанс на замену даже снятых с производства компонентов.

Уменьшение веса — это основной способ, с помощью которого 3D-печать позволила аэрокосмической отрасли значительно сэкономить. Меньший объем компонентов, необходимых для 3D-печатной конструкции детали, приводит к тому, что детали становятся легче в целом — это, казалось бы, небольшое изменение в производстве положительно влияет на полезную нагрузку самолета, выбросы, расход топлива, скорость и безопасность, при этом заметно сокращая производство. трата. Как и во многих других областях, рабочий процесс также позволяет производить компоненты, слишком сложные для традиционных методов.

Инженеры GE напечатали на 3D-принтере топливную форсунку и сумели объединить 20 частей в единый блок, который весил на 25% меньше, чем его предшественники, и был более чем в пять раз прочнее. (Источник: GE)

Такие компании, как GE, Boeing и Airbus, подтвердили ценность 3D-печати и уже внедряют тысячи 3D-печатных деталей в свои корабли.

Очки подходят для всех форм лица, поэтому они также могут извлечь явную выгоду из безграничных возможностей 3D-печати для индивидуальной настройки.Новые конструкции, предназначенные для оптимизации комфорта и качества дизайна, могут быть, как и везде, быстро прототипированы с использованием 3D и произведены с меньшими затратами и с большим удобством для заказчика.

В результате получаются более легкие, более удобные очки, производимые с минимальным количеством отходов. Некоторые компании в этой области даже используют атрибуты производства 3D-печати, чтобы побудить клиентов создавать свои собственные очки, что отлично подходит для повышения лояльности к бренду и расширения возможностей потребителей.

Индустрия спортивной обуви долгое время полагалась на технологии для оптимизации характеристик своей продукции, и благодаря цифровому рабочему процессу у них есть больше возможностей для настройки, чем когда-либо.

Две модели обуви ограниченного выпуска с напечатанной на 3D-принтере межподошвой, разработанной New Balance и напечатанной на 3D-принтере с использованием технологии 3D-печати Formlabs SLA.

Крупные бренды, такие как New Balance, Adidas и Nike, осознав силу аддитивного производства, намереваются массово производить нестандартные межподошвы из материалов, напечатанных на 3D-принтере. Как и в других отраслях, здесь цифровой рабочий процесс будет дополнять традиционные методы производства — критически важные, настраиваемые компоненты каждого продукта будут доверены 3D-печати, а остальные оставлены традиционным средствам.

В области с такой страстной базой потребителей 3D-печать также напрямую расширяет возможности клиентов. Это позволит потребителям создавать собственную обувь как для личного, так и для широкого потребления. Вирусный потенциал этого аспекта 3D-печати уже используется брендами.

Одна из областей, в которой, вероятно, столкнутся коммерческий и художественный потенциал 3D-печати, — это мода и умная одежда. По мере увеличения количества материалов и текстиля, которые можно использовать в трехмерном рабочем процессе, дизайнерам будет предоставлен огромный спектр новых возможностей.

Технология 3D-печати может не только изменить производство текстиля, но также даст возможность создавать новые ткани, например, пуленепробиваемые, огнестойкие и способные сохранять тепло. Эта конкретная ветвь 3D-рабочего процесса еще не доведена до совершенства, но в ближайшем будущем мы увидим, как 3D-печать выйдет из музеев, а от кутюр в бутики.

Художники, уполномоченные рабочим процессом, также использовали трехмерную умную одежду в качестве «персонализированной, носимой, управляемой данными скульптуры» с художественной целью.

Создание моделей — еще одна нишевая практика, для которой идеально подходит рабочий процесс 3D. Там, где реалистичные репродукции когда-то были чрезмерно дорогими или невозможными для моделирования, качество детализации и отделки, достигаемое с помощью методов 3D-печати, сделало производство реалистичных, детализированных миниатюр и масштабных моделей более доступным и легким.

CAD может легко решить ранее сложные задачи моделирования, давая возможность дизайнерам по существу реконструировать такую ​​сложную конструкцию, как двигатель, с помощью 3D-сканирования или ракет SpaceX.

Внутренний производственный аспект цифрового рабочего процесса позволяет бизнесу, который вращается вокруг пользовательского моделирования, масштабироваться на традиционно нишевом рынке. Например, обширная интеграция настольных 3D-принтеров DM-Toys позволила им как разрушить давний европейский рынок модельных железных дорог, так и доставлять клиентам товары быстрее и дешевле.

3D-печать идеально подходит для создания реалистичных, детализированных миниатюр и масштабных моделей.

Универсальность и широкие возможности настройки с помощью 3D-печати означают, что она очень полезна в сферах медицины.Мы уже видели, как это начало трансформировать сферу аудиологии. Специалисты по слуху и лаборатории по изготовлению ушных форм уже много лет используют эту технологию для производства больших объемов специализированных ушных изделий, таких как слуховые аппараты, защитные заглушки и наушники.

3D-печать идеально подходит для аудиологии, поскольку предлагает возможности настройки без дополнительных затрат, которые раньше были сложными и дорогостоящими при использовании традиционных методов.

По мере того, как технология становится более доступной, мы будем видеть все больше и больше потребительских приложений, таких как индивидуальные наушники: процесс будет таким же простым, как посещение магазина, сканирование ушей и 3D-печать ваших индивидуальных наушников.

Как и в случае с ювелирными изделиями, с помощью 3D-печати можно создавать большое количество сложных дизайнов с низкими затратами и сокращать время выполнения заказа. Всем этим можно управлять с помощью принтера, достаточно маленького, чтобы поместиться на рабочем столе. Аудиологи видят снижение производственных затрат и сокращение их потребности в аутсорсинге (что важно для малых предприятий).

Пара наушников, изготовленных по индивидуальному заказу с использованием технологии 3D-печати Formlabs.

Клиенты напрямую почувствуют преимущества, поскольку благодаря чрезвычайно точной настройке своих 3D-печатных аудиоустройств они могут рассчитывать на новые уровни специализации и комфорта в своих наушниках.

Стоматология также была одним из самых известных пользователей 3D-печати, настольные 3D-принтеры становятся все более распространенным явлением в стоматологических лабораториях и клиниках. Фактически, популярные прозрачные выравниватели, термоформованные на 3D-печатных формах, возможно, являются самым успешным применением 3D-печати, которое мы видели на сегодняшний день.

Постоянное создание высококачественных и доступных по цене стоматологических продуктов оказалось сложной задачей из-за уникальности каждого стоматологического случая и большого количества возможностей для человеческой ошибки.Цифровые рабочие процессы в стоматологии открывают возможности для большей согласованности, точности и точности, чем раньше. Внутриротовое цифровое сканирование оттисков может предоставить технические специалисты гораздо более точные данные, позволяя легко создавать воспроизводимые модели с помощью 3D-печати и повышать эффективность как в стоматологической практике, так и в лаборатории.

Стоматологические 3D-принтеры в основном используют процессы 3D-печати на основе смолы, такие как SLA или цифровая световая обработка (DLP), для создания различных показаний, таких как хирургические шаблоны, стоматологические модели, формы для прозрачных выравнивателей, зубные протезы или литые модели для коронок и т. Д. мосты быстро, с повышенной точностью и более низкой стоимостью, чем традиционные методы.

Результатом для клиента является множество стоматологических продуктов, которые лучше подходят и работают лучше, с более высоким клиническим одобрением пациентом. Время, сэкономленное за счет оптимизированного рабочего процесса, приводит к повышению производительности, снижению материальных затрат и лучшим результатам для пациентов.

Набор стоматологических товаров, изготовленных с использованием стереолитографической технологии 3D-печати. Влияние

3D-печати не ограничивается улучшением рабочих процессов или обеспечением быстрого прототипирования.Он также может напрямую изменить жизнь. Поскольку 30 миллионов человек во всем мире нуждаются в протезах и скобах, есть надежда, что 3D-печать может предоставить новые решения, в которых стоимость и технические характеристики традиционно были препятствиями.

Существует глобальная нехватка протезов относительно спроса, а временные и финансовые затраты, необходимые для приобретения необходимого протезирования, могут оказаться непомерно высокими, особенно с учетом степени индивидуальной настройки и высокой потребности в протезах, например, в развивающихся странах.Протезы и скобы, изготовленные не по спецификации, могут в конечном итоге вызвать дискомфорт у тех, кому они должны помогать и расширять возможности.

3D-печать может стать доступной альтернативой, которая, как и многие другие достижения медицины, может обеспечить терапию, которая в большей степени соответствует потребностям пациента. Доступность и настраиваемость методов 3D-печати может существенно изменить качество жизни к лучшему для тех, кто страдает от травм или инвалидности, как мы видели в этой истории об отце и сыне.

Ортезы можно индивидуально адаптировать к потребностям каждого пациента с помощью 3D-печати.

3D-печать также может помочь в ключевые моменты хирургической операции. Врачи могут сканировать пациента перед операцией и создавать индивидуальные 3D-печатные анатомические модели для планирования и практики операции.

Например, исследователи из университетской клиники Любека снизили риски при операциях на головном мозге с помощью 3D-печати артерий. В других странах медицинские работники удвоили объемы 3D-печати, чтобы создавать быстрые и реалистичные 3D-хирургические модели.

В хирургических случаях 3D-печать может значительно улучшить существующие физические практики — например, менее точное использование камер для оценки состояния органа в реальном времени. Объединив аспекты цифрового рабочего процесса с использованием компьютерной инженерии и визуализации данных, врачи смогли создать эти тщательно смоделированные объекты и работать с новой степенью точности и осторожности в момент лечения.

3D-печать также сделала реальностью ранее невозможные операции.Замена верхней челюсти, формирование нового черепа и замена раковых позвонков — все это было немыслимо до появления передовых технологий трехмерной визуализации и печати, но благодаря этому теперь успешно выполняются.

Модель стопы пациента, сделанная в соответствии со спецификациями с помощью 3D-печати, используется для подготовки врачей к сложным случаям.

Несмотря на то, что технология 3D-печати развивалась за последние несколько лет, в настоящее время разрабатываются еще более эффективные и, казалось бы, маловероятные варианты ее использования.Печатные органы — одно из них.

Возможность легко создавать новые органы на протяжении десятилетий была мечтой ученых, работающих в области регенеративной медицины. Хотя он все еще находится на ранней стадии, использование трехмерного рабочего процесса для создания органической ткани, подходящей для трансплантации, приносит первые плоды. Такие компании, как Organovo, и различные другие лаборатории и стартапы по всему миру сделали создание ткани печени с помощью 3D-печати одним из приоритетов своих исследований.

Создание 3D-органов сосредоточено на практике биопечати, специализированного ответвления 3D-печати, которая берет клетки от доноров, превращает их в биочернила, пригодные для печати, а затем наслаивает и культивирует их в зрелую ткань, готовую к трансплантации органов.

Потенциальные преимущества использования технологии 3D-печати для трансплантации необходимых органов неисчислимы. Более того, они еще могут проложить путь к еще большим успехам в регенеративной медицине, предлагая новые безопасные способы разработки и тестирования лекарств, которые могут лечить заболевания органов и вообще предотвращать необходимость в трансплантации органов.

Поскольку отрасль уже основана на геометрическом дизайне, прототипировании и моделировании, архитектура может значительно выиграть от достижений в технологии 3D-печати.Мы видели, как цифровой рабочий процесс создает сложные архитектурные масштабные модели во всех деталях, улучшая этап трехмерного моделирования архитектурного проектирования.

Помимо экономии времени во время производства модели, модели, напечатанные на 3D-принтере, позволяют архитекторам с гораздо большей уверенностью предвидеть влияние определенных конструктивных особенностей, например, видя модель, созданную с более полным набором материалов, архитектор может измерить такие аспекты, как легкий поток через структуру с более высокой точностью.

Высокая презентационная ценность такой точной модели также означает, что 3D-печать может быть незаменимым коммерческим инструментом для фирм, стремящихся выиграть проекты и комиссионные, демонстрируя все атрибуты своего дизайна.

Цифровая модель архитектурного плана рядом с масштабной моделью, созданной с помощью 3D-печати.

Бум «аддитивного искусства» постепенно рос за последнее десятилетие или около того, и мы видели, как методы 3D-печати проникают в различные уголки мира искусства, от произведений искусства до скульптуры, пригодной для Смитсоновского института.

Использование систем 3D-сканирования фотографий для создания физических произведений искусства, процессы 3D-печати могут предоставить клиентам множество новых возможностей выбора.Эти разработки дали как художникам, так и клиентам некую новую творческую силу — все, что они могут придумать и спроектировать, они могут произвести в соответствии с очень подробными стандартами.

3D-печать уже интегрирована в производство голливудских фильмов и широко используется для создания практических визуальных эффектов и костюмов.

В то время как создание самых фантастических существ в фильмах когда-то требовало кропотливой ручной работы, возросшие требования к срокам и времени современного кинопроизводства сделали более быстрый метод создания практических эффектов жизненно важным.Студии эффектов, такие как Aaron Sims Creative, теперь используют гибридный подход, создавая практические эффекты, усиленные цифровым рабочим процессом, чтобы создать новые возможности для совместной работы и сократить время реализации идей.

Загляните за кулисы и посмотрите, как Aaron Sims Creative (ASC) использовал 3D-печать для создания монстра Stranger Things.

Художественный потенциал 3D-печати не ограничивается физическими произведениями искусства. Он также может привнести совершенно новые измерения в такие формы, как танец и музыка.

Например, рассмотрим напечатанные на 3D-принтере носимые «инструменты», разработанные Джозефом Маллоком и Яном Хаттвиком из Университета Макгилла. Используя передовые сенсорные технологии, они превращают движение, ориентацию и прикосновение в музыку.

3D-печать может даже разрушить отрасли, которые годами или столетиями находились в статичной парадигме.

Например, производство скрипок не менялось в течение нескольких сотен лет — это полностью ручной процесс мастеров, поскольку автоматизированное производство оказалось неспособным произвести инструмент с необходимым качеством отделки.

Благодаря точности детализации, на которую способна 3D-печать, мы стали свидетелями того, как индустрия, которую трудно сломать, подорвалась.

Брайан Чан, инженер Formlabs, создал полнофункциональную акустическую скрипку с использованием белой смолы Formlabs. Результат был не только реалистичным, но и полностью воспроизводимым.

Поскольку настройка и спецификация музыкальных инструментов в прошлом были дорогостоящими, возможности 3D-печати должны привести к ключевым изменениям на рынке, поскольку появляются новые и ценные конструкции, потенциально открывая путь для создания совершенно новых инструментов.

3D-сканирование, CAD и 3D-печать были использованы для восстановления работ некоторых из самых известных художников в истории, возвращая таким работам, как Микеланджело и да Винчи, их былую славу.

После оценки текущего состояния данного произведения искусства его можно отсканировать и смоделировать в цифровом виде. Возможность непреднамеренной интерпретации сводится к минимуму за счет использования существующих частей произведения в качестве основы для последующей реставрации. Реставраторы могут получить доступ к огромному количеству данных о потенциальных проблемах, а также об улучшениях, сопровождаемых документацией, дизайном форм и восстановлением.

Реконструированные детали, напечатанные на 3D-принтере, на этом реликварии из нескольких материалов видны только в ультрафиолетовом свете.

Из-за сложности задействованных функций и отсутствия методов, которые могли бы гарантировать безопасное и надежное восстановление, многие предыдущие попытки реставрации были отвергнуты как невозможные. Теперь, с помощью цифрового рабочего процесса, возможны даже невероятно сложные реставрации из нескольких материалов, как эта, проводимая в Museo Tesoro dei Granduchi во Флоренции.

3D-печать потенциально полезна как при реконструкции, так и при производстве. Работа судебно-медицинского эксперта часто затрудняется из-за неполных доказательств. Цифровые технологии могут иметь огромное значение в юридических расследованиях и могут расширить возможности судебно-медицинских экспертов по воссозданию точных моделей лиц, представляющих интерес, или потерпевших.

Цифровой рабочий процесс здесь включает преобразование компьютерных томографов в 3D-отпечатки для облегчения идентификации. Например, когда исследователи находят в качестве доказательства только часть черепа, принтер может смоделировать и воспроизвести весь образец.

Реконструкция внешнего вида жертв преступлений уже сыграла ключевую роль в достижении справедливости, еще раз доказав полезность 3D-печати, выходящую за рамки соображений дизайна и производственной эффективности.

Палеонтологи получат полевой день с 3D-печатью, так как это может помочь завершить скелеты динозавров, напечатав неуловимые отсутствующие кости.

Сотрудники Смитсоновского музея недавно провели эксперимент, напечатав недостающие кости тираннозавра в точном соответствии со спецификациями.Трехмерный рабочий процесс позволил команде широко и безопасно экспериментировать с использованием программного обеспечения для моделирования, сэкономить время и снизить риск для целостности реального скелета.

Поскольку возможности 3D-печати быстро развивались за последнее десятилетие, некоторые из самых захватывающих и неожиданных вариантов использования рабочего процесса — это те, которые, хотя и не сразу осуществимы, вскоре станут правдоподобной реальностью.

Настольная 3D-печать ограничивается производством более мелких предметов, в то время как аддитивный рабочий процесс в масштабе производства может производить гораздо более крупные функциональные компоненты.В последние несколько лет были реализованы различные инициативы по созданию домов и более крупных структур, которые полностью являются продуктом 3D-печати, открывая новые горизонты в устойчивой жизни и строительстве.

Технология 3D-печати дает архитекторам свободу формы даже при использовании ранее менее податливых строительных материалов, таких как бетон. В более широком смысле, он позволяет строить полностью экологичные и энергоэффективные дома, которые также соответствуют современным стандартам комфорта. Таким образом, строительство может быть полностью безотходным и обеспечивать очень низкие коммунальные расходы.

В феврале 2019 года техасская компания Sunconomy объявила о планах продать первый в мире дом, полностью напечатанный на 3D-принтере. Это будет выглядеть примерно так.

MX3D используют многоосевой цифровой рабочий процесс для печати моста из нержавеющей стали, который вскоре будет установлен через канал Аудезийдс Ахтербургвал в Амстердаме. (источник: MX3D)

Потеря исторических артефактов кажется ужасной из-за ощущения невозможности их воссоздания. Разрушение многих сирийских объектов наследия, таких как древний город Пальмира, руками ИГИЛ, казалось, представляет собой темный и необратимый шаг назад.Благодаря поступательным шагам в области 3D-печати мы скоро сможем воссоздать — и обеспечить — славу прошлого.

В рамках проекта «База данных миллионов изображений» проводится кампания по воссозданию разрушенных руин Пальмиры с помощью 3D-печати. Он использует 3D-модели сайта, собранные из фотографий, для создания воссозданных изображений, которые по масштабу и деталям соответствуют истории. Не менее увлекательно, что те же методы моделирования могут быть расширены, чтобы защитить великие шедевры художественной истории от потенциальной потери.

В будущем 3D-печать не только преобразит производство и дизайн, но и сможет сыграть важную роль в делах международного и исторического значения.

Имея один из самых высоких барьеров для входа в любую отрасль в мире, космические путешествия могут быть одной из самых удивительных областей инноваций в 3D-печати.

Аэрокосмический стартап Relativity протестировал создание алюминиевых ракетных двигателей с использованием аддитивного производства. В случае успеха это приложение резко сократит затраты и практические трудности космических путешествий, открыв поле для нового бизнеса и открыв огромный потенциал для роста.

Космический корабль Crew Dragon от SpaceX, оснащенный двигателями SuperDraco, напечатанными на 3D-принтере, впервые совершил полет в марте 2019 года. (Источник: SpaceX)

Выбор SpaceX в отношении 3D-печати был принят с учетом способности технологии сокращать затраты и сокращать отходы. а также сохранить гибкость производственного процесса. Было доказано, что камера сгорания двигателя, также изготовленная с помощью 3D-печати, обладает превосходной прочностью, пластичностью и сопротивлением разрушению по сравнению с обычными материалами.

Мы даже видели, как 3D-печать использовалась в космосе, когда НАСА использовало 3D-принтер для создания ключа с храповым механизмом на борту Международной космической станции, первого инструмента такого рода, который будет произведен в космосе.

Визуализация изменений в способах создания вещей, вызванных 3D-печатью, не требует того воображения, которое раньше требовалось. По мере того, как рабочие процессы развивались за последние несколько лет и закрепились в различных отраслях, мы начинаем видеть демонстрацию этого революционного потенциала.

От стоматологии и здравоохранения до потребительских товаров, архитектуры и производства — общественность все больше и больше взаимодействует с конечными продуктами 3D-печати.

Устойчивое сокращение отходов, связанных с традиционным производством, сокращение времени выполнения заказа и накладных расходов, а также расширение возможностей клиентов за счет приближения их к продукции, которую они хотят, — мы можем только ожидать, что влияние 3D-печати будет продолжать расширяться.

Узнайте больше о 3D-печати внутри компании

16 самых крутых приложений для 3D-печати — слайд-шоу

Слайд-шоу

Все, от еды до моды и реальных частей человеческого тела.

• 16 самых крутых приложений для 3D-печати

  
  3D-печать — это путь в будущее, и он становится все более доступным.Но в дополнение к новому оборудованию создается множество программного обеспечения для соответствия новым, лучшим, меньшим и более доступным машинам, которые постоянно появляются.

  Некоторые из следующих проектов невероятны: люди создают все, от еды до моды и реальных частей человеческого тела. Читайте нашу подборку самых крутых проектов.
  

  3D-печать … песен?

  
  Да, вы правильно прочитали. Помните, когда в начале 2000-х вы смотрели странное движущееся «представление» вашей песни на своем старом проигрывателе Windows Media? Это похоже на взрослую версию этого.Reify создал программное обеспечение, которое может слушать вашу музыку и создавать из нее прекрасные произведения искусства. Источник

• Тканевые украшения

  Мода часто находится на переднем крае, поэтому неудивительно, что она начала активно использовать приложения для 3D-печати. Тем не менее, что круто в приведенном выше, так это то, что вы можете использовать программное обеспечение и материалы для создания потрясающего печатного дизайна, а затем пришить его к существующему предмету одежды — это действительно изящный и настраиваемый вариант.

  Некоторые из следующих проектов невероятны: люди создают все, от еды до моды и реальных частей человеческого тела. Читайте нашу подборку самых крутых проектов.
  Источник

• Кости

  Видите тот серый кусок в позвоночнике, который держит доктор? Это позвонок, напечатанный на 3D-принтере. Не только для развлечения — как настоящий позвонок, который входит в позвоночник настоящего человека.Этот человек — Минхао, у которого был обнаружен редкий рак кости, а во втором позвонке росла злокачественная опухоль, поэтому ее нужно было заменить. Эта команда врачей напечатала ему новый порошок из титанового порошка, который легкий и прочный, а его пористая структура поможет костям со временем срастаться.
  Источник

• 3D Очки 3D?

  Найдите минутку и подумайте, чем вы занимались в 13 лет.Если ваш ответ — что-то вроде ковыряния в носу и с трудом сдаваемого по алгебре, приготовьтесь почувствовать себя неадекватным. Очки-киборги, изображенные выше, — это что-то вроде поделок из Google Glass, созданных 13-летним подростком. Он напечатал оправы очков на 3D-принтере и объединил их с другим высокотехнологичным оборудованием, чтобы создать свою собственную пару менее чем за 100 долларов.
  Источник

• Buildings

  Люди уже создают здания с помощью 3D-принтеров, но обычно путем печати частей здания, которые затем склеиваются.Здание, изображенное выше, другое. Все они будут напечатаны за один раз, как и небольшие проекты 3D-печати с очень, очень большим 3D-принтером. Соответственно, когда он будет завершен, он будет размещен в Эмиратах, а работники будут размещены в соседнем Музее будущего.
  Источник

• Музыкальные инструменты

  Если вы убежденный поклонник своего дела или пурист, который не думает, что технология может производить тот же тип инструмента, что и человек, вы можете не подумать, что этот классный .Но помимо того, что создание запасных частей стало проще и дешевле, чем раньше, это могло бы сделать музыкальные инструменты более доступными, настраиваемыми и красивыми (по-своему).
  Источник

• Обувь

  Если вам интересно, что носить с этой потрясающей рубашкой с 3D-принтом, сделанной ранее, вот идеальный аксессуар: обувь с 3D-принтом.3D-печать упрощает и удешевляет создание индивидуального дизайна, а это означает, что у ваших странно больших ног здесь есть дом.
  Источник

• Cars

  Это не первая машина, напечатанная на 3D-принтере, но это первая машина, собранная с нуля! Это было сделано на выставочной площадке Международной выставки производственных технологий в Чикаго, и на создание тела потребовались невероятные два дня.Еще круче дизайн с открытым исходным кодом.
  Источник

• Функциональная керамика

  Помимо того точного и замысловатого внешнего вида, который ни один производитель керамики не сможет создать вручную, это также было сделано с помощью 3D-принтера, специально разработанного для производства безопасной в использовании керамики. Всего несколько лет назад это было возможно только с принтером промышленного размера, но художник, создавший эти керамические изделия, потратил 2 года на создание более компактного и функционального принтера.
  Источник

• Роботы

  Мы не собираемся составлять футуристический список футуристических полиграфических вещей без роботов! Корпус этого робота был полностью построен с помощью 3D-печати, за исключением двигателя. Такая печать позволяет получать более дешевые и прочные детали и не тратить материалы впустую.
  Источник

• Beautiful Sugar

  То, что вы видите выше, является результатом сахара, пищевого красителя, творчества и, конечно же, модного 3D-принтера.Прямо сейчас 3D Systems ChefJet может создавать эти яркие и потрясающие кубики сахара (или бриллианты, или шары) практически любой сложной и изящной формы, которую вы можете себе представить.
  Источник

• Casts

  Плюсы: вы можете почесать этот зуд, принять душ и иметь под рукой самый крутой наручник. Минусы: нет крутых подписей от друзей (или смущающих рисунков, которые нельзя удалить).Для нас это кажется очевидным выбором! Они также лучше борются с сыпью и инфекциями, которые можно получить с помощью традиционных гипсовых повязок.
  Источник

• Дерево

  Вы не можете точно расплавить древесину и превратить ее в жидкий материал, но вы можете сделать то, что сделала компания, указанная выше, и смешать полимерную основу PLA с древесной пылью, чтобы получить этот потрясающий вид.Мы можем придумать массу потрясающих приложений для 3D-проектов на основе дерева, но эти очки будут довольно хорошо смотреться с этой украшенной рубашкой и туфлями, которые были ранее. Однажды вы просто полностью оденетесь в одежду, напечатанную на 3D-принтере.
  Источник

• Чехлы для протезов

  Если внешний вид протеза в стиле Железного человека был недостаточно крутым, теперь есть невероятно выглядящие покрытия для протезов, напечатанные на 3D-принтере.Это позволяет людям с ампутированными конечностями привнести стиль в свой внешний вид через протезы, а также использовать 3D-печать, потому что почему бы и нет?
  Источник

• Food

  Хлоя Руцервельд бросила один взгляд на кубики сахара и сказала: «Фу, гадость». (Не суди нас, Хлоя). Она хотела приготовить что-то такое же классное, но гораздо более полезное, чем чистый сахар.Поэтому она работала с исследовательской группой, чтобы создать то, что вы видите выше, а именно печатное тесто со спрятанными семенами. Через несколько дней из семян вырастают грибы и другие травы, которые можно есть!
  Источник

• Ручки для 3D-печати

  Благодаря использованию быстро затвердевающей нити, эта ручка буквально позволяет вам просто рисовать в воздухе и сохраняет свою форму на ходу.

  No related posts.