3D Печать и принтеры.

[PavelK 1 525]

Приветствую, товарищи.
Попытаюсь рассказать о 3D принтерах: что собой представляют, чем и как печатают, где можно применить и стоит ли оно того.

Кстати, у меня был опыт и печати и покупки и сборки и выбрасывании нахер... но об этом далее...
ах, да, фотки здесь все до единой, не мои, так как когда мог, не фоткал, а когда спохватился, было поздно.
а ну и здесь будут некоторые цитаты из Википедии - Вики
так как я научным языком не выражаюсь   

3D печать появилась довольно недавно, лет 5 тому назад, но распространение и всплеск активности лишь год назад. тогда я и загорелся идеей заиметь такой принтер у себя... но, к сожалению, на текущий момент технология далека до идеала, но обо всём по порядку.

Вообще что такое 3D печать?



3D печать это послойное наложение материала друг на друга и создание модели по 3d чертежу в графической программе... короче, как на картинке.

Технологий 3D печати достаточно много, об этом можно почитать по ссылке в Википедии, я же уделю внимание только тем методам, на которых можно заработать нам, обычным пользователям stankoforum.net и хоть как-то распространены.

• Склеивание или спекание порошкообразного материала
• Полимеризация фотополимера
• Методом наплавления (Так называемая fdm технология)

Начнём со склеивания порошкообразного материала, так как сейчас в этой области самые лучшие результаты по скорости, качеству и этот метод, покачто, единственный, который позволяет печатать полноцветные 3D модели. Остальные технологии используют лишь один определённый "загруженный" для печати цвет, и если нужен другой - нужно менять цвет материала для печати.

Грубо говоря, метод прост:
Шпатель размазывает тонкий слой порошка по предыдущему слою, подобие принтера печатает на этом порошке специальными чернилами определённый "срез" модели из файла, ёмкость с порошком опускается, что бы было место для нового слоя, и процесс повторяется, пока вся модель не будет готова.
Потом просто модель стряхивается от лишнего порошка и готова к использованию. Всё просто без каких либо подпорок (о них ниже) и с множеством мелких деталей, в том числе усов у таракана. Можно печатать сложные модели с подвижными частями внутри, что другими методами в сложных случаях не возможно добиться.

Этим методом печатают "промышленные" 3D принтеры, от лидера в этой области, корпорации ZPrint.
Вот он 3D Systems ZPrinter 450, красавец!


А вот, что он может:


Классно, да?
А теперь модели этой корпорации и их примерные цены на Российском рынке:

• 3D Systems ZPrinter 150 (монохромный) 670 000 руб. Самый дешёвый монохромный.
• 3D Systems ZPrinter 250 (многоцветный, 64 оттенка) 1 200 000 руб. Самый дешёвый многоцветный.
• 3D Systems ZPrinter 350 (монохромный) 1 300 000 руб.
• 3D Systems ZPrinter 450 (многоцветный, 180 000 вариантов цветов) 1 900 000 руб.
• 3D Systems ZPrinter 650 (многоцветный) 2 800 000 руб.
• 3D Systems ZPrinter 850 (многоцветный, 390 000 вариантов цветов и оттенков) 3 500 000 руб. Самый большой в этой серии.

Расходники:

• Специальный порошок: 35 тысяч 8кг. (Порошка для полой модели 10х10х10 примерно 50 грамм)
• Специальные чернила: 10 000 за 500 мл. за цвет...Вроде как используется 3-5 "картриджeй" по расходу - не знаю.

Порошок похож на гипс, но не гипс, чернила не знаю на что похожи, но это явно не чернила 
P.S. Эксперимент с печатью на струйном принтере водой по гипсу прошёл не удачно - всё развалилось =( нужно какое-то склеивающее вещество.

Особенности:

• Скорость, нарастания модели по высоте: 20-30 мм/ч. Тоесть, что бы напечатать 10 см модель уйдёт 5 часов 
• Разрешение: 300 DPI !!!
• Модель: достаточно твёрдая, упав с высоты 1 метр останется целой.
• На ощуп - пластик.
• Возможны многоцветные модели
• Модель не требует обработки после печати, только встряхнуть и ополоснуть.

Видос печати и готовые модели: 

 

http://youtu.be/8ETYuOEJmHo

Вот так должна выглядеть идеальная 3D печать! Но по таким ценам... 

Применений куча:

• архитектурные наглядные модели (быстрое прототипирование)
• сувенирный бизнес (мастер модели для заливки силиконом)
• мелкосерийное производство
• продажа недостающих частей разных пластмассовых фигнюшек...
• инженерные механизмы

А стоит ли? 
Определенно да, если есть наследство или лишний лимон... Соотношение цена качество и скорость уж слишком непропорциональны. Так что на таком имеет смысл печатать только для организационных нужд... так как особых денег не заработать, при этой жизни, потомкам, может быть...
Я побывал там, где стоит такой принтерок (Z350), берут и левые заказы - но только как дополнительный бонус, основное направление - для собственной строительной компании. 

Есть желающие приобрести? Нет? Смотрим альтернативные и более дешёвые методы печати:

---

Метод "Полимеризация фотополимера" 

Достаточно качественный метод печати, достаточно хорош по соотношению цена, качество, скорость, но мало распространён, на то есть причины.

Суть метода проста: 

В ёмкостьи с прозрачным дном постоянно находиться жидкий фотополимер (как для печатей), снизу ИК проектор (как компьютерный, только вместо обычной лампы ик лампа) засвечивает определённый "срез" модели из файла, сначала в эту ёмкость полностью погружена "площадка" для модели, которая после каждой засветки поднимается выше, что бы дать следующему слою "засветиться" и слипнуться с предыдущим.
P.S. Эксперимент прошёл более-менее удачно, полимер действительно слипается послойно, осталось раздобыть проектор, что бы можно было выводить с компа и как-то заменить лампу.

Покачто, я знаю лишь два принтера, способный на такое:

 

b9creator и MiiCraft

А вот, что они умеют:

Видос работы таких принтеров:

 

http://youtu.be/snOErpOP5Xk

Цена принтера за бугром: 3500$

У нас в районе 200 000 руб.

Расходники:

• полимер: Фирменный 150$ за кг. Подойдут и другие, но нужно тестировать.

Особенности:

• нарастание по высоте: 12-20 мм в час
• Разрешение: 100 микрон на слой
• Размер печатной области: 102мм x 76мм x 203мм (XYZ)
• Модель после печати требует небольшой дополнительной обработки

Но есть одно огромное но: ГОТОВАЯ МОДЕЛЬ КАК РЕЗИНА МЯГКАЯ И ГИБКАЯ.
Хотя, скорее всего есть полимеры, которые будут жёсткие, но я о них не слышал, да и думаю по цене - гораздо дороже. 

Домашняя страничка и там же можно купить: http://b9creator.com/

Применение лично я вижу только одно:

• Отливка мастер-моделей для заливки гипса, ювелирки и тд.

Лично для меня этот принтер - жизненная необходимость, но, покачто, рассылают принтер только по предзаказам.
Ребят, расскажите кто-нибудь китайцам, пусть копию сделают!

Стоит ли брать?

Если Вы занимаетесь литьём чего-либо, этот способ печати самый оптимальный!

---

Ну а теперь "Моделирование методом наплавления" наиболее распространённым среди "любителей" (дальше станет ясно, почему) метод 3D печати.

 

Метод прост:

Есть стол, с подогревом, над ним по осям X Y Z ездит печатающая головка, устроенная по типу клеевого пистолета:

В горячее сопло подаётся АБС пластик, там расплавляется и на выходе получается расплавленная масса, которая прилипает друг к другу слой за слоем, образуя готовую модель.

Процесс печати:


Вот лишь некоторые, самые популярные модели таких принтеров

   

На картинках представлены:
MakerBot Replicator 2, Prusa Mendel, 3D принтер UP

Как видите, тут и коммерческие модели и модели "чисто поиграться". На самом деле между ними оочень небольшая разница по качеству, но очень большая в цене за красивый вид.

Что они умеют будет чуть ниже.

Видос по MakerBot Replicator 2, тут показан принцип работы всех принтеров, печатающих подобным методом.

http://youtu.be/wOqSRzxq8ZA

Стоимость: 

• MakerBot Replicator 2: 68 000 руб. 
• 3D принтер UP: 69 900 руб.
• Prusa Mendel: 27 000 руб.

Расходники:

• Пластик АБС (твёрдый, только белый) 1 кг - 2500руб.
• или ПЛА (более мягкий, разноцветный) 1 кг - 2500руб.

Все можно купить в России.

Особенности:

• Разрешение: 0,15мм на слой (разное у разных моделей, 0,15мм - самое маленькое, что могут выдать коммерческие образцы)
• Скорость нарастания: 10-20 мм в час.
• Модель на ощуп - пластик
• Модёль твёрдая, упадёт с 1 метра - ничего не будет.
• Модель требует сложной дополнительной обработки после печати!
• Сложные модели требуют дополнительных "подпорок"
• Готовые модели имеют усадку от исходных размеров.

А теперь, что они могут и как:

 

Напечатанные модельки:

  

После обработки:

До обработки:

Если модель имеет нависающие элементы, то нужно печатать "подпорки":

  

В сравнении со стереолитографией справа:

 

На картинках достаточно спорное качество, но как ни старайся, на всех объектах при такой печати будет "лесенка" и нужно постоянно удалять эти грёбаные "сопли", у меня как я не старался, на Prussa Mendel хотябы терпимого результата на модельке 5х5х5 см не получилось.

Есть способ "сглаживания" моделек:


Всё, что для него нужно — это электрическая плита, банка и ацетон. Объект помещается в банку, наполненную ацетоном, которая нагревается до 90 градусов. Под воздействием образовавшихся паров поверхность постепенно выравнивается и по прошествии 5-10 минут становится абсолютно гладкой.

 

Кстати, моделька (бутылка Клейна):

Статистика:

• Длина нити 162 метра
• Время печати: 1 час 22 минуты 38 секунд
• Масса пластика 11.5 г
• Объем пластика 10.7 см в кубе

Где применять?

Мелкосерийное производство и прототипирование, не требующее "качества" модели.

Стоит ли брать?

Для "поиграться" и что бы разобраться в 3D печати можно взять поиграться Prussa Mendel, цена позволяет, да и если воспользоваться способом "сглаживания" и если Вас не пугает сидеть и чистить шкуркой модельку от "ступенек"
то да. Я такой выкинул, потому что просто ужас.

Кстати, рекомендую искать модель, где есть принудительно охлаждение головки! Так модель получается гораздо лучше!

 

---

 

Еще один способ, который для нас - лазерщиков, достаточно интересен "3D Ламинирование"

или "метод послойного формирования из листового материала"  метод старый, как говно мамонта, но занятный (см. далее)

 

Суть метода проста:

 

Подаётся из рулона плёнка,

лазер выжигает или плоттерный нож вырезает "слой" модели  на этой пленке , над предыдущим слоем и плёнка "слипается" от температуры.

платформа опускается

и всё повторяется.

 

Короче, смотрите картинку:

 

 

Готовая моделька:

 

Видос печати: 

 

 

Стоимость: 

• Solido SD300    1 230 000 руб.

Расходники: 

• Рулон плёнки ламинационной  200 метров, 32 микрона:   350 рублей 

 

Особенности:

• Разререшение: от 32 до 100 микрон на слой
• Нарастание по высоте: 5-20 мм в час (в зависимости от толщины плёнки и скорости лазера)
• На ощуп:  как плёнка/ как пластик
• Требует дополнительно несложной обработки 

Теперь кое-какие минусы и плюсы:

 

• + ВОЗМОЖНЫ ПОЛНОЦВЕТНЫЕ МОДЕЛИ (чисто теоритически, разные слои - разные цвет)
• + Дёшево
• - Модель "послойная" и может разлипнуться
• - Долго
• - Сложно подстроить лазер на разрезание лишь одного слоя плёнки
• - Большой расход материала и много остатков
• -Практически нереально сделать целиковые и полые внутри модели  (приходится делать из двух половинок и удалять вручную лишний материал)

 

Где применять? 

• Чисто для прототипирования архитектурных и прочих "статических" объектов, которые не будут активно использоваться, лишь "поглазеть"
• Мастер модели для отливки

Стоит ли?

• ​На данный момент - не знаю... 
• Чисто теоретически, можно найти применение, так как в основном 3D печать используется что-бы "поглазеть" на модель

 

Вот впринципе почти всё, что хотел сказать. Решать Вам, надо ли 

Как обычно - будут вопросы, задавайте!
Пост буду дополнять время от времени, так как наступило утро и мне пора на работу 

ПавелК 28.06.2013

 

 

UPDT1:

 

Технология    Описание                                             Детализация     Цветность    Цена(2013)

FDM               Послойное наплавление                              0,1 мм                 –                3000 $

SLA                Стереолитография                                       0,05 мм               –                100000 $ 

SLS                Выборочное лазерное спекание                  0,1 мм                –                 2000000 $

MJM               Метод многоструйного моделирования      0,025 мм             –                 250000 $

FC3D             Цветная гипсовая печать                              0,1 мм                +                 88000 $

LOM               Послойное склеивание пленок                     0,15 мм             +                 4000 $

 

Взято с Хабра.

 

UPDT2:

 

Весёлая покупка 3D принтера.

3D Принтер "для всех" за 300 баксов.

10 мифов домашней 3D печати.

10 правил подготовки к 3D печати.

[Ярослав Железняк 0]

Павел, большое спасибо за статью! Много интересного узнал, нового) И все в доступной форме)

зы- про видосы хоть и написано, но их нет(

[PavelK 1 525]

@Ярослав Железняк Спасибо. Видосы восстановил.

[Ярослав Железняк 0]

@PavelK Вооо, теперь прям то , что доктор прописал)

[PavelK 1 525]

[PavelK 1 525]

Обновил статью, добавил четвертый метод.

[fedor 0]

Спасибо! Статья интересная. Думаю, 3D принтеры уже в  недалеком будущем станут более дешевыми, более совершенными и более востребованными. 

[PavelK 1 525]

Рекомендую к прочтению: http://habrahabr.ru/post/205038/

[mongol 0]

Кого интересуют stl модели для 3D принтера, то http://makersbay.ru/market/ 

Куча моделей и все бесплатно. 

[PavelK 1 525]

Товарищи, у нас у всех есть лазерные станки, почему бы себе не сделать 3Д принтер ?  Раскроить оргстекло, механику докупить. Ведь чертежи всего есть в сети в свободном доступе.  

[PrinTer 0]

Сколько времени примерно на это уйдет? По-моему, стоит портатить немного больше денег, но при этом заказать аппарат в одном из я очередной спамер (их сечас достаточно даже у нас) с гарантией, на котором можно печатать действительно классные вещи.

[Евгений К. 186]

Подскажите пожалуйста на что обратить внимание при покупке 3d принтера fdm технологии. Был ли у кого опыт покупки на али экспрессе подобных принтеров или лучше брать у наших поставщиков.

[SDcor1 9]

у нас в Алматы продают ABS пластик 600гр по 5240рублей, а 3D ПРИНТЕР XYZ DA VINCI 1.0 стоит 51200 рублей, есть ли у кого опыт работы с этими принтерами(или с любым другим 3Д), на сколько хватает расходников, и вообще сейчас стоит покупать эти принтеры? (они окупаются вообще?)

[Ekaterina 224]

Посмотрела красивые картинки, завораживающее видео... прям сработал хватательный рефлекс.

НО! Пугают:

1. Не умею делать модели 3D

2. Нужны изделия высокого качества, а на фото то, что народ делает, до высокого качества как до Южного полюса ползком.

Сейчас что-то изменилось в этой сфере? Как определить способность машины на качественную печать?

[PavelK 1 525]

У знакомого фотополимерный принтер, занимается ювелиркой на заказ. 

Вроде неплохое качество.

 

[Ekaterina 224]

1 час назад, PavelK сказал:

У знакомого фотополимерный принтер, занимается ювелиркой на заказ. 

Вроде неплохое качество.

 

Это еще страшнее... Мне мастер-модели печатать для литья

[PavelK 1 525]

Вы литьём занимаетесь? Можно в личку образцы? Есть необходимость. 

[Кузьмич 46]

В 24.03.2016в03:58, Ekaterina сказал:

Мне мастер-модели печатать для литья

Мне постоянно печатают мастер-модели на фотополимерном 3д-принтере, но без доводки руками они в тираж не идут. Порой мастеру требуется до недели, чтобы модель пошла дальше в работу. Стараюсь обходится только ручной работой, благо скульпторов вокруг хватает. Одно время искал и работал со скульпторами через форумы военно-исторической миниатюры, но у них ценник откровенно говоря высокий.

Печать заказываю в Челябинской области. Если нужны координаты организации - отправлю в личку.

Если модель простая, то в некоторых случаях выручает фрезер. Материал - оргстекло 18-20мм. Но опять же доработка руками. Процесс кропотливый. Само по себе оргстекло дорабатывать не очень просто, материал твёрдый, в этом случае я формую промежуточную мастер-модель из мягкого пластика, и уже промежуточную модель отдаю скульптору на доработку.

[Ekaterina 224]

@Кузьмич благодарю. Значит, приобретение принтера - пустая трата денег. Из меня еще тот прототипист... придумать могу, а воплотить - трудно.

Фрезерного станка нет. Хотела бы такую машинку, но и тут понимаю, что работать на нем не смогу, пока не освою программу. Идеальный вариант, конечно, скульптор... но я не вращаюсь, к сожалению в этих кругах... Хотя... это очередная отмазка )) Можно пойти в художественное училище и как минимум узнать у них где найти скульптора, а как максимум найти его.

Короче, не готова пока к этому делу. Когда припрет ведь все найду и все сделаю... Приприте меня кто-нибудь!!!!

@PavelK  пока не занимаюсь. Но очень хочется! Прям и мозги и руки чешутся! Но без волшебного пендаля дело не пойдет...

[Кузьмич 46]

В 27.03.2016в17:07, Ekaterina сказал:

Значит, приобретение принтера - пустая трата денег.

Абсолютно пустая. Принтер нужен макетным мастерским, а также для предоставления услуг прототипирования. Если вы решили заняться литьём сувенирки, то и фрезер вам не понадобится. Поверьте. Ваша задача лить и тиражировать. А создание мастер модели нужно доверить профессионалам. Есть у меня знакомые фрилансеры, к которым обращаюсь по необходимости (скульпторы, 3D-моделлеры). Вот и вам необходимо найти таких у себя в Рязани. Хотя с 3D-моделлерами можно работать удалённо. После скульптора модель сразу идёт в работу. После моделлера отправляете результат работа на принтер или фрезер. Дальше доводка и опять же в работу.

 

Лить начать достаточно просто. Была бы модель готова. А дальше заформовать её, получить необходимое количество форм, определиться с материалом (гипс, литьевые пластики, полиэфирка+наполнители). Гипс сойдёт для копилок и объёмных статуэток. Есть способы его укрепления. Но всё равно много боя. Самый надёжный и дешёвый вариант - полиэфирка. Пластики я тоже использую, но в основном полиэфирка. Дёшево и сердито. Из наполнителя использую микрокальцит.

 

Из оборудования, для серьёзной работы, нужна вакуумная камера (для формовки), а также давилка (для литья под давлением). Компрессор. Полиэфирку лить в домашних условиях не получится. Запах стирола. Нужно отдельное помещение, желательно с вытяжкой.

 

Покраска идентична изделиям из фанеры. Грунтовка, покраска, лакировка по необходимости.

 

p.s. про художественное училище вы правы. Именно туда я отправился в 2008 году и разместил первое объявление о поиске скульптора. Но никто так и не откликнулся 

 

p.s.s. Будут вопросы - обращайтесь в личку. Продолжим там.

[DrDe@th 3]

Я должен не согласится с Вами! Я владею не только лазером СО2, но и 2-я 3D принтерами. И очень часто они меня выручают.

Вот для примера:

 

А литьё, это на много сложннее и затратнее. Что бы понять, зачем нужен 3D принтер - им надо по пользоваться и по щупать, что он может делать. 3D принтеры хоть и относятся к CNC, но по своей специфике сильно не похожи на обычные CNC к которым мы привыкли. Их потенциал очень велик и возможности очень быстро растут, как и интерес к ним.

Изменено 12 января 2017 пользователем DrDe@th

[vladivik 122]

@DrDe@th  О полезности 3д принтера я не спорю, но судя с фото (вроде как Вы держатели трубы ним сделали) - круто, реально  класный образец работы апарата для демонстрации клиентам, но не более. У себя на станке менял трубу на большего диаметра и для крепления использовал металические  держатели сантех труб с резиновыми вставками, терзают смутные сомнения по бюджетному сравнению. 

В 12.01.2017 в 10:36, DrDe@th сказал:

Их потенциал очень велик и возможности очень быстро растут, как и интерес к ним.

Не спорю ни на  грам, но вот сфера использования я так думаю пока ещё ограничена ценой изделий.

[ginn 0]

Теперь хочу 3д принтер приобрести, после видео)

[dmitryvlad 18]

да нормальная тема если есть кому продать.

если брать недорогой, а-ля 10-15 тыр с али, то отобьется с одного-двух заказов.

да печать удовольствие не из дешевых, чем более качественная, тем более дорогая.

я ориентируюсь на время выполнения заказа, около 500 руб/ч пластик не считаю если печать из того что есть. Модель нормального размера типа 150х150х150 мм будет печататься около 15 часов на 0,3 слое, неплохие деньги я скажу вам. если все норм, модель отправляешь и снимаешь готовое изделие. стоять как над лазером не надо.

[PavelK 1 525]

14 часов назад, dmitryvlad сказал:

снимаешь готовое изделие. стоять как над лазером не надо.

Вот только если опыт есть =) Иначе часов так через 10 будут сплошные сопли =(( Просто предупреждаю, кто думает что купил и гребёшь бабло. У меня знакомый так влетел, начал что-то более менее продажное делать месяца через четыре.