Автомобилестроение
Всего через несколько лет вы заметите, что из гаража вашего соседа каждый раз выезжает новая машина. Как такое может быть? Ответ прост: он их печатает. Производство запасных частей для автомобилей быстро стало одним из любимых направлений среди самодельщиков-печатников или «мейкеров». Стоит ли ждать доставки или рыскать по магазинам в поисках сломанной ручки или оторванного хулиганом украшения с капота, когда их можно напечатать? При этом напечатанные изделия обходятся в сущие копейки, тогда как запасные детали у дилеров могут стоить довольно дорого. Для печати же можно использовать АБС-пластик – тот самый, из которого изготавливается большинство пластиковых элементов отделки. Но на этом автомобильная карьера 3D-печати не закончилась.
Теперь над своей версией 3D-печатной машины работает даже Toyota.
Когда компания MarkForged представила специальный 3D-принтер, позволяющий печатать композитами из пластика и углеволокна, 3D-печатные детали стали появляться даже на болидах «Формулы-1». А американская компания Local Motors пошла еще дальше и создала автомобиль с 3D-печатным корпусом.
RepRap versus коммерция
RepRap не просто так называют предком большинства существующих FDM-принтеров, которые находятся в свободной продаже. Мы уже описали основные лейтмотивы этой, без преувеличения, семьи энтузиастов. За несколько лет было создано четыре поколения 3D-принтеров. Но до сих пор у сообщества нет централизованного канала продажи деталей.
Парадокс заключается в том, что RepRap практически вырастило несколько коммерческих предприятий, которые начали дистанцироваться от сообщества. Эти компании получают весьма большую долю обструкции среди энтузиастов, но, как известно, собака лает, а караван идет.
Одной из первых «отделившихся» является компания Makerbot Industries, специализирующаяся на домашних FDM-принтерах. За счет инвестиций извне (так, основатель Amazon Джефф Безос вложил в проект порядка 10 млн долларов США) фирме удалось хорошо раскрутиться. Компания выпустила четвертое поколение модели Replicator и не стала выкладывать чертежи в открытый доступ.
Ситуация между RepRap и Makerbot Industries, несомненно, имеет две стороны медали. Если бы глава компании Бре Петис (в прошлом активный деятель сообщества, между прочим) не дистанцировался от энтузиастов и не начал продавать свои решения, то, возможно, 3D-печать и не получила бы такую популярность, которую она имеет сейчас.
3D-Принтеры
И наконец, с помощью 3D-принтеров можно печатать… 3D-принтеры! В среде мейкеров существует термин «RepRap», расшифровывающийся примерно как «самовоспроизводящийся 3D-принтер». На самом деле простейший 3D-принтер есть ни что иное, как станок с числовым программным управлением – набор направляющих, подшипников, креплений и печатающих головок, управляемых относительно простым компьютерным контроллером.
«Мы создали принтер, чтобы сделать 3D-принтер»
Многие из элементов конструкции (крепления, ножки, уголки и даже корпуса печатающих головок) изготавливаются из пластика, так почему бы не напечатать их на другом 3D-принтере? Именно этим и занимаются настоящие мейкеры, а многие из лидирующих компаний вроде MakerBot, Ultimaker или российского PICASO выросли именно из таких самодельных проектов и до сих пор используют 3D-печатные детали в конструкции своих фирменных принтеров.
По материалам 3Dtoday.ru
Как удешевить кастомизированное изделие?
Стоимость готового изделия в первую очередь зависит от материалов для 3D-печати. Один из способов сократить издержки — производить расходные материалы самостоятельно.
»Если бы я создавал производство персонифицированной продукции, я решал бы вопрос создания расходных материалов на месте потребления, — объясняет Денис Власов. — То есть если бы я планировал выпускать обувь с кастомной подошвой, то я бы начал выпускать для нее полимеры. Если контролировать стоимость расходных материалов, можно получать очень хорошую цену продажи готового товара».
Другой вариант снизить издержки на расходные материалы возможен с развитием аддитивных технологий и разработки новых материалов для печати.
«В России производят достаточно материалов для 3D-печати приемлемого качества. Сами производить материалы мы точно не будем, потому что это отдельный бизнес, который требует других компетенций, — говорит Артур Герасимов, генеральный директор компании «Инновакс» (резидент «Сколково»). — Но что могло бы снизить стоимость 3D-производства в принципе, так это появление технологии печати непосредственно сырьем. Сейчас для печати используются материалы в виде порошка или нитей. Если исключить промежуточный этап переработки сырья и создать оборудование, которое будет работать на исходном материале — гранулах, без дополнительного этапа его переработки в порошок или нити, это удешевит стоимость материалов в 5-10 раз. Такие разработки сейчас ведутся».
Недостаток знаний и опыта в сфере 3D-печати
Учитывая, как быстро развивается аддитивное производство, специалистов в этой области пока недостаточно, и респонденты неоднократно указывали на это.
Решить эту проблему можно, вырастив собственных специалистов. Обучение сотрудников разным технологиям – будь то литье под давлением или моделирование – значительно ускорит внедрение технологии. В процессе обучения моделированию для аддитивного производства вашей команде может потребоваться дополнительная помощь. Согласно опросу, компании, которые обучают собственных специалистов, также отмечают рост заинтересованности и креативности сотрудников и их гордость за профессиональные успехи.
Как и в любом другом случае, инвестиции в квалифицированный персонал будут ключом к преодолению этой проблемы. Кроме того, ваша организация может рассмотреть возможности партнерства с университетами, где студентов уже обучают аддитивным технологиям.
Независимо от того, новичок вы в аддитивном производстве или опытный пользователь, конкуренция за квалифицированных специалистов будет непростой.
Что сделать, чтобы 3D-печать закрепилась на производстве
Сделать аддитивное производство более быстрым и доступным
Это особенно важно в сегменте 3D-печати металлом, которая в ближайшей перспективе будет в центре внимания производителей. Надо найти более безопасные альтернативы металлическому порошку — например, жидкий металл
Новые технологии, которые в будущем сократят объем постобработки, сыграют решающую роль в ускорении цикла и снижении затрат. Это сделает 3D-печать привлекательней для производителей.
Развернуть простую и удобную глобальную сеть сервисного обслуживания. Крупные предприятия тяжелой промышленности, автомобильной и аэрокосмической отрасли больше других выиграют при внедрении 3D-печати в цепочках поставок. Однако при этом для них неприемлемы долгие простои из-за сбоев в работе оборудования. У таких компаний слишком большие потребности, чтобы полагаться не мелкие сервисные центры. Поэтому крупные предприятия будут рассчитывать на столь же высокий уровень обслуживания, как у более опытных поставщиков в других сферах.
Ставить перед собой реалистичные цели. Большинство предприятий не стремятся полностью перестроить производственную линию и цепочку поставок, устроив «3D-революцию». Индустрия аддитивного производства не должна пытаться осуществить революцию, время которой еще не пришло. Вместо этого следует сосредоточиться на поиске лучших подходов к интеграции решений для 3D-печати, нацеливаясь на оптимизацию существующих рабочих процессов и цепочек поставок.
3D-печать не только оптимизирует цепочки поставок, помогая переносить часть производства на места, но и позволит производителям сократить углеродный след благодаря более экономичному применению материалов и уменьшению транспортных расходов при доставке готовых деталей.
Индустрия 3D-печати обладает огромным потенциалом для завоевания прочных позиций в области промышленного производства. Производители решений для 3D-печати должны показать, что они способны стать надежными партнерами, укрепляющими цепочки поставок.
Образование
Использование технологии 3D печати в образовании позволяет получить наглядные пособия, которые отлично подходят для классных комнат любых образовательных учреждений, начиная от детских садов и заканчивая вузами.
Современные 3D принтеры отлично подходят для классных комнат, поскольку имеют повышенную надёжность, не выделяют во время печати вредных для здоровья продуктов, не предъявляют особых требований к утилизации, не содержат режущих и бритвенных материалов, не имеют лазеров.
Наглядные пособия, напечатанные 3D принтером для учреждений среднего профессионального образования
Предполагается, что оснащение образовательных учреждений конструкторских или дизайнерских специальностей 3D принтерами поспособствует повышению эффективности образовательного процесса и быстрому усвоению знаний учащимися и студентами.
Оружие
Само собой, 3D-печать не обошли вниманием и любители оружия, что вызвало немалую головную боль для регулирующих органов по всему миру. Началось все с проекта Liberator за авторством американского борца за свободный оборот оружия по имени Коди Уилсон
Незамысловатый пластиковый пистолет можно напечатать на любом домашнем 3D-принтере, единственным металлическим элементом служит гвоздь, используемый в качестве бойка, а вероятность взрыва и вытекающих увечий самого стрелка выше, чем шанс успешного выстрела.
Печать оружия во многих странах под запретом
Бороться с распространением бесплатных файлов с 3D-моделью пистолета оказалось практически невозможно, но это были лишь цветочки. Ягодки последовали в виде 3D-печатной ствольной коробки для автоматических карабинов AR-15 – фактических аналогов штурмовой винтовки M-16, состоящей на вооружении США и многих других стран мира. Дело в том, что именно нижняя часть ствольной коробки подлежит регистрации и учету, так как на ней выбит серийный номер, а все остальные части можно купить в любом оружейном магазине. Коробка же не несет высоких нагрузок, и ее вполне можно напечатать из пластика, а затем собрать неучтенную, незарегистрированную винтовку. Печать оружия быстро попала под местный запрет, а вышеупомянутая компания MarkForged даже отказалась продавать Коди свой принтер, печатающий высокопрочными композитами.
Это легальная реплика
Хотя иногда бывают и вполне легальные проекты вроде полностью функциональных 3D-печатных реплик пистолета Colt 1911, выпущенных ограниченной партией техасской оружейной компанией Solid Concepts. Как бы там ни было, 3D-печать оружия в России обернется как минимум уголовной статьей за незаконное хранение и распространение, а потому опыт Коди Уилсона перенимать не стоит.
Джош Адзима
- Джош – это американский учитель (шт. Северная Вирджиния), который ведет блог Design Make Teach. Будучи учителем, он считает, что вовлекая учащихся в процесс создания чего-либо, существенно помогает процессу обучения. В своем блоге Джош делится опытом касаемо применения 3D-печати и цифрового производства в процессе обучения.
- Блог – designmaketeach.com
Философия 3D-печати для начинающих. 3D-принтер – это не вещь, это личность. Точнее, сочетание личности и высокотехнологичного устройства, способное создавать удивительные 3D-модели. Путь к тому, чтобы стать опытным и искусным 3D-принтером, долог и труден, но награда полностью соответствует пройденным испытаниям и трудностям. Сложности, с которыми сталкивается начинающий пользователь 3D-печати, заставляют его проявить себя сразу в нескольких ипостасях – дизайнера, творца, ученого и художника. Различные советы и хитрости могут упростить этот путь, но каждое из предстоящих ему испытаний новичок все же должен пройти сам. Первый шаг – самый сложный. Нет ничего труднее, чем подчинить себе все 3D-печатные стихии и в конце концов создать первый удачный объект.
Проверьте, не был ли принтер поврежден при доставке. Стержни могут быть погнуты, экструдер – раскалиброван, соединения – ослаблены, стеклянные печатные платформы – треснуты и т.д. Ищите все дефекты, которые могут быть связаны с доставкой, и тут же сообщайте о них, куда нужно.
Настройте принтер в соответствии с инструкциями производителя. На первый взгляд, сборка кажется простой, однако конструкция принтера, возможно, будет зафиксирована различными ремнями и крепежами, и в инструкции будет описано где они и как их снять. Кроме того, о рекомендациях производителя не стоит забывать и перед самой первой печатью – следуйте им, калибруя принтер и используя ПО.
Выровняйте и откалибруйте принтер. Может быть довольно заманчивым пропустить этот шаг и сразу приступить к печати. Однако в результате, возможно, придется иметь дело с поцарапанной платформой и закупоренным соплом.
Слайсинг нужно делать при помощи слайсера и настроек, рекомендованных производителем принтера. Переходя от печати одной модели к другой, пробуйте менять одну настройку за раз и записывать, как это изменение повлияло на печать. Помечайте тестовые образцы маркером и делайте фотографии.
Прозрачный филамент – не самый лучший выбор для первой печати. Модель из такого материала сложно фотографировать. Вы вряд ли захотите, чтобы фотографии первого напечатанного вами 3D-объекта, были не в фокусе.
Покупая принтер, купите также катушку филамента, рекомендованного производителем принтера. Новый принтер, как правило, уже идет в комплекте с маленькой пробной катушкой. Однако качество этих образцов может быть так себе, поэтому возможность переключиться на материал получше будет весьма кстати. Дешевый филамент – это неплохо, однако для новичка он может стать настоящей головной болью. В идеале лучше купить две катушки разного цвета, но чтобы эти цвета хорошо гармонировали друг с другом. В таком случае вы сможете переключаться с одного филамента на другой, создавая красивые многосоставные модели.
Лучше всего начать печатать при помощи PLA и подложки из синей изоленты. Кроме того, перед приклеиванием изоленты обязательно протрите печатную платформу спиртом, чтобы отчистить всю грязь и смазку, оставшуюся от фабричных работ.
Выставить экструдер на идеальную высоту – критически важно. Я предпочитаю такой Z-уровень, чтобы после удаления PLA-модели на изоленте оставалась лишь совсем небольшая вмятина.
Моделирование
Значительную часть потенциала 3D-печати обеспечивает программная составляющая. Использование софта, вроде AutoCAD, позволяет не только самому строить сложнейшие модели, но и автоматизировать процесс, оставив расчеты и прототипирование на машинный разум. Даже средний компьютер моделирует объекты, которые по массе, прочности, эргономичности превышают устаревшие, разработанные живыми инженерами, конструкции на 50-70%. И даже не столько за счет новых материалов, но в силу большей производственной гибкости по сравнению с литьем, обработкой или штампованием. Конструкции, которые могут быть напечатаны, заменяют сложные составные структуры и улучшают их в разы.
На сегодняшний день программная составляющая развивается даже быстрее, чем технологическая. На рынке появляется новый софт, отвечающий за 3D-сканирование, создание моделей в объемном варианте, прототипирование с «нуля» или оптимизацию готовых образцов. Один из приоритетов для разработчиков нового ПО – максимальная юзабильность, ориентация не только на специалистов, но и на обычных пользователей
В объемной печати важно, чтобы качественное ПО было не только для 3D-принтеров, но и для программ-редакторов, обеспечивая свободу дизайна и массовой кастомизации
