Вже неодноразово 3D друк застосовувалася в протезуванні людей і тварин. Ви можете зустріти в пресі успішні експерименти по 3D друку кісток, суглобів або навіть елементів обличчя.

Медики так само розробили і надрукували на 3D принтері спеціальний пластиковий екзоскелет, який допомагає хворим дітям жити повноцінним життям. Собівартість таких протезів виходить мінімальною. Протез надрукований на 3D принтері коштує в десятки тисяч разів менше ніж спеціалізований фірмовий медичний протез.

Не зупиняючись на досягнутому, медики навчилися друкувати "заплатки" для пошкодженої людської шкіри. Як матеріали для друку використовується спеціальний гель з клітин донора. За словами вчених, для друку шкіри може бути використаний навіть самий звичайний офісний принтер, трохи модернізований під поставлене завдання.

У 2011 році вчені зуміли відтворити живу людську нирку. Для цього 3D принтеру треба було всього лише 3 години.

Будівництво

На даний момент вже створено декілька інженерних 3D принтерів для використання в сфері будівництва. Система працює за принципом будівельного крана, який зводить стіни з шарів бетону. Такий 3D принтер може звести двоповерховий будинок всього лише за 20 годин.

Робочим залишиться тільки встановити вікна, двері і провести внутрішню обробку приміщення.

Голландські архітектори запропонували надрукувати за допомогою будівельного 3D принтера унікальний будинок у формі стрічки Мебіуса. "Друк" будинку був запланований на 2014 рік.

Діючі зразки будівельних 3D принтерів Вже представили американські, китайські і навіть російські інженери.

Цілком можливо, що через кілька десятків років виростуть цілі селища з прекрасними комфортними будинками, побудованими за технологією 3D друку.

Навіть зараз найпростіші FDM 3D принтери можуть прийти на допомогу будь-якому будівельнику.3D принтер дозволяє виготовити функціонально міцну конструкцію або кріплення.3D друк економить багато часу на пошук необхідних елементів та грошей на виготовлення екслюзивних деталей.

Прототипування

Використання 3D друку для функціонального тестування (прототипування) - це один з основних сучасних методів інноваційних розробок. Перед випуском серійного продукту інженерам завжди доводиться виготовити кілька передсерійних зразків для бета тестування і доведення виробу до ідеалу.

3D друк дозволяє отримати передсерійний зразок який майже нічим не поступається за характеристиками оригіналу.

У більшості випадків потрібно протестувати новий механізм в зборі, але виготовити окремі компоненти в одному примірнику занадто довго, дорого і вельми проблематично. На допомогу приходять українські 3D принтери.

Дрібносерійне виробництво

Українські 3D принтери поступово відвойовують свої позиції у сфері дрібносерійного виробництва.

І це виправдано, оскільки процес запуску деталі у виробництво скорочується з декількох місяців до декількох годин.

Найчастіше дану технологію друку використовують для виготовлення ексклюзивних виробів, наприклад предметів мистецтва, фігурок персонажів для учасників рольових інтернет-ігор, прототипів і концептуальних моделей майбутніх споживчих товарів або їх конструктивних деталей.

Такі моделі використовуються як в експериментальних цілях, так і для презентацій нових товарів.

Ювелірні вироби

Поява 3D-принтерів стала справжньою революцією не тільки в промисловості, але і в ювелірному мистецтві. Зараз майстри художніх композицій реалізують свої ідеї на новому рівні. Більшість людей можуть і не уявляти собі, що за пристрій являє собою ювелірний 3D принтер (SLA 3D-принтер), але в той же час десятки і навіть сотні з них вже зараз володіють роздрукованими прикрасами. Ювелірний 3D-принтер створює воскові моделі майбутнього виробу.

Крім прямого друку виробів, принтер можна використовувати для виготовлювача прес-форм і подальшої виливки.

Також ювелірні 3D принтери завдяки застосуванню високоякісної смоли можуть створювати міцні промислові вироби, які можна застосовувати в побуті та виробництві.

Сучасні фотополімерні смоли прекрасно підходять для повсякденного 3D друку.

Єдине обмеження - обмежена область друку.

Точність SLA 3D принтерів складає 30-50 мікрон, що на порядок вище ніж у звичайних 3D принтерів.

Іграшки та сувеніри

Використання 3D принтерів для створення унікальних іграшок і сувенірів вже ні в кого не викликає подиву. Тепер легко отримати готовий прототип перед запуском виробу в масове виробництво. Аналіз прототипу дозволяє вивчити текстуру майбутнього виробу, його форму, розмір і колір.

Друкуйте популярних мультиплікаційних персонажів і відкривайте новий напрямок бізнесу.

Подаруйте своїм дітям нові розваги. Тепер не потрібно витрачати багато грошей на купівлю іграшок.

Скільки б ви не подарували дитині, іграшок їй завжди буде мало.

На сьогодні технології дозволяють просто завантажити модель і роздрукувати її. Також можна залучати дитину до 3D редакторів і вона зможе створювати собі іграшки сама, що сприятиме розвитку її фантазії.

Мода

3D Принтери з технологією поступово освоюють сферу виробництва одягу, і в першу чергу - виробництво моделей для високої моди.

Не так давно модельєр Айріс Ван Херпен представила колекцію "Напруга", всі моделі якої були створені за допомогою 3D друку. Колекція була представлена ??на Тижні високої моди в Парижі.

Технологія 3D друку дозволяє використовувати для виготовлення одного предмета одягу кілька різних матеріалів. Такий підхід дозволяє вирішити проблеми, пов'язані з міцністю і еластичністю виготовлених речей.

Одяг, надрукований 3D принтером, поки можна побачити тільки на показах мод. Але не залишається сумнівів, що впровадження подібних виробів в масове виробництво є лише питанням часу. Можливо, в найближчому майбутньому ми зможемо не виходячи з дому надрукувати собі нову сорочку, вечірнє плаття або навіть шубу необхідного кольору і розміру.

Перша пара взуття, надрукована на 3D принтері, з'явилася в 2011 році завдяки старанням шведських студентів.

Сьогодні тривимірне взуття, надруковане на 3D принтерах вже не диковинка. Модельери активно використовують 3D принтери для власних розробок. Істотною перевагою такого взуття є точне врахування індивідуальних особливостей його власника, включаючи розмір і форму стопи.

Зовнішній вигляд 3D взуття істотно відрізняється від традиційної, тому воно буде користуватися попитом серед креативних молодих людей, які хочуть підкреслити свою індивідуальність.

3D принтери навчилися друкувати не тільки жіночу, але й чоловічу взуття. Студент Лондонського коледжу моди Росс Бербер у своїй дебютній колекції представив п'ять пар взуття, надрукованих на принтері.

Крім того 3D взуття активно освоїв Голівуд.90% взуття та аксесуарів для фантастичних фільмів друкується на 3D принтерах.

Мистецтво

Впевнено можна сказати, що із застосуванням 3D-технологій сучасне мистецтво переживає новий етап у своєму розвитку. Твори мистецтва, надруковані на 3D-принтері можна знайти в передових галереях світу. Тривимірний принтер став знахідкою, як для представників різних видів мистецтва, так і для його шанувальників.

Художники і скульптори долають колишні межі і шукають нові форми для вираження своєї фантазії.3D-принтер може точно передати відтінки, структуру і навіть форму і стиль мазка.

Крім того, 3D принтери активно використовуються для створення дизайн-моделей. Виготовлення дизайн-моделі (макету), на відміну від прототипу, передбачає створення зменшеної копії майбутнього виробу. Як правило, основне завдання такої моделі - передати зовнішній вигляд об'єкта, підкреслити особливості його оформлення. Дизайн-моделі допомагають продемонструвати і наочно показати особливості вашого рішення. Така можливість необхідна практично в будь-якій галузі. Одне з найефективніших застосувань макетів і дизайн-моделей - використання їх у навчальних цілях.

Сучасне програмне забезпечення для роботи з 3-D принтерами

Програмне забезпечення для 3D друку - це дуже широка тема. Описувати всі існуючі програмні засоби не має змісту, оскільки всі вони просто підлаштовані під ту чи іншу марку 3D принтера. Тому ми лише розглянемо основні моменти і дізнаємося про найнеобхідніше ПЗ для тих людей, хто тільки купив свій перший 3D принтер.

3D systems вельми якісно дбають про своїх клієнтів. Для принтерів Cube і CubeX розроблена ціла колекція спеціалізованого ПЗ, починаючи від програм для розробки 3D моделей, сканування 3D об'єктів, закінчуючи фінішною обробкою STL моделей і виведення файлів на друк. Їх програмне забезпечення дуже різноманітне. Достатньо лише зайти на сайт cubify і завантажити те, програмне забезпечення, яке Вам більше підходить. Тут Ви знайдете програми для професіоналів і новачків, для Windows, Mac або iOS. Не хочете встановлювати? Реєструйтеся на сайті і працюйте з web додатком.

Перше, що потрібно для 3D друку - це створити тривимірний об'єкт і зберегти його в STL файлі.

Найпростіше відсканувати вже існуючий об'єкт. І тут у Вас є 3 варіанти:

1) у Вас є 3D сканер - тоді використовуйте ПЗ, яке йшло в комплекті.

2) у Вас є кінект - в цьому випадку, вибір ПО величезний, цілий ряд платних і безкоштовних програм для створення тривимірних сканів на базі ігрового контролера.

3) у Вас немає ні першого, ні другого, але тривимірну модель все одно отримати хочеться. - Скористайтеся фотоапаратом і програмою Autodesk 123D Catch.

Якщо ж Вам потрібно створити на 3D принтері щось нове, а не створити копію існуючого, то спочатку Вам необхідно намалювати повноцінну тривимірну модель.

Тепер ми переходимо до огляду 3D редакторів.

Існує безліч різних 3D редакторів. Найпопулярніший з них, це - Autodesk 3Ds Max. Програма надзвичайно функціональна, в ній Ви можете намалювати все що завгодно. Нею користуються дизайнери та інженери по всьому світу. Програма складна в освоєнні, але у неї є дві значних переваги:

· в Інтернеті існує величезна кількість безкоштовних уроків і спільнот. Можна знайти потрібний урок і без тривалого навчання навчитися створювати будь-який предмет.

· існує безкоштовна ліцензія для 3Dс Max. Будь-який студент може скористатися нею і почати будувати свої тривимірні об'єкти.

Але є у програми і ложка дьогтю.3Ds Max - це програма поверхневого моделювання, вона створює порожнисті об'єкти, які не придатні для 3D друку. Якщо з якоїсь причини у Вашому об'єкті утворюється хоч один маленький отвір, то вся модель зруйнується при побудові 3D принтером.

SolidWorks. Це твердотільна альтернатива 3Ds Max. SolidWorks створює спочатку заповнені всередині 3D об'єкти. Ще один плюс, програма спочатку створена для високоточного моделювання. За допомогою неї Ви можете оцифровувати двомірні креслення. Для роботи з програмою бажано мати базові знання про креслення і нарисної геометрії. Безкоштовні уроки по SolidWorks так само можна знайти на Youtube.

Autodesk 123D Design. Ще один подарунок від компанії Autodesk. Ми рекомендуємо якомога ретельніше придивитися до серії безкоштовних програм 123D. Не дивлячись на альтруїстичні початки, програми вийшли вкрай цікавими. Хороший функціонал, зручний не переобтяжений інтерфейс, безкоштовні хмарні технології. До речі, останнє має і зворотний бік медалі, через ті самі хмарні технології програми нерідко гальмують, принаймні в Україні. Що вдієш, пріоритет для англомовного співтовариства.

Autodesk 123D Design - це кращий тривимірний редактор для новачків. Він простий і зручний в освоєнні. Головний недолік - відсутність уроків і спільнот. Якщо Ви застрягнете на якійсь стадії, то запитати не буде у кого.

Як альтернативу редактору - можна використовувати один з трьох Online 3D редакторів:

123D Design - найбільш функціональний онлайн редактор на планеті.

3DTin - красивий і зручний 3D редактор з підтримкою російської мови.

Thinkecard - даний 3D редактор був спочатку побудований з прицілом на дитячу групу. Цим пояснюється його "мультиплікаційна" стилізація і добірка готових об'єктів. Однією з переваг є той факт, що він суміщений з галереєю 3D об'єктів, тому відразу після закінчення створення файлу Ви можете поділиться ним зі своїми друзями або всім світом, а ті в свою чергу можуть створити копію будь-якого відкритого проекту і приступити до його доопрацювання. Так само відмінною рисою проекту є той факт, що готові файли можна легко і зручно переносити в популярну дитячу гру MineCraft.

Макет готовий, але виводити на друк його поки ще рано.

Для початку слід переконатися, що Ваш об'єкт поміщається в робочу зону Вашого 3D принтера. А що робити якщо Вам потрібно створити дуже великий об'єкт? Ну, скажімо, кілька метрів у висоту. Чи не реально?

Ні, навпаки. Тут, нас знову виручає Autodesk. Безкоштовне ПЗ 123D Make дозволяє "розрізати" деталь на кілька елементів, які після роздруку можна буде легко з'єднати.

Так само, перед відсиланням STL файлу на 3D друк не завадить цей файл перевірити і підготувати. Для цього компанія Autodesk розробила спеціальне ПЗ "прошарок" між 3D редактором і програмою для тривимірного друку. Ця програма називається AutoDesk 3D Print Utility. Програма носить факультативний характер, але іноді просто не замінна, особливо в ситуації, коли Ви випадково зробили помилку в макеті. Програма здатна це виправити. Ще програма вміє прораховувати і візуалізувати матеріал підтримки, що теж важливо перевірити перед початком друку.

3D друк STL макету

Більшість 3D принтерів не працює напряму з тривимірними макетами. Щоб відправити файл на друк, Вам необхідно спочатку перетворити STL файл в зрозумілий для 3D принтера формат. Як правило, необхідне ПЗ йде в комплекті з 3D принтером. Так, наприклад, принтери Ultimaker і Reprap комплектуються ПЗ Cura, а MakerBot - MakerWare і ReplicatorG.

Cura - безкоштовно поширюване програмне забезпечення з широким вибором налаштувань і плагінів. За допомогою Cura можна динамічно змінювати температуру під час друку, або скажімо надрукувати деревні кільця при друку пластиком Laywoo-D3, а також багато іншого. Прорахунок моделі відбувається украй швидко, "на льоту", пов'язано це з тим, що в ПЗ застосований власний високошвидкісний слайсер.

В цілому, Cura - це дуже універсальне, крос платформне ПЗ, яке на даний момент майже не має конкурентів по якості, швидкості і простоті настроювання.

MakerWare - ПЗ для принтерів MakerBot. Програма дуже проста і зручна. Тут Ви знайдете мінімум налаштувань, але те, що знайдете працює добре. Великим плюсом програми є те, що розробники залишили сумісність зі своїми старими 3D принтерами - Replicator Dual, а значить і з усіма китайськими аналогами цього приголомшливого принтера.

Repetier host для новачків може здатися надмірно складним і незрозумілим. В цілому так воно і є. ПЗ має мінімум простоти, але при цьому володіє багатим функціоналом, російською мовою, а так само можливістю підключати всілякі сторонні слайсери. Знайомиться з подібним ПЗ варто тільки після того, як Ви отримаєте хороший досвід практичної роботи з 3D принтерами. Новачкові в цьому програмному середовищі буде некомфортно.

ReplicatorG - застаріле ПЗ. Програма використовується з Replicator клонами, принтерами серії M-Bot та багатьма іншими пристроями. До недоліків програми варто віднести рідкісне оновлення, низьку швидкість і низьку простоту.

Програма для тривимірного друку не просто переводить 3D модель з одного формату в іншій, вона готує предмети до друку. За допомогою фірмового ПЗ для тривимірного друку Ви можете ефективно розміщувати об'єкти на платформі для друку, будувати конструкцію підтримки, розраховувати час для друку, або навіть вирахувати скільки грошей буде витрачено на друк тієї чи іншої деталі.

На цьому закінчуємо розгляд ПЗ, та все ж варто не забувати, що програм для роботи з 3D принтерами існує дуже багато.

3D-друк в Україні та у Львові

На вітчизняному ринку тільки формується попит на 3D-принтери. Вони вже з'явилися в українських інтернет-магазинах, де також реалізують матеріали для друку, надають послуги сканування та інші. Але, звичайно, тут є і свої труднощі: брак офіційних дилерів для більшості виробників 3D-принтерів. На думку іноземних фахівців, український ринок істотно відстає в розвитку від європейського та американського через брак інформації, а також нестачу кваліфікованих кадрів. Еволюція цього ринку відрізнятиметься від шляху, яким пройшли ринки Азії, Європи та Америки, а найважчим завданням, яке необхідно вирішити нашій системі освіти - є розробка нових підходів до вивчення технологій і реформат існуючої програми навчання.

На даний момент, в Україні з'являються не тільки нові гравці ринку, але також і заходи, що виконують освітню місію. Підтвердженням цьому є виставка-конференція 3D Print Conference Kiev. Захід збере разом професіоналів галузі та продемонструє перспективи розвитку українського ринку передових технологій.

Конференція буде цікавою бізнесменам, які бачать перспективи застосування 3D-друку в своїй діяльності (зона конференції), умільцям, хто тестує свої творчі ідеї на 3D-принтері (зона майстер-класів), і всім бажаючим, хто хоче познайомитися з процесом 3D-друку і компаніями на ринку (зона виставки).

Незважаючи на те, що ринок 3D-друку в Україні поки перебуває на початковій стадії розвитку, немає сумнівів, що незабаром ми станемо свідками технологічного буму. Тому компанії, які застосовують 3D-друк вже сьогодні, в майбутньому опиняться на вершині підприємницького успіху.

Та почалося в Україні все три роки тому, коли ентузіаст Олександр Мустафаєв показав одному із засновників Hackerspace (Київ) Івану Пасічнику перший в Україні зібраний вручну 3D-принтер. Можливо, хтось збирав такі пристрої і до нього, але першовідкривачами називають не тих, хто першим створив, а тих, хто першим про це заявив.

Олександр Мустафаєв: "У Європі та США 3D-принтери з'явилися вже досить давно. Це були промислові машини, недоступні для простих смертних. Тільки 10 років тому англійцеві Ендрю Боуерс прийшло в голову створити принтер, який міг би самостійно "розмножуватися" - тобто друкувати деталі для інших 3D-принтерів. Він створив перший 3D-принтер "реплікант", який назвали "Дарвін".

Році в 2004-му я чисто випадково набрів в інтернеті на сайт, де Боуерс і його команда викладали всі свої креслення, схеми і розробки. Така собі вікіпедія по 3D-друку. Мені подобалося збирати всілякі пристрої своїми руками і я почав цікавитися конструкціями 3D-принтерів. Тим часом американські умільці придумали прості мікроконтролери для 3D-принтерів, які, за їхніми заявами, могли програмувати навіть блондинки. Тоді я всерйоз вирішив зібрати власний зразок.

Перші деталі для принтера я замовив з Америки за $ 90, на основі цих деталей я і зібрав свій перший принтер. "

"Набір " Збери принтер своїми руками" на той час коштував приблизно $ 600 - в нього входили всі необхідні запчастини, моторчики, мікросхеми. Для мене це було дуже дорого. Я вирішив заощадити і купив пластикові деталі, надруковані на іншому 3D-принтері, а мотор і електроніку докуповував потім поступово, з кожної зарплати, в будівельному супермаркеті. І так місяців за п'ять зібрав перший принтер. "

"Я на нього витратив десь до $2000. Це враховуючи, що американцеві один моторчик обійдеться в $ 10 з доставкою, а у нас - кожен в $ 30-40. Електроніка обійшлася приблизно в $250. Стільки це все коштувало два-три роки тому. "

На питання, чи саме цей принтер був першим в Україні, Олександр відповідає: "У всякому разі я не чув про інші на той час. Адже як зазвичай відбувається - коли людина чимось таким займається, вона в інтернеті щось постить про це, запитує, шукає. Але на російськомовних сайтах вся інформація про 3D-принтери якщо й була, то англійською мовою. Я коли його зібрав, почав на ньому друкувати всякі фігурки, показував людям, розповідав. А вони на мене дивилися як на інопланетянина. "

На сьогодні 3D друк в Україні стрімко розвивається, та не є дуже розповсюдженим, не використовується масово. Швидше, являється цікавим полем для вивчення інженерами та любителями передових технологій.

У всіх прогресивних містах України є осередки саме таких творчих та зацікавлених в технічному прогресі людей.

Як і в Києві, так і у Львові ентузіасти сформували Hackerspace Lviv, що "оселився" в приміщенні Betaplace, що знаходиться за адресою Олени Степанівни, 49a, де на сьогодні його резиденти займаються розробкою власного 3D принтера.

Він незвичайний, по перше, своїми розмірами (1Ч2Ч1,5 м), по-друге, його буде обладнано такою друкуючою голівкою власного виробництва (точніше, їх сукупністю), що дозволить друкувати великі об'єми ефективно.

Також в розпорядженні Hackerspace Lviv зараз є FDM-принтер, зібраний Олександром Мустафаєвим.

Саме на цьому принтері надруковані деталі, які я докладаю до свого курсового проекту. Друковані вони ABS-пластиковою ниткою, щільністю заповнення 85%, з робочою температурою 250⁰С, та з підігрівом столу до 90⁰С.

Ці деталі є частиною прототипу електрокарту, який також розробляють у Hackerspace Lviv.

Висновок

"Винахід, який змете глобальний капіталізм, розпочне другу промислову революцію і врятує навколишнє середовище. "

Перша шпальта The Guardian, 25 листопада 2006 року.

Всіх людей, які цікавляться 3D-принтерами, можна розділити, як то часто буває, на оптимістів та скептиків. Втім, це не скасовує щотижневого валу тематичних новин з усього світу. Там школярі зібрали для власного закладу агрегат, тут виготовили протез для качки і так далі і таке інше.

Один з найвідоміших футорологів сучасності, колишній головний редактор журналу Wired Кріс Андерсон зазначає, що в недалекому майбутньому в кожному веб-браузері буде присутньою кнопка "3D-Print", за допомогою якої можна буде надрукувати собі ледь не будь-який побутовий предмет.

Скептики ж, по-перше, кажуть, що ця технологія не є вигідною капіталістам як таким, адже теоретично може зробити особистість більш незалежною від ринку, тому її ніхто не розвиватиме. А, по-друге, все ж існує певний освітній ценз.

Сьогодні для гравців ринку 3D-друку відкриваються небачені раніше перспективи. Ще декілька років тому, тривимірним друком займалися лише захоплені технофіли, але останнім часом все більше компаній різних сфер застосовують передові технології у виробництві.

Причиною тому є можливість істотно заощадити фінансові та людські ресурси, а також індивідуальний підхід до кожного споживача.

Найпопулярніші сфери, де використовують 3D-друк - це:

освіта;

медицина;

харчова промисловість;

ювелірне мистецтво;

архітектура;

дизайн;

космонавтика.

Крім виробничого обладнання, все більше виробників популяризують недорогі домашні 3D-принтери для масового споживача.

В недалекому майбутньому 3D принтери стануть таким самим звичним пристосуванням, як зараз є комп'ютер чи будь-який інший вид техніки, яким сучасні люди користуються щодня.

Можливо, в Україні цей процес йтиме довше, ніж в Європі та Америці, але він вже розпочався і розвивається все з більшими темпами.

Список літератури

1. Інтернет ресурс Вікіпедія - Вільна енциклопедія, uk. wikipedia.org;

2. Інтернет ресурс www.ixbt.com;

3. Інтернет ресурс prusa.com.ua;

4. Веб-сайт www.3dprintconf.com.ua;

5. Інтернет ресурс texty.org.ua;

6. Інформаційний веб-портал ain.ua;

7. Інтернет ресурс www.epravda.com.ua;

8. Вуб-сайт www.3dprinter.org.ua;

9. Інтернет ресурс bit.ua;

10. Сторінка Hackerspace Lviv в соцмережі Facebook;

11. Сторінка Betaplace в соцмережі Facebook.

Размещено на Allbest.ru