Уявіть собі керований роботом гарячий клейовий пістолет, у якому замість клею використовується пластик, і ви володієте основами 3D-принтера. Нитки пластику подаються в друкувальну головку, яка нагрівається для розплавлення матеріалу. Друкувальна головка рухається дуже точно в трьох вимірах і опускає рядки пластику на друкарське ложе — стіл, на якому вона друкує. Принтер робить це знову і знову, створюючи шари пластику, поки він не утворює тривимірну частину.
Все починається з 3D-моделей
Кожен об’єкт, надрукований на 3D-принтері, починається з 3D-моделі. Зазвичай вони створюються в програмі CAD, призначеній для роботи з реальними 3D-моделями, наприклад TinkerCAD, Fusion360, або Sketchup. Це дещо відрізняється від того, як можна створювати 3D-моделі для фільмів або ігор, хоча ви, безумовно, можете роздрукувати дуже детальні фігури з традиційного програмного забезпечення для 3D-моделювання.
Однією з переваг 3D-принтера є те, що він може друкувати майже все. Деякі моделі настільки складні, що їх неможливо виготовити за допомогою традиційних методів виробництва, таких як формування чи фрезерування з ЧПУ, і саме тут 3D-принтери займають очевидне лідерство. Однак вони використовуються не лише для створення химерних геометричних фігур, оскільки відділу досліджень і розробок великої фабрики зазвичай набагато дешевше надрукувати одну модель із пластику, ніж налаштовувати всю фабрику для виготовлення фактичної частини. Це називається створенням прототипу, тобто створення чорного проекту, щоб допомогти перевірити остаточну копію без втрати дорогоцінного часу та матеріалів.
Нарізка моделі для друку
Оскільки принтер не розуміє, як взяти складну тривимірну сітку і перетворити її на друковану модель, 3D-модель повинна бути розшифрована в інформацію, яку принтер може зрозуміти. Цей процес називається нарізанням, оскільки він виконує сканування кожного шару моделі та повідомляє принтеру, як він повинен переміщати друкувальну голівку, щоб створити кожен шар по черзі. Це робиться за допомогою слайсера, програми, яка обробляє все це за вас, наприклад CraftWare або Астропринт.
Слайсер обробляє «заповнення» моделі, створюючи ґратчасту структуру всередині суцільної моделі, щоб надати їй додаткову стабільність. Це одна з областей, де 3D-принтери сяють — вони можуть друкувати дуже міцні матеріали з дійсно низькою щільністю, стратегічно створюючи повітряні кишені всередині моделі і роблячи її набагато легшою.
Інша справа, яку обробляє слайсер, це опорні стовпи. Оскільки принтер не може розкладати пластик на розрідженому повітрі, необхідно створити опорні стовпи, щоб принтер міг заповнити зазор. Вони знімні, але використовуються в процесі друку, щоб гарантувати, що вони не згортаються.
Після завершення роботи слайсер надішле дані на 3D-принтер, щоб почати процес друку.
Довго чекати
Щойно принтер запуститься, ви помітите головну проблему сьогоднішнього 3D-друку: він жахливо повільний. У той час як 2D-принтер може надрукувати цілу книгу за пару хвилин, більшість 3D-друків займає кілька годин, якщо не днів, для завершення друку. І якщо ви зіпсували налаштування, неправильно налаштували слайсер або просто трохи наштовхнулися на нього, ви можете втратити весь відбиток.
Існують деякі швидші технології, що викликають бризки в галузі, як-от Carbon M1, який використовує лазери, які вводяться в шар рідини, і витягує відбиток з нього, значно прискорюючи процес. Але такі принтери в рази складніші, набагато дорожчі і працюють поки що тільки з пластиком.
Тож чи варто купувати 3D-принтер?
Якщо ви не зацікавлені в розробці та друкуванні деталей, ви точно не збираєтеся замінювати свій нудний 2D-принтер найближчим часом.
Принтери, які купують більшість споживачів, зазвичай друкують із пластику, хоча існують екзотичні (і дорогі) принтери, які використовуються в промисловості, які можуть друкувати майже все. Є навіть 3D-принтер, який може друкувати штучне м’ясо. Технологія розвивається дуже швидко і має значні наслідки для багатьох галузей. Звичайно, колись ви зможете друкувати вишукані страви з їстівного принтера для харчових продуктів, але до тих пір він залишається любителем і промисловим пристроєм.
Проте, оскільки ціни постійно падають, це може бути веселим хобі, особливо якщо ви будуєте щось, де використовуються маленькі пластикові моделі.
Автори зображення: Каца Скоканова/Shutterstock