чем печатать на 3d принтере

Чем печатать на 3d принтере

Наиболее частыми вопросами, с которыми к нам обращаются, являются «как подключить 3д принтер» и «чем печатает 3d принтер». Если на первый можно найти ответы в подробных инструкциях и на форумах, то второй требует более детального изучения.

Популярные технологии

Прежде, чем ответить на вопрос, чем печатает 3д принтер, следует уделить немного внимания технологиям 3D прототипирования. В целом из огромного списка методов аддитивного производства можно выделить 5 основных:

FDM 3Д принтеры – самые простые и распространенные устройства для персонального и профессионального использования, работающие по принципу экструзии. Расходный материал – пластиковая нить, представленная большим количеством разновидностей. В зависимости от того, из какого материала произведен пластик, его типа и назначения готовые объекты обладают определенными физико-химическими характеристиками, термической и механической стойкостью. Наиболее популярными сегодня являются биосовместимый PLA и ударопрочный ABS. Теперь разберёмся, что такое стереолитография и чем печатает SLA 3D принтер. Данный метод построен на использовании фотополимерной смолы, которая отверждается под воздействием УФ-излучения. Изделия из фотополимеров отличаются прекрасным качеством детализации и равномерностью, однородностью поверхности. SLM – это технология выборочного плавления металлического порошка в атмосфере инертного газа и основа современного аддитивного производства. При печати в камере 3Д принтера поддерживается определенный температурный режим, порошок наносится по контуру изделия слоями и сразу засвечивается лазером. LS 3D принтеры также используют порошковые металлы и могут работать с несерийным и мелкосерийным производством различных деталей с высокими требованиями к точности. Чем печатает такая установка? Инструментальной и нержавеющей сталью, золотом, серебром, сплавами на основе титана, никеля и кобальта. Различают выборочное и прямое спекание – луч лазера в первом случае движется только по контуру будущего объекта, во втором – по всей рабочей плоскости. DLP – это современная альтернатива SLA с еще большей точностью при работе с полимерными смолами. Работающие в этой технологии 3Д принтеры часто используются в медицине и промышленности для изготовления функциональных прототипов. Выбрать, из какого материала печатать для достижения лучшего результата, вы можете опытным путем самостоятельно, или проконсультировавшись с нашими специалистами.

Нестандартные материалы для печати

Безусловно, есть и специализированные изделия, для производства которых существуют другие технологии. Возможности 3D принтеров практически безграничны – с их и помощью можно прототипировать даже биологические ткани, но это очень высокие и дорогие технологии. Возможно, вас удивит, с каким материалом работают профессионалы, но перечень более чем обширен и включает:

Список, из какого материала и что сегодня можно печатать, практически бесконечен. На нашем сайте представлен достойный выбор филаментов для работы в любой отрасли и технологии, И если вы знаете, чем печатает ваша модель 3D принтера, найти нужный расходник очень просто благодаря удобным фильтрам и актуальным фото на сайте.

Источник

Как работает 3D-принтер

И что можно на нём напечатать.

За последние пару лет появилось много новостей о том, что кто-то что-то распечатал на 3D-принтере:

Давайте разберёмся, как работает эта технология, какие у неё ограничения и за ней ли будущее.

Для чего нужен 3D-принтер

3D-принтеры печатают объёмные вещи из пластика или других материалов. Их можно использовать в быту или производстве. Например, вот что можно напечатать на 3D-принтере:

Корпус для батареек. Светодиодную лампу на шарнирах. Лампу в стиле Minecraft. Модель старинного замка.

Как это работает

Обычно для печати 3D-принтер использует специальный пластик. Он бывает в виде порошка, жидкой смолы или пластиковой проволоки в катушках. Именно из этого материала и будет состоять напечатанная деталь.

Дальше, если говорить грубо, процесс выглядит так:

Материал принимает нужную вам форму слой за слоем. Когда все слои пройдены, получается деталь.

Ускоренная съемка 3D-печати с помощью подвижного сопла:

Из-за того что принтеру нужно постоянно нагревать пластик, 3D-принтеры печатают не очень быстро: на деталь размером с телефон может уйти 15–20 минут. Ещё скорость зависит от толщины слоя: чем толще слой, тем быстрее печать. Но при большой толщине слоя деталь может получиться неаккуратной: будут видны слои:

Чем тоньше слой, тем более ровной получается поверхность при печати.

Технологии печати

3D-печать очень нужна в промышленности и промдизайне, поэтому существует целый зоопарк технологий печати, у каждой свои преимущества и недостатки.

Стереолитография. Вместо пластика здесь используется специальная смола, которая застывает на свету. Деталь тоже формируется слоями, но сами слои почти незаметны — смола заполняет рельеф и деталь кажется единым целым даже с очень близкого расстояния.

Синтез полимеров (SLS). При такой печати используется порошок, который потом запекается лазерным лучом. Так как лазерный луч можно сфокусировать в любом месте с нужной точностью, то таким способом печати можно получить очень сложные модели с высокой детализацией:

Polyjet. Особенность этой технологии в том, что в ней можно печатать объекты одновременно из разных материалов. Это позволяет создавать практически любые вещи самой сложной формы, которые сразу обладают нужными свойствами. На таком принтере можно напечатать даже кроссовки, которые можно носить:

Что можно напечатать

На 3D-принтере можно напечатать всё что угодно, если у вас есть подходящий материал для печати, готовая модель и достаточно большой принтер.

Прототипы. Часто перед началом производства компании нужно понять, насколько удобной получится вещь в использовании. Чтобы не запускать линию ради одного изделия, его печатают на 3D-принтере и смотрят, что нужно изменить или доработать. На таких прототипах можно заметить, например, что кнопки получились слишком маленькими и их будет неудобно нажимать или что кнопки оказались очень далеко от пальцев и до них нужно будет специально тянуться.

Запчасти и детали. Иногда найти запчасть от какого-то инструмента сложно или почти невозможно: производитель их не выпускает или модель давно снята с производства. В этом случае можно найти в интернете трёхмерную модель нужной детали или нарисовать её самому в редакторе, чтобы потом отправить это на печать.

Медицина. Трёхмерная печать активно используется в медицине для создания новых суставов, тканей и лечения пациентов. Отличие от традиционной печати в том, что вместо пластика там печатают специальными «живыми» растворами, которые взаимодействуют друг с другом и ведут себя как настоящие органы и ткани. Благодаря такой технологии сейчас легко напечатать сустав, который хирург может поставить человеку вместо повреждённого.

Хобби и моделирование. На 3D-принтере легко печатать разные миниатюры, коллекционные фигурки и модели.

Производство других роботов. 3D-принтеры пока не умеют производить сервоприводы и микропроцессоры, но уже умеют печатать корпуса и каркасы роботов.

Дома и здания. Берём здоровенные рельсы с моторами и контроллерами. Устанавливаем подвижное сопло, на которое можно подавать строительную смесь (бетон или полимеры). Можно печатать стены зданий. В отличие от традиционных технологий строительства из кирпича, панелей и блоков, форма стен и здания в целом может быть любой. Фундамент, перекрытия и крыша пока что не печатаются, но это пока.

Представьте: отправляем на Марс полсотни 3D-принтеров на подвижной основе. За год каждый из них печатает ещё по 100 принтеров. Далее все эти 5 000 принтеров разъезжаются по Марсу и начинают строить первую колонию. Пока они строят, мы заказываем в Икее мебель, оформляем доставку, и как раз к моменту доставки наши роботы всё допечатают. Яблони на Марсе вряд ли зацветут, а вот пятиэтажки — могут.

Критика и проблемы

❌ Медленно и без гарантий: печать довольно медленная, недостаточно точная. Огромная проблема в любительских принтерах — брак. Например, деталь может отклеиться от подложки прямо во время печати, и произойдёт ад. Или моторы раскалибруются, и сопло начнёт промазывать мимо нужных мест.

❌ Низкая эффективность: чтобы напечатать деталь 10 × 10 см, нужен принтер размером как минимум 50 × 50 см, который будет стоить несколько сотен долларов.

❌ Не самые прочные материалы: 3D-печать пока что ограничена пластиками и смолами. Есть отдельные технологии печати на базе металлического порошка, но если вам нужна стальная деталь — вам нужен не 3D-принтер, а нормальный токарь и станок. Но на станке можно сделать не всякую деталь.

❌ Не всегда понятно зачем. В промышленности 3D-принтеры используют для прототипирования, но в массовом производстве эти технологии не используются. Для домашнего применения тоже неясно: на 3D-принтерах печатают маленькие пластиковые штучки для любительских проектов… и всё. Очень мало случаев, когда обычный человек мог бы захотеть напечатать у себя дома что-то применимое в хозяйстве.

Что дальше

Дальше технология победит все проблемы младенчества и будет печатать вам еду, мебель и внутренние органы. Необязательно при нашей жизни, но наши дети и внуки наверняка застанут.

Источник

Чем же печатают 3D-принтера?

3D печать основана на технологии послойного выращивания твёрдых объектов из различных материалов. Объёмные модели печатаются из пластика, бетона, гидрогеля, металла и даже из живых клеток и шоколада. В настоящей статье мы представим краткий обзор наиболее популярных материалов для 3D печати.

ABC-пластик

АBC-пластик известен как акрилонитрилбутадиенстирол. Это один из лучших расходных материалов для 3D печати. Такой пластик не имеет запаха, не токсичен, ударопрочен и эластичен. Температура плавления АВС-пластика составляет от 240°С до 248°С. Он поступает в розничную продажу в виде порошка или тонких пластиковых нитей, намотанных на бобины.

3D модели из АВС-пластика долговечны, но не переносят прямой солнечный свет. С помощью такого пластика можно получить только непрозрачные модели.

АВС-пластик для 3D печати

Акрил

Акрил используется в 3D печати для создания прозрачных моделей. При использовании акрила необходимо учитывать следующие особенности: для данного материала нужна более высокая температура плавления, чем для АВС-пластика, и он очень быстро остывает и твердеет. В разогретом акриле появляется множество мелких воздушных пузырьков, которые могут вызвать визуальные искажения готового изделия.

Изделия, напечатанные из акрила

Бетон

В настоящее время изготовлены пробные образцы 3D принтеров для печати бетоном. Это огромные печатающие устройства, которые кропотливо, слой за слоем, «печатают» из бетона строительные детали и конструкции. Такой 3D принтер может всего лишь за 20 часов «напечатать» жилой двухэтажный дом общей площадью 230 м2.

Для 3D печати используется усовершенствованный сорт бетона, формула которого на 95% совпадает с формулой обычного бетона.

Изделия, напечатанные бетоном

Гидрогель

Учёные из иллинойского Университета (США) напечатали при помощи 3D принтера и гидрогеля биороботов длиной 5-10 мм. На поверхность биороботов поместили клетки сердечной ткани, которые распространились по гидрогелю и начали сокращаться, приводя в движение робота. Такие роботы из гидрогеля способны передвигаться со скоростью 236 микрометров в секунду. В будущем они будут запускаться в организм человека для обнаружения и нейтрализации опухолей и токсинов, а также для транспортировки лекарственных препаратов к месту назначения.

Биороботы из гидрогеля, напечатанные 3D принтером

Бумага

В некоторых 3D принтерах в качестве материала для печати используется обычная бумага формата А4. Так как бумага – это доступный и недорогой материал, то и бумажные модели получаются недорогими и доступными для пользователей. Такие модели печатаются послойно, причём каждый последующий слой бумаги вырезается принтером и наклеивается на предыдущий. Модели из бумаги печатаются быстро, но не могут похвастаться прочностью или эстетичностью. Они идеально подойдут для быстрого прототипирования компьютерного проекта.

3D модели, напечатанные из бумаги

В современной 3D печати широко применяются гипсовые материалы. Модели, изготовленные из гипса, недолговечны, но имеют очень низкую себестоимость. Такие модели идеально подходят для изготовления объектов, предназначенных для презентаций. Их можно показывать в качестве образца заказчикам и клиентам, они отлично передадут форму, структуру и размер оригинального изделия. Так как гипсовые модели отличаются высокой термостойкостью, их используют в качестве образцов для литья.

3D модель, напечатанная из гипса

Деревянное волокно

Изобретатель Кай Парти разработал специальное деревянное волокно для 3D печати. Волокно состоит из дерева и полимера и по своим свойствам похоже на полиактид (PLA). Комбинированный материал позволяет получить долговечные и твёрдые модели, которые внешне выглядят как деревянные изделия и имеют запах свежеспиленного дерева. В настоящее время инновационный материал используется только в самореплицирующихся принтерах RepRap.

3D модель, напечатанная деревянным волокном

Фигура, напечатанная льдом

Металлический порошок

Ни один пластик не сможет заменить металл с его приятным мягким блеском и высокой прочностью. Поэтому в 3D печати очень часто используется порошок из лёгких и драгоценных металлов: меди, алюминия, их сплавов, а также золота и серебра. Однако металлические модели не обладают достаточной химической стойкостью и имеют высокую теплопроводность, поэтому в металлический порошок для печати добавляют стекловолоконные и керамические вкрапления.

Украшения из металлического порошка, напечатанные 3D принтером

Нейлон

Печать нейлоном имеет много общего с печатью АВС-пластиком. Исключениями являются более высокая температура печати (около 320°С), высокая способность впитывать воду, более продолжительный период застывания, необходимость откачки воздуха из экструдера из-за токсичности компонентов нейлона. Нейлон – это достаточно скользкий материал, для его применения следует оснастить экструдер шипами. Несмотря на перечисленные недостатки, нейлон с успехом используют в 3D печати, так как детали из данного материала получаются не такими жёсткими, как из АВС-пластика, и для них можно использовать шарниры скольжения.

Нейлоновая нить для 3D печати

Изделия из нейлона, напечатанные 3D принтером

Поликапролактон (PCL)

Поликапролактон близок по свойствам к биоразлагаемым полиэфирам. Это один из самых популярных расходных материалов для 3D печати. Он имеет низкую температуру плавления, быстро затвердевает, обеспечивает прекрасные механические свойства готовых изделий, легко разлагается в человеческом организме и безвреден для человека. Кроме того, он может применяться сразу в нескольких технологиях 3D печати: SLS, ZCorp и FDM.

Поликапролактон для 3D принтера

Поликарбонат (PC)

Поликарбонат – это твёрдый пластик, который способен сохранять свои физические свойства в условиях экстремально высоких и экстремально низких температур. Обладает высокой светонепроницаемостью, имеет высокую температуру плавления, удобен для экструзионной обработки. При этом его синтез сопряжён с рядом трудностей и экологически не безвреден. Используется для печати сверхпрочных моделей в нескольких технологиях 3D печати: SLS, LOM и FDM.

Полилактид (PLA)

Полилактид – это самый биологически совместимый и экологически чистый материал для 3D принтеров. Он изготавливается из остатков биомассы, силоса сахарной свёклы или кукурузы. Имея массу положительных свойств, полилактид имеет два существенных недостатка. Во-первых, изготовленные из него модели недолговечны и постепенно разлагаются под действием тепла и света. Во-вторых, стоимость производства полилактида очень высока, а значит и стоимость моделей будет значительно выше аналогичных моделей, изготовленных из других материалов. Используется в технологиях 3D печати: SLS и FDM.

Полилактидная нить и изделия, напечатанные полилактидом на 3D принтере

Полипропилен (PP)

Полипропилен – это самая лёгкая из всех ныне существующих пластических масс. По сравнению с полиэтиленом низкого давления хуже плавится и лучше противостоит истиранию. При этом уязвим к активному кислороду и деформируется при отрицательных температурах.

Полипропилен для 3D печати

Полифенилсульфон (PPSU)

Данный материал пришёл в 3D печать из авиапромышленности. Он практически не горит, характеризуется теплостойкостью, высокой твёрдостью. Напоминает обычное стекло, но превосходит его по прочности. Используется в технологиях 3D печати: SLS и FDM.

Полиэтилен низкого давления (HDPE)

Это самый распространённый вид пластмассы в мире, из которого изготавливают ПЭТ-бутылки, канистры, трубы, плёнки, пакеты и т.д. В 3D печати полиэтилен низкого давления является непревзойдённым лидером. Данный материал может быть использован в любой технологии 3D печати.

Полиэтиленовая обувь, напечатанная на 3D принтере

Шоколад

Британские учёные представили публике первый шоколадный 3D принтер, который печатает любые шоколадные фигурки, заказанные оператором. Принтер наносит каждый следующий слой шоколада поверх предыдущего. Благодаря способности шоколада быстро застывать и твердеть при охлаждении, процесс печати протекает довольно быстро. В ближайшем будущем такие принтеры будут востребованы в кондитерских и ресторанах.

Шоколадный принтер в работе

Прочие материалы

Существуют 3D принтеры, которые предназначены для печати глиняными смесями, известковым порошком, продуктами питания, живыми органическими клетками и многими другими удивительными материалами. О том, какие материалы для 3D печати будут использоваться в ближайшем будущем, остаётся лишь догадываться.

Источник

Чем печатать: материалы для 3D печати

17 основных материалов, используемых для объёмной печати

Термопластики PLA и ABS фактически стали стандартными материалами используемыми для 3D-пеати. Но, знаете ли вы, что можете печатать ещё и экзотическими материалами для 3D-печати? Сейчас вы можете печатать деревом, металлом, углеродным волокном и многими другими веществами.

Как следует из названия, экзотические филаменты содержат особые или композитные (смесь общепринятых и особых) вещества для объёмной печати, и считаются самыми продвинутыми. В них пластик вроде PLA или ABS сочетается с такими веществами, как металлы, углеродные волокна, древесина или фосфоресцентный краситель, для получения материала с уникальными свойствами.

Раньше акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) был самым популярным материалом для 3D. Этот дешевый, прочный, слегка гибкий, легкий и легко выдавливаемый материал идеален для 3D печати. Это тот же пластик, из которого делают LEGO и велосипедные шлемы.

Кроме того, его использование требует обязательного наличия подогреваемой платформы, чтобы пластик не деформировался при частичном остывании в процессе печати.

Другим недостатком этого материала являются интенсивные испарения, которые возникают во время печати и могут быть опасны для людей и животных испытывающих трудности с дыханием. 3D-принтер должен находиться в хорошо вентилируемой зоне, вдыхать ABS вредно.

Полимер полимолочной кислоты (PLA) обогнал ABS в популярности и стал любимым материалом для многих 3D-энтузиастов. Это биоразлагаемый термопластик из возобновляемых ресурсов. PLA-материалы являются гораздо более экологически чистыми, чем другие пластмассы.

Полиэтилен терефталат (PET) представляет собой фантастическую альтернативу ABS или PLA, благодаря своим характеристикам прочности и гибкости, которые превосходят даже ABS. Кроме того, настройка печати проста как для PLA, в мастерской не пахнет, а отходы полиэтилена подлежат вторичной переработке.

Полиэтилен ко-триметилен терефталат (PETT), является двоюродным братом сополимера ПЭТ, иногда продается как T-Glase. Это прочный и жесткий материал, чьи основные характеристики: невероятная твёрдость, прозрачность и биосовместимость. Он также был одобрен комитетом по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в пищевых контейнерах.

Ударопрочный полистирол (HIPS): материал широко используется в пищевой промышленности для упаковки. Филамент HIPS биоразлагаем и имеет яркий белый цвет, никакого вредного воздействия при тесном контакте с людьми или домашними животными.

Вместо этого, он очень популярен для использования в качестве вторичного материала при двойной экструзии, обеспечивая структурную поддержку сложного объекта, основа ​​которого печатается с использованием другого материала.

После того, как печать завершена, HIPS можно растворить с использованием бесцветного жидкого углеводорода. Ацетона, например. Он исчезает, как по волшебству!

Поливиниловый спирт (PVA), как правило, используется в качестве поддержки при печати сложных объектов, которые иначе невозможно напечатать. Как HIPS, PVA является отличным материалом для печати двумя филаментами.

Созданный на основе поливинилового спирта, этот материал является нетоксичным и биологически разлагаемым, и может быть растворен в воде.

Он может быть использован на всех обычных настольных FDM 3D принтерах, но требует платформы с подогревом. Важно отметить, что вы не должны превышать температуру печати.

Полиамид, также известный как нейлон, является популярным синтетическим полимером, используемым во многих промышленных целях. Это экономически эффективный пластик, прочный, легкий, гибкий и устойчивый к износу. Значительно менее хрупкий, чем PLA или ABS.

Нейлон может быть использован для изготовления различных изделий: частей механизмов, контейнеров, инструментов, потребительских товаров и игрушек. Кстати: его можно окрашивать красителем для ткани.

9. Laybrick

Если вы работаете над архитектурой или ландшафтным дизайном, это хороший вариант. Филамент Песчаник содержит в себе порошок мела с PLA, для воспроизводства цвета и текстуры камня. При изменении температуры экструзии в ходе 3D-печати, способен создавать гладкую или шероховатую поверхность.

По сути, это PLA смешанный с металлическим порошком. Объекты 3D, напечатанные с использованием металла+PLA, будут выглядеть и ощущаться, как если бы они были сделаны из бронзы, латуни или меди, и могут быть отполированы и искусственно состарены как эти металлы. Этот материал в несколько раз плотнее стандартного PLA, поэтому он ощущается больше как металл, чем как пластик.

11. Магнитный PLA

Филамент-проводник открывает новую область инженерных возможностей для вашего следующего проекта 3D-печати. Из материала с добавлением проводящих ток угольных частиц вы можете печать трёхмерные электронные схемы для простых элементов, таких как светодиоды и датчики.

Используйте этот филамент в паре со стандартным PLA, и вы можете изготовить печатную плату прямо на платформе вашего 3D-принтера.

Помните те футболки из восьмидесятых годов, которые меняют цвет в зависимости от температуры тела? Это та же концепция. Термочувствительный филамент будет менять цвет в зависимости от изменения температуры. Есть несколько доступных цветовых комбинаций, от разных производителей, каждая из которых имеет несколько различных свойств. Некоторые из них также реагируют на свет!

14. Карбон PLA

PLA с небольшим количеством углеволокна даёт невероятную жесткость, структуру и большую адгезию слоя. Но эти дополнительные преимущества нивелируются недостатками: этот филамент абразивен и увеличивает износ экструдера в несколько раз. После печати всего лишь 500 граммами такого филамента, например, будет заметно увеличение диаметра латунного сопла.

В идеале, сопло принтера должно быть покрыто карбидом вольфрама. В противном случае, будьте готовы заменить сопла после длительного использования!

15. Гибкий TPE

Характеристики довольно очевидны: накапливает свет и светится в темноте. Хороший выбор для проектов к Хэллоуину или для обеспечения дополнительных функциональных возможностей в условиях низкой освещенности.

17. Amphora

В настоящее время продаётся ColorFabb как «NGEN» и Taulamn как «N-Vent». Это новичок на рынке, но первое впечатление очень позитивное.

Компания «Filamentarno!» производит расходные материалы для печати на FDM 3D-принтерах с упором на визуальную составляющую, чтобы привлечь к своему продукту дизайнеров, архитекторов, изобретателей, художников.

Преимущества пластика:

Источник