Прежде чем рассматривать виды 3D принтеров и трехмерной печати стоит понять, что это вообще такое. 3Д принтер – это устройство, которое послойно создает физический объект по виртуальной трехмерной модели. При помощи такого устройства можно изготавливать практически любые объекты. Необходимые модели разрабатываются при помощи специального программного обеспечения для трехмерного моделирования.

Виды 3Д принтеров

В современных 3Д принтерах применяется две основные технологии печати:

  • Струйная;
  • Лазерная.

Эти технологии также подразделяются на отдельные подвиды, которые могут различаться по расходным материалам, которые используются для печати. В качестве расходных материалов в наше время может использоваться фотополимерная смола, порошок, силикон, различные металлы, воск, фотополимеры, а также разные виды пластика.

Принцип работы 3D принтера зависит от его типа и от применяемых расходных материалов – это может быть:

  • Лазерная печать;
  • Спекание;
  • Послойное плавление и накладывание пластика;
  • Ламинирование;
  • Плавление порошка;
  • Полимеризация фотополимерного пластика путем воздействия на него лазером;
  • Послойное склеивание расходного материала;
  • Вакуумная электронно-лучевая плавка порошка.

Кроме этого существуют такие 3D принтеры, которые способны печатать одновременно двумя и более разными материалами или выполнять многоцветную печать. В связи с этим помимо технологии печати принтеры подразделяются и следующие типы:

  • Монохромный – устройство, печатающее одним цветом;
  • Принтеры с разрешением 3D-прототипирования. Такие устройства позволяют изготавливать самые мелкие детали;
  • Цветной 3D принтер, позволяющий создавать разноцветные физические объекты;
  • 3D принтер с камерой обдува, который самостоятельно выполняет финишную обработку изделия.

Итак, давайте подробнее рассмотрим типы 3Д принтеров.

Порошковый 3D принтер

Первый порошковый 3Д принтер был разработан в нидерландском университете в городе Твенте. Устройство работает по технологии спекания порошка с использованием связующего вещества. То есть печатающая головка наносит связующее вещество на определенные места (в соответствии с компьютерной моделью), после чего вал наносит тонкий слой порошка. Далее головка снова наносит связующее вещество, после чего вал наносит тонкий слой порошка и так далее.

Не смотря на то, что на первый взгляд кажется, что такой принтер должен иметь сложную конструкцию это отнюдь не так. Его достаточно просто собрать. Более того, он изготовлен из стандартных комплектующих, которые весьма просто найти.

Кроме этого такой принтер способен работать и с другим типом порошков – металлическая пудра. Для этого порошковый принтер должен работать по технологии запекания.

Гипсовый 3D принтер

Гипсовый 3Д принтер относится к виду порошковых устройств, но он способен работать только со связующими веществами и исключительно со строительными порошками, такими как гипс, цемент, шпаклевка и так далее.

Гипсовый 3Д принтер работает по такому же принципу, как и порошковый аппарат. С его помощью можно создавать самые разнообразные изделия из строительных порошков. Такие устройства часто используются в дизайнерских студиях для создания украшений интерьера.

Фотополимерный 3D принтер

Данная технология работает по принципу постепенного создания объекта их жидких фотополимеров. В процессе создания ультрафиолетовый лазер засвечивает определенные места (в соответствии с компьютерной моделью), которые под воздействием ультрафиолета затвердевают. Конечно, процесс засветки достаточно длителен, а каждый слой измеряется в микронах. Засветка фотополимера может также осуществляться и при помощи ультрафиолетовой лампы через специальный фотошаблон, который меняется с каждым новым слоем. 

Стереолитографический 3D принтер отличается высокой точностью. Даже персональные модели не сильно уступают в точности профессиональным аппаратам. Конечно, для достижения такой точности пришлось принести в жертву скорость, однако в некоторых случаях точность изготовленных моделей имеет наибольшее значение.

Лазерный 3D принтер

Лазерный 3Д принтер работает по разным технологиям – плавление, спекание или ламинирование.

Технология плавления заключается в том, что используемый порошок предварительно разогревается до температуры близкой к плавлению. После этого луч лазера плавит порошок, формируя слой. Далее слой должен застыть, после чего насыпается следующая порция порошка, и лазер наносит следующий «рисунок».

Такие принтеры способны работать практически с любыми термопластичными материалами. При этом скорость печати может достигать нескольких десятков мм/час. Конечно, есть и отрицательная сторона медали. Поверхности изготовленных деталей при помощи такого принтера является слишком шероховатой, а также требуется весьма длительное время для подготовки к работе.

Однако есть существенное преимущество, которое заключается в том, что такие устройства способны работать с металлическими порошками. Это позволяет создавать настоящие металлические изделия, которые не уступают по прочности деталям, изготовленным традиционным способом. Конечно, в случае с металлическими порошками после печати изделие нуждается в последующей обработке – в насыщении бронзой и запекании в специальной печи.

Технология спекание заключается в том, что лазер выжигает в порошке из легкосплавного пластика контуры изготавливаемой детали. После завершения процесса излишки порошка просто стряхиваются с поверхности готового изделия.

Ламинирование – это процесс, при котором изделие изготавливается из большого количества слоев расходного материала. Эти слои накладываются друг на друга и склеиваются. В процессе наложения слоев лазер вырезает в каждом из них нужный контур в соответствии с компьютерной моделью.

Сублимационный 3D принтер

Данный тип 3Д принтера является собой устройство, которое используется для переноса изображений на рельефные объекты. Это осуществляется путем нагревания специальных красителей в определенных местах, которые под воздействием температуры начинают испаряться и оставлять рисунок на поверхности каких-либо изделий.

Восковой 3D принтер

Как вы уже догадались из названия, такой принтер печатает воском. Воск – это уникальный материал, который имеет низкую температуру плавления, Благодаря чему с ним очень просто работать. Именно по этой причине многие дизайнеры выбирают именно этот материал.

Наверное, каждый хотя бы раз в жизни бывал в музее восковых фигур, или видел модели по телевизору. Конечно, изделия в человеческий рост 3D принтер не сделает, однако точность моделей, сделанных при помощи трехмерной печати, просто поражает.

Презентация 3D-печати: Видео

Цветной 3Д принтер

Цветной 3D принтер позволяет создавать модели разных цветов. Такая возможность достигается благодаря тому, что в принтере используется печатающая головка с несколькими экструдерами – устройствами, которые плавят и наносят расходный материал, к примеру, пластик. 

Такие устройства уже сегодня пользуются огромным спросом, в особенности для изготовления различных дизайнерских украшений и детских игрушек. Как правило, в качестве расходного материала такой 3D принтер использует пластик.

Материал для 3Д принтера

В зависимости от типа принтера необходимо использовать соответствующие материалы. К примеру, порошковый аппарат может работать только с порошками и связующими веществами. Поэтому прежде чем покупать тот или иной 3Д принтер необходимо определиться с тем, в каких целях он будет использоваться. Конечно, стоит понимать, что разные материалы для 3Д принтеров имеют различную стоимость. Также они могут иметь разное качество. Более распространенные и крупные бренды предоставляют качественные материалы, из которых получаются наиболее прочные изделия. Поэтому не стоит экономить на материалах.

Помимо всего прочего технология трехмерной печати постоянно развивается, появляются новые принтеры, которые имеют уникальный принцип работы. Также ведутся активные разработки расходных материалов, и с каждым годом их список становится все длиннее.