3D-принтер – это устройство, которое способно создавать настоящие трехмерные объекты, которые можно потрогать, взять в руки или, например, использовать как детали конструктора, собирая более сложные вещи. Другими словами, такой принтер способен создавать объемные фигуры. Каждый знаком с обычным принтером, который способен распечатывать текст или картинки. Принцип действия трехмерного принтера схож с обычным, однако 3D-принтеры создают указанные в программе трехмерные объекты.
3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания («выращивания») твёрдого объекта.
Я стала разбираться со вторым инструментом 3D-моделирования: 3D-принтером. Дома на компьютере я стала изучать программу Paint3D. Это программа позволяет создавать модели в трехмерном измерении. В ней можно найти шаблоны готовых моделей (обычно она уже есть во всех последних версиях Windows, скачать её можно по ссылке: https://www.microsoft.com/ru-ru/p/paint-3d/9nblggh5fv99). Но даже, если есть готовая модель, сразу распечатать ее на 3D-принтере нельзя, потому что такую модель еще нужно «нарезать» на слои, т. к. принтер печатает фигуру из многих слоев, печатает слой за слоем.
Для этого используются специальные программы - «слайсеры». В результате в одной программе я создаю модель, в другой программе ее подготавливаю к печати.
Я изучила, что самая распространённая программа «слайсер» и умеющая работать со всеми основными форматами 3D-моделей и моделями принтеров это «Ultimaker Cura». Она бесплатная, что делает её доступной для изучения и работы.
Скачать её можно по ссылке: https://ultimaker.com/software/ultimaker-cura
Как и с 3D-ручкой в работе с 3D-принтером я сделала несколько важных выводов, про которые нужно знать:
1. Изделие должно крепко прилипать к печатной платформе, иначе печать не получится, но при этом его потом очень сложно снять, ничего не повредив. На более дорогих принтерах для этого бывают гибкие платформы. Или их можно купить отдельно дополнительно.
2. Изделие должно быть правильно подготовлено для печати. Если оно сложной формы и в нём есть нависающие элементы, то для них нужны опоры, т. к. пластик не может просто висеть в воздухе во время печати. Опоры Cura может рассчитать и добавить к модели автоматически и это нужно учитывать при подготовке.
3. После того как модель напечатана нужно удалить опоры. И хотя они печатаются тонкими и полыми они очень прочные. Удалять их ребенку самому очень тяжело, лучше попросить помощи у родителей.
4. Пластик бывает разный. На сегодняшний день я нашла виды: PLA пластик, ABS пластик, HIPS пластик, PETG пластик, SBS пластик, Flex, Nylon, PC , Wood, Metal, bioFila, Conductive, Glow-in-the-Dark, Magnetic, Color-Changing, Ceramo, Carbon Fiber, PC / ABS, Wax (MOLDLAY), ASA, PP, POM, PMMA, Cleaning, PEEK. Но дело не только в видах пластика, а ещё и в том, что пластик одного вида, но разных производителей сильно отличается по качеству. А значит нужны разные настройки принтера, иначе печать не получится или качество изделия будет плохим.
Эксперименты печати на 3D-принтере.
Эксперимент №1 Совы.
Проблема: после изготовлении детали ее очень сложно снять с платформы.
Решение проблемы: использовать клейкую ленту.
Эксперимент №2 Мишка
Проблема: плохая адгезия к поверхности.
Решение проблемы адгезии к поверхности: использовать двухсторонний скотч (при попытке использовать односторонний — модель испорчена).
Эксперимент №3 Радуга
Проблема: красивые рисунки без опыта достаточно сложно рисовать сразу
Решение проблемы: в программе Paint 3D есть шаблоны (наклейки)
Эксперимент №4 Мишка, игрушки
Проблемы: принтеру требуется очень много времени, чтобы распечатать сложные модели, пластик оказался не очень хорошего качества.
Решение проблемы времени: при моделировании в программе Cura можно изменять параметры модели, чтобы уменьшить время, ухудшив качество.
Решение проблемы пластика: для того, чтобы результат был хорошего качества перед печатью нужно протестировать пластик.
Изготовление визиток
Я поняла, что, если всё правильно настроено и пластик качественный, то слои почти что становятся одним целым и «ступеньки» становятся почти незаметны. К сожалению, полностью от них избавиться при FDM-печати нельзя.
На этом мои эксперименты не закончились. Для дальнейшей печати я стала измерять качества пластика и путем изменения настроек температуры в программе Cura наблюдать за тем, как от этого меняется его печать.
Для пластика, который был у меня дома я сделала 4 кубика с разными настройками температуры, чтобы понять какие настройки для этого пластика будут самыми лучшими.
Таким образом, я сделала вывод, что перед любой печатью лучше сделать тестирование пластика, который планируется использовать.
Интересные факты о 3D-принтерах
• В 2012 году сетевая организация Defense Distributed анонсировала планы «разработать работающий пластмассовый пистолет, который любой человек сможет скачать и напечатать на 3D-принтере». В мае 2013 года они закончили разработку, продемонстрировав свой первый стреляющий образец, однако вскоре после этого Государственный департамент США потребовал удалить инструкции с сайта. После долгих судебных разбирательств компания смогла отстоять своё право и достигла соглашения с властями США, позволявшего им распространять свои 3D-модели оружия. 21 ноября 2013 года в Филадельфии (США) был принят закон, запрещающий изготовление огнестрельного оружия с помощью 3D-принтеров.
• В Университете Южной Калифорнии прошли первые испытания гигантского 3D-принтера, который способен напечатать дом с общей площадью 250 м² за сутки.
• В 2018 году на 3D-принтере напечатали уменьшенные сердца из человеческих клеток с целью проверить метод, пересадив такие сердца животным.
• В 2019 году опубликован отчёт об успешном изготовлении роговицы глаза.