Улыбайтесь – вам печатают новые зубы

Улыбайтесь – вам печатают новые зубы

А новый дом уже сошел с принтера

Уже в ближайшее время Вас это, как ни странно, все это ожидает. Во весь рост и бюст. Трехмерное моделирование давно стало неотъемлемой частью создания сложных архитектурных и технологических объектов. После разработки 3D модели в электронном виде следует обязательное ее воплощение в твердой копии, что ранее требовало длительного времени и труда нескольких специалистов. На сегодняшний день появилась практическая возможность ускорить этот процесс – с помощью технологий быстрого прототипирования.

Не хочу умничать, но это решение уже позволяет сэкономить массу времени и сил дизайнерам и инженерам. Возможно, в скором времени так называемое прототипирование станет доступно на бытовом уровне, или в виде недорогой услуги, которой может воспользоваться каждый. Будет достаточно нарисовать модель, определить материал и отправить заказ по Интернету. Это называется «дистанционное производство по требованию» (Distance Manufacturing on Demand). В перспективе такая технология станет массовой – и тогда у каждого на столе будет свой персональный механический заводик, заменяющий в мелочах обычное производство. Точно так же, как принтеры заменили типографии и машинописные бюро.

Об этом и многом другом мы узнали на семинаре «Современные аддитивные технологии», который проходил на базе Хабаровского техникума техносферной безопасности и промышленных технологий. Как рассказала одна из ведущих преподавателей Юлия Богданова, трехмерное моделирование давно стало неотъемлемой частью создания сложных архитектурных и технологических объектов. После разработки 3D модели в электронном виде следует обязательное ее воплощение в твердой копии, что ранее требовало длительного времени и труда нескольких специалистов. На сегодняшний день появилась практическая возможность ускорить этот процесс – с помощью технологий быстрого прототипирования.

Название этой технологии происходит от англоязычного термина Additive Manufacturing, что в буквальном переводе означает «производство через добавление». Аддитивная технология означает метод изготовления путем послойного наращивания сырья. Самый известный пример применения аддитивных технологий – популярные 3D-принтеры. Все виды данных устройств работают «со товарищи» по технологии послойного синтеза.

Аддитивные технологии производства совершили революционный прорыв во многих отраслях – медицинской, строительной, конструкторской, машиностроительной, дизайнерской. Экскурс в историю Технологии 3D-печати считают главным открытием XXI века, Изобретателем технологии и основателем новой отрасли стал инженер Чарльз Халл, основатель и владелец компании 3D-Systems. В 1986 году Чарльз собрал первый в истории стереолитографический 3D-принтер. Примерно в тот же период другой инженер – Скотт Трамп создал первый в своем классе FDM-аппарат.

Два этих знаковых изобретения положили начало стремительного развития рынка трехмерной печати. Следующим шагом в эволюции 3D-печати стало внедрение технологии послойного синтеза в корпус обычного настольного 3D-принтера, которое осуществили студенты Массачусетского технологического университета Тим Андерсон и Джимми Бредт. Впоследствии ими была основана компания Z Corporation, долгое время остававшаяся лидером отрасли. Современные аддитивные технологии сейчас переживают период мощнейшего развития и повсеместной популяризации. Исторически самая первая и точная аддитивная технология – стереолитография. Это метод поэтапного отверждения полимера при помощи лазера. Данную технологию применяют в прототипировании, при изготовлении макетов и элементов дизайна с высоким уровнем детализации. Селективное лазерное спекание – инновационный метод отверждения жидкого фотополимера. Данная технология позволяет работать даже с цементом.

А мой сын свел меня с компьютерщиком, Дмитрием Штыковым. И тот мне рассказал, что где и как. По его словам принтеры по стоимости очень разнятся, Самый простой можно взять тысяч за 15, наверное. AliExpress в помощь. Дорогие могут стоить вообще заоблачно. Например для стоматологии очень дорогие. По словам Дмитрия, у него примерно такой (но предыдущего поколения модель):

Различаются они тем, какими материалами могут печатать, скоростью и качеством печати, количеством экструдеров. К примеру чтобы печатать несколькими цветами сразу или чтобы делать специальные элементы для поддержки конструкции из отдельного легко отделяющегося материала.

Себе он, например, напечатал органайзеры для нескольких игр. Например вот такой для игры Андор: https://www.thingiverse.com/thing:2250198 (только красного цвета). Материалы стоят что-то около двух тысяч рублей за килограмм PLA / ABS пластика. К примеру органайзер для игры Андор по весу - 400 грамм. Кстати, как рассказал Штыков, итоговым весом можно немного управлять, выбирая, насколько пластиком будет внутри заполнена модель.

Есть всякие программы чтобы сделать свои модели, Дмитрий использовал https://www.tinkercad.com/. А есть сайты с уже готовыми моделями https://www.thingiverse.com/. Скачиваешь модель, и печатаешь ее.

Он рассказал, что как-то начинал печатать настольную игру "Catan" https://www.thingiverse.com/thing:2525047. Даже купил краски акриловые, несколько деталей раскрасил. Но потом «обленился и бросил».

После рождения ребенка Дмитрий особо ничего не печатает, жена переживает, считает что это крайне вредно в домашних условиях. Поэтому сейчас он решил продать свой принтер.

– В целом 3D печать – вещь интересная. Я особо не успел проникнуться, ввиду отсутствия помещения. Но когда разживусь гаражом, электровелосипедом и другими необходимыми для жизни вещами, обязательно куплю себе другой 3D-принтер и начну все сначала, – рассказал Штыков.

Он подчеркнул, что в этом деле не профессионал, и многого еще не знает. К примеру про пост-обработку. Для его целей она была не нужна, потому что «коробочки и так получаются ровные и красивые». А вот если надо красивую модельку напечатать, «то там нужно подзаморочиться».

Вот это как раз и продемонстрировал на семинаре японский специалист Тецуро Ияма, доцент факультета машиностроения Национального технологического института из города Нагаока. Это, кстати, одно из семи государственных учебных заведений страны Восходящего Солнца, где сформирована материально-техническая и научно-методическая база подготовки кадров для высокотехнологичных производств. И широко известен своими научными исследованиями в области использования суперкомпьютеров, поиска альтернативных источников энергии и телемедицины. Мастер-класс японского специалиста стал новой формой международного сотрудничества, направленной на повышение качества образования в профессиональных образовательных организациях Хабаровского края.

Кстати, пресса постоянно потрясает новостями о том, как на 3D-принтере напечатали оружие, человеческий орган, одежду, дом, автомобиль. Потенциал развития данных технологий действительно высок и способен на порядок ускорить развитие научного-технического прогресса – современные лаборатории при помощи 3D-принтеров создают инновационные материалы и ткани. Применение аддитивных технологий в промышленности позволяет производителям ускорить прототипирование новых образцов и сократить путь от идеи до реализации. Перспективы развития отрасли крайне благоприятны. Финансовые аналитики предсказывают рынку 3D-печати стремительный рост.

К сведению: команда американского инженера Джима Корра, основателя Kor Ecologic, более 15 лет работает над проектом Urbee – первым прототипом 3D-автомобиля. Следует сказать, что на принтере напечатан лишь кузов и некоторые детали, а каркас авто металлический. Данный автомобиль развивает максимальную скорость в 112 километров, но обладает низким лобовым сопротивлением благодаря дизайну корпуса. Аддитивная технология используется и в прототипе американской компании Local Motors, которая готовит к массовому производству свои электрокары. Прототипы компании обладают современным дизайном, большим запасом хода и искусственным интеллектом.

И еще информация к размышлению: в Хабаровске уже учат создавать и корректировать трехмерные цифровые модели на установках для аддитивного производства. Средняя заработная плата – 65 тысяч рублей.

Вадим Решетняк,