Что такое 3D-печать?
3D-печать — это процесс, в котором цифровая модель превращается в осязаемый, твердый трехмерный объект, обычно путем наложения множества последовательных тонких слоев материала.
3D-печать так быстро стала популярной, потому что она делает производство доступным для большего числа людей, чем когда-либо прежде. Отчасти это связано с ценой (стартовая цена базового 3D-принтера составляет около 300 долларов), а также с небольшими размерами принтеров по сравнению с традиционным производством.
Как это работает?
Сначала делается виртуальный дизайн объекта. Этот дизайн будет работать как чертеж для 3D-принтера. Виртуальный дизайн выполняется с использованием программного обеспечения автоматизированного проектирования (САПР), типа программного обеспечения, которое может создавать точные чертежи и технические иллюстрации. Виртуальный дизайн также можно создать с помощью 3D-сканера, который создает копию существующего объекта, фотографируя его под разными углами.
Программное обеспечение САПР для создания 3D-модели
После создания виртуальной модели ее необходимо подготовить к печати. Это делается путем разбиения модели на множество слоев с помощью процесса, называемого нарезкой. При нарезке модель разрезается на сотни или даже тысячи тонких горизонтальных слоев с помощью специального программного обеспечения.
Нарезка 3D-модели
После того, как модель была нарезана, срезы готовы для загрузки на 3D-принтер. Это делается с помощью USB-кабеля или соединения Wi-Fi для перемещения нарезанной модели с компьютера на 3D-принтер. Когда файл загружается на 3D-принтер, он считывает каждый фрагмент модели и печатает его слой за слоем.
Как вещи печатаются?
3D-принтер начнет печатать слои материала в процессе, известном как экструзия материала. В зависимости от типа 3D-принтера и используемого материала существует несколько методов экструзии материала.
Сопло 3D-принтера.
Чаще всего 3D-принтер имеет сопло, выбрасывающее полужидкий материал, такой как расплавленный пластик, металл или цемент. Экструзионное сопло может перемещаться как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, поскольку оно точно размещает материал, следуя схеме цифровой модели слой за слоем.
Этот процесс повторяется до тех пор, пока 3D-принтер не воспроизведет каждый слой цифровой модели с экструдированным материалом.
Какие вещи можно сделать с помощью 3D-принтеров?
Почти все, что вы можете себе представить, можно превратить в дизайн, который можно распечатать на 3D-принтере. 3D-принтеры помогают дизайнерам, инженерам и даже обычным людям создавать сложные объекты способами, на которые не были способны прежние методы производства.
3D-принтеры используются для создания игрушек, чехлов для телефонов, инструментов, одежды, столов, ламп, гончарных изделий, произведений искусства и даже автомобилей.
Медицина также находит новые способы использования 3D-печати для помощи пациентам. Теперь врачи могут печатать медицинские 3D-модели, которые настолько точны, что хирурги могут по существу провести пробный запуск на 3D-модели пациента, прежде чем фактически оперировать этого пациента. 3D-печатные модели также используются для создания менее дорогих, более прочных и более подходящих протезов для людей, потерявших конечности.
7 преимуществ 3D-печати:
- Оптимизация затрат
Меньше затрат на оборудование, материалы и рабочую силу.
Для каждого бизнеса важна оптимизация трат. Одно из преимуществ заключается в том, что при использовании 3D-печати эксплуатационные расходы, затраты на рабочую силу и материальные затраты в совокупности - ниже крупногабаритных производств.
Стоимость машины
Затраты на эксплуатацию машины играют очень небольшую роль в общей стоимости производственного процесса. Энергия, необходимая для создания деталей в промышленной среде, может быть дорогой, но возможность разработки и создания сложных деталей и продуктов в один шаг обеспечивает повышенный уровень эффективности и экономит время. Таким образом, стоимость эксплуатации машин компенсируется экономией, полученной за счет скорости.
Затраты на оплату труда
Положительным моментом 3D-печати является тот факт, что трудозатраты невысоки. В сравнении с традиционным производством, где для работы на нескольких различных машинах могут потребоваться различные специалисты или для полной сборки продукта потребуется производственная линия. Для принтера потребуется оператор, чтобы запустить механизм и запустить автоматизированный процесс создания загруженного дизайна. Следовательно, затраты на рабочую силу значительно ниже, чем при традиционном производстве.
Материальные затраты
Ассортимент материалов для 3D-принтеров, используемых для 3D-печати, растет с каждым днем и в последние годы это позволяет еще лучше оптимизировать конечную стоимость продукта .
Меньше транспортных расходов
Одним из самых больших преимуществ 3D-печати является то, что она сокращает расстояние, на которое будет перемещаться продукт. Поскольку 3D-принтеры могут создавать продукт от начала до конца, это позволяет дизайнерам разрабатывать продукт в одной стране и отправлять его по электронной почте в другую страну для подготовки к производству. Нет необходимости создавать прототипы, которые нужно перемещать с завода на завод, чтобы завершить процесс. Это делает 3D-печать отраслью, которую можно создать по всему миру, не оставляя следов. Таким образом, наблюдается сокращение морских, воздушных и автомобильных перевозок.
- Меньше отходов.
Традиционный производственный процесс в основном представляет собой вычитающий процесс, при котором сырье теряется и используется повторно снова и снова, что приводит к высоким затратам и отходам. Преимуществом 3D-печати является уникальный способ создания продукта с минимальными отходами, так называемое аддитивное производство. В то время как более традиционные методы предполагают наличие отходов, которые могут быть повторно использованы или переработаны, все же требуется время и усилия, чтобы определить, как и когда эти отходы будут использоваться. 3D-принтеры большого объема делают это сами.
Термопластические материалы, например, можно расплавить, отвердить (охладить, чтобы они стали твердыми), снова расплавить, снова отвердить и так далее. Таким образом, производственные «отходы» можно использовать повторно.
- Сокращение времени
Мы живем в быстро меняющемся мире, где все нужно на вчера и именно здесь 3D-печать действительно может изменить ситуацию. Одним из больших преимуществ является то, что детали и изделия можно изготавливать намного быстрее, чем с использованием традиционных методов. Сложные проекты могут быть созданы в виде модели САПР, а затем преобразованы в реальность всего за несколько часов. Это воплощает дизайнерские идеи таким образом, чтобы их можно было быстро проверить и разработать за короткий промежуток времени. В то время как традиционные методы могут занять недели или месяцы, чтобы перейти от стадии проектирования к стадии прототипа и вплоть до производственного процесса.
- Конкурентное преимущество
Предприятия могут создавать более качественные, улучшенные и усовершенствованные продукты за более короткий промежуток времени, что предоставляет конкурентные преимущества. Это также позволяет разрабатывать продукты на ранней стадии, создавая прототипы быстрее, а значит продукт будет скорее изобретен, готов к производству и выходу на рынок. Возможность создать прототип в натуральную величину позволяет дизайнерам иначе думать о продуктах, которые они разрабатывают.
Продукт часто остается на волю воображения. Это увеличивает риск потери информации где-либо во время связи, что в какой-то момент может привести к серьезным проблемам. Именно эта натуральная величина даст возможность говорить с вашими партнерами, инвесторами и клиентами на одном языке. Ведь вы можете не только поговорить о продукте, который произведут через какое-то время на другом конце света, но и потрогать его. Вероятность, что произведенный продукт не сможет удовлетворить потребности и договоренности, окажется дорогостоящим – достаточно велика , а значит он должен быть описан как можно лучше с самого начала. Одним из преимуществ 3D-печати является то, что она позволяет быстро создавать концепт, который люди могут физически держать в руках, устраняя любые опасения или недопонимание. Хоть это может быть только прототип и еще открыт для изменений, он, по крайней мере, дает представление о том, как будет выглядеть конечный результат , предлагая более точное представление, чем описание.
Протестируйте рынок
Понимание того, будет ли модель иметь успех, требует большого количества исследований, особенно когда речь идет о традиционных методах производства. Однако создание прототипа с помощью 3D-печати позволит предприятиям получать отзывы от потенциальных покупателей и инвесторов так, как никогда раньше. Продукт может быть настроен и изменен вплоть до самой последней минуты, чего не предлагают традиционные методы производства. Это означает, что 3D-печать предлагает уникальный и ценный способ определить, есть ли у продукта потенциал для выхода на рынок и одновременного успеха.
- Уменьшение количества ошибок
Когда дело доходит до проектирования деталей и изделий, дизайнеры должны учитывать эффективность. Для производства многих деталей и продуктов требуется большое количество этапов с использованием традиционных методов производства. Поэтому каждый шаг может привести к ошибке с риском повторного запуска, что приведет к проблемам с общим производственным процессом. Одноэтапный производственный процесс более выгоден.
Есть много отраслей, которые имеют длительный и растянутый производственный процесс. Где некоторые из шагов заключаются в создании модели CAD, а затем в разработке прототипа, который может потребовать корректировок, прежде чем он будет окончательно отправлен в окончательное производство. Это процесс, который занимает много времени, и ни один из этапов нельзя пропустить, поскольку все они играют определенную роль в производственном процессе. Однако одним из преимуществ 3D-печати является то, что она создает продукт за один шаг, без взаимодействия с операторами во время этого процесса. Нужно всего лишь доработать дизайн и загрузите его на принтер. Это устраняет зависимость от ряда производственных процессов и усиливает контроль над конечным продуктом.
В традиционном производственном процессе неисправные прототипы стоят времени и денег. С каждым ошибочным прототипом вам нужно вернуться к чертежной доске, и нет никакой гарантии, что он будет правильным во второй раз. Даже небольшие корректировки оказывают значительное финансовое и временное влияние на весь процесс. Именно здесь 3D-печать может устранить риск, поскольку дизайн можно проверить, создав готовый к производству прототип, прежде чем приступить к окончательному созданию. Это помогает повысить доверие к дизайну до того, как будут вложены инвестиции, и будут выплачены дополнительные деньги, чтобы вывести его на следующий уровень производства для массового рынка.
- Конфиденциальность
Непрерывное прототипирование и производство на собственном 3D-принтере гарантирует, что проекты никогда не покинут помещения компании, защищая вашу интеллектуальную собственность. Никакие третьи лица никогда не смогут претендовать на ваши инновации. Каждый инновационный дизайн хранится внутри компании, поэтому больше не нужно беспокоиться о конфиденциальности.
- Производство под заказ
Возможность иметь полную свободу в дизайне является одним из огромных преимуществ 3D-печати. Поскольку 3D-печать идеально подходит для одноразового производства и создания отдельных деталей в рамках одного процесса, это означает, что вы можете воспользоваться возможностью индивидуальной настройки. Поэтому многие отрасли, такие как медицина и стоматология, используют 3D-печать и дизайн из-за возможности создавать индивидуальные имплантаты и вспомогательные средства. На самом деле, спортивная экипировка может быть создана специально для спортсменов, и, таким образом, индивидуальные детали могут быть созданы так, как никогда раньше.
Традиционные методы основывались на формах и резке, что делает процесс настройки очень трудоемким. В отличие от этого, кастомизация продуктов, созданных с помощью 3D-печати, может иметь улучшенную структурную целостность, внесение сложных изменений и изменение деталей в соответствии с определенными требованиями. Такая настройка дает 3D-печати безграничные возможности.
Недостатки 3D-печати:
- Первоначальные затраты на принтер
Вам нужно купить 3D-принтер, и даже несмотря на то, что окупаемость инвестиций будет быстрой и высокой, первоначальные инвестиции должны быть сделаны.
- Постобработка
3D-печатный объект в большинстве случаев требует некоторой постобработки.
- Время печати
Когда дело доходит до производства многих объектов, 3D-принтеры работают медленно по сравнению с другими технологиями изготовления. Помимо массового производства, другим недостатком является длительное время печати разовых отпечатков. В зависимости от размера и качества принтера печать может занять от нескольких часов до нескольких дней, но если принтер выходит из строя, когда он почти закончил печать, вам придется начинать все сначала. Однако, убедившись, что 3D-модель и файл для печати хорошо спроектированы и нарезаны, а принтер настроен правильно, вы можете почти гарантировать, что печать будет идеальной.
- Для работы с 3D-моделями требуются специальные навыки.
После того, как вы приобрели принтер, вы должны научиться создавать и изменять 3D-модели. 3D-моделирование — это навык, для полного освоения которого требуется много времени и усилий, это процесс проб и ошибок. Но как только вы научитесь пользоваться программой, вы сможете печатать все, что придет вам в голову.
- Потеря рабочих мест в производстве
Как мы упоминали в преимуществах 3D-печати, эта технология позволяет создавать дизайны и прототипы продуктов за считанные часы, поскольку в ней используется всего один шаг. Это устраняет множество этапов, которые используются в традиционном производстве. Благодаря этому не требуется больших трудозатрат. Таким образом, внедрение 3D-печати может привести к сокращению производственных рабочих мест. Для стран, которые полагаются на большое количество низкоквалифицированных рабочих мест, сокращение рабочих мест в обрабатывающей промышленности может сильно повлиять на экономику. Однако вполне вероятно, что робототехника окажет здесь гораздо большее влияние.
Вывод
Для любого бизнеса их клиенты являются ключом к успеху, потому удовлетворенность клиентов становится важной частью их стратегии. Опережая конкурентов и предоставляя клиентам то, что они хотят, промышленные 3D-принтеры изменили способ, с помощью которого предприятия поставляют именно то, что им необходимо. Ожидания клиентов изменились, потому что они хотят получать товары быстро и эффективно.
Существует широкий и разнообразный спектр преимуществ 3D-печати. Многие отрасли промышленности начинают внедрять 3D-печать в свои процессы, пытаясь извлечь выгоду из использования этой технологии различными способами. Это технология, которая значительно выросла за последние годы, и она будет продолжать расти, поскольку она продолжает совершенствовать то, что она может предложить. Если учесть все преимущества 3D-печати, становится очевидным, что вскоре она станет технологией, которая обгонит традиционные методы. Это всего лишь вопрос времени.
Именно способность печатать сложные формы и взаимосвязанные детали без необходимости какой-либо сборки делает 3D-печать такой уникальной. Можно создавать небольшие сложные формы с очень небольшими затратами и за короткий промежуток времени. Возможность разрабатывать и производить объекты различной формы без необходимости использования специальных инструментов обеспечивает предприятиям более высокий уровень гибкости, когда речь идет о производстве, и помогает снизить затраты. Сильной стороной 3D-печати является то, что она способствует инновациям и идеально подходит для индивидуальной настройки по требованию. Это дает предприятиям возможность проектировать и создавать продукты так, как никогда раньше. Процесс, который позволяет воображению быть свободным, потому что границ почти нет. Он может вернуть к жизни старые конструкции для ряда отраслей, где детали устарели.
Производство 3D-печати — это быстро развивающаяся отрасль с большим потенциалом в будущем. Мы только начали понимать, как 3D-печатные объекты могут сделать нашу жизнь проще, удобнее, безопаснее и здоровее. И поскольку 3D-печать развивается так быстро, как люди могут придумывать новые дизайны для печати, может не пройти много времени, прежде чем мы будем жить в мире, где вы можете 3D-печатать свой обед, сшитую на заказ рубашку или запасные части для ремонта предметов повседневного обихода. все не выходя из собственного дома.
Команда Fialan поможет в реализации ваших самых смелых проектов и идей.
Независимо от масштабов и спецификации – экономия в приобретении в Китае не только 3D принтера, но и оборудования для таких ниш как медицина, ЧПУ, кафе и баров, складского оборудование и многих других обойдется вам до 30 % дешевле в сравнении с внутренним рынком.
Подробнее ознакомится с рентабельностью и получить профессиональную консультацию вы можете по ссылке: оборудование для бизнеса.
А также обращайтесь по телефону +38 (044) 290‑76‑11
Автор статьи: Юрганов Никита
менеджер проектов компании Fialan
