3D печать расширяет границы

15 апреля 2013, 17:01

На территории стран СНГ 3D печать находится только в начале своего развития, хотя сферы применения 3D устройств очень разнообразны. К официальным поставщикам принадлежат компании: «Бибус Украина» (3D принтеры Objet) и «Иматек-Эско» (поставка и обслуживание 3D принтеров 3D Systems и Z Corporation).

Сергей Ратников, менеджер по продажам, «Бибус Украина», утверждает, что низкая конкуренция, дорогое таможенное оформление и сопутствующие импорту платежи увеличивают стоимость профессионального 3D принтера, поэтому его цена начинается с отметки $40 000, в отличие от мировых показателей, где средняя цена подобного устройства составляет $25 000.По словам Данилы Приходько, руководителя направления 3D технологий «Иматек-Эско», бюджетные модели находятся в пределах $10 000, хотя порталы Аmazon и Еbay предлагают модели стоимостью $800-1700. При этом их точность и качество находятся на очень низком уровне, так что такие сложные операции, например, создание оружейных деталей, лучше проводить на профессиональном оборудовании. Западные страны обеспечивают школы подобными принтерами, когда дети изучают 3D моделирование, вследствие чего ученики улучшают своё образное, яркое мышление и виртуальное восприятие. Сергей Ратников резюмирует, что такие устройства люди Запада используют для своих хобби.

Для стран СНГ 3D принтеры пока не применимы как хобби. Данила Приходько из «Иматек-Эско» говорит о том, что компания решила отказаться от продаж недорогих бюджетных моделей, поскольку это является невыгодно с экономической точки зрения, так как покупательская способность населения не высокая, а использование бюджетных принтеров ограничено из-за слоистости поверхности, низкой точности (до 0,2 мм) и неоднородного состояния моделей. Только небольшое количество компаний продают бюджетные 3D принтеры, и, вероятнее всего, они поставляют их под заказ от производителей, или даже покупают на Amazon и Ebay.

Только крупные компании стран СНГ могут сделать финансовые вложения в приобретение 3D принтеров. Трехмерное оборудование установлено на таких предприятиях, как завод «Рошен», ГП «Антонов», ГААДУ «Укравтодор», компания «БМК Планета-Буд», «Банкнотно-монетный двор Нацбанка Украины» и на многих частных компаниях или в мастерских.

Компании, которые не смогут  окупить приобретение 3D принтера, обращаются к другим предприятиям, например, к поставщикам или уже купившим оборудование для сдачи в аренду, за услугами по выращиванию 3D моделей. Сергей Ратников сообщает, что за время работы компания «Иматек-Эско» смогла предоставить услуги по трехмерному созданию моделей более чем 500 компаниям.

В странах СНГ пока используется только один материал из трех возможных – гипсовый порошок, а в других – фотополимер, который по своим свойствам напоминает пластик, и воск. Из гипса чаще всего создают модели в сфере архитектуры – жилые здания, коттеджные города. Эта технология позволяет печатать полноцветные 3D модели c использованием 300 000 оттенков.

Так, если сравнивать с фотополимерной печатью, то у гипсовой есть несколько явных преимуществ – это цветовая гамма и дешевизна. К примеру, себестоимость гипсового материала во время выращивания 1 см³ изделия составляет 31 цент, для сравнения при фотополимерном способе – 1 доллар.

Но отметим и недостатки гипсовой печати: невысокая точность, материал плохо переносит влагу, ломкий и зрительно видна шероховатость на поверхности изделия.

3D принтеры с фотополимерной печатью поддерживают более 10 разновидностей этого материала, которые отличаются физико-механическими свойствами, что позволяет расширить возможности заказчика по созданию 3D моделей с указанными физическими свойствами.

3D печать воском пользуется популярностью в ювелирной промышленности. Заметим, что у неё высокая точность, что сказывается на цене. В пример Данил Приходько приводит цену 3D принтера, которая начинается со $100 000, где стоимость картриджа, наполненного материалом (1,75 кг), составляет $1290. Подобных принтеров на территории СНГ очень мало.

Рассмотрим фотополимерный 3D принтер Objet 350, произведенный в Израиле. Его приобрела киевская компания «Студия «Доминус Дизайн» для работы под заказ. Размер выращиваемых моделей составляет 344х346х200 мм, при этом сохраняя точность 16 микрон, или 0,016 мм. На данный момент это почти наиболее вероятное разрешение в ряду профессиональных фотополимерных 3D устройств.

Для печати на Objet 350 применяют два материала: материал модельный и поддержки. Основа первого материала – органическая, особенностью является неизменяемость, не смотря на тип модельного материала. В качестве поддержки его используют для формирования пустотелых частей модели. Когда выращивание модели завершается, то основная часть материала поддержки убирается с помощью скребка, а остатки с помощью раствора каустической соды. То есть, после печати модели 3D фотополимерным принтером, материал поддержки удаляется невозвратимо, в отличие от гипсовых  принтеров, где материал выполняет функцию как поддержки, так и моделирования. Поэтому после изготовления объекта материал собирают и помещают обратно в картридж. Благодаря такой экономии на материалах гипсовая печать дешевле, нежели фотополимерная.

Заметим, что развитие фотополимерной печати шире, что открывает больше перспектив. Например, сейчас совершенствуется и распространяется направление по производству трехмерных принтеров, которые могут поддерживать два модельных материала, что допускает создание объектов из композита. Название таких системы печати – CONNEX. Сергей Ратников говорит о том, что печать моделей, соответствующих аналогичным изделиям по физико-механическим свойствам, которые изготавливаются традиционным методом литья под высоким давлением на термопластавтоматах, максимально соответствуют промышленным образцам.

Руслан Женьчак, директор «Студия «Доминус Дизайн», учел все преимущества композитных систем 3D печати, и уже в конце 2013 года собирается усовершенствовать Objet 350 до технологии CONNEX. Он говорит о том, что даже без возможностей CONNEX, его принтер переполнен заказами. Даже, если выращенная модель размещается на рабочей поверхности, принтер можно готовить для изготовления следующего изделия. Для создания модели высотой 58 мм нужно потратить 3728 слоев, толщина которых составляет 0,016 мм, а время работы занимает 27 часов.

Такое сложное устройство не требует присутствия человека. Производитель гарантирует беспрерывную работу устройства на протяжении 72 часов.  Единственной проблемой может быть энергообеспечение.

Если исчезнет питание, у принтера в памяти останется последний слой, но следующие слои могут быть наложены так, что визуально будут заметны незначительные неправильные изменения объекта. Для печати на Objet 350 используют файлы форматом .stl. Прежде чем печатать, необходимо проверить файл на наличие ошибок, затем его нужно открыть в программе Objet Studio, которая поставляется вместе с принтером. Одна или несколько моделей размещаются на рабочей зоне принтера и после переходят на этап печати.

Сергей Ратников заметил, что 3D печать ещё 2 года назад начала очень быстро развиваться в сфере медицины, поэтому на сегодняшний день активно разрабатываются новые материалы, которые имеют физико-механические свойства. Такие материалы, вероятнее всего, будут широко применимы в сфере стоматологи и протезирования, также будут пользоваться популярностью в челюстно-лицевой хирургии. Производители направили все свои силы на разработку материалов, с помощью которых на трехмерном принтере можно будет создавать протезы и имплантировать их в организм человека.

Он говорит, что подобные материалы в СНГ пока не проходили тестирование, но устройство Objet 350 уже использовалось в медицине: на нем были выращены макеты для титановых пластин, которые позже вживлялись на поврежденные места черепной коробки больных. С помощью макетов перед созданием титановых пластин врачи смогли смоделировать подходящие крепления, которые бы не принесли вред нервным окончаниям и капиллярам.

Сергей Ратников упомянул об опыте сотрудничества с институтом Богомольца во время проведения сложных челюстных операций. Они вместе занимались созданием моделей будущих протезов полости рта для детей, у которых имеются врожденные пороки. Он объясняет, что при помощи модели можно поупражняться во многих аспектах грядущей операции и снизить риск создания неправильного протеза до 50%, а следственно добиться успешного результата во время её реального проведения. Ещё одним преимуществом выращивания протезов на 3D принтере относительно традиционных способов является его скорость.

Руслан Женьчак считает, что применение 3D печати в протезировании – это один из первых этапов развития этой технологии и прогнозирует, что следующим уровнем в развитии 3D устройств будет создание сосудов и препаратов от рака. Он подчеркивает, что в настоящее время в этой области проводятся исследования и продвигаются возможности введения технологии в традиционную медицину. Руслан Женьчак допускает, что подобные принтеры смогут выращивать нечто такое, на чем будут строиться разные органы.

Развитые страны видят будущее за технологиями 3D печати, поэтому занимаются разработками и усовершенствованием данного направления: на стадии лабораторных испытаний находится 3D печать заживляющего раны бинта, человеческих тканей, молекул и ракетных двигателей. В СНГ пока мало компаний оценили потенциальные возможности сферы 3D печати. Препятствием данной отрасли в СНГ являются пошлины, которые завышают цену на технику почти в два раза.


Представляем Kayan: эксклюзивный 3D печатный абажур для Plumen

United Nude представляет коллекцию 3D печатной обуви от Захи Хадид и Бена ван Беркеля

Алексис Уолш представляет новую модную коллекцию LYSIS Collection, созданную с помощью 3D печати