3D принтер в быту и на работе: быстро, наглядно, удобно

Добрый день, друзья!

Просматриваю портал 3dtoday с начала его существования и давно хотел написать статью. В этом обзоре собраны материалы и обобщён личный опыт работы с технологиями 3D печати за полтора года. Надеюсь, статья будет интересна широкой публике.

Я и мой коллега по работе познакомились с 3D печатью в лаборатории «Фаблаб» Санкт-Петербургского политехнического университета. На базе Фаблаба 1,5 года назад были открыты тематические клубы, в том числе клуб 3D-механика, в котором из КИТовых комплектов был собран наш первый 3D принтер Artlite, таким образом, мы получили базовые знания, по сборке, настройке, прошивке и пр.

Наш первый 3D принтер Artlite:

Радость первой печати :):

После успешного опыта сборки принтера Artlite, было принято решение о внедрении технологий 3D печати в конструкторском отделе на работе. По прошествии некоторого времени было получено одобрение на покупку Кит-набора 3D принтера Artformer (усовершенствованная версия Artlite). Собран он был также в Фаблабе СПбГПУ, где есть весь инструмент и подходящее место для сборки. После сборки 3D принтер был перевезён на работу, выполнена его настройка и модернизация (некоторые базовые детали были доработаны и напечатаны новые).

Рабочие характеристики принтера Artformer:

• Печать ABS, PLA, Nylon;
• Рабочий объём: 150*200*150 мм;
• Толщина слоя 200 и 400 мкм;
  
  

Фото принтера:

Далее привожу список рабочих и личных проектов, для реализации которых использован 3D принтер Artformer.

Рабочие проекты:

1) Различные детали для пробы и коррекции печати, проверки свойств пластика (поддержки, мосты, закладные элементы и др.).2) Корпуса приборов для проверки удобства использования.3) Различные приспособления для монтажа (могут использоваться сборщиками, наладчиками, монтажниками, лаборантами).4) Эксперименты с резьбой и гибкими деталями (из ABS пластика). Пришли к выводу, что для печати таких деталей необходим более тонкий слой (50-100 мкм).5) Кожухи на фирменные французские разъёмы (используются в цеху рабочими, не для коммерческого использования).6) 3D печать использована для проверки габаритных размеров изделий.

В проектной практике имеют место случаи, когда старое изделие необходимо доработать/модернизировать, при этом модели и чертежи на него не сохранились или утеряны. В таких случаях на базе разработанной компьютерной модели может быть выполнен пластиковый печатный образец, который устанавливается в прибор для проверки габаритных размеров конечного изделия.7) Сложная мастер-модель для литья в силикон (в короткие сроки было необходимо изготовить резиновую прокладку в кол-ве 15 штук). За один день был напечатан пластиковый образец детали, на основе которой изготовили силиконовую форму для отливки. По прошествии недели были изготовлены 15 резиновых прокладок, которые идеально сели на посадочные места (фото к сожалению нет, остался только чертёж).8 ) Сложносоставной объект №1: модель разъединителя 10 кВ с автоматизированным приводом (масштаб 1:10), в дальнейшем предполагается покраска и использование в качестве выставочного образца (модель действующая, имеет 2 положения, вкл и откл).Личные проекты:

9) Модели и макеты к дипломным проектам.10) Эксперименты с 3D фотографией (Lithophane, см. на Thingiverse.com).11) Модель застёжки/карабина для рюкзака. Удивительно, но работает уже второй год, несколько штук ношу с собой в рюкзаке (на случай если понадобится).12) Работы на конкурс «3D принтеры в быту» от Autodesk: кожух для компьютерных очков Gunnar (чехол к очкам не прилагается, несмотря на их высокую стоимость), модульная лампа/бра (пока что имеется только компьютерная модель). Работам было присуждено 3 место.13) Сложносоставной объект №2 – радиоуправляемая машинка для дрифта. Представленная ниже модель доработана на базе модели, разработанной дизайнером Daniel Noree, и представленной в сообществе The OpenRC Project. Моей целью было сделать машинку с минимумом покупных элементов, минимальную по стоимости и с возможностью модернизации. В настоящее время находится в процессе печати и сборки.14) Работа на конкурс медалей Санкт-Петербургского политехнического университета.15) Крестовина для джойстика, который был сломан 4 года назад (суммарное время на починку заняло 1 час).16) Станина крепления в тиски для бор-машинки Proxxon FBS 240/E для удобства полировки и шлифовки.17) Карта маршрута похода «К заповедным озерам и долинам Архыза».

Не скажу, что способ моделирования идеален, но с моими ресурсами выбрал его.

Алгоритм создания следующий:

На базе растровых карт, доступных в сети интернет, осуществляется векторизация изображения и построение горизонталей (линии равных отметок рельефа). На базе горизонталей строится цифровая модель рельефа местности, затем осуществляется её окончательная обработка и печать.Помимо FDM печати, опробованы другие типы 3D печати:

• MJP на 3D принтере Projet 3500 HDmax – результаты хорошие, качество печати отличное, ожидаются результаты испытаний в климатермокамере.
  
  

• DMLS (Печать металлом) - хорошее качество, в некоторых случаях не получается выполнить ряд элементов. Возможна дальнейшая обработка, однако необходимо точно указывать расположение детали при печати (В нашем случае цилиндрическая деталь печаталась на боку, при этом не все размеры соответствовали чертежам).
  
  

В заключении отметим, что 3D принтер получил широкое применение в быту, в проектной и конструкторской практике, первое время конструктора смотрели на него как на игрушку, сейчас видят в нём рабочий инструмент. Надеюсь на скорое обновление нашей линейки принтеров.

Дмитрий Виноградов