10:02 Напечатаем, нарисуем и будем жить... |
 3D-принтер — это специальное устройство для вывода трёхмерных данных. В отличие от обычного принтера, который выводит двумерную информацию на лист бумаги, 3D-принтер позволяет выводить трехмерную информацию, т.е. создавать определенные физические объекты. В основе технологии 3D-печати лежит принцип послойного создания (выращивания) твердой модели.Преимуществами подобных устройств перед обычными способами создания моделей являются высокая скорость, простота и низкая стоимость. Например, для того, чтобы создать модель вручную может понадобиться несколько недель или даже месяцев, в зависимости от сложности изделия. В результате значительно повышаются затраты на разработку, увеличиваются сроки выпуска готовой продукции. 3D-принтеры позволяют полностью избавиться от ручного труда и создать модель будущего изделия всего за несколько часов при этом исключая возможность ошибок, присущие «человеческому фактору»... В 1838 году англичанин Чарльз Уитстоун изобрёл демонстрационный прибор, принцип работы которого основывался на разнице восприятия изображения правым и левым глазом. Теоретически, новое приспособление позволяло видеть различные предметы не плоскими, а в объёме. В 1853 году Лондонская стереоскопическая компания, использовав новое изобретение, демонстрировала трёхмерные виды Ниагарского водопада. В 1849 году шотландский физик Дэвид Брюстер представил устройство для просмотра парных картинок, соединяющихся в одно объёмное изображение, — призменный стереоскоп. В 1856 году в Великобритании было продано более миллиона экземпляров предназначенных для развлечения приборов Брюстера. Первое устройство для стереокиносъёмки было создано в 1900 году, первые пробные стереофильмы появились в прокате в 1915 году, а первым коммерческим трёхмерным кино стала лента «Сила любви», в 1922 году демонстрировавшаяся в Лос-Анджелесе. Опыты по созданию трёхмерных фильмов проводились в Советском Союзе ещё в 1920-х годах. Первая демонстрация стереофильма в СССР состоялась в 1937 году. В 1941 году в кинотеатре «Москва» был показан стереоскопический фильм «Концерт». По другим данным, первым советским фильмом с объёмным изображением стал «Робинзон Крузо», показанный в 1947 году. В период с 1967 по 1990 годы в СССР работало порядка 40 кинотеатров, использующих стереооборудование. В 1970-е годы канадские учёные разработали новый трёхмерный формат IMAX. До конца XX столетия этот формат не был широко распространён из-за своей дороговизны. Однако сегодня насчитывается порядка 300 постоянных кинотеатров, работающих в формате IMAX. В настоящее время, как пишет журнал «Деньги», 3D-технологии используются в промышленном проектировании и строительстве, и «нужду в системах 3D-визуализации испытывает всё больше отраслей» и специалистов — от музейных работников до медиков. Родоначальником современных установок по формированию 3D объектов можно считать американца Чарльза Халла, запатентовавшего в 1986 году первую в мире установку стереолитографии (SLA) которая, конечно, была еще далека от того, чтобы называться 3D принтером, но основные идеи послойного создания объемных фигур были заложены именно в ней. В девяностых годах 20 века в стенах Массачусетского Технологического Института была разработана струйная технология объемной печати, которая используется и по нынешний день в 3D принтерах выпускаемых компанией ZCorp. В основе технологии лежит струйная печать, выполняемая блоком головок по порошку на гипсовой основе. При этом 3 головки такого Z принтера отвечают за формирование цвета будущей модели, а четвертая содержит прозрачный клей, обеспечивающий надежное послойное склеивание частиц порошка. Эта технология в настоящее время достаточно широко применяется для промышленного 3D моделирования, хотя и не лишена определенных недостатков, главным из которых является невысокая прочность модели и необходимость ее обработки после изготовления. Дальнейшим этапом развития 3D прототипирования стало появление технологии фотополимерной струйной печати PolyJet. Суть ее заключается в том, что головка принтера наносит послойно слой фотополимера, который тут же затвердевает под действием ультрафиолетового света. Эта технология и оборудование значительно дешевле, к тому же позволяет производить 3D печать не только моделей, но и готовых изделий с очень высокой точностью. Принтеры, выпускаемые под маркой PolyJet, в настоящее время являются наиболее доступными по цене и их уже вполне можно отнести к обычному офисному оборудованию. Технологии 3D печати в настоящее время развиваются очень стремительно и появляются модели, которые уже вполне доступны по цене для использования в малом офисе и даже дома. Например, к таким моделям можно отнести 3D принтеры, осуществляющие печать путем послойного наплавления полимера. Конечно, большие модели на таких устройствах получить будет сложно, но для разработки моделей сувенирной продукции или ювелирных изделий, а также для решения различных дизайнерских задач их можно успешно использовать. Как правило, 3D-принтеры применяются для быстрого изготовления прототипов и используются в самых разных областях. Работа с реальными физическими моделями дает множество преимуществ тем, кто применяет технологию 3D-печати. В первую очередь, это возможность оценить эргономику будущего изделия, его функциональность и собираемость, а также исключить возможность скрытых ошибок перед запуском изделия в серию. Таким образом, можно сэкономить значительное количество финансовых средств и времени благодаря сокращению цикла производства. Кроме того, на готовой модели можно проводить различные тесты еще до того, как будет готов окончательный вариант изделия. Более того, прототипы позволяют проводить такие тесты, которые не рекомендуются к проведению на готовом образце. Например, Porsche использовала прозрачную пластиковую модель трансмиссии 911 GTI для изучения тока масла в процессе ее разработки. При этом следует отметить, что такую модель можно сделать очень быстро - а в наше время высоких скоростей это очень важно. Однако, прототипы - это еще не все. Следующая ступень - быстрое производство. Уже сейчас некоторые технологии 3D-печати позволяют изготовлять готовые предметы из различных материалов. Это идеальное решение для мелкосерийного производства, поскольку унифицированный техпроцесс дает возможность сделать деталь любой конфигурации за относительно малое время. Несомненно, одним из лидеров в области 3D-печати является компания Z-Corporation. 3D-принтеры этой компании успешно используются многими фирмами и организациями, наиболее известными из которых являются: 3M, Black&Decker, Cisco, Continental Tire, Hewlett Packard, IBM, LG Electronics, MIT, NASA, Pratt & Whitney, Puma, Reebok, Rolls-Royce, US Army и т.д. ТИПИЧНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 3D-ПРИНТЕРОВ Архитектура. При помощи 3D-принтера можно изготовить макет отдельного здания или различные его важные элементы, или сразу макет целого микрорайона или коттеджного поселка с дорогами и деревьями. Геоинформационные системы. Используя 3D-принтеры, можно создавать цветные объемные карты, точно повторяющие ландшафт местности или оказывающие уровень залегания различных пород. Почитать Путешествие по 3D Вселенной Промышленная продукция и машиностроение. В данной области 3D-принтер можно использовать для создания прототипов и концепт-моделей будущих потребительских изделий или их отдельных деталей. Такие модели можно использовать как в экспериментальных целях, например, для выяснения аэродинамических характеристик кузова автомобиля или фюзеляжа летательного аппарата, так и для презентаций внешнего вида нового товара на совещаниях или перед заказчиками. Медицина, где подобное устройство может существенно облегчить изготовление и примерку протезов. Применение 3D-принтера даст возможность создавать муляжи и макеты органов пациента для подготовки врачей к ответственным операциям. Образование. 3D-принтеры позволяют создавать наглядные пособия для школьников и студентов. Устройства отлично подходят для классной комнаты или офиса, поскольку обладают повышенной надежностью благодаря улучшенной технологии: Нет коррозионно-активных химикатов или побочных продуктов; Нет особых требований по утилизации; Нет бритвенных или режущих материалов; Нет лазеров. Кроме того, в образовательных учреждениях дизайнерских или конструкторских специальностей доступ студентов к 3D-принтеру мог бы способствовать большей эффективности обучения. Художественные и театральные области, где возникает потребность в изготовлении точных копий различных предметов, например, в качестве декораций к фильмам или спектаклям, муляжей редких музейных экспонатов. Полиграфия и смежные области. Применительно к использованию в полиграфии и смежных областях, 3D-принтеры могут найти применение в изготовлении макетов упаковки - флаконов, бутылок и т.п. оригинальной формы. При этом возможность изготовить сразу объемную цветную модель не только нужной формы, но и со всеми элементами дизайна (этикетки, фирменными знаки, штрих-код т.д.) напечатанными прямо на ней - будет весьма полезной возможностью при общении с заказчиками. Другим применением могло бы стать изготовление прототипов клише для конгревного тиснения. Такое клише, скорее всего, нельзя будет использовать для производственных нужд - композитный материал может не выдержать давления и качество печати мелких элементов не достаточно высокое. Но в роли тестовой модели, при помощи которой можно оценить глубину рельефа и сделать необходимые доработки в дизайне клише до изготовления металлических форм на фрезерном станке, такой отпечаток вполне может оказаться полезным. Быстрое мелкосерийное производство. Заслуживают упоминания также и возможность использования 3D-принтеров для производства уже не макетов и прототипов, а штучных товаров, например, предметов искусства, в коммерческих целях. Наиболее популярным и любопытным видом такого применения стало изготовление фигурок персонажей для участников ролевых интернет-игр. За последние три года производство подобных фигурок фактически превратилось в новый вид коммерческой деятельности, успешность которой напрямую зависит от популярности игры. Так, например, участники игры World of Warcaft, насчитывающей более 12 млн. подписчиков по всему миру, имеют возможность заказать трехмерную печать своего персонажа за немалые $130. При этом количество желающих таково, что компании, осуществляющей печать, приходилось проводить среди них лотереи на право печати без ожидания своей очереди по несколько месяцев. Помимо этого, новые сферы использования 3D-печати - производство обуви по индивидуальным характеристикам, игровая индустрия и пр. Новые перспективы для науки открывает появление общедоступных трёхмерных принтеров, известных также как фабрикаторы, или фабберы. С их помощью можно создавать удобные для восприятия модели многих явлений и объектов, воспроизводить некоторые эксперименты и даже выращивать отдельные живые ткани. Так, швейцарский антрополог Кристоф Цоликофер (Christoph Zollikofer) из университета Цюриха «напечатал» макет раскопанного им же черепа новорождённого неандертальца и, воспроизведя таким же образом тазовый пояс женской особи, сумел наглядно продемонстрировать процесс рождения одного из ближайших предков человека. Он доказал, что «неандерталкам» рожать было ничуть не легче, чем современным женщинам. Именно, такую гипотезу высказывали некоторые исследователи, исходя из того, что самка древнего человека имела более широкий таз. Однако и у детёнышей голова была заметно крупнее по сравнению с нынешними младенцами. Почитать Неандертальцы вымерли сами Цоликофер объяснил, что не захотел рисковать, используя традиционный метод создания гипсового слепка – ведь кости при этом могут поломаться, а останки маленьких неандертальцев находят чрезвычайно редко. «Если ты антрополог, то у тебя обязательно должны быть соответствующие навыки компьютерной графики и 3D-принтер. А без этого мы – всё равно что генетики без секвенатора», – считает швейцарец. Генетики, молекулярные биологи и химики тоже всё чаще обращают свои взоры к фабберам – для них это означает новые возможности в понимании природы молекул. К примеру, Артур Олсон (Arthur Olson) из исследовательского института Скриппса, штат Калифорния, как-то воспроизводил для своего коллеги структуру некоего белка, и они обнаружили, что внутри молекулы имеется сквозной канал, которого не было видно в компьютерной модели. Учёные задумались над тем, не входит ли в функционал этого белка транспортировка других веществ. Обычно основным расходным материалом для 3D-принтера является порошкообразный пластик. Плюс различные связующие вещества и растворители. Но ими дело не ограничивается. Британский химик Лерой Кронин (Leroy Cronin), смешав в печатающей головке силиконовый герметик с определёнными реактивами и катализатором, фактически соорудил готовую установку для проведения опыта. А американским специалистам удавалось синтезировать с помощью фабрикатора кровеносные сосуды из живых клеток, куски различных тканей для испытания лекарств и даже сердечную ткань, которая воспроизводит пульсирующие движения сердца. Цоликофер начинал работать с трёхмерной печатью ещё при её зарождении, когда многие учёные попросту боялись использовать такие аппараты – во-первых, из-за необходимости применять токсичные ингредиенты, а во-вторых – из-за дороговизны. Сейчас цена на потребительские модели фабберов доходит до 500 долларов США, а промышленные стоят в среднем 50-70 тысяч долларов, говорит эксперт по данному виду техники Терри Уолерс (Terry Wohlers). По его словам, в 2011 году по всему миру было продано примерно 30 тысяч таких принтеров, причём треть из них, в ценовом сегменте 15-30 тыс. долларов, купили различные научно-исследовательские учреждения. Печать 3D дает возможность создать предметы в объеме. Принцип работы этого принтера основан на том, что разогревая пластик, он распечатывает объемный предмет. В наши дни такие принтеры уже можно купить в домашнее пользование. Например, маленький 3D принтер можно купить за 39900 рублей. Продается и пластик к ним, по цене около 2400 р. за 700 г. А многофункциональный 3D принтер cо сканером стоит пока около 94000 р. Дорого, но это сейчас. Цена на новые технологии – вопрос времени. Отдельно можно купить пластик разного цвета: белый, красный, зеленый, серый, оранжевый, розовый. Технологию такой печати можно назвать добавочным производством, в нем не выбрасывается сырье, как при резке, например, во время классического производства. Считают, что 3D печать будет технологией XXI века. С ее помощью можно будет печатать многое: маленькие предметы и большие, даже такие, как дома. Мы привыкли недооценивать потенциалы инноваций в долгосрочных перспективах и переоценивать в краткосрочных. В ближайшие несколько лет не надо ждать чуда, ведь оно произошло, когда появился принтер сканер в одном. Но вот лет через 30, скорее всего, будет на что посмотреть в этом направлении. Многие пишут о революции и большом прорыве в области печати.  Международная выставка бытовой электроники в Лас-Вегасе CES 2014 порадовала посетителей еще одним 3D принтером. В последние годы этот вид электронных приборов приобрел необычную популярность, что, впрочем, не удивительно. Команда конструкторов из США представила 3Doodler – первый ручной 3D принтер-карандаш. Формулировка названия этого устройства говорит сама за себя, 3Doodler – действительно позволяет рисовать объемные фигурки прямо в воздухе.Принцип работы 3Doodler предельно прост. Карандаш-принтер заправляется пластиковой пастой. После нажатия кнопки на корпусе 3Doodler паста в ампуле нагревается и начинает относительно медленно вытекать из носика карандаша. Остывает попавшая на «свежий воздух» паста чуть больше, чем за секунду. Хотя на первый взгляд все кажется весьма простым и понятным, на самом деле, чтобы овладеть 3Doodler оператору придётся некоторое время попрактиковаться. Создать при помощи 3Doodler можно все, на что хватит фантазии. Только на выставке CES было представлено около десятка изделий, «нарисованных» презентующими прямо на выставке. Среди них были солдатики, кружка, модель судна и даже Эйфелева башня. Все это было сделано при помощи 3Doodler. Появится в продаже необычный 3D принтер должен уже в первом полугодии 2014 года, на данном этапе, создатели устройства ведут сбор инвестиционных средств для начала коммерческого производства 3Doodler. Стоимость предварительного заказа 3Doodler составляет сумму около 100 долларов США. Исключительность 3Doodler заключается в том, что себестоимость ручного принтера в отличие от его «старших» братьев, гораздо ниже. Быть может, уже в ближайшем будущем 3Doodler будет продаваться в магазинах и киосках канцелярских принадлежностей, как самые обыкновенные шариковые ручки и простые карандаши. Сейчас 3D печать не конкурент традиционному производству. Но скоро она станет основой в мелкосерийном производстве. С помощью 3D печати в будущем станет возможным воплощать в реальности больше идей. Разработка многих продуктов будет быстрее. Ресурсов будет требоваться меньше, а это снизит все затраты. Сейчас уже с помощью изображений, отсканированных в 3D, можно создавать уникальные скульптуры. Есть футуролог, которого зовут Ян Пирсон. Он имеет очень оригинальное представление о перспективах этой технологии. Специалист по прогнозированию будущего считает, что с помощью печати 3D мы сможем лечить рак. Это станет возможно благодаря тому, что на рентгеновском снимке будет видна тепловая зона внутри раковой клетки. Врачи научатся побеждать опухоль. Обычным людям не очень понятны все тонкости таких идей, но логика в них есть. Еще он думает, что эта технология позволит читать мысли. Почитать Перспективы, почти фантастика Многие опасаются, что 3D печать может привести к децентрализации в обществе. Они считают, что внешний мир будет необходим людям лишь для приобретения сырья. Такое представление пугает, но это пока только фантазии, которых может быть много. Уже сейчас понятно, что 3D технология- будущее... Т.е.- напечатаем, нарисуем и будем жить... http://vektorus.ru/auxpage_3d-printery-i-tehnologija-trehmernoj-pechati/ http://scientificrussia.ru/articles/3d-printing http://wordscience.org/budushhee-3d-pechati.html http://3dcraft.ru/history.html http://www.novate.ru/news/2872/ |
|
|
| Всего комментариев: 0 | |