3D технологии: сканеры и принтеры

3D технологии: сканеры и принтеры

3D-технологии стремительно входят в нашу жизнь. С давних пор люди пытаются запечатлеть и воспроизвести жизнь такой, какой мы ее видим. Однако перенести предмет с виртуальной плоскости в объемную реальность и обратно не просто. Привычная оргтехника успешно справляется с этой работой в двухмерном отображении. Но на сегодня этого уже недостаточно. В последнее время все более востребованы технологии, позволяющие работать с трехмерными физическими объектами. Эту возможность предоставляют 3D-принтеры и 3D-сканеры.

Технологии 3D печати и сканирования востребованы и на производстве и в быту. Они необходимы для создания прототипов, тестовых моделей, быстрого изготовления предметов домашнего обихода, их применение позволяет выявить брак и диагностировать эксплуатационные проблемы на ранних стадиях производства.

3D сканеры

3d_7 Современные 3D-сканеры – это электронное устройства, способные анализировать параметры физического объекта и на основе полученных данных создавать точную 3D-модель на экране компьютера.Сканеры бывают ручные (весом до 2 кг) и стационарные. Последние используют в качестве подсветки лазер или вспышку лампы. 3D-сканер работает по принципу получения и сравнения изображений от двух камер.
3d_5 На сегодняшний день 3D-сканер – это доступный инструмент, позволяющий решить множество сложных задач за очень короткое время. Стоимость устройства зависит от технологий, которые применяются при сканировании. Современные приборы используют оптическую или лазерную технологии.

Для выбора 3D-сканера необходимо определить:

  • Что вы собираетесь сканировать.
  • Размер объекта.
  • Точность изображения.
  • Детализация и разрешение изображения модели.
  • Скорость работы сканера.
  • Программное обеспечение, которое потребуется для обработки изображения под конкретную задачу.
  • Место сканирования, освещенность, помехи.
  • Оператор, управляющий сканером.
  • Особые функции.
  • Стоимость оборудования.

Примеры 3D сканеров:

 3d_hand1.jpg 3D сканер Sense

  • Производитель: 3DSystems, США
  • Область сканирования: 3 x 3 x 3 м
  • Тип сканера: Ручной
  • Разрешение сканирования: 1 мм
3D сканер MakerBot Digitizer

  • Производитель: MakerBot, США
  • Область сканирования: 20,3 х 20,3 см
  • Тип сканера: Настольный
  • Разрешение сканирования: 0,5 мм
 3d_8.jpg
 3d_hand.jpg 3D сканер Gotcha

  • Производитель: 4D Dynamics, Бельгия
  • Область сканирования: Не ограничена (технология Kinect)
  • Тип сканера: Стационарный
  • Разрешение сканирования: 1 мм
3D сканер Roland LPX-1200DS

  • Производитель: Roland, Япония
  • Область сканирования — диаметр 130мм, высота 203,2мм
  • Тип сканера: стационарный
  • Разрешение сканирования 0,1 мм
 3d_9
 3d_10 3D сканер Creaform Handyscan REVscan (Zscanner 700)

  • Разрешение (Z) 0.1 мм
  • Скорость сканирования 18000 замеров/сек
  • Точность до 0.05 мм
  • Выполняет сканирование динамических объектов
  • Вес 0.98 кг
  • Чемодан для транспортировки

 

3D принтеры

3D-принтер — это современное устройство, использующее цифровую 3D–модель для послойного создания физического объекта. По-сути, он представляет собой микростанок. 3D-печать может осуществляться разными способами и с использованием различных материалов, но в основе любого из них лежит принцип послойного создания (выращивания) твёрдого объекта.

 3D_printer11  Origo-3D-printer-for-kids

Технологии, применяемые для создания слоев:

  • лазерная — стереолитография (SLA), технология спекания (SLS)
  • струйная — технология FDM, технология 3DP.

Создание предмета начинается с 3D сканирования его прообраза или моделирования. При моделировании создается компьютерная модель будущего объекта. Затем она конвертируется в специальный формат STL, содержащий всю необходимую для формирования информацию. STL-файл отправляется на 3D принтер, который начинает осуществлять послойную «печать» объекта. Отдельное воспроизведение каждого слоя – базовый принцип, объединяющий все технологии 3D-печати.

Спектр материалов для печати очень большой: воск, керамика, гипс, песок, крахмал, стекло, полимеры, резина, нейлон, металлы и их сплавы – вот немногие из более чем ста наименований. В наиболее распространенных персональных и настольных 3D принтерах экструзионного принципа , в качестве расходных материалов используют проволоку термопластика двух типов: ABS и PLA.

Возможности 3D-печати расширяются с каждым днем. Одни из самых интересных новинок представили японские ученые: они распечатали на новом разработанном 3D-принтере маленького робота и экологичный автомобиль.

3D_avto

Сферы применения: архитектура, строительство, медицина, мелкосерийное производство, функциональное тестирование, образование, производство одежды и обуви, создание ювелирных изделий, дизайн, печать игрушек и сувениров, создание предметов домашнего обихода и многое другое.

В образовании технология 3D-печати позволяет легко и быстро создавать любые наглядные пособия: модели органов, узлы механизмов, объемные цветные карты и пр. Применение современных 3D принтеров безопасно для детских образовательных учреждений. Они надежны, не выделяют при печати вредных для здоровья продуктов, не требуют особых условий для утилизации, не содержат режущих материалов.

 3D_model1  3D_model2

Основные критерии выбора 3D принтера:

Цена – от нее зависит качество изделий, возможность печати сложных объектов, износостойкость деталей. Однако зачастую более разрекламированные модели стоят неоправданно дороже, хотя надежность и качество печати у них может быть хуже, чем у менее дорогих моделей.

Расходные материалы – здесь необходимо учитывать со сколькими типами термопластика вы будете работать и нить какой толщины вам необходима.

Количество печатающих головок (экструдеров) – чем их больше, тем больше цветов вы можете использовать при печати. Стоит обратить внимание на соотношение количества экструдеров и типов пластика, который можно использовать для печати. При наличии двух и более печатающих головок, возможность использования лишь одного типа пластика может быть не выгодна.

Толщина слоя – определяет качество создаваемого объекта, чем тоньше слой, тем объект более детализирован. Толщина слоя 100 – 150 микрон необходима для хорошего результата при создание небольших штучных изделий. Для создания предметов быта подойдет толщина 250 микрон и более.

Скорость печати – чем меньше толщина слоя, тем медленнее скорость печати. Нормальная скорость печати при толщине слоя 100 микрон ровна 25 кубическим сантиметрам в час.

Область печати – определяет, какого размера будет готовое изделие. При небольшой области печати объект изготавливается по частям, а затем собирается в единое целое.

Примеры 3D принтеров:

3D ручка MyriwellСоздана для того, чтобы моделировать 3D объекты путем расплавления ABS пластика, она проста в использовании и дешева в эксплуатации.Особенности:

  • Легкий вес.
  • Тонкий дизайн части, которая находится в руке, что будет удобно для детей и дает возможность легко держать 3D ручку в руке.
  • Возможность регулирования скорости печати.
  • Нагревательное кольцо и сопло интегрировано в корпус ручки.
  • Возможность регулировки температуры.
  • Функция автоматического перехода в спящий режим после 5 минут простоя.

Применение:

  • Корректировка, доработка 3D моделей.
  • Создание прототипов.
  • Создание образцов.
  • Создание моделей.
  • Создание арт-объектов.
  • Создание моделей для обучения.
  • Дизайн.
  • Анимированные модели, модели автомобилей.
 3Dpan
 kube 3D принтер Cube

  • Кол-во головок: 1
  • Обл.печати: 14 x 14 x 14
  • Расходники: ABS и PLA, 1.75мм
  • Толщина слоя: 250 микрон
  • Скорость: 54 см³/час
Многофункциональный настольный 3D принтер BfB Touch

  • Кол-во головок: 3
  • Обл.печати: 18.5 x 27.5 x 21
  • Расходники: ABS и PLA, 3мм
  • Толщина слоя: 125 микрон
  • Скорость: 54 см³/час
 BfBTouch-Triple
 MyriwellHL-300A Домашний 3D принтер HL-300A

  • Количество печатающих головок: 1
  • Технология: FDM
  • Обл.печати: 22,5х14,5х15 см
  • Материал: ABS, PLA
  • Толщина слоя 150 – 400 мкм
  • Скорость печати24 см³/час
Cистема трехмерной печати 3D Systems ProJet 5000

  • Технология MJM
  • Обл.печати: 55 х 39,3 х 30 см
  • Толщина слоя: 31 – 38 мкм
  • Форматы файлов: STL, SLC
  • Вес: 482 кг
 projet_hd_5000

Прогресс не стоит на месте. Возникают новые задачи и как следствие, разрабатываются новые технологии для их решения.
4D-проектирование – одна из таких технологий. Она позволяет при помощи 3D-печати создавать объекты, способные изменяться во времени.