3D печать: рынок растет с каждым днем

Если бы лет 10-15 назад кто-то сказал, что предметы интерьера, бижутерию, музыкальные инструменты, обувь, дома и даже протезы человеческих органов можно будет распечатать на принтере, в это вряд ли бы кто-то поверил. Но в 2005 году мир узнал о 3D принтере революционной разработке, с помощью которой можно создавать объемные предметы. До чего дошел прогресс «СД» рассказал Дмитрий Малых — один из первых предложивший услуги 3D печати в Ижевске.

 Все началось в 2013 году, когда я работал торговым представителем, но искал для себя новое направление деятельности. В интернете узнал о существовании 3D печати. Эта тема меня заинтересовала, я даже съездил в Сибирь в Центр 3D технологий — наиболее компетентную на тот момент в этом вопросе и открытую для общения компанию, чтобы своими глазами увидеть, как работает 3D принтер, каковы его особенности. Изучив всю имеющуюся информацию о новой технологии, и поняв, что дело это перспективное, я решился на покупку 3D принтера. Начинал с партнерами, но в силу разных причин мы довольно быстро разошлись, и сейчас я работаю один.

 Начав заниматься ЗD печатью, не думал, что вскоре это станет моей основной деятельностью, приносящей доход. Для меня это было увлечением. Поэтому я устроился в одну крупную компанию интернет-маркетологом. Но постепенно увлечение стало занимать все больше времени, переросло в работу, которая доставляет удовольствие. Знаю, рано или поздно мне придется выбирать: маркетинг или 3D печать. Выберу последнее, поскольку потребность в 3D печати растет с каждым днем.

 3D печать востребована как частными лицами, так и крупными промышленными предприятиями. Чтобы запустить какую-то деталь в серийное производство, нужно как минимум убедиться, что она работоспособна и функциональна. В числе моих заказчиков оружейные производства, а также предприятия по производству стеклотары, ликероводочные заводы, которым прежде чем начать выпуск алкоголя в бутылке новой формы, важно увидеть ее модель «живьем», а не на эскизе. Так, например, мной были распечатаны опытные образцы бутылок в форме гильз, в которые сейчас разливают водку «Калашников».

 До появления 3D принтеров макеты деталей делали вручную из гипса, пластилина, керамики или из дерева. Да, делали и на фрезерных станках, что тоже быстро, но достаточно дорого и макет получался все же не в 3D формате. Деталь приходилось ждать несколько недель, а то и месяцев. Сейчас все делается оперативно. 3D принтер печатает так, как нужно, а не как позволяют ограниченные возможности какого-то станка.

Что такое 3D печать

3D-печать или «аддитивное производство» — процесс создания цельных трехмерных объектов практически любой геометрической формы на основе цифровой модели. 3D-печать основана на концепции построения объекта последовательно наносимыми слоями, отображающими контуры модели. Фактически, 3D-печать является полной противоположностью таких традиционных методов механического производства и обработки, как фрезеровка или резка, где формирование облика изделия происходит за счет удаления лишнего материала (т.н. «субтрактивное производство»). Термин «субтрактивное» является ретронимом, придуманным в последние годы для разграничения традиционных способов и новых аддитивных методов. Хотя традиционное производство использует по сути «аддитивные» методы на протяжении веков (такие, как склепка, сварка и привинчивание), в них отсутствует трехмерная информационная технологическая составляющая. Машинная же обработка (производство деталей точной формы), как правило, основывается на субтрактивных методах — опиловке, фрезеровании, сверлении и шлифовании.

Технология 3D-печати появилась еще в 80-х годах прошлого века, но широкое коммерческое распространение 3D-принтеры получили только в начале 2010-х. Первый дееспособный 3D-принтер был создан Чарльзом Халлом, одним из основателей корпорации 3D Systems. Термин «стереолитография» был определен Чарльзом Халлом в патенте от 1984 года, как «система генерирования трехмерных объектов за счет послойного формирования».

В начале 21 века произошел значительный рост продаж, что привело к резкому падению стоимости устройств. Согласно данным консалтинговой фирмы Wohlers Associates, в 2012 году объем мирового рынка 3D-принтеров и сопутствующих сервисов достиг $2,2млрд., показав рост на 29% по сравнению с 2011 годом.

D-модели создаются методом ручного компьютерного графического дизайна или за счет 3D-сканирования. Ручное моделирование, или подготовка геометрических данных для создания трехмерной компьютерной графики, несколько напоминает скульптуру. 3D-сканирование – это автоматический сбор и анализ данных реального объекта, а именно формы, цвета и других характеристик, с последующим преобразованием в цифровую трехмерную модель.

 Но, чтобы получить на принтере качественный продукт, нужно быть с ним на ты, понимать, почему произошла та или иная ошибка. Месяца четыре мне понадобилось на то, чтобы досконально разобраться в тонкостях 3D печати и набить руку. Я хотел понять не только принцип работы принтера, но и то, как он устроен, его внутренний код.

 Теперь я уже сам могу собрать любой принтер. Так, свой первый 3D принтер я пустил «на органы», предварительно создав на нем все комплектующие необходимые для создания новой более совершенной печатной машины, на которой работаю сегодня. Она позволяет распечатывать более крупные макеты и по качеству печати ничем не уступает современным аналогам стоимостью 200 тысяч рублей. Для сравнения, моя разработка обошлась мне в десять раз дешевле.

 Первоначальные вложения, а именно 45 тысяч рублей, потраченные на покупку принтера, окупились через год. Сейчас на это мне понадобилось бы меньше месяца, но тогда у меня, во-первых, не было опыта, во-вторых, клиентской базы, в-третьих, 3D печать была для меня не основным источником доходов, а увлечением. Я не занимался этим каждый день.

 Сейчас принтер в квартире работает практически круглые сутки — поскольку я работаю один, офис мне ни к чему. Процесс печати нужно контролировать. Для этого я оборудовал принтер веб-камерой. Теперь, находясь в любом месте, могу проконтролировать и остановить его работу через телефон.

 Наработать клиентскую базу мне помогли маркетинговые знания. Заказчики — самые разные из всех уголков России. Это и крупные предприятия, и частные лица — в основном конструкторы, изобретатели, люди, увлекающиеся моделированием, и желающие воплотить свою задумку в жизнь. Большая часть заказов связана с прототипированием, то есть печатью копии какой-то детали, и макетированием — обрисовкой макета в 3D по чертежам и подготовкой файлов к печати. Что касается изобретателей, в основном они заказывают корпуса для своих конструкций, какие-то подвижные детали, которые сложно где-то заказать в единичном экземпляре, не говоря уже о том, что это будет еще и очень дорого. Благодаря 3D печати эти люди могут собрать по одной детали всю конструкцию и увидеть, как она работает в движении или статично

 Сначала приходилось объяснять клиентам, что такое 3D печать. С готовыми макетами я выезжал к заказчикам, рассказывал о преимуществах новой технологии, развеивал их сомнения по поводу прочности и износостойкости деталей, выполненных на  3D принтере. Сейчас работать намного проще, большинству объяснять, что такое  3D печать уже не нужно.

 Бывают и необычные заказы. К примеру, на премьеру фильма делал шлем Железного человека. По всей видимости, он нужен был для проведения промо-акции. Не так давно с одним клиентом обсуждали возможность изготовления шлема Штурмовика — героя «Звездных войн», но он пока думает. Печатал на принтере оригинальный костюм — бюстье в виде кольчуги. Для каких целей он был использован, не знаю, поскольку заказчик был не из Ижевска.

 3D печать — удовольствие недешевое. По этой причине среди заказчиков практически нет частников, которым нужно напечатать какой-нибудь сувенир на подарок. К примеру, часто спрашивают, сколько будет стоить печать фигурки — копии какого-то конкретного человека. Когда узнают, что одноцветная 15 сантиметровая полая статуэтка обойдется в 4500 рублей, желание сделать заказ пропадает. Поэтому пока 3D печать больше интересна промышленникам, для них  это экономия времени и средств.

Кроме макетов новых бутылок или тары для розлива различных напитков, о которых я говорил выше, предприятия заказывают макеты цилиндров для поршней, картер двигателя, мебельную фурнитуру, предметы интерьера, кондитерские формы, а также в качестве сувениров макеты той продукции, которую выпускают, — от автомобилей до бытовой техники.

Расходные материалы для 3d  принтеров

Расходные материалы или филамент (в переводе «нить») для FDM или FFF принтеров (3d принтеры) — представляют собой намотанный на катушку материал. Основных видов филаментов для 3d принтеров не так уж много, это ABS-пластик, PLA-пластик, нейлон, а так же различные пластиковые имитаторы (под дерево, под песчаник, под бронзу).

ABS (акрилонитрилбутадиенстирол) пластик является самым популярным видом пластика для 3D печати. Его главная отличительная особенность — высокая ударопрочность. Он устойчив к воздействию щелочи, кислоты и даже бензина. Однако он хорошо растворяется при взаимодействии с ацетоном, а так же спиртосодержащими соединениями. Поэтому данный филамент для принтеров нельзя использовать при изготовлении тары для горячей пищи, а так же хранения алкоголя. Изделия из АБС-пластика отличаются долговечностью, поскольку сам материал имеет высокую размерную стабильность. Кроме того, АБС-пластик имеет самую широкую цветовую палитру — легко представить, взяв в руки любой конструктор «Лего», детали которого сделаны именно из АБС-пластика.

PLA (полилактид, ПЛА) пластик – экологичный и безопасный пластик для 3D принтеров, поскольку производится из натурального сырья. Это термопластичный полиэфир, мономером которого является молочная кислота. ПЛА-пластик создается из биологических отходов — сахарного тростника, кукурузы, картофельного и кукурузного крахмала, соевого белка, целлюлозы. Учитывая такой состав, этот пластик для 3D принтеров идеально подходит для изготовления детских товаров. ПЛА-пластик имеет стабильные размеры. Изготовление моделей из ПЛА-пластика не требует подогрева платформы в процессе 3Д печати. Использование данного расходника для 3D принтеров позволяет получать наиболее детализированные модели, которые сразу готовы к применению, после завершения процесса печати. Существенным недостатком ПЛА-пластика является его недолговечность.

Помимо основных видов филаментов последние инновационные разработки в области расходников для 3D принтеров — различные виды имитаторов. Так на рынке получили распространение такие виды пластика для 3D принтеров как LAYWOO-D3 – имитатор дерева (на 40% состоит из натуральных древесных опилок),  Laybrick – имитатор песчаника и BronzeFill – имитатор бронзы (металла).

 В интернете можно увидеть и другие уникальные возможности 3D печати. К примеру, в Китае с помощью огромного, величиной с башенный кран, принтера строят дома из специальной бетонной смеси. Есть восковая 3D печать, но область ее применения узка — для литья ювелирных форм. Стоят такие принтеры как два Лексуса, поэтому малому бизнесу неинтересны. Используют 3D печать в стоматологии для создания зубных протезов. Но, убежден, заниматься этим должны все же люди от медицины. 3D печать мощно развивается — регулярно появляются новое оборудование, материалы, технологии. Но на сегодняшний день все же наиболее востребована 3D печать из обычного пластика.

 Почти за три года работы конкуренция в области 3D печати в России заметно выросла. Хотя в Ижевске компаний, оказывающих такие услуги, можно перечесть по пальцам одной руки. Нередки случаи, когда люди, желая заработать, покупают 3D принтеры и немного, помучавшись, продают оборудование. Многие думают, что ЗD печать — это почти также просто как распечатать документ на обычном бумажном принтере. Не понимают, что для того, чтобы работать на 3D принтере, нужно как минимум овладеть несложными 3D программами, в которых нужно проверять и готовить файлы для печати. Но я конкуренции не боюсь, поскольку наработал солидную клиентскую базу, поэтому всегда с удовольствием делюсь своим опытом на сайте компании.

 Что касается перспектив, есть задумка начать выпускать собственную продукцию — предметы интерьера и декора. Пробовал распечатывать декоративные вазы — получилось неплохо. В планах собрать второй принтер, поскольку заказов становится все больше. Так, например, если полгода назад  от потенциальных заказчиков поступал один звонок в день, то сейчас как минимум шесть. Конечно, есть конверсия. Но если раньше она составляла 20 процентов, то сейчас уже 60-70 и, уверен, в дальнейшем будет только расти.

 

Технологии 3d печати:

МетодТехнологияИспользуемые материалы
ЭкструзионныйМоделирование методом послойного наплавления (FDM или FFF)Термопластики (такие как полилактид (PLA), акрилонитрилбутадиенстирол (ABS) и др.)
ПроволочныйПроизводство произвольных форм электронно-лучевой плавкой (EBFȝ)Практически любые металлические сплавы
ПорошковыйПрямое лазерное спекание металлов (DMLS)Практически любые металлические сплавы
Электронно-лучевая плавка (EBM)Титановые сплавы
Выборочная лазерная плавка (SLM)Титановые сплавы, кобальт-хромовые сплавы, нержавеющая сталь, алюминий
Выборочное тепловое спекание (SHS)Порошковые термопластики
Выборочное лазерное спекание (SLS)Термопластики, металлические порошки, керамические порошки
СтруйныйСтруйная трехмерная печать(3DP)Гипс, пластики, металлические порошки, песчаные смеси
ЛаминированиеИзготовление объектов методом ламинирования (LOM)Бумага, металлическая фольга, пластиковая пленка
ПолимеризацияСтереолитография (SLA)Фотополимеры
Цифровая светодиодная проекция (DLP)Фотополимеры

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.