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: