Войти
Литая деталь из металла с помощью керамической оболочки, напечатанной на 3D-принтере 
Модель CAD, используемая для 3D печать. Процесс ручного моделирования подготовки геометрических данных для компьютерной 3D-графики аналогичен пластическому искусству, например, скульптуре. 3D-сканирование - это процесс сбора цифровых данных о форме и внешнем виде реального объекта и создания на его основе цифровой модели. Разнообразные процессы, оборудование и материалы используются при производстве трехмерных объектов посредством аддитивного производства. 3D-печать также известна как аддитивное производство, поэтому многочисленные доступные процессы 3D-печати, как правило, носят аддитивный характер с некоторыми ключевыми различиями в технологиях и материалах, используемых в этом процессе.
Некоторые из различных типов физических преобразований, которые используются в 3D-печати, включают экструзию из расплава, легкую полимеризацию, непрерывное получение поверхности раздела жидкостей и спекание.
Существует множество различных процессов 3D-печати, которые можно сгруппировать в семь категорий:
Каждый процесс и часть оборудования имеют свои плюсы и минусы. Обычно они включают такие аспекты, как скорость, стоимость, универсальность в отношении исходного материала, геометрические ограничения и допуски, а также механические и внешние свойства продуктов, такие как прочность, текстура и цвет.
Разнообразие процессов и оборудования позволяет использовать его как любителям, так и профессионалам. Некоторые из них лучше подходят для промышленного использования (в данном случае предпочтительнее термин «аддитивное производство»), тогда как другие делают 3D-печать доступной для среднего потребителя. Некоторые принтеры достаточно велики для изготовления зданий, в то время как другие предназначены для объектов микро- и наноразмерных размеров, и в целом для физического создания спроектированных объектов можно использовать множество различных технологий. были изобретены с конца 1970-х годов. Изначально принтеры были большими, дорогими и сильно ограниченными в том, что они могли производить.
Сейчас доступно большое количество аддитивных процессов. Основные различия между процессами заключаются в способе нанесения слоев для создания деталей и в используемых материалах. Некоторые методы, например, плавят или размягчают материал для создания слоев. селективное лазерное плавление (SLM) или прямое лазерное спекание (DMLS), селективное лазерное спекание (SLS), моделирование наплавленного осаждения ( FDM) или изготовление плавленых волокон (FFF), в то время как другие отверждают жидкие материалы с использованием различных сложных технологий, таких как стереолитография (SLA). При производстве ламинированных предметов (LOM) тонкие слои вырезаются для придания формы и соединяются вместе (например, бумага, полимер, металл). У каждого метода есть свои преимущества и недостатки, поэтому некоторые компании предлагают на выбор порошок и полимер в качестве материала, из которого строится объект. Другие иногда используют стандартную коммерческую бумагу в качестве материала для изготовления долговечного прототипа. Основными соображениями при выборе машины, как правило, являются скорость, стоимость 3D-принтера, напечатанного прототипа, выбор и стоимость материалов, а также цветовые возможности.
Принтеры, которые работают напрямую с металлами, обычно дороги. Однако менее дорогие принтеры могут быть использованы для изготовления пресс-формы, которая затем используется для изготовления металлических деталей.
| Тип | Технологии | Материалы |
|---|---|---|
| Экструзия материала | Моделирование наплавленного осаждения (FDM) или изготовление плавленых волокон (FFF) и изготовление плавленых гранул или изготовление плавленых частиц | термопластов, эвтектических металлов, съедобных материалов, Каучуки, Пластилин, Пластилин |
| Робокастинг или MIG Welding 3D Printing или Direct Ink Writing (DIW), или Аддитивное производство металлов (EAM) и керамики ( EAC) | смеси металла и связующего (включая металлическую глину и глину драгоценных металлов ), смеси керамики и связующего (включая керамику глину и керамику суспензии ), кермет, композит с металлической матрицей, композит с керамической матрицей, металл (MIG Welding ) | |
| Изготовление композитных нитей (CFF) | Нейлон или нейлон с коротким углеродным волокном + армирование в виде углерода, кевлара, стекла и стекла для высокотемпературного волокна | |
| Светополимеризованное | Стереолитография (SLA) | Фотополимер (включая прекерамические полимеры ) |
| Цифровая обработка света (DLP) | Фотополимер | |
| Непрерывное производство раздела жидкостей (CLIP) | Фотополимер + термически активированная химия | |
| Слой порошка | Слой порошка и головка для струйной печати 3D-печать (3DP) | Практически любой металлический сплав, порошковые полимеры, гипс |
| Электронно-лучевое плавление (EBM) | Практически любой металлический сплав, включая Титановые сплавы | |
| Селективное лазерное плавление (SLM) | Титановые сплавы, Кобальт-хромовые сплавы, Нержавеющая сталь, алюминий | |
| Селективное термическое спекание (SHS) | Термопластический порошок | |
| Селективное лазерное спекание (SLS) | Термопласты, металлические порошки, керамические порошки | |
| Прямое лазерное спекание металлов (DMLS) | Практически любое me тальный сплав | |
| Ламинированный | Производство ламинированных изделий (LOM) | Бумага, металлическая фольга, пластиковая пленка |
| Подача порошка | Направленное распределение энергии | Практически любой металлический сплав |
| Проволока | Изготовление электронного пучка произвольной формы (EBF) | Практически любой металлический сплав |
Схематическое изображение отложения эструзии; нить a) пластмассового материала подается через нагретую движущуюся головку b), которая плавит и выдавливает ее, осаждая ее слой за слоем в желаемой форме c) . Подвижная платформа e) опускается после нанесения каждого слоя. Для этого вида технологии необходимы дополнительные вертикальные опорные конструкции d) для поддержки выступающих частей 
Воспроизвести медиа Видео с замедленной съемкой модели робота (логотип Make magazine ) печатается с использованием FDM на принтере RepRapPro Fisher. Изготовление плавленых волокон (FFF ), также известное под товарным знаком моделирование методом наплавления (FDM ), происходит от автоматической системы сварки полимерной фольги горячим воздухом, клея-расплава и автоматической установки прокладок. Такой принцип получил дальнейшее развитие С. Скотт Крамп в конце 1980-х и был коммерциализирован в 1990 году на Stratasys. После истечения срока действия патента на эту технологию появилось большое сообщество разработчиков с открытым исходным кодом, и появились коммерческие и DIY варианты с использованием этого типа 3D-принтера, известные как проект RepRap (для самостоятельной работы). репликация быстрого прототипа). В результате цена на эту технологию упала на два порядка с момента ее создания, и она стала наиболее распространенной формой 3D-печати.
При моделировании методом наплавленного осаждения модель или деталь производится выдавливание небольших шариков или струй материала, которые немедленно затвердевают, образуя слои. Нить из термопласта или другого материала с низкой температурой плавления или смеси подается в сопловую головку экструзии (экструдер 3D-принтера ), где нить нагревается до температура плавления и выдавили на рабочий стол. Совсем недавно было разработано осаждение расплавленных гранул (или осаждение расплавленных частиц), при котором частицы или гранулы пластика заменяют необходимость использования нити. Головка сопла нагревает материал и включает и выключает поток. Обычно шаговые двигатели или серводвигатели используются для перемещения экструзионной головки и регулирования потока. Принтер обычно имеет 3 оси движения. Программный пакет автоматизированного производства (CAM) используется для генерации G-кода, который отправляется на микроконтроллер, который управляет двигателями.
Пластик - самый распространенный материал для такой печати. Могут использоваться различные полимеры, в том числе акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), поликарбонат (PC), полимолочная кислота (PLA), полиэтилен высокой плотности. (HDPE), PC / ABS, полифенилсульфон (PPSU) и ударопрочный полистирол (HIPS). Обычно полимер имеет форму нити, изготовленной из первичных смол. В сообществе с открытым исходным кодом существует множество проектов, направленных на переработку пластиковых отходов после потребления в нити. Сюда входят машины, используемые для измельчения и экструзии пластикового материала в нити, такие как рециклботы. Кроме того, в процессе используются фторполимеры, такие как PTFE, благодаря способности материала выдерживать высокие температуры. Эта возможность особенно полезна при переносе нитей.
Play media 3D-принтер для стекла, нанесение расплавленного стекла Металл и стекло могут использоваться и для 3D-печати, хотя они намного дороже и обычно используется для произведений искусства. Однако развитие WAAM (аддитивного производства проволочной дуги) снизило стоимость трехмерной печати на металле.
FDM несколько ограничен в изменении форм, которые могут быть изготовлены. Например, FDM обычно не может создавать структуры, подобные сталактиту, поскольку они не будут поддерживаться во время сборки. В противном случае в конструкцию необходимо встроить тонкую опору, которую при отделке можно отломить. Обычно программное обеспечение, преобразующее трехмерную модель в набор плоских слоев, называемое срезом, заботится о добавлении этих опор и некоторых других ресурсов, позволяющих создавать такие формы.
Схематическое изображение гранулированного связывания: движущаяся головка а) избирательно связывает (капая клей или лазерное спекание) поверхность порошкового слоя д); подвижная платформа f) постепенно опускает слой, и затвердевший объект d) лежит внутри несвязанного порошка. Новый порошок непрерывно добавляется в слой из резервуара для порошка c) с помощью механизма выравнивания b) Другой подход к 3D-печати - это избирательное сплавление материалов в гранулированном слое. Эта техника соединяет части слоя, а затем перемещается вверх в рабочей зоне, добавляя еще один слой гранул и повторяя процесс до тех пор, пока кусок не будет сформирован. В этом процессе используется нерасплавленный материал для поддержки выступов и тонких стенок производимой детали, что снижает потребность во временных вспомогательных опорах для детали. Например, при селективном тепловом спекании термопечатающая головка нагревает слои порошкового термопласта ; когда слой закончен, слой порошка перемещается вниз, и автоматический валик добавляет новый слой материала, который спечен , чтобы сформировать следующее поперечное сечение модели; Использование менее интенсивной термопечатающей головки вместо лазера делает это решение более дешевым, чем использование лазеров, и может быть уменьшено до размеров рабочего стола.
Методы лазерного спекания включают селективное лазерное спекание (SLS), как с металлами, так и с полимерами (например, PA, PA-GF, Rigid GF, PEEK, PS, алюминид, карбонмид, эластомеры) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS).
Селективное лазерное спекание (SLS) было разработано и запатентовано доктором Карлом Декардом и доктором Джозефом Биманом в Техасском университете в Остине в середине 1980-х годов при спонсорской поддержке DARPA. Аналогичный процесс был запатентован, но не был коммерциализирован RF Housholder в 1979 году.
Селективное лазерное плавление (SLM) не использует спекание для плавления гранул порошка, но полностью расплавляет порошок с помощью лазера высокой энергии для создания полностью плотные материалы послойным способом, которые имеют механические свойства, аналогичные свойствам обычных металлов.
Электронно-лучевая плавка (EBM) - это аналогичный тип аддитивной технологии производства металлических деталей (например, титановых сплавов ). EBM производит детали путем расплавления металлического порошка слой за слоем электронным лучом в высоком вакууме. В отличие от методов спекания металлов, которые работают при температуре ниже точки плавления, детали из EBM не содержат пустот.
Технология 3D-печати методом распыления связующего - это нанесение связующего адгезива на слои материала, обычно порошкообразного. Материалы могут быть на керамической или металлической основе. Этот метод также известен как система струйной 3D-печати. Для изготовления детали принтер строит модель, используя головку, которая перемещается по основанию платформы и наносит слой за слоем, распределяя слой порошка (гипс или смол ) и печать связующего в поперечном сечении детали с помощью струйной печати. Это повторяется до тех пор, пока не будет напечатан каждый слой. Эта технология позволяет печатать полноцветные прототипы, выступы и детали из эластомера. Прочность связанных порошковых отпечатков можно повысить с помощью пропитки воском или термореактивным полимером.
Схематическое изображение фотополимеризации; светоизлучающее устройство а) (лазер или DLP) избирательно освещает прозрачное дно с) резервуара, б) заполненного жидкой фотополимеризующейся смолой; затвердевшая смола d) постепенно поднимается подъемной платформой e) Процесс стереолитографии (SLA) основан на светоотверждении (фотополимеризации ) жидких материалов в твердое форма; он был запатентован в 1986 году Чаком Халлом.
. В этом процессе емкость с жидким полимером подвергается контролируемому освещению (например, лазеру или цифровому световому проектору) в условиях безопасного света. Чаще всего подвергнутый воздействию жидкий полимер затвердевает за счет сшивания, вызванного реакцией присоединения углерод-углеродных двойных связей в акрилатах. Полимеризация происходит, когда фотополимеры подвергаются воздействию света, когда фотополимеры содержат хромофоры, в противном случае добавление фоточувствительных молекул используется для реакции с раствором, чтобы начать полимеризацию. Полимеризация мономеров приводит к образованию поперечных связей, в результате чего образуется полимер. Благодаря этим ковалентным связям изменяется свойство раствора. Затем рабочая пластина с небольшими приращениями перемещается вниз, и жидкий полимер снова подвергается воздействию света. Процесс повторяется до тех пор, пока модель не будет построена. Затем жидкий полимер сливают из чана, оставляя твердую модель. EnvisionTEC Perfactory - это пример системы быстрого прототипирования DLP.
Системы струйных принтеров, такие как система Objet PolyJet, распыляют материалы фотополимер на лоток для печати ультратонкими слоями (от 16 до 30 мкм) до тех пор, пока деталь не будет готова. Каждый фотополимерный слой отверждается УФ-светом после того, как он нанесен струйной струей, в результате чего получаются полностью отвержденные модели, которые можно обрабатывать и использовать немедленно, без последующего отверждения. Гелеобразный материал основы, предназначенный для поддержки сложных геометрических форм, удаляется вручную с помощью водоструйной очистки. Он также подходит для эластомеров. На рынке имеется другой тип системы струйной печати, который может печатать на фотополимере слой за слоем с промежуточным УФ-отверждением для производства офтальмологических корректирующих линз. В этом случае не требуются поддерживающие конструкции, так как офтальмологические линзы не нуждаются в выступах. Luxexcel, голландская компания, коммерциализировала эту технологию и платформу для печати.
Сверхмалые детали могут быть созданы с помощью технологии трехмерного микропроизводства, используемой в многофотонной фотополимеризации. В этом подходе используется сфокусированный лазер для отслеживания желаемого трехмерного объекта в блоке геля. Из-за нелинейного характера фотовозбуждения гель отверждается до твердого состояния только в тех местах, где был сфокусирован лазер, а оставшийся гель затем смывается. Легко создаются элементы размером менее 100 нм, а также сложные структуры с движущимися и взаимосвязанными частями.
Еще один подход использует синтетическую смолу, которая затвердевает с помощью светодиодов.
В маске-изображении- проекционная стереолитография, трехмерная цифровая модель разрезается набором горизонтальных плоскостей. Каждый срез преобразуется в двумерное изображение маски. Изображение маски затем проецируется на поверхность фотоотверждаемой жидкой смолы, и свет проецируется на смолу, чтобы отвердить ее в форме слоя. Эта техника использовалась для создания объектов, состоящих из нескольких материалов, которые затвердевают с разной скоростью. В исследовательских системах свет проецируется снизу, что позволяет смоле быстро распределяться на однородные тонкие слои, сокращая время производства с часов до минут. Имеющиеся в продаже устройства, такие как Objet Connex, наносят смолу через маленькие форсунки.
Непрерывное производство границы раздела жидкостей (CLIP) - это еще одна форма аддитивного производства, в которой используется процесс фотополимеризации на основе DLP для создания гладких твердых объектов большое разнообразие форм. Непрерывный процесс CLIP начинается с пула жидкого фотополимера смолы. Часть дна бассейна прозрачна для ультрафиолета («окно»). Как и в предыдущих системах DLP, луч ультрафиолетового света проходит через окно, освещая точное сечение объекта. Свет заставляет смолу затвердеть. Объект поднимается достаточно медленно, чтобы смола могла стекать и поддерживать контакт с нижней частью объекта. CLIP отличается от традиционных процессов DLP тем, что кислород - проницаемая мембрана находится под смолой, создавая «мертвую зону» (стойкую поверхность раздела жидкостей), предотвращающую прикрепление смолы к окна (фотополимеризация между окном и полимеризатором запрещена).
В отличие от стереолитографии, процесс печати считается его создателями непрерывным и значительно быстрее, чем традиционные процессы DLP, что позволяет производить детали в минутах, а не в часах.
Недавно были усовершенствованы методы стереолиграфической 3D-печати, позволяющие аддитивное производство керамических материалов. Успешная 3D-печать керамики с использованием стереолитографии достигается за счет фотополимеризации прекерамических полимеров с получением керамики на основе кремния класса, более широко известного как , полученный из полимеров. керамика, включая карбид кремния и оксикарбид кремния.
Компьютерная аксиальная литография - это метод 3D-печати, основанный на обратном принципе компьютерная томография (КТ) для создания отпечатков на фотоотверждаемой смоле. Он был разработан при сотрудничестве Калифорнийского университета в Беркли с Ливерморской национальной лабораторией. В отличие от других методов 3D-печати, он не строит модели посредством нанесения слоев материала, таких как моделирование методом наплавления и стереолитография, вместо этого он создает объекты, используя серию 2D-изображений, проецируемых на цилиндр смола. Он примечателен своей способностью создавать объекты намного быстрее, чем другие методы с использованием смол, и способностью встраивать объекты в отпечатки.
Производство жидких добавок (LAM) - это аддитивное производство технология, при которой жидкий или высоковязкий материал (например, жидкий силиконовый каучук) наносится на строительную поверхность для создания объекта, который затем вулканизируется с использованием тепла для его отверждения. Первоначально процесс был разработан Адрианом Бойером, а затем был разработан German RepRap.
В некоторых принтерах бумага может использоваться в качестве строительного материала, в результате чего при более низкой стоимости печати. В течение 1990-х годов некоторые компании продавали принтеры, которые вырезали поперечные сечения из специальной клейкой мелованной бумаги с помощью углекислотного лазера, а затем ламинировали их вместе.
В 2005 году Mcor Technologies Ltd разработала другой процесс с использованием обычных листов офисной бумаги, лезвия из карбида вольфрама для вырезания формы и выборочного нанесения клея и давления для скрепления прототипа.
Есть также ряд компаний, продающих принтеры, которые печатают ламинированные объекты с использованием тонких пластиковых и металлических листов.
Ультразвуковое уплотнение (UC) или ультразвуковое аддитивное производство (UAM) - это низкотемпературное аддитивное производство или технология 3D-печати металлов.
При осаждении с направленной энергией с подачей порошка для плавления металла используется мощный лазер. порошок подавали в фокус лазерного луча. Лазерный луч обычно проходит через центр наплавочной головки и фокусируется одной или несколькими линзами в небольшое пятно. Построение происходит по таблице X-Y, которая управляется траекторией инструмента, созданной из цифровой модели, для создания объекта слой за слоем. Головка для осаждения поднимается вертикально по мере завершения каждого слоя. Металлический порошок доставляется и распределяется по окружности головки или может разделяться внутренним коллектором и доставляться через форсунки, расположенные в различных конфигурациях вокруг наплавочной головки. Герметично закрытая камера, заполненная инертным газом или локальным инертным защитным газом, часто используется для защиты ванны расплава от атмосферного кислорода для лучшего контроля свойств материала. Процесс направленной энергии с подачей порошка аналогичен селективному лазерному спеканию, но металлический порошок наносится только там, где в этот момент к детали добавляется материал. Этот процесс поддерживает широкий спектр материалов, включая титан, нержавеющую сталь, алюминий и другие специальные материалы, а также композиты и материалы с различной функциональностью. Этот процесс может не только полностью создавать новые металлические детали, но также может добавлять материал к существующим деталям, например, для покрытий, ремонта и гибридных производственных приложений. LENS (Laser Engineered Net Shaping), разработанная Sandia National Labs, является одним из примеров процесса направленного осаждения энергии с подачей порошка для 3D-печати или восстановления металлических деталей.
Системы подачи проволоки на основе лазера, такие как проволока для лазерного осаждения металла (LMD-w), пропускают проволоку через сопло, которое расплавляется лазером с использованием защиты инертным газом в любой открытой среде (газ, окружающий лазер), либо в герметичной камере. Изготовление электронного луча произвольной формы использует источник тепла электронным лучом внутри вакуумной камеры.
Также можно использовать обычную дуговую сварку металла в газе, прикрепленную к 3D-столу, для 3D-печати металлов, таких как сталь и алюминий. Недорогие 3D-принтеры с открытым исходным кодом RepRap были оснащены датчиками на базе Arduino и продемонстрировали приемлемые металлургические свойства при использовании обычной сварочной проволоки в качестве исходного материала.
Промышленный 3D-принтер для керамики и металла По состоянию на октябрь 2012 года на рынке присутствовали системы аддитивного производства, цена которых варьировалась от 2000 до 500000 долларов США. работает в таких отраслях, как аэрокосмическая, архитектурная, автомобильная, оборонная и медицинская, среди многих других. По состоянию на 2018 год стоимость 3-D принтеров упала до 100 долларов, а недорогие настольные принтеры более высокого качества стоят примерно 2500 долларов. Эти типы устройств широко используются в промышленности для создания прототипов, изготовления приспособлений, крепления, фиксации небольших нестандартных компонентов и даже аддитивного производства реальных продуктов.
Кроме того, трехмерные принтеры более высокого уровня теперь стали относительно распространенными. для производства и аддитивного производства. Например, General Electric использует высокопроизводительную модель для создания деталей для турбин. Многие из этих систем используются для быстрого создания прототипов до того, как будут применяться методы массового производства. Volkswagen использует 3D-принтеры на своих сборочных линиях для печати инструментов, приспособлений и приспособлений. По их оценкам, 3D-принтеры экономят 250 000 евро в год. По оценкам одного из отчетов, почти 75% производимых настольных 3D-принтеров используются в промышленности, а не потребителями.
Военные и оборонные компании также используют 3D-принтеры. Королевские ВВС Нидерландов используют настольные 3D-принтеры на своей базе ВВС Вонсдрехт для изготовления приспособлений и инструментов для выравнивания. В Соединенных Штатах база ВВС США в Хилле использует 3D-печатные детали для ремонта истребителей.
Высшее образование оказалось основным покупателем настольных и профессиональных 3D-принтеров. Значительные закупки настольных 3D-принтеров как общеобразовательными школами, так и университетами помогли поддержать рынок настольных 3D-принтеров, который испытывал проблемы в 2015-2016 годах. Поскольку высшее образование является домом для исследований, 3D-печать используется для изготовления оборудования для дальнейших исследований и снижения затрат. Например, химики могут напечатать на 3D-принтере системы проточного реактора, покупка которых в противном случае была бы слишком дорогой. Фармацевтическая школа UCL в Великобритании создала модульную систему проточного реактора для химического синтеза, которую можно легко распечатать на 3D-принтере в лабораториях по всему миру по низкой цене. Библиотеки по всему миру также стали местом размещения небольших 3D-принтеров для образовательных учреждений и сообщества.
RepRap версия 2.0 (Mendel) 
Все пластиковые детали для машины справа были произведены машиной слева. Адриан Бойер (слева) и Вик Олливер (справа) - участники проекта RepRap.Несколько проектов и компаний прилагают усилия для разработки доступных 3D-принтеров для домашнего использования. Большая часть этой работы была инициирована и нацелена на сообщества DIY / Maker / entiast / ранних последователей, с дополнительными связями с академиками и хакерами сообщества.
RepRap Project - один из самых продолжительных проектов в категории настольных компьютеров. Проект RepRap направлен на создание бесплатного аппаратного 3D-принтера с открытым исходным кодом (FOSH), полные спецификации которого выпущены под Стандартной общественной лицензией GNU, которая является способен воспроизводить себя путем печати многих собственных (пластиковых) деталей для создания большего количества машин. RepRaps уже показал способность печатать печатные платы и металлические детали. Самый популярный 3D-принтер в мире - Prusa i3, принтер RepRap.
Из-за целей FOSH RepRap, многие связанные проекты использовали их дизайн. для вдохновения создание экосистемы связанных или производных 3D-принтеров, большинство из которых также являются проектами с открытым исходным кодом. Доступность этих проектов с открытым исходным кодом означает, что варианты 3D-принтеров легко изобретать. Однако качество и сложность конструкций принтеров, а также качество комплектов или готовой продукции сильно различаются от проекта к проекту. Это быстрое развитие 3D-принтеров с открытым исходным кодом вызывает интерес во многих сферах, поскольку оно обеспечивает гипер-настройку и использование общедоступных проектов для изготовления соответствующей технологии с открытым исходным кодом. Эта технология также может помочь инициативам в устойчивом развитии, поскольку технологии легко и экономично создаются из ресурсов, доступных местным сообществам.
Стоимость 3D-принтеров резко снизилась примерно с 2010 года, поскольку машины, которые раньше стоил 20000 долларов, сейчас стоит менее 1000 долларов. Например, по состоянию на 2013 год несколько компаний и частных лиц продают детали для создания различных конструкций RepRap по ценам, начинающимся примерно от 400 евро / 500 долларов США. В рамках проекта с открытым исходным кодом Fab @ Home были разработаны принтеры для общего использования со всем, что можно распылить через сопло, от шоколада до силиконового герметика и химических реагентов. Принтеры, разработанные в соответствии с проектами проекта, доступны от поставщиков в наборах или в предварительно собранной форме с 2012 года по ценам в диапазоне 2000 долларов США. Несколько новых 3D-принтеров, включая mUVe3D и Lumifold, ориентированы на небольшой недорогой рынок. спроектировал краудсорсинговый 3D-принтер профессионального уровня стоимостью 1499 долларов, у которого нет дыма и постоянного дребезжания во время использования. 3Doodler, «ручка для 3D-печати», собрал 2,3 миллиона долларов на Kickstarter, когда ручки были проданы по цене 99 долларов, хотя 3D Doodler критиковали за то, что он больше похож на ручку для творчества, чем на 3D-принтер.
По мере того, как стоимость 3D-принтеров снизилась, они становятся все более привлекательными с финансовой точки зрения для самостоятельного производства личных товаров. Кроме того, продукты для 3D-печати в домашних условиях могут снизить воздействие производства на окружающую среду за счет снижения воздействия на использование материалов и их распространение.
Кроме того, были разработаны и изготовлены несколько RecycleBot, например, промышленный Filastruder. для преобразования пластиковых отходов, таких как контейнеры для шампуня и молочники, в недорогую нить RepRap. Есть некоторые свидетельства того, что использование этого подхода распределенной утилизации лучше для окружающей среды.
Разработка и гипер-настройка 3D-принтеров на основе RepRap позволила создать новую категорию принтеров, подходящих для для малого бизнеса и бытового использования. Такие производители, как Solidoodle, Robo 3D, RepRapPro, представили модели и комплекты по цене менее 1000 долларов, что на тысячи меньше, чем в сентябре 2012 года. приложение, разрешение печати и скорость производства находятся где-то между персональным принтером и промышленным принтером. Ведется список принтеров с ценами и другой информацией. Совсем недавно дельта-роботы, такие как TripodMaker, использовались для 3D-печати, чтобы еще больше повысить скорость изготовления. Для дельта-3D-принтеров точность печати зависит от положения головки принтера из-за его геометрии и различий движений.
Некоторые компании также предлагают программное обеспечение для 3D-печати в качестве поддержки оборудования, производимого другими компаниями.
Большие 3D-принтеры были разработаны для промышленных предприятий, образование и демонстрационное использование. Большой 3D-принтер дельта-стиля был построен в 2014 году компанией SeeMeCNC. Принтер способен создавать объекты диаметром до 4 футов (1,2 м) и до 10 футов (3,0 м) в высоту. Он также использует пластиковые гранулы в качестве сырья вместо обычных пластиковых нитей, используемых в других 3D-принтерах.
BigRep One.1 с его объемом 1 м³. Другой тип больших принтеров - Big Area Additive Manufacturing (BAAM).). Цель состоит в том, чтобы разработать принтеры, способные создавать большие объекты с высокой скоростью. Машина BAAM компании Cincinnati Incorporated может производить объект со скоростью в 200-500 раз быстрее, чем типичные 3D-принтеры, доступные в 2014 году. Еще одна машина BAAM разрабатывается Lockheed Martin с целью печати длинных объектов размером до до 100 футов (30 м) для использования в аэрокосмической промышленности.
См. также Строительная 3D-печать
Методы изготовления микроэлектронных устройств могут использоваться для выполнять 3D-печать объектов наноразмерных размеров. Such printed object s обычно выращивают на твердой подложке, например силиконовая пластина, к которой они прикрепляются после печати, поскольку они слишком маленькие и хрупкие, чтобы ими можно было манипулировать после сборки.
В одном методе трехмерные наноструктуры могут быть напечатаны путем физического перемещения динамической трафаретной маски во время процесса осаждения материала, что в некоторой степени аналогично методу экструзии традиционных 3D-принтеров. Наноструктуры программируемой высоты с разрешением всего 10 нм были получены таким способом путем физического осаждения металла из паровой фазы. Маска-трафарет, управляемая механическим пьезоактуатором, имеющая фрезерованную нанопору в мембране из нитрида кремния. процесс в гораздо меньшем масштабе, с использованием точно сфокусированных лазеров, управляемых регулируемыми зеркалами. Этот метод позволяет получать объекты с разрешением 100 нм. Медные провода шириной в микрон и длиной в миллиметр также печатаются с помощью лазера.
