Club Aurora

Твоят прозорец към космоса.

Необятният свят на 3D принтирането
Какво ви идва наум, когато се говори за 3D принтиране? Ако първата ви асоциация е за капризна играчка, която трудно би ви свършила работа,... Необятният свят на 3D принтирането

Какво ви идва наум, когато се говори за 3D принтиране? Ако първата ви асоциация е за капризна играчка, която трудно би ви свършила работа, то тази статия е за вас. Ще се опитаме да ви убедим в противното и да ви покажем, че днес 3D принтирането е по-ефективно от всякога, а възможните му приложения се изчерпват единствено с границите на въображението ви.

За целта ние от Aurora Club потърсихме мнението на експерт по темата – Виктор Рангелов, CEO на българската фирма за производство на филаменти за 3D принтиране RAST 3D. Виктор е IT специалист по образование, но избира да насочи кариерното си развитие в доста нетипична посока – индустриалното производство. Той се включва към екипа на единствената фирма в България, специализирана в цялостно изработване на терморегулатори за бойлери. Тук властват класически технологии, установени от десетилетия.

– Когато преди няколко години казах, че искам да се занимаваме и с 3D принтиране, много мои познати ми се смееха – признава ми той.

– Това си е съвсем в реда на нещата – усмихвам се и аз. – Казват, че всяка иновация първо се посреща със смях, после идва съпротивата и вече накрая всички я приемат.

3D принтирането не прави изключение от това правило. Все още мнозина хора не възприемат на сериозно тази технология и изпитват предразсъдъци към нея. Най-разпространените опасения са, че то е твърде скъпо, недостатъчно бързо и много сложно за изпълнение. В тях има известно основание, но по-скоро те отразяват ситуацията в миналото. Първите 3D принтери от началото на 90-те приличат на съвременните 3D принтери точно толкова, колкото компютрите от онази епоха приличат на сегашните.

20181215_161818-e1545765100991-613x1024 Необятният свят на 3D принтирането
Eдин от 3D принтерите на RAST 3D, разработен и асемблиран от екипа на фирмата.

Материалът има значение

Прогресът на 3D технологиите е пряко свързан с развитието на използваните материали. От химическия състав на използвания за принтирането полимер зависи колко здраво ще бъде изделието и колко бързо ще бъде изработено то.  

– За момента ние произвеждаме ABS и PLA филаменти – обяснява ми Виктор.

– Каква е разликата?

– ABS-ът е много широко използван материал в индустрията. Той има добра износоустойчивост и висока температуроустойчивост в сравнение с PLA. Но при работа с него се отделят изпарения, които крият определени рискове за здравето. Затова при принтиране с ABS задължително се използва аспирация, така че тези изпарения да бъдат филтрирани. Докато другият материал,  PLA , не е петролен продукт. Той се произвежда от био продукти – царевица, захарна тръстика, цвекло… Изграден е на основа на полимлечна киселина и е напълно безвреден . Може да се каже, че той е полимеризирана захар и след принтиране  с такъв материал понякога се носи аромат на захар.

– А не означава ли това, че изделия, направени от такъв материал, се разграждат бързо след това?

– Не, не се разгражда толкова лесно. Идеята на материала е да бъде компостируем. И той е на сто процента компостируем. Въпреки че в България аз все още не мога да открия къде да компостирам отпадъците от производството. Те няма как да бъдат рециклирани за производство на нов филамент, защото качеството му би било доста лошо, а PLA и без друго е доста крехък.

Пътят на пластмасата

Виктор гостоприемно ме кани в помещението, където произвежда материала за 3D принтиране. Почти всичко по линията е модифицирано, разработено и сглобено от Виктор и сътрудниците му в RAST 3D. Много от вложените компоненти са 3D принтирани.

– И – уверява ме Виктор. – качеството на произведения тук филамент по нищо не отстъпва на качеството на продукцията от готовите линии, които се продават за десетки хиляди долара. Може да се каже, че дори го превъзхожда. Всъщност, основната причина да се захвана с тази работа, е, че исках да създам филамент с високо качество. Тук мога да следя всички параметри, които ме интересуват, докато, поръчвайки филамент от Китай, няма гаранция с какво качество ще дойде.

20181215_163552-1024x614 Необятният свят на 3D принтирането
Ето така изглежда материалът, от който се изготвя филамент за 3D принтиране, преди да се разтопи в екструдера.

Филаментът за 3D принтиране се получава от полимер под формата на малки гранули. Виктор е наредил доста пликове с различни гранули. Някои от тях се добавят, за да оцветят филамента (по принцип той е бял), други се използват за да го уякчат или да намалят времето за принтиране. Тези гранули се разтопяват в екструдер машина, от която започва да се изтегля нишка горещ филамент. Той трябва да не е твърде горещ, така че да започне да се топи, но и да не е твърде студен, което би го деформирало.  След това нишката преминава през вана с вода, която се поддържа с точно определена температура, зависеща от свойствата на филамента.

– Много е важно – обяснява Виктор –  изходящата нишка да не се охлажда рязко, защото това би довело до деформации в сечението й. Ако в някакъв момент нишката стане по-дебела, отколкото трябва, това би блокирало работата на 3D принтера впоследствие, което е много неприятно, защото онова, което се е принтирало до този момент ще трябва да се изхвърли.

20181215_163206-1024x614 Необятният свят на 3D принтирането
А това е готовата продукция…

Накрая нишката преминава през изтеглящ ролков механизъм, където с помощта на Arduino контролер се следи  дебелината й, и се навива на макара. После готовата продукция се суши и веднага след това се вакуумира. Причината за това е, че филаментът е хигроскопичен, а влагата влошава свойствата му. Изделията, принтирани с влажен филамент, имат по-груба повърхност и са склонни към напукване.  

Да материализираш идеите си…

Едва ли ще съобщим някаква особена новина, но 3D принтирането разкрива нови хоризонти пред всички хора, които са запалени по някакво хоби.

– Едно от нещата, които най-много ми харесват в моята работа – споделя с мен Виктор. –  е, че се виждам с всякакви хора. Тук идват моделисти, дизайнери, зъболекари, спортисти, научни работници…

И всеки от тях е открил, че 3D принтирането може да бъде универсален помощник в онова, с което се занимава. Ако сте се увличали по авиомоделизъм например, знаете колко е неприятно, когато се счупи някаква част от модела ви. След това най-често чакаш със седмици, за да бъде доставена резервната част от чужбина. И е много вероятно да трябва да поръчаш цял кит с още много части, които не са ти нужни. 3D принтирането е идеалното решение на този проблем. Просто взимаш размерите на нужната част, правиш й чертеж, пускаш я на 3D принтера и след около час вече я държиш в ръцете си. Освен че спестявате пари и време, по този начин вие можете да направите и допълнителни модификации на нужната част, така че да подобрите механическата й устойчивост за в бъдеще.

20181215_160250-e1545765713457-614x1024 Необятният свят на 3D принтирането

В духа на Коледа Виктор пусна да принтира коледна звезда на един от по-малките си принтери. Първо машината изработи „обвивка“ на звездата, която служи да я крепи неподвижно, докато трае принтирането, а после се премахва ръчно. Крайният резултат можете да видите най-долу.

– Още повече гъвкавост – споменава Виктор, докато ми показва принтерите си, – идва от настройките на 3D принтера, които управляват по какъв начин ще бъде принтирано желаното изделие. Например при плътно принтиране се разходва много материал, но ти може да нямаш такава нужда. Може да ти трябва само обемът или да искаш изделието да е максимално олекотено. Тогава в настройките на принтера задаваш запълване на формата с 10% или дори 5% материал, при което спестяваш, както от цената, така и от времето за принтиране.

20181215_171531-e1545766473331-614x1024 Необятният свят на 3D принтирането
3D портрет на брата на Виктор

3D принтирането позволява на всеки да създаде уникални изделия, които не могат да се открият на пазара. Като започнем от битово-ежедневни удобства от сорта на поставка за флашки или стопер за врата и стигнем до арт изпълнения като малки статуетки и 3D автопортрети.

А както Виктор ми демонстрира в неговата работилница, 3D принтирането може да има и съвсем практическа насоченост.

– Ето това са държачи за гребла на лодка. – показва ми той пръстеновидни детайли от наскоро завършена поръчка. – При това сме ги правили от нов материал PLA, който трябва да има характеристиките на здравина на инженерния ABS.

20181215_161210-1024x614 Необятният свят на 3D принтирането
Въпросните държачи

– Това вече не са играчки! – усмихвам се аз, защото държачите видимо изглеждат доста здрави.

– Ами да, трябва да са здрави, така че да издържат на усилието при загребване. В този ред на мисли – наскоро правихме калобрани за едни състезателни колички, които вдигат над 120 km/h… И за да изпълняваме такива високи изисквания към изделията ни, всъщност ние редовно пращаме от нашия материал в лаборатории за якостно тестване.

tread_machine Необятният свят на 3D принтирането
Ето това е машинка за изрязване на резба в месинговите компоненти, които виждате на снимката. Тя е създадена от 3D принтирани зъбни колела и втулки, Arduino контролер, стар електромотор и много инженерен дух.

Навсякъде из работилницата на RAST 3D се виждат нагледно доказателставата за индустриалното приложение на 3D принтирането. Много от частите по машините (най-различни втулки, ролки и панели) и дори компоненти от самите 3D принтери са принтирани на място. Виктор ме изненадва, като ми показва изцяло 3D принтиран и напълно функционален сачмен лагер. Е, все още не може да се сравнява с металните си събратя, но за някои неотговорни приложения нещо такова би свършило страхотна работа.

Но вероятно доста от вас не са на „ти“ с CAD програмите за 3D моделиране. Или не искате да инвестирате в професионален софтуер за целта от рода на SolidWorks, Maya, AutoCAD, SketchUp. Няма проблем. Има решение и за хора, които не могат или не искат да чертаят. Все повече са онлайн платформите (като thingiverse.com), от които можете да си свалите напълно безплатно хиляди 3D модели.

Поглед към бъдещето

Всъщност хоризонтът пред технологията на 3D принтиране е много по-обширен. Това е една от областите, които действително имат потенциала да революционизират обществото ни. Сред колекцията от най-различни 3D принтирани джунджурии, които Виктор ми показва, веднага ми хваща окото един впечатляващ модел на черепа на тиранозавър рекс.

20181215_173201-e1545843964354-614x1024 Необятният свят на 3D принтирането

– Представяш ли си – питам го, – колко много приложения биха имали подобни модели в училищата?

– Ами те се използват и сега. При това все повече училища си закупуват не само модели като този, но и 3D принтери. В Дания, където изнасяме голяма част от нашата продукция, в училищата има по 10-15 принтера и всяка различна лаборатория си има собствен принтер, зали за принтиране и прочее.

– Страхотно наистина. Виждал съм умалени 3D принтирани модели на реактивен самолетен двигател. С лопатките на компресора, турбината, всичко… Нещо подобно може да промени начина, по който изучаваш някаква дисциплина. Било то медицина или инженерство.

jet_engine Необятният свят на 3D принтирането
3D принтиран модел на реактивен двигател от thinginverse.com

– Светът на 3D принтирането е необятен. Наскоро дори излезе новина, че в България е извършена трасплантация на 3D принтирано ребро. Масова практика вече е в лицево-челюстната хирургия да се влагат такива 3D принтирани детайли от специален материал. Може би не е далеч деня, в който ще започнат да се произвеждат и принтирани човешки органи. Това ще облекчи всички трансплантации.

– Звучи ми много футуристично.

– Така е, но това е бъдещето. Взимат твои стволови клетки, и когато и ако се наложи, ти принтират бъбрек от твоята тъкан, напълно годен за трансплантация.

– Но вместо полимер принтират клетките ти.

– Да, дори в България има фирма, която се занимава с нещо подобно – принтиране на кожа. В Румъния принтираха ушна мида, ако не се лъжа. За съжаление все още сме далече от това да се принтира един функционален черен дроб например.

– Е, в края на века, може би… – изказвам предпазлива прогноза, но само разсмивам Виктор.

– О, аз съм много по-оптимистичен. Десет – петнайсет години, не повече. И това е само част от прогреса. В България се разработват и други интересни работи в сферата на фармацията. Всички знаем, че особено възрастните хора пият по няколко вида лекарства в определена последователност, което понякога много ги затруднява. В момента се работи за това всички субстанции, т.е. активните вещества, които се съдържат в различните лекарства, да се принтират в едно-единствено хапче. И това хапче да съдържа всички вещества, от които имаш нужда за 12 часа напред. И ти просто го изпиваш вместо да се чудиш – абе днеска кое от 10-те хапчета забравих… После това специално хапче през целия път през тялото се разгражда по установена последователност и за организма е все едно, че си взел 10-те си хапчета по отделно. Така че идва моментът, когато във всяка аптека ще има 3D принтер. И отивайки там с рецепта, ще може да ти принтират специални хапчета според твоите уникални нужди.

***

Екипът ни ви честити новата 2019 и ви пожелава здраве и успехи!

star-768x1024 Необятният свят на 3D принтирането
Еmil Petkov

Еmil Petkov

Емил е авиационен инженер, който се опитва да предаде тук своите знания и опит. Намира космоса за вълнуващо място и се интересува как чрез новите технологии ще се приближим до него.

3
Leave a Reply

avatar
2 Comment threads
1 Thread replies
0 Followers
 
Most reacted comment
Hottest comment thread
3 Comment authors
ninkaniЕmil PetkovАлек Recent comment authors
  Subscribe  
newest oldest most voted
Notify of
Алек
Guest
Алек

Евала, не знаех че и в България се работи по технологии за 3Д принтиране.
Специално благодарско на Емил Петков за увлекателно написаната статия!
Накара ме да прочета до край, което рядко ми се случва 🙂
И евала на момчетата от RAST 3D, По снимките личи че не работят с финансов допинг.

(ох, това с тази recaptcha както е напрвавено почти ме отказа да постна)

ninkani
Guest
ninkani

Здравейте,

благодаря за увлекателната статия и професионално направения сайт! За читателите е удоволствие да посещават това полезно и пълно с интересни теми местенце в интернет! С нетърпение очакваме следващите статии!