Печать игрушек на домашнем 3D-принтере

В современном мире аддитивные технологии, позволяющие использовать 3D-печать, развиваются ускоренными темпами. Технологический процесс подразумевает послойное нанесение материала в соответствии с заранее составленной цифровой моделью таким образом, чтобы в итоге пользователь смог получить изделие с заданными параметрами. 3D-принтеры на сегодняшний день перестали быть редким явлением и все чаще встречаются в домашнем использовании. Они позволяют создавать в домашних условиях не только вещи, необходимые для быта, но и игрушки для детей.

• Зачем нужны игрушки, напечатанные на 3D-принтере?
• Какие игрушки можно печатать на 3D-принтере?
• Печать игрушек на 3D-принтере
  • Технологии и материалы для печати игрушек
  • 3D-модели
  • Принтеры
• Преимущества и недостатки самостоятельной печати

Зачем нужны игрушки, напечатанные на 3D-принтере?

Игрушки, напечатанные на 3D-принтере, могут стать неиссякаемым источником радости для детей. Если владелец 3D-принтера обладает хотя бы базовыми способностями моделирования, то он с легкостью может воплотить в жизнь любую игрушку, которая будет интересна ребенку в данный момент. К тому же напечатать можно и те игрушки, которые сложно найти в магазинах, либо их стоимость слишком высока.

Напечатать на 3D-принтере можно и потерянные или недостающие детали. Особенно такая возможность пригодится тем, кто неравнодушен к конструкторам и моделированию.

Еще одним фактором, говорящим в пользу домашней 3D-печати игрушек, является их сравнительно небольшая стоимость. Например, напечатать несколько потерянных деталей от конструктора лего гораздо дешевле, чем заказать оригиналы от производителя.

Также стоит отметить, что из-за невысоких требований к точности и качеству печати 3D-игрушек процесс может быть использован для наработки опыта применения нового материала, окончательной отладки устройства и т. д.

Какие игрушки можно печатать на 3D-принтере?

Технология 3D-печати позволяет воспроизвести в домашних условиях практически любые игрушки, но чаще всего она используется для создания механических изделий, печати фигурок и  изготовления деталей конструктора лего .

Практика домашнего изготовления деталей этого конструктора быстро набрала популярность среди пользователей. Это произошло из-за существенного удешевления материалов для 3D-печати и доступности самих принтеров.

Для изготовления лего используется пластик ABS. Этот материал легкодоступен, поэтому изделия, напечатанные дома, сложно отличить от оригинальных деталей. Однако при желании для этого можно использовать и PLA, пластик является нетоксичным и изготовлен из натуральных материалов.

Печать деталей для конструктора дома обладает сразу несколькими преимуществами:

• Домашний 3D-принтер позволяет создавать принципиально новые детали, которые не существовали ранее.
• Вместо потерянных или сломанных деталей можно напечатать новые, которые при этом не будут уступать в качестве оригиналу.
• Коллекционеры используют 3D-печать для воссоздания винтажных наборов лего, которые давно сняты с производства.
• Напечатанные дома адаптеры позволяют совмещать конструктор с другими фантастическими мирами, в том числе Meccano.
• Напечатать деталь конструктора на домашнем принтере будет стоить его владельцу гораздо дешевле, чем заказать аналогичную непосредственно у производителя.

Еще одним неоспоримым достоинством является скорость изготовления. Запчасти конструктора легко заказать на сайте производителя или других интернет-ресурсах, но доставку придется ждать несколько недель. При домашней печати таких проблем нет — печать лего на своем 3D-принтере может занять всего несколько часов.

Популярным направлением для домашней 3D-печати также стало воспроизведение культовых вещей из фильмов. Так, например, за несколько часов можно напечатать точную копию светового меча или фигурки из вселенной Майнкрафт.

Популярностью пользуются и механические игрушки, например шарнирные осьминоги, волчки или динозавры.

Печать игрушек на домашнем 3D-принтере интересна не только детям, но и взрослым. Особенно часто технология востребована у профессиональных косплееров. 3D-печать позволяет с точностью воссоздать оригинальные детали экипировки любимых персонажей.

Печать игрушек на 3D-принтере

Технологии и материалы для печати игрушек

Чаще всего для печати игрушек в домашних условиях используются следующие технологии:

1. FDM/FFF. Она подразумевает, что филамент, проходя через сопло головки экструдера, расплавляется, после чего устройство наносит материал на печатный стол, формируя изделие слой за слоем. Там изделие застывает, образуя твердый объект.
2. SLA и DLP. В основе технологии лежит принцип цифровой обработки материала светом. Принцип работы принтеров, работающих по этим технологиям, предполагает селективную полимеризацию фотополимерной смолы, находящейся в чане.

Наиболее популярными материалами для изготовления игрушек являются следующие типы пластиков:

•  ABS  - это материал, отличающийся высокой прочностью, легкостью и гибкостью. Используется при производстве деталей конструкторов и других изделий, предполагающих наличие высокой износостойкости. Недостатком материала является сравнительно высокая температура плавления (от 210 до 250 градусов) и невозможность использования без специальной подогреваемой панели. Также применение этого пластика предполагает установку принтера в хорошо вентилируемом помещении, что далеко не всегда возможно в домашних условиях.

•  PLA  - представляет собой биоразлагаемый пластик, характеризующийся сравнительно меньшей токсичностью, нежели ABS. Этот полимер обладает меньшей чувствительностью к перепадам температур, поэтому для его использования не требуется стол с подогревом. Температура плавления материала – от 180 до 230 градусов.
• PET - прочность и качество этого полимера значительно превышает характеристики ABS и PLA. К тому же при печати не возникают неприятные запахи, а отходы могут быть переработаны вторично. Чаще всего этот материал применяют для изделий, которые требуют повышенной гибкости, вязкости или ударопрочности. Недостатком являются только повышенные требования к настройке температуры сопла.
•  PVA  - этот материал используется для печати поддерживающих конструкций при изготовлении объектов со сложными формами. Подходит для печати двумя филаментами и легко растворяется в воде.
• Laywood - относится к категории древесных филаментов. Игрушки, изготовленные с применением этого материала, при тактильном восприятии напоминают поверхность дерева. Материал не требует наличия стола с подогревом, но при этом обладает сравнительно невысокими показателями гибкости.

3D-модели

3D-печать невозможна без предварительного создания 3D-модели для принтера. Грамотно подготовленная модель позволяет избежать непредвиденных затруднений в ходе создания изделия.

Большинство современных принтеров поддерживают формат STL. Изначально он был разработан компанией 3D Systems и использовался для создания изделий с использованием метода стереолитографии.

STL-файлы описывают только геометрические параметры модели, не уточняя ее цвет, текстуру или другие характеристики.

Слайсеры 3D-принтеров поддерживают файлы распространенных форматов OBJ, 3DS, а также относящиеся к проприетарным – FORM и PLG.

Создать модель для 3D-принтера можно самостоятельно, воспользовавшись CAD-программой или одним из 3D-сканеров (RangeVision, Einscan и др.).

Если владелец принтера не обладает навыками 3D-моделирования, он может скачать одну из готовых моделей, созданных другими пользователями и выложенную в открытый доступ.

Принтеры

Самыми популярными домашними 3D-принтерами можно назвать следующие модели:

• Anycubic Photon S. Он представляет собой бюджетную модель, в основе работы которой лежит принцип фотополимеризации. Устройство признано одним из лучших на сегодняшний день LCD-принтеров. Модели, напечатанные на нем, обладают высокой детализацией и степенью сглаживания. Технические характеристики модели настолько высоки, что позволяют успешно конкурировать с более дорогостоящими устройствами.
  3D принтер Anycubic Photon S white

  

  • Длина волны УФ 405 нм
  • Источник света УФ-LED
  • Печать LCD
  • Разрешение печати 2560*1440
  • Точность печати XY: 47 мкм, Z:1,25 мкм
  • Область рабочей камеры 115х65х165 мм
  • Скорость 20 мм/ч
  • Толщина слоя от 25 мкм
  • Дисплей 2,8" цветной TFT

  Перейти к товару
• 3D-принтер Wanhao Duplicator 6 Plus (D6 Plus). Модель с закрытой конструкцией, оснащенная печатным столиком с опцией автоматической калибровки. Эта особенность позволяет обеспечить высокую точность изготовления моделей и возможность возобновлять прерванную печать с того же места без потери качества. Принтер отличается высокой скоростью работы даже несмотря на свои небольшие габариты. 
  Wanhao Duplicator 6 Plus (D6 Plus) в корпусе

  

  • Гарантия 1 месяц
  • Страна производитель Китай

  • Печать FDM
  • Практическая толщина слоя 20 мкм
  • Температура печатного стола 120°С
  • Температура экструдера 160-300°С
  • Область рабочей камеры 200 х 200 х 200 мм
  • Скорость 30-150 мм/с
  • Толщина слоя от 20
  • Диаметр нити 1,75
  • Диаметр сопла, мм 0,4
  • Дисплей LCD
  • Интерфейсы USB, SD

  Перейти к товару
• 3D-принтер Zenit DUO. Модель использует технологию послойного напыления материала. Наличие закрытой камеры, в которой на протяжении всего процесса поддерживается оптимальная температура, положительно отражается на качестве изделий. Устройство оснащено двумя экструдерами и может работать с большинством доступных филаментных материалов. 
  3D принтер Zenit DUO

  

  • Страна производитель Россия

  • Печать FDM
  • Разрешение по оси Z 0,01 мм (10 микрон)
  • Скорость перемещения до 300 мм/с
  • Точность по осям X, Y, мм 0,04 мм (40 микрон)
  • Область рабочей камеры 190 х 215 х 230 мм
  • Скорость до 35 см3/час
  • Количество печатающих головок 2
  • Толщина слоя от 50 мкм
  • Диаметр нити 1,75
  • Диаметр сопла, мм 0,3

  Перейти к товару

Преимущества и недостатки самостоятельной печати

Основными преимуществами самостоятельной печати игрушек в домашних условиях являются:

• Скорость изготовления. Весь процесс, включая создание модели, занимает не больше суток.
• Стоимость напечатанных дома изделий ниже, чем заказ аналогичных у производителей или перекупщиков.
• Точность копий и их качество.
• Возможность воссоздать именно то изделие, которое необходимо в данный момент.
• Доступность материалов.

К недостаткам можно отнести:

• Меньшую точность в соблюдении заданных параметров (по сравнению с серийной штамповкой).
• Ограниченность габаритных показателей изготавливаемых предметов.
• Ограниченность в используемых материалах. Не все типы пластика подходят для печати в домашних условиях.

3D-печать игрушек позволяет создавать необычные и креативные работы, которые нельзя приобрести в магазинах, или быстро и дешево заменить сломавшиеся или потерянные детали. Главное, перед тем как приступить к печати, подготовить качественную 3D-модель, на основании которой и будет напечатано изделие.