От динозавров и лодок в натуральную величину до ракет и домов — нет ограничений по размеру того, что можно напечатать на 3D-принтере.
Крупномасштабная 3D-печать охватывает несколько технологий, множество материалов и широкий спектр приложений. Определение большого открыто для интерпретации, но, безусловно, дома, лодки и мебель в натуральную величину подходят под это определение. Эти и многие другие примеры входят в мейнстрим, поскольку производители, художники и компании обращаются к 3D-печати для своих крупномасштабных продуктовых потребностей, будь то покупка крупномасштабного 3D-принтера или обращение к услугам 3D-печати.
С каждым годом 3D-принтеры становятся все больше, поскольку производители оборудования раздвигают границы технологий, выпуская новые принтеры, позволяющие печатать больше и в больших размерах.
WhiteClouds )
Размер зависит от технологии и материала, и существуют компромиссы (обычно в деталях) с размером, что делает выбор правильного 3D-принтера критически важным компонентом успеха. Программное обеспечение также играет роль в создании крупных объектов, поскольку часто лучший способ печатать большие объекты — это печатать по частям и собирать.
Давайте рассмотрим, что означает печать большого размера, через призму конкретных вещей, которые вы, возможно, захотите напечатать:
- Экран, реквизит и вывески
- Мебель, лодки и транспортные средства
- Дома, мосты и архитектурные элементы
- Промышленные и металлические детали
В каждом разделе мы приводим примеры крупногабаритных деталей, а также то, как и кем они были изготовлены, часто с указанием марки использованного 3D-принтера.
Но если вы хотите заказать большую деталь, напечатанную на 3D-принтере, а не печатать ее самостоятельно, то появляется все больше компаний, специализирующихся в этой области.3D-печать больших объектов – Краткое руководство по началу работы
Экраны, реквизит и вывески
Кураторы музеев, дизайнеры декораций и реквизита, парки развлечений, производители выставочных и конференц-дисплеев и бесчисленное множество других обращаются к крупноформатным 3D-принтерам для более быстрого и доступного производства крупных объектов. Помимо преимуществ в скорости и стоимости, не требуется никакого скульптурного или художественного таланта, кроме как для создания цифровой модели в программном обеспечении для автоматизированного проектирования (САПР). Плюс, существует широкий спектр возможных материалов, от сверхлегкой пены до чрезвычайно прочного нейлона, наполненного углеродным волокном.
Одним из ярких примеров является тираннозавр в натуральную величину, показанный выше из Музея динозавров префектуры Фукуи в Фукуи, Япония. Музей не мог купить тираннозавра или выкопать его, поэтому обратился к лучшему — 3D-печати. На основе 3D-сканирования настоящих окаменелостей тираннозавра он заказал 12-метровую и 5-метровую копию в натуральную величину, напечатанную крупными частями с использованием двух крупномасштабных 3D-принтеров компании Builder Extreme. Тираннозавр был напечатан из пластиковой нити PLA.
Другим примером является этот 17-футовый, напечатанный на 3D-принтере близнец Давида Микеланджело (выше), который был выставлен на выставке Dubai Expo 2020 для продвижения туризма во Флоренции. Полимерный 3D-принтер, достаточно большой, чтобы изготовить копию целиком с супертонкими деталями, был невозможен, поэтому ее разделили на 14 печатных частей, а затем собрали вручную. Мраморный вид получился из-за нарисованного вручную слоя штукатурки, содержащей мраморную пыль.
Внутри напечатанной на 3D-принтере статуи Давида находится решетчатая конструкция, которая позволила сократить ее вес до 550 кг, что составляет около 11% от веса оригинального мраморного Давида, но при этом она оказалась достаточно прочной для упаковки и транспортировки.
Tractus )
Немецкая компания по производству вывесок
Styles Werbetechnik имела несколько причин обратиться к крупномасштабной 3D-печати для наружных вывесок и надписей на каналах. Компания хотела не только ускорить производство, но и заняться изготовлением букв собственными силами и перестать полагаться на стандартные дизайны букв от зарубежных производителей. Компания обратилась к полимерной FDM-печати, которая предоставила безграничные возможности дизайна для изготовления профильных букв, говорит компания. Например, глубина букв, используемых для световых вывесок, была ограничена минимумом 60 мм при использовании традиционных методов, но уменьшена до 30 мм при использовании 3D-печати. Поскольку за 3D-принтерами не нужно следить во время процесса, они также могут работать ночью и в выходные дни, что ускоряет время производства.
Весной прошлого года Смитсоновский институт в Вашингтоне, округ Колумбия, организовал выставку в честь женщин-ученых (выше), включавшую
120 напечатанных на 3D-принтере статуй в натуральную величину, изображающих их. Названная «IfThenSheCan – The Exhibit», она стала крупнейшей коллекцией статуй женщин, когда-либо собранных в одном месте одновременно. Каждая статуя была напечатана с использованием технологии FDM.
Мебель, лодки и велосипеды
Mates )
Дизайнеры интерьеров обращаются к широкоформатной 3D-печати, чтобы реализовать свои идеи сложного дизайна и уникальных материалов. Полимеры, особенно переработанный пластик, являются наиболее используемыми материалами для 3D-печатной мебели, а стулья являются центральным элементом.
На Берлинской неделе дизайна 2024 года молодой дизайнер Филипп Битенхольц представил свой простой, но инновационный стул, напечатанный на 3D-принтере (на фото выше). Этот стул Bounce, изготовленный из цельного куска переработанного полипропилена, пропитанного стекловолокном с помощью 3D-принтера с роботизированной рукой на заводе Mates , можно легко переработать повторно.
Эта детская школьная парта в Гамбии (ниже) является примером решения практической задачи с помощью 3D-печати. Легкая и прочная, эта конструкция может быть изготовлена из переработанного пластика, что также решает проблему пластиковых отходов. Эта модель была напечатана из пластика PETG, который обычно используется для бутылок для напитков, на 3D-принтере Magnum от The Industry Sweden .
Существует бесчисленное множество примеров красивых
3D-печатных стульев и столов, но некоторые из самых последних примеров включают в себя прекрасный мягкий вид пряжи Woven Loopy Chair, разработанный Гаретом Нилом (внизу слева) и напечатанный на 3D-принтере с роботизированной рукой от New Raw. Есть также кресло Steam lounge chair, разработанное Slicelab и напечатанное на 3D-принтере из гранул PETG EXT 1270 Titan Pellet от 3D Systems (внизу в центре) и стул, напечатанный на 3D-принтере из 50% переработанной древесины дизайнером Türkiye Simge Goorany.
В Книгу рекордов Гиннесса как самый большой на сегодняшний день цельный предмет, напечатанный на 3D-принтере, занесен образец ниже (слева), 3Diringo, длиной 7,72 метра. Напечатанная в 2019 году Центром передовых конструкций и композитов Университета штата Мэн на своем 3D-принтере MasterPrint, лодка сделана из пластика и древесной целлюлозы, была напечатана на 3D-принтере всего за 72 часа, весит 2,2 тонны и да, она плавает. В апреле Университет штата Мэн представил свой новейший широкоформатный 3D-принтер, даже больше своего первого. Новая Фабрика будущего (FoF 1.0) FoF 1.0 может печатать объекты длиной до 96 футов, шириной 32 фута и высотой 18 футов (29 x 9,8 x 5,5 метра) и с замечательной производительностью 500 фунтов (227 килограммов) в час. Возможно, планируется построить еще более крупное судно.
Также в Книгу рекордов Гиннесса как самая большая 3D-печатная лодка попало 3D-печатное водное такси (сверху справа), произведенное Al Seer Marine и Abu Dhabi Maritime. Созданное из переработанного полимера с помощью специально изготовленного роботизированного 3D-принтера CEAD, Al Seer Marine планирует изготовить десятки таких лодок для региона Абу-Даби, которые будут представлены в конце этого года. Водное такси длиной 12 метров и шириной 3,6 метра будет вмещать 29 пассажиров с местами для велосипедов и инвалидных колясок.
Производители велосипедов в последние несколько лет перешли на 3D-печать, чтобы решить самую большую проблему в своей производственной цепочке — сварку. 3D-печать рам как отдельных деталей не только экономит время, но и открывает новые возможности дизайна, не ограниченные структурными соединениями. Производители велосипедов выпускают модели из титана, стали и композитных материалов из углеродного волокна.
Электровелосипед со стальной рамой от Urwahn, представленный выше, производится серийно с использованием 3D-печати по металлу для создания баланса формы, функциональности, легкой конструкции и материала. Специальная задняя часть эластично подвешивает заднее колесо и создает новый уровень комфорта при езде, заявляет компания, в то время как стальная рама объединяет двигатель и аккумулятор.
Дома, мосты и архитектурные элементы
Крупнейшие проекты 3D-печати — это здания и дома, и они становятся больше с каждым годом. Двухэтажный барьер был преодолен всего несколько лет назад, и теперь цель — достичь еще большей высоты.
Хотя немногие здания просто печатаются на 3D-принтере и часто требуют или объединяют структурные опоры, такие как арматурная арматура или традиционная конструкция из деревянного каркаса, эта технология находит свое применение в проектах от домов до отелей благодаря своей скорости, экономии рабочей силы и долговечности конструкции. Прогнозируется, что мировой рынок строительной 3D-печати (которого не существовало еще совсем недавно) вырастет почти на 20% в течение следующих пяти лет.
Двухэтажное здание ниже, спроектированное архитектурно-дизайнерскими и инженерными фирмами Hannah and Cive с Peri 3D Construction за 3D-принтером, демонстрирует инженерный подвиг строительной 3D-печати. Дом площадью 4000 квадратных футов уже продан анонимному покупателю, и на его строительство уйдет в общей сложности два года. Портальный принтер Cobod Bod2 от Peri, известное имя в мире 3D-печати в строительстве, используется для выдавливания специальной бетонной смеси в лестничные клетки и другие функциональные конструкции в общей сложности за 330 часов активной печати.
Hannah )
Помимо строительства зданий, 3D-принтеры широко используются для архитектурных элементов, включая фасады и исторические акценты для реставраций, а также интерьеров, включая стены, дисплеи и межкомнатные перегородки. Существуют даже 3D-печатные полы , 3D-печатные мосты и 3D-печатные искусственные коралловые рифы .
Материалы, похожие на бетон, не являются единственным вариантом в архитектуре, полимеры также играют свою роль. Специализируясь на крупномасштабной 3D-печати с помощью роботизированных машин для экструзии полимеров, Branch Technology создает все: от скульптур до космических жилищ. Ее инновационная система архитектурных панелей BranchClad открывает новые возможности в строительстве фасадов. Просто взгляните на лунную поверхность, установленную на стороне нового космического лагеря Космического и ракетного центра США (ниже). Созданные с помощью лунного цифрового сканирования, эти фасады демонстрируют удивительную точность поверхности Луны. Положительный слепок лунного рисунка напечатан на 3D-принтере, а затем покрыт штукатурным материалом.
Промышленные, металлические детали
Производитель ракет Relativity Space утверждает, что его 3D-печатная ракета Terran 1 была самой большой единой 3D-печатной конструкцией, когда-либо созданной, и они могут быть правы. До своего недавнего запуска и «посадки» в океан она была 35,2 метра в высоту и имела диаметр 2,3 метра. Следующая ракета компании Terran R такая же большая. Обе были напечатаны на 3D-принтере из фирменного металла на 3D-принтере Stargate компании, который использует технологию направленного энергетического осаждения с помощью роботизированной руки.
По словам компании, способность ракеты выдерживать нагрузки при запуске стала большим достижением, доказавшим структурную целостность ее метода 3D-печати металла.
Металлический мост (выше), перекинутый через канал в Амстердаме, спроектированный Joris Laarman Lab, был напечатан MX3D с использованием технологии аддитивного производства с использованием роботизированной руки и дуги. 12-метровый «умный мост» из нержавеющей стали включает в себя встроенную сенсорную сеть, которая помогла исследователям Амстердама изучить роль систем IoT в застроенной среде. Конструкция была разработана с использованием методов генеративного проектирования и оптимизации топологии, чтобы обеспечить ее потрясающий дизайн и одновременно сделать ее легче. Однако она не была предназначена для постоянного использования и была демонтирована прошлой осенью после окончания двухлетнего разрешения.
Красота моста MX3D подчеркивает использование 3D-печати по металлу для искусства и скульптуры. Ниже представлено еще одно творение, напечатанное на MX3D-принтере художниками Мариагразией Аббальдо и Паоло Альбертелли, установленное в Турине, Королевских садах Италии. Названная «Проход китов», 880-килограммовая скульптура показывает плавники проплывающих китов, появляющиеся из-под земли, как будто это открытое море. Художники выбрали 3D-печать по металлу для финальной работы отчасти потому, что она соответствует их процессу проектирования. Все модели, созданные в ходе проекта, были напечатаны на 3D-принтере.
Рассматривая крупномасштабные 3D-печати из металла для промышленного использования, компании в морской, нефтегазовой и тяжелой строительной промышленности могут производить крупные детали гораздо быстрее и часто на месте. Например, морской гребной винт ниже, напечатанный на 3D-принтере с использованием технологии WAAM для получения почти чистой формы, которая затем обрабатывается с более жесткими допусками. WAAM, в данном случае, заменяет ковку и может быть выполнен ближе к точке необходимости с использованием меньшего количества сырья.
3D-печать металла также позволяет сделать детали более легкими, поскольку 3D-печать может создавать формы, которые невозможно получить с помощью ковки или литья. Деталь шасси самолета (ниже) размером 455 x 295 x 805 мм является первой в мире деталью такого размера, напечатанной методом лазерной порошковой сварки, согласно производителю принтеров SLM Solutions. Мало того, что эта деталь на 15% легче, чем традиционно кованая деталь, эта технология также сократила время выполнения заказа.
Поскольку компонент является частью системы, передающей нагрузки от колеса к конструкции самолета, для прочности он был изготовлен из титана. Выбор материала придает детали прочные механические свойства, при этом она устойчива к коррозии без покрытий. Он был напечатан на 3D-принтере Quad-Laser SLM 800.
«Аддитивное производство позволяет экономить время на этапах квалификации и сертификации, быстро предоставляя детали для испытаний. Мы смогли изготовить основную деталь за несколько дней по сравнению с несколькими месяцами при использовании ковки», — говорит Герхард Бирлойтгеб, исполнительный вице-президент по глобальным услугам и решениям в SLM Solutions.
3D-печать больших форм для литья металлических деталей — еще одно применение 3D-печати, которое отдает предпочтение размеру. Для металлических промышленных деталей, которые должны быть отлиты, этап изготовления формы является трудоемким и занимает много времени. С помощью песчаных 3D-принтеров производители могут напрямую печатать песчаные отливки и формы, не нуждаясь в полноразмерной модели. VX4000 от Voxlejet (ниже) — это крупнейший в мире 3D-принтер для песчаных форм, использующий технологию струйной печати связующего вещества для изготовления не только огромных форм, но и потенциально тысяч форм за один сеанс печати.
Советы по дизайну и программное обеспечение для крупномасштабной печати
White Clouds )
Если вам нужны крупные предметы, 3D-печать цельным изделием часто является идеальным решением, поскольку она исключает труд по сборке, ускоряет производство и может повысить структурную целостность, поскольку нет стыков или швов. В следующем разделе мы перечислим самые большие 3D-принтеры, доступные в широком диапазоне технологий.
Но большие принтеры — не единственный вариант. Если ваш объект слишком велик даже для самой большой машины, вы можете разбить его на части. Давайте рассмотрим наилучший способ печати частями пазла, чтобы обеспечить идеальную подгонку.
Как разделить модель на части, пригодные для 3D-печати
Для выполнения крупномасштабной 3D-печати вы можете сегментировать свою модель непосредственно в программном обеспечении САПР, например Fusion или Solid Works , что позволяет вам проектировать некоторые вспомогательные элементы сборки и выравнивания, такие как штифты, выступы и пазы, выступы или отверстия и пазы.
Если вы просто планируете склеить большой объект или использовать винты (которые применимы только с более прочными материалами, такими как нейлон, наполненный углеродным волокном), вы можете предоставить сегментацию вашему инструменту-слайсеру, такому как Cura. С Mesh Tools от Cura сегментация выполняется быстро и автоматизировано.
При сегментации цифровой модели вручную избегайте разрезов, которые проходят непосредственно через детализированные области, и разделяйте модель так, чтобы требовалось как можно меньше поддержки. Возможно, вам захочется избегать разделения в самых слабых точках дизайна, а именно в тех областях, которые намного тоньше остальной части модели.
Дополнительную информацию о ручном разделении моделей можно найти в нашем полном руководстве, ссылка на которое будет позже
Самые большие широкоформатные 3D-принтеры
Если вы ищете крупноформатный 3D-принтер, есть из чего выбирать. Если вы хотите создавать пластиковые детали, такие как дисплеи, реквизит и вывески, есть крупноформатные нитевидные 3D-принтеры, которые по сути являются гигантскими версиями настольных нитевидных принтеров, с которыми вы, возможно, уже знакомы. Некоторые из них способны печатать прочными материалами инженерного класса.
В руководстве, ссылка на которое приведена ниже и которое мы регулярно обновляем самыми последними новинками, вы найдете 12 лучших наименований широкоформатных принтеров с пластиковой нитью.
Если вы хотите больше, чем самый большой принтер для нити (+1600 x 1200 x 1300), вам понадобится 3D-принтер с роботизированной рукой. Они именно такие, как и называются: роботизированная рука с головкой экструдера, установленной на конце. Их можно разместить на рельсе или на верхнем портале, поэтому они, теоретически, могут печатать по размеру доступного рельса.
Еще одним преимуществом принтеров с роботизированной рукой является то, что они обычно печатают полимерами в более экономичном формате гранул . Если вы ищете 3D-принтер с роботизированной рукой, мы поможем вам с нашим руководством по выбору лучшего; просто перейдите по ссылке ниже.
3D-печать смолой обычно недоступна для размеров больше 1000 мм, за исключением нескольких редких исключений, таких как Kings 1700 Pro и 3D Systems ProX 950, из-за чрезвычайно длительного времени печати. Обычно смола занимает гораздо больше времени, чем любой материал, выдавливаемый через сопло.
Бетонные 3D-принтеры — это растущий рынок не только для строительства домов, но и для любого типа бетонных форм, мебели, архитектуры и даже кашпо и скульптур. В конце нашего руководства по бетонной 3D-печати вы найдете последние предложения бетонных 3D-принтеров.
3D-печать очень больших металлических деталей обычно достигается с помощью одной из технологий 3D-печати с направленным энергонакоплением, например, с помощью аддитивного производства с использованием дуги проволоки (WAAM). Эти методы используют печатающие головки 3D, установленные на роботизированных манипуляторах с широким охватом, и ограничиваются только размером манипулятора. Самый большой металлический принтер, который, как полагают, является Relativity Space Stargate, представляет собой 3D-принтер с направленным энергонакоплением проволоки на роботизированном манипуляторе. Stargate не продается, но для ознакомления с машинами WAAM, которые продаются, следуйте руководству, ссылка на которое приведена ниже.
| Технология 3D-печати | Самый большой известный (коммерчески доступный) принтер | Максимальный размер печати (мм) |
| Портальная экструзия | CEAD БУСИНА | 50 000 x 11 000 x 5 000 |
| Направленное лазерное и проводное нанесение энергии (DED) | Система ADDere III | 40 000 х 8 000 х 2 000 |
| Экструзия роботизированной руки | CEAD Флексбот | 40 000 х 4 000 х 3 000 |
| Строительство порталов 3D-печать | COBOD BOD2 Модульный | 34 300 х 14 600 х 8 500 |
| Холодный спрей | Титомик TKF 9000 | 9000 х 3000 х 1500 |
| Струйное нанесение связующего | Voxeljet VX4000 | 4000 х 2000 х 1000 |
| Полимеризация в ванне | ProtoFab Duch Group SLA2400 * | 2400 х 800 х 800 |
| Аддитивное производство с использованием проволочной дуги | WAAM3D RoboWAAM | 2000 х 2000 х 2000 |
| Моделирование методом послойного наплавления (FDM) с использованием нити накала (нагреваемая камера) | 3-я секвойя | 1200 х 1100 х 900 |
| Моделирование методом послойного наплавления (FDM) с использованием нити (без нагреваемой камеры) | Модикс Эверест | 970 х 1030 х 2000 |
| Лазерная плавка металла в порошковой камере (LPBF) | E-Плюс EP-M1250 | 1258 х 1258 х 1350 |
| Селективное лазерное спекание полимеров (SLS) | Фарсун Рейс HT1001P | 1000 х 500 х 450 |
* в настоящее время доступно только в Китае.
Заглавное изображение: Гигантский 3D-принтер «Фабрика будущего» (FoF 1.0) был представлен в Университете штата Мэн в апреле 2024 года. Он может напечатать один объект размером примерно со взрослого синего кита.
Теперь наш «Центр 3d печати и 3d сканирования Фидллер» готов предложить своим клиентам значительно более широкие возможности для реализации самых сложных задач — от 3d сканирования до серийной 3d печати различными материалами.
Находимся в Краснодаре
Наши работы можно увидеть в группе вконтакте тут — https://vk.com/3d_krd_123
По всем вопросам можно связаться:
телеграм — https://t.me/fidller
почта — shope@fidller.com
телефон — +79531178495
Александр
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.