20 полезных в хозяйстве вещей, которые можно напечатать на 3d-принтере

Особенности бизнеса. Влияние пандемии и перспективы развития

Интерес к 3D-печати в России возник примерно в 2005 году. Это был прорыв, четвёртая промышленная революция с технологией «быстрого» прототипирования. Соответственно, появились интересные перспективы, которые располагали к открытию бизнеса. 

Основные причины привлекательности 3D-печати две:

1. Возможность скопировать и воспроизвести редкий протопип;
2. Возможность протестировать новый прототип перед запуском серии.

Истории про технологии 3D-печати органов, еды и домов пока даже не вышли из разряда мифов. Я буду говорить о 3D-печати твердотельных изделий из пластика, его различных композитов и металла. Сейчас в России услуг по чистой 3D-печати ничтожно мало.

Если у вас будет дома «оркестр» из 3-5 принтеров, то вы сможете зарабатывать на 3D-печати шестерней и других несложных элементов до 100-200 тысяч рублей в месяц, а еще научитесь делать несколько дел одновременно и спать с любым уровнем шума. Разместите объявления на свободных сайтах этой тематики или «Авито» и принимайте первые заказы.

В таком случае первоначальные инвестиции могут составить около 50-70 тысяч рублей: 40 тысяч рублей на покупку принтера и комплектующих, 5 тысяч рублей на расходный материал-пластик, 10 тысяч рублей на продвижение (размещение объявлений).

Средний клиентский чек мастера с Авито около 1000-3000 рублей за заказ. Изделие выпускается, как правило, слоистое, из дешёвого пластика, могут быть неточности, нагары, шероховатости из-за простоты печатающего оборудования.

Более сложная бизнес-модель — использование нескольких технологий печати, например, FDM/FFF, SLA, DLP, SLS, SLM (фотополимерная печать, печать пластиком, полиамидом, спекание порошка). В основном так работают компании, которые занимаются как продажей 3D-оборудования, так и имеют свои демонстрационные залы и выполняют тестовую печать образцов. 

Мы тоже начинали с проектов, предусматривающих только 3D-печать.

Но мы стремимся к высокому качеству изготавливаемого продукта, и сейчас пришли к выводу, что для изготовления сложных, комплексных, масштабных проектов, по которым к нам обращаются крупные заказчики, требуется сочетание различных технологий, предусматривающих не только 3D-печать, но и литье, фрезеровку, резку, а также высокое мастерство по механической и художественной обработке изделий.

Сейчас у нас есть несколько цехов: цех по печати по FDM-технологии, цех SLA/DLP-технологии, цех фрезеровки и лазерной резки, художественный цех и сборочный.

Такие компании обладают достаточно большими мощностями. Именно они пригодились в пору пандемии, когда мы печатали клапаны для ИВЛ. Была даже попытка печати масок, но вскоре мы отказались от этой идеи. 3D-печать была спасением в быстром производстве комплектующих медицинских аппаратов. 

Кроме того, с точки зрения изготовления креативных вещей, 3D-печать — находка. Большое будущее у тех изобретателей, которые смогли ее освоить, понять все нюансы. А нюансов достаточно много. Сейчас представлено свыше 50 технологий 3D-печати, оборудование постоянно совершенствуется, появляется печать сложными пластиками.

Есть уже бюджетные пластики из карбона, угленаполненный пластик. А обладая еще и смежными технологиями производства, такими как литье, фрезеровка, резка, компании могут произвести из пластика все, что пожелают.

У технологии 3D-печати большие перспективы развития. Единственное, нужно понимать, на какой рынок работать.

С одной стороны, 3D-печать нужна почти в каждой отрасли производства. Например, в машиностроении, строительстве, легкой промышленности для создания прототипов, а иногда и рабочих деталей, в здравоохранении для создания ортезов, прототипов протезов и имплантов, стоматологических моделей, в образовании для развития пространственного мышления, в бытовой сфере для создания сломанных деталей и др.

Несмотря на то, что 3D-печать очень интересна и развивается в России уже лет 15, рынок находится все еще в зачаточном состоянии. Есть очень много мастеров, а настоящих профессионалов можно пересчитать по пальцам.

Как настроить принтер на печать с компьютера

Перед тем как распечатать текст с компьютера на принтере, его необходимо настроить. Просто купить и подсоединить его будет недостаточно. Качество документа на выходе может получится неудовлетворительным. Все необходимые программы поставляются вместе с устройством. Производители стараются максимально упростить процесс настройки оборудования, поэтому справиться с ней сможет любой пользователь. Распечатка получится нужного качества при правильном присоединении устройства к компьютеру, корректной установке драйверов и настройке вывода документа.

Подключение принтера к компьютеру

На данный момент можно использовать несколько вариантов подключения к печатающему оборудованию. К примеру, можно отправлять на печать с телефона через Bluetooth, подключаться к устройству удаленно через интернет. Самый простой способ – непосредственно к ПК через USB кабель. Подключение проводится следующим образом:

1. Включите ПК и дождитесь полной загрузки.
2. Вставьте сетевой шнур в розетку, а USB кабель в компьютер.
3. Операционная система обнаружит новое устройство и начнет подготовку к использованию оборудования.
4. Должно появиться оповещение, что устройство установлено, готово к работе.
5. Как правило, ОС автоматически устанавливает драйвера, но лучше все же провести установку с диска. ПО и носитель входят в комплект поставки.

Установка драйвера

Это самый главный программный компонент, который отвечает за корректность работы оборудования на компьютере. Как правило, диск должен находиться в коробке вместе с устройством. На некоторых последних моделях ПК отсутствует привод для CD. В таких случаях скачать драйвера следует с официального сайта, выбрав необходимую модель оборудования. Если же привод присутствует, то в него нужно вставить диск, и установка программного обеспечения начнется автоматически. Если этого не произошло, то нужно:

• открыть «Мой компьютер»;
• кликнуть мышкой на CD-rom;
• найти приложение с расширением exe;
• запустить его, следовать инструкциям.

Настройка принтера

Распечатка текста будет качественной только при правильной настройке устройства. Производители сделали процесс калибровки максимально простым, чтобы с ним мог справиться любой пользователь. Мастер установки предложит вам несколько шагов, в которых вам нужно будет указать параметры. После этого будет предложено распечатать пробную страницу, чтобы вы могли убедиться, что чернила не мажут по бумаге, проверить, ровно ли подается она на барабан, и др.

Основные параметры принтера

Все основные настройки проводятся уже непосредственно вовремя отправки документа на печать, но у устройства есть два главных пункта, которые влияют на конечный результат:

1. Качество. По умолчанию будет стоять параметр «стандартно», но в случаях, когда оборудование старое или заканчивается краска, можно выставить «высокое». Это повысит четкость текста.
2. Оттенки серого. Это еще один способ, который повышает четкость. Это особенно актуально, если нужно распечатать отсканированный документ.

Оба эти параметра задаются в панели меню во вкладке «Главная». Полезным может оказаться и пункт «Обслуживание». Из него можно провести проверку печатающих сопел, при необходимости очистить ролики, поддон, выбрать режим работы «бесшумный». Эти свойства могут оказаться очень полезными на этапе подготовки к печати. После всех настроек можно приступить к выводу текста.

Лидеры рынка 2021

Если говорить об итогах года с коммерческой точки зрения, то, как и ранее, среди производителей в штуках лидирует китайская компания Creality со своим огромным модельным рядом из почти 40 моделей «во главе» с абсолютным бестселлером — принтером Ender-3. В денежном выражении лидером рынка также остается голландский производитель Ultimaker, принтеры которого считаются эталонными по качеству печати и простоте использования. В России последние годы лидером является компания Picaso 3D, которая в прошлом году начала поставки долгожданной новинки – принтера Designer XL Pro. Этот принтер отличает большая область печати и наличие двух экструдеров. Модель сразу стала пользоваться повышенным спросом. Вторым игроком на рынке, как в мире, так и в России, стала в прошлом китайская, а ныне глобальная компания Raise3D, которая выпустила в продажу модель 3D-принтера с двумя независимыми экструдерами Raise3D E2. Система IDEX дает возможность пользователю, с одной стороны, увеличить производительность своего 3D-принтера в два раза за счет наличия двух независимых экструдеров, а, с другой стороны, воспользоваться вторым экструдером для печати растворимых поддержек при создании сложных моделей (подробнее об этой технологии можно почитать в нашем обзоре).

Среди производителей фотополимерных 3D-принтеров в штуках лидирует Phrozen, а вплотную к нему идут Elegoo и Anycubic. Такая ситуация характерна и для России, хотя место не очень известной у нас марки Elegoo занимает исторически популярный брэнд Wanhao. По финансовым показателям лидером остается американская компания FormLabs, принтеры которой работают по технологии SLA (используя лазер для засветки материала), но ее закрытая экосистема с очень дорогими материалами вызывает все больше вопросов у пользователей, тем более что, с точки зрения качества печати, конкуренты из бюджетного сегмента уже нечем не уступают ее моделям. Подробнее о разнице в технологиях можно почитать в нашем обзоре.

Как печатают детали

В «Ростехе» детали печатают из металла — но в виде порошка с определенными свойствами и размером гранул. При этом каждый 3D-принтер предназначен для определенного вида металла и печатать на другом материале не может.

Сначала устройство внутри принтера наносит на специальную платформу слой металлического порошка. Затем лазер, работающий по заранее установленной программе, нагревает и сплавляет этот слой порошка, из-за чего он затвердевает. Затем платформа, на которой происходит выращивание, опускается на толщину слоя, и все повторяется. Так происходит несколько раз — слой за слоем. В зависимости от размера детали, процесс длится от нескольких часов до нескольких дней.

Второе место: протезы

Первостепенным условием физического, социального и духовного благополучия человека является его здоровье. Потерять здоровье достаточно просто, а вот для его восстановления потребуются значительные затраты времени и денежные ресурсы.

Мы всегда искренне сочувствуем людям, которые имеют физические увечья, но далеко не всегда можем им помочь. К счастью, на помощь таким людям пришли 3D-принтеры, которые научились печатать протезы. Случаев применения трёхмерных принтеров для печати протезов уже много, и с каждым годом их становится всё больше и больше.

К примеру, двенадцатилетний американский мальчик Леон появился на свет с врождённым дефектом: у него отсутствовали пальцы на одной руке. Изготовление ортопедического протеза для ребёнка обошлось бы родителям инвалида в несколько десятков тысяч долларов. Чтобы выйти из положения достойно и без излишних затрат, они купили 3D-принтер Makerbot и напечатали протез самостоятельно, на основании чертежей, размещенных на открытом доступе в Интернете.

Мальчик Леон с напечатанным протезом

Всё чаще 3D-принтеры используются для челюстно-лицевого и стоматологического протезирования, а также протезирования костей черепа. На следующей фотографии изображён пациент, лишившийся после удаления раковой опухоли части лица. Медики напечатали для пациента протез, который поможет вернуться ему к нормальной жизни.

Недавно Минздрав России одобрил 3D-принтер OsteoFab, который печатает надёжные и безвредные протезы взамен утраченного костного материала черепной коробки. С помощью отпечатанных пластин можно протезировать до 75 % поверхности человеческого черепа.

Протез черепа, напечатанный на 3D-принтере OsteoFab

3D-печать сувениров и копий музейных экспонатов

Одними из самых продаваемых изделий на 3D принтере можно назвать сувенирную продукцию. Например, брелоки или кружки с названием фирмы-заказчика. А еще один интересный вариант — делать копии экспонатов известных музеев, макеты популярных архитектурных достопримечательностей или скульптур. Лучше всего использовать для этого объекты, расположенные в том же городе, где живет владелец принтера — это позволит проще находить покупателей.

Подходящим вариантом техники для печати макетов и сувениров может стать Ultimaker 3 Extended. Особенность этой модели – двойная экструзия, позволяющая одновременную печать двумя материалами, невысокий уровень шума и скорость печати до 300 мм в секунду.

3D-принтер может печатать, используя разные виды пластика, сканировать детали для того, чтобы сделать их копию. А купить такое устройство можно за сумму от 386 000 рублей.

Как работает 3D принтер

Принцип 3D-печати заключается в создании материального трехмерного объекта, который должен соответствовать компьютерной модели, разработанной в программе 3D-моделирования или на основе 3D-скана.

• При использовании технологии FDM за создание объемной модели отвечает аддитивный процесс, когда объект создается путем нанесения слоев материала друг на друга снизу вверх, пока не получится копия такой же формы, как в чертеже. Таким способом создаются изделия из пластика.
• В случае применения технологии SLA (стереолитографии), объект создается посредством фотополимерной печати: специальные смолы в расплавленном виде поступают на платформу, где под воздействием лазерного излучателя затвердевают.

Помимо пластика и фотополимерных смол в качестве расходного материала используются металлические порошки и металлоглина.

Наиболее распространенным считается первый вариант, поэтому популярностью пользуется FDM-оборудование. Независимо от модели оно представляет собой простую конструкцию: и состоит (не считая корпуса) из следующих элементов:

• печатающая головка (экструдер) – с помощью системы захвата отмеряет точное количество материала, разогревает его и выдавливает полужидкую массу;
• рабочий стол (платформа для печати) – на нем формируются детали и «выращивается» изделие;
• линейный и шаговый двигатели – приводят в движение экструдер, регулируют скорость и точность печати;
• фиксаторы – датчики, определяющие координаты печати, и ограничивающие движение печатной головки;
• рама – объединяет все элементы в единую конструкцию, которая управляется электронным блоком.

В 3D-принтерах используется материал преимущественно двух видов:

• ABS – прочный и долговечный пластик, из которого изготавливают детали конструктора LEGO;
• PLA — биоразлагаемый нетоксичный полимер на основе молочной кислоты.

Какой принтер выбрать для дома?

Среди большого разнообразия моделей, все 3D принтеры можно разделить условно на 2 категории:

• 3D принтер с технологией послойного наплавления (FDM)
• 3D принтер, использующий для создания моделей фотополимерные смолы (SLA)

FDM принтер доступен для широкого круга пользователей. Именно такие в большинстве продаются на китайских торговых площадках. Для печати моделей в FDM принтере в основном используется пластик двух видов: PLA и ABS, отличающиеся друг от друга химическим составом.

PLA пластик – биосовместимый и экологичный, отличный вариант для печати дома. ABS пластик – изготавливается из нефти, более стойкий к серьёзным нагрузкам, агрессивным средам, и в целом является материалом промышленного назначения.

Стать обладателем такого принтера можно за 32 900 рублей, получив в подарок две катушки с пластиком, бесплатную доставку и обучение азами пользования устройства.

FDM принтер отличается простотой настройки и использования. Достаточно 30-ти минут, чтобы запустить создание своей первой трёхмерной модели даже самому неподготовленному пользователю.

В течении нескольких часов принтер будет слой за слоем создавать требуемую фигуру, накладывая расплавленный пластик, будто пирог, на производственную платформу.

Остаётся лишь наблюдать за магией создания уникальной вещи, нетерпеливо посматривая на часы.

Другой тип 3D принтера, фторополимерный (SLA), подходит для небольших компаний, стоматологических клиник и конструкторских бюро. Само устройство, как и расходные материалы, стоят существенно дороже, чем у FDM моделей, но и результат того стоит.

419 900 рублей

Канцелярские товары

Большинство предметов в этой категории имеют простые программы в 3д моделировании, которые пополняются идеями личной маркировки и символики. Например, на корпусе ручки или визитницы делается надпись после завершения первого этапа печатания. К другим предметам, подпадающим под трехмерную печать, относятся линейки, трафареты, лекала, счетные палочки, пеналы, корпус для канцелярского ножа, подложки под сменные записные блоки, органайзеры. Эти модели чаще всего монолитны, для их изготовления подойдет надежный настольный 3д-принтер для несложных предметов Hori Titan. Он прост в использовании и имеет надлежащее качество.

МОДЕЛИ НА 3D ПРИНТЕР

Печать на 3d принтере осуществляется за счет образа будущей модели и подаваемого материла для печати, к примеру, пластмасса. Для печати используют различные программы, 3d сканер, или самый простой и быстрый способ это поиск готовой модели для 3d принтера. После всех подготовительных работ, сохраните ваш файл с моделью в формате gcode в слайсер и вставьте SD карту в принтер.

Печатать на принтере можно что угодно, всё зависит от Ваших возможностей принтера, помните, что чем больше объем работы, тем дольше печать, время на изготовление сложных или просто больших объектом может достигать до нескольких часов, а иногда бывает, что печать работает на протяжении нескольких дней. За счет пластиковой нити, подаваемой в подачек, нить нагревается в печатающей головке и вытесняется на платформу изготовления, где в последующем образуется шаг за шагом модель.

Что за 3D-печать, как это работает?

На фото: приспособа для заточки сверел при помощи Dremel.

Сегодня на рынке особенно распространены две технологии печати: FDM (метод послойного создания модели) и SLA (метод облучения УФ-спектром). Второй вариант позволяет добиться более качественных результатов печати, но высокая стоимость оборудования и расходников делает его малодоступным для среднестатистического пользователя.

Именно поэтому сегодня говорить буду о FDM-печати.

Попробую объяснить принцип работы 3D-принтера и процесс печати, что называется, «на пальцах» и поэтапно.

Шаг 1. Сперва предварительно созданную 3D-модель нужно обработать в программе-слайсере. Слайсер (англ.: «slice» резать), делит модель на сотни слоев, описывая движения механических элементов принтера в виде букв и чисел.

Фрагмент готового кода выглядит примерно так:

И так далее. По сути, слайсер выполняет роль переводчика, помогая принтеру понять, куда двигать оси и сколько пластика выдавливать.

Шаг 2. Вы загружаете на SD-карту или флешку готовую управляющую программу в формате *.gcode после сайсинга и отдаете на съедение принтеру.

Шаг 3. Прогреваете до нужной температуры столик принтера и экструдер, и приступаете к печати. Основной расходник 3D-принтера — тонкая пластиковая нить (1,75 или 3 миллиметра в диаметре), намотанная на катушку. Называется она филаментом.

Во время печати нить проталкивается в нагревательный блок (экструдер), разогретый до температуры 200 — 250 градусов по Цельсию, после чего выдавливается из тоненького отверстия сопла.

На фото: сетки для укладки мозаики. Размер каждой ячейки 10 х 10 миллиметров.

Так слой за слоем формируется готовая модель, состоящая из сотен мелких слоев. Поскольку пластик плавится, то при печати он крепко слипается с уже остывшим слоем, а готовая деталь получается очень крепкой.

Организационные вопросы бизнеса на 3D-принтере

Предпринимательская деятельность в рамках малого бизнеса на основе использования 3D-принтера сейчас получает всё большее распространение. С каждым годом появляются всё новые направления.

Преимущества и риски бизнеса

Основными преимуществами оказания услуг с помощью 3D-печати являются:

• Отсутствие необходимости в аренде большого помещения. На первых шагах бизнеса возможно обойтись небольшим офисным помещением или даже собственной квартирой.
• Небольшой размер необходимого стартового капитала. Его основная часть пойдёт на приобретение 3D-принтера и расходных материалов.
• Быстрая окупаемость. При стоимости оборудования и расходных материалов до 100 тыс. рублей первый же хороший заказ может окупить всю сумму.
• Сравнительно небольшой уровень конкуренции. Если в крупном бизнесе 3D-печать сравнительно давно успешно развивается, то в малом бизнесе она только начинает набирать обороты.

Основными угрозами бизнеса по 3D-печати являются следующие факторы:

• рост конкуренции и снижение рыночной стоимости услуг;
• недостаточный уровень квалификации сотрудников.

Пошаговый процесс организации дела

Открытие мастерской по 3D-печати можно представить в виде выполнения следующих последовательных этапов:

1. Изучение рынка и выбор оптимальной предпринимательской ниши.
2. Регистрация предпринимательской деятельности.
3. Выбор помещения.
4. Организация сайта.
5. Приобретение 3D-принтера и расходных материалов.
6. Проведение рекламных мероприятий и создание первоначальной клиентской базы.
7. Выполнение первых заказов.

Для регистрации дела достаточно зарегистрировать ИП. Если уже на первых порах идёт речь о перспективе строительства разветвлённого бизнеса с несколькими мастерскими или торговыми точками, то лучше сразу зарегистрировать ООО.

Лицензии для регистрации не потребуется. Поэтому общие расходы на учёт в налоговой инспекции обойдутся от 800 рублей для ИП и 4 тыс. рублей для ООО (госпошлина за постановку на учет в налоговой). При регистрации лучше сразу выбрать УСН.

При постановке на учёт в заявлении необходимо обозначить код деятельности. Пока что оказание услуг или изготовление деталей с помощью 3D-печати в классификации ОКВЭД отсутствует. Поэтому указываются следующие коды:

• 22.2 Производство изделий из пластмасс;
• 22.21 Производство пластмассовых плит, полос, труб, профилей;
• 22.29 Производство прочих пластмассовых изделий;
• 74.81 Деятельность в области фотографии;
• 22.25 Прочая полиграфическая деятельность.

Финансовые расчёты

Важнейшим шагом является покупка 3D-принтера. На российском рынке имеется широкий ассортимент аппаратов

Тут важно остановиться именно на той модели, которая в наибольшей степени подходит для выбранного направления. Для большинства из них оптимальным вариантом являются малогабаритные 3D-принтеры, работающие на основе FDM-технологии

Стоимость их колеблется от 12 до 100 тыс. рублей.

Расходными материалами для 3D-принтеров по этой технологии большей частью являются пластические массы ABS и PLA. Стоимость катушки пластика весом 1 кг составляет 500 рублей. При среднем расходе на 3D-печать 40 кг пластика в месяц затраты составят около 20 тыс. рублей.

Пластик для 3D-принтера продаётся в катушках весом 1 кг

Средние первоначальные затраты для ИП выглядят следующим образом (тыс. рублей):

• принтер — 60;
• ПК — 35;
• расходные материалы — 20;
• регистрация — 5;
• создание сайта — 2;
• реклама — 5;
• аренда помещения — 20;
• коммунальные услуги — 10.

Таким образом, понадобится стартовый капитал в 160 тыс. рублей.

Рыночная стоимость полученных на 3D-принтере деталей составляет около 50 рублей за грамм. При непрерывной работе в течение суток можно изготовить 150–300 г изделий. При этих условиях за сутки выходит около 10 тыс. рублей дохода, а за месяц — 250 тыс. рублей.

Из этой суммы необходимо вычесть следующие основные ежемесячные расходы (в тысячах рублей):

• материалы — 20;
• заработная плата (в том числе за создание 3D-модели) – 50;
• аренда помещения — 20;
• налоги (6%) – 15;
• коммунальные платежи — 10.

Итого: 115 тыс. руб.

Таким образом, ежемесячная чистая прибыль при идеальном варианте составит: 250 – 115 = 135 (тыс. рублей).

При таких доходах стартовый капитал окупится за период до двух месяцев.

Быстрая окупаемость достигается, только если использовать бюджетный 3D-принтер стоимостью до 100 тыс. руб. Однако для некоторых направлений бизнеса такой принтер не подходит. Например, для изготовления сувенирной продукции годится только многоцветный 3D-принтер стоимостью до 3,5 млн руб. В таком случае период окупаемости может растянуться до двух лет.

А на 3D-печати можно заработать?

На фото: именная подставка под карандаши и ручки для ребенка.

Можно. Но не сразу и не баснословные деньги. Здесь все зависит от вашей усидчивости и уровня подготовки. Прежде, чем вы получите печатные модели, качество которых устроит не только вас, но и потенциального заказчика, придется изрядно попотеть.

Помимо десятка настроек в программе-слайсере предстоит освоить 3D-моделирование. Все это возможно, но при наличии достаточного количества времени.

После первых заказов вы упретесь в масштабирование, когда понадобится покупать еще парочку принтеров, то есть, инвестировать снова и снова.

Чтобы понять масштабы заработка, полистайте доски объявлений по запросу «услуги 3D печати». А дальше по старинке: взвесьте любую деталь в вашем доме и оцените стоимость такой же напечатанной. Добавьте к этому потраченные на изучение месяцы и сопоставьте рентабельность.

Комплектующие

Как правило, к таким запчастям относятся всевозможные заглушки, шестеренки, втулки и крепления, выполненные из пластмассы. Иногда на их поиск уходит очень много времени и сил, потому что не все магазины располагают широким ассортиментом подобных товаров. И тут на помощь приходит 3D-печать. Пара дней — и вы получаете полный аналог утраченной детали.

Автозапчасть, распечатанная на 3D-принтере

3D-принтеры станут отличным вложением как для владельцев автомастерских, так и для тех, кто торгует комплектующими для автомобилей. Использовать для этих целей можно и недорогие модели принтеров, единственное, что потребуется — это умение работать в CAD-системах.