Создать робота очень трудно и очень дорого. Это требует больших затрат, внушительного опыта в ряде дисциплин, а также готовности идти на определенные компромиссы по практическим соображениям. Но многие препятствия исчезли теперь, когда стало возможным напечатать робота на 3D-принтере, используя жидкие и твердые материалы одновременно.

Революционное открытие сделано в Массачусетском технологическом институте (MIT). Там придумали новый процесс 3D-печати, который прозвали «печатаемой гидравликой». Он позволяет изготавливать одновременно твердые и мягкие элементы робота, пишет Wired.

Метод основан на использовании струйного принтера, который создает материал слой за слоем. Каждый такой слой меньше половины ширины человеческого волоса. После того как слой нанесен, он испытывает на себе воздействие ультрафиолетового света высокой интенсивности. В ходе этого этапа материал, который должен стать в итоге твердым, затвердевает, а жидкие части остаются жидкими. Таким образом, твердые и мягкие элементы робота изготавливаются одновременно, а когда процесс печати завершен, робот может перемещаться самостоятельно.

В качестве опытного образца ученые напечатали небольшого робота весом около 680 граммов, длиной порядка 15 сантиметров. Процесс печати занял 22 часа, при этом он проходил практически без вмешательства людей: все, что от них требовалось, это прикрепить электродвигатель и батарейку.

«Возможность одновременной печати твердых веществ и жидкостей позволит создать совершенно новый класс подвижных механизмов. Этот процесс сокращает и упрощает ручную сборку, и это сделает возможным более широкое использование роботов, сделает их более доступными. Сейчас на то, чтобы сделать робота любой сложности, уходят годы. Вы должны быть экспертом в области механики, электроники, вычислительной техники, программного обеспечения. У вас должно быть много опыта. Но с помощью этого инструмента вы сможете подняться на уровень выше, сможете печатать все тело робота без необходимости собирать его вручную», — говорит руководитель исследовательской группы Даниэла Рус.

Ускорение процесса изготовления роботов позволит легче ставить эксперименты, создавать новые прототипы, отметая лишние функции и оставляя полезные. Дешевле и проще изготовить небольшой прототип с помощью 3D-принтера, изучить его функционал, а только потом делать модель в реальном размере.

Кроме того, новая технология открывает новые перспективы в сфере использования роботов. Например, это делает возможным создание одноразовых роботов, которые могли бы войти в опасные для человека районы, например, в места, подвергшиеся сильному ядерному излучению. Есть ситуации, когда не справится не только человек, но и обычная электроника, и в таких случаях могли бы помочь одноразовые роботы, которые можно относительно быстро и недорого напечатать. Когда процесс 3D-печати подвижных конструкций будет отлажен полностью, конструирование робота будет ненамного сложнее, чем создание куклы. Но конечный результат будет гораздо более полезным.

Трехмерная печать открывает невиданные ранее горизонты в сфере производства. Возможно, уже через несколько десятилетий можно будет просто взять и распечатать любой предмет или устройство в специальном салоне или даже дома. не исключено, что среди распечатываемых вещей окажутся и автомобилию. Во всяком случае уже сегодня их создают при помощи 3D-принтеров.

1. Shelby Cobra 56

2. Strati

3. Blade

4. Light Cocoon

5. Lotus 340r

6. GENESIS

7. LM3D

8. Soulmate

Другой красавчик Женевского автосалона 2016 – Soulmate. Машина также является концептуальной. Печатных деталей в ней всего 50% от общего числа, с другой стороны Soulmate балует шикарным набором гаджетов и расширенным функционалом.

9. StreetScooter с-16

10. UrbeeManufacturer

Достойным дополнением этого списка станет .

В настоящее время для создания нового дизайна машины потребуется время и большие финансовые вложения. Все еще зависит от того, насколько изменится внешний вид авто: поменяют внутренние запчасти или внешние формы, даже замена сидений влечет за собой значительные затраты. А теперь представим, что у нас есть возможность сделать корпус автомобиля из одной детали. Затраты на создание и последующее изменение дизайна сократятся в разы. Все станет намного проще.

Производители решили попробовать воплотить мечту в реальность, создавая автомобили при помощи 3D принтеров. Много удивительных вещей, выполненных на 3D-принтере, мы видели с момента его появления. Возможности его безграничны. Компания Local Motors показывает, что потенциал этих принтеров еще предстоит раскрыть.

Одной из целей создания таких автомобилей есть стремление доказать критикам о том, что трехмерный способ печати не будет слишком медленным и дорогим при массовом производстве.

Группа энтузиастов Korecologic работает над проектом «зеленого автомобиля», напечатанного на 3D принтере. Инженеры заботятся об экологии и хотят своей разработкой уменьшить вредные выбросы. Их пугает тот факт, что к 2050 году количество машин достигнет 2,5 миллиарда, а сейчас уже насчитывается один миллиард транспортных средств.

Их гибридное авто весит 500 кг. Движущейся силой являются два электродвигателя мощностью 16 л. с. и одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Максимальная скорость авто 112 км/час. Только на одной электротяге Urbee 2 способна проехать 64 км.

На сайте разработчиков размещена информация о поездке через всю Америку, запланированной на май 2015 года. Маршрут будет пролегать от Нью-Йорка до Сан-Франциско. Ехать будут водитель, еще один пассажир и собака. Весь путь планируется преодолеть за 42 часа, используя всего лишь 38 литров биотоплива. В 1903 году для такой поездки требовалось 800 американских галлонов, что в 80 раз больше, чем планирует korecologic.

На данный момент, информации о точной дате проведения поездки нет. В конце 2013 года проект пытался получить средства для разработки авто на кикстартере, но не собрал желаемого количества денег.

Strati

Для публики сделали презентацию на выставке International Manufacturing Show. Каждый посетитель своими глазами мог смотреть процесс печатания на чудо-технике 3D-принтере. За 44 часа работы получился автомобиль, правда, он не мог претендовать на роль самого стильного, но на котором желающие могли прокатиться.

3D-принтер, имеющий размеры соизмеримые с комнатой, слой за слоем печатает кузов и шасси из углепластика. По окончании печати специально автоматизированный инструмент придает кузову необходимую форму и делает 32 отверстия, чтобы можно было крепить основные части. Затем добавляют изготовленные обычным способом колеса, шины, электрический двигатель и ветровое стекло от Local Motors.

Корпус нового автомобиля имеет тусклый черный цвет, чем отличается от своих металлических собратьев. Но все изменится в будущем. Разработчики уверены, что применяя различные смеси волокон и пластмасс добьются глянцевого блеска металла.

Это уже не первая попытка создания авто на 3D-принтере, но впервые кузов и ходовая часть печатались как одно целое. Готовая машина состоит из 47 деталей. Стоит напомнить, что традиционный автомобиль состоит из более 20 тысяч различных деталей. Производители уверяют, что скорость их машины достигает 65 км/час. За счет одного заряда пробег машины составит 160-190 километров. Всего 3,5 часа необходимо для полной зарядки автомобиля.

Компания Local Motors свое творение назвала «Strati». Желающие приобрести технологичную новинку могут отправить заявку на сайте производителя. При этом потенциальный покупатель подбирает дизайн и материалы. Проект уникальный, хотя есть сомнения в его успехе. Они возникли на почве высокой цены и малой практичности продукта. Невероятный автомобиль, учитывая выбор его комплектации, обойдется в сумму 18-30 тыс. долларов. Хотя новые технологии развиваются так стремительно, что в ближайшем будущем станут доступнее и каждый, имея свой 3D-принтер, будет конструировать все необходимое. Но прежде, чем Strati поедет по автомагистралям, она должна будет получить сертификат безопасности.

Shelby Cobra

На Североамериканском международном автосалоне (NAIAS), что проходил в Детройте в январе этого года, было представлено знаменитую Shelby Cobra, напечатанную на 3D-принтере.

Самое удивительное состоит в том, что разработка концепта и воплощение ее в реальность заняли всего шесть недель. Воспользовавшись помощью Oak Ridge National Laboratory (лаборатории Министерства энергетики США), аналогично как это сделали создатели Strati, отдел Manufacturing Demonstration Facility этого ведомства получил новый 3D-напечатанный автомобиль. Аналог знаменитой Shelby Cobra все же не полностью напечатан. Многие детали, в том числе и двигатель, собирались традиционным способом. А вот кузов машины и некоторые элементы его подвески действительно получены с 3D-принтера.

Создание данного транспортного средства было приурочено к пятидесятилетию знаменитого автомобиля, отсюда и выбор используемого дизайна. 3D-печатная версия знаменитой Shelby Cobra должна стать первым национальным памятником, что воплощен в транспортное средство. Новая версия Shelby создавалась при помощи установки системы BAAM (аддитивное производство большой площади). По своей сути, это «лаборатория на колесах», которая послужит проектировщикам и инженерам. Они будут отслеживать изменения в поведении встроенных компонентов в режиме реального времени и смогут выработать более перспективные решения для цифровой части производства во всей индустрии автомобилестроения

Добрый день 3Dtoday, не так давно к нам в офис попал удивительный 3D принтер “РУДМАШ”.
О нем мы вам и расскажем.

Немного общих сведений о девайсе:

1. Внешние габариты: 470 х 430 х 605 мм.
2. Область печати - прямоугольная, 313 х 213 мм, в высоту она достигает 350 мм. Такая область печати открывает много возможностей.
3. Вес составляет 20.6 кг.
4. Скорость заявлена до 150 мм\с.
5. Может печатать слоем от 0.05 до 0.2 мм.
6. У принтера 2 экструдера.
7. В комплектацию входит термостол, кардридер, LCD экран
8. Формат расходников 1.75 мм.

Первый взгляд:
Дизайн Машины напоминает советский холодильник, а если точнее - 3D принтер, собранный в СССР где-то в годах 2000-ых, если бы это государство еще существовало. Нашей команде оформление нравится.Обычно у 3D принтеров детали либо напечатанные, либо литые, а здесь большинство деталей фрезерованные!У РудМаш достаточно жесткий корпус, что является безусловным плюсом.

Есть прозрачные боковые пластины для защиты от сквозняка.Большая рабочая область, позволяющая в 2 прохода напечатать большой шлем, корпус большого прибора, или даже половину сиденья от табуретки.Кинематика H-бот на рельсах, очень хорошо выполнена, все четко подогнано друг к другу.

Удивил термостол. По сути, стекло закреплено только по осям X и Y, но не по Z. Cтекло лежит на куске стеклоткани для термоизоляции. Мы сразу же стянули стол резинками, но и это не сильно решает проблему калибровки. Корректно откалибровать стол несложно, но при каждом снятии стекла калибровка сбивается - становится немного жаль время на повторение одних и тех же действий.Что приятно, в принтере хорошая подсветка. Принтер весьма тихий.

Устройство легко доработать до закрытой термокамеры, если придумать, как закрыть верх устройства, так как через него проходит боуден трубка.

Плохо сделаны заправка пластика в боуден и вход филамента в экструдер. Чтобы попасть прутком в отверстие, надо постараться, но если привыкнуть, это становится некритично.

Что не очень хорошо - прижим регулируется с помощью 2х пружин. из-за чего его может перекашивать.

Программное обеспечение repetier host - это кому как.

В девайсе нет никаких крутых новшеств, это просто добротная машина из качественных деталей, материалов и надежных решений.

Из приятного, в комплекте идут сопла 0.3, 0.4 и 0.6 мм на оба экструдера.

Кстати, к принтеру прилагается совершенно шикарная инструкция.

Принтер очень хорош для компании, которая сделала подобное устройство впервые. Компания Рудничные машины на них не специализируется, так что предсерийный образец выше всяких похвал, несмотря на то, что отсутствие опыта, конечно, наблюдается.

Печать:

Печать у нас пошла со второго раза. Печатали REC ABS пластиком нож и пули в качестве реквизита для одного из московских квестов. Печатали одним материалом, а не двумя, потому что хотелось посмотреть на то, как в целом ведет себя принтер. Второй экструдер предварительно сняли, потому что очень не хотелось заниматься его калибровкой.

Результат получился хороший, что называется, стабильный, но слоистость достаточно высокая. При печати у принтера вибрирует корпус, однако это никак не влияет на качество печати.Затем решили повторить печать пуль из REC PLA пластика, но из-за отсутствие обдува результат нас не устроил.

Дальше больше - тест на печать двумя экструдерами. К сожалению, после большого количества попыток (более 10), HIPS окончательно перестал печатать. Было принято решение снова выкрутить второе сопло и заняться этим позже.

В следующий раз было необходимо распечатать что-то по-настоящему большое.
На этот случай у нас как раз есть модель REC Commando.Нарезав модель, мы сделали для нее умную поддержку в MeshMixer .

Напечаталась модель с первого раза, однако треснула в паре мест. В принципе, это ожидаемая проблема при печати ABS ластиком в принтере без термокамеры.

Но, глядя на готовую печать, можно сказать, что это то что нужно, если вы печатаете модели для последующей обработки.После нам стало интересно, как хорошо модель будет прилипать к столу без адгезива, и мы решили напечатать карту из Hearthstone.

Брим начал отлипать на половине печати (видимо, подул сквозняк), пришлось спасать модель с помощью ABS Juice прямо во время печати.

Следующая модель - ответная часть REC Commando. Она еще больше, и на этот раз мы решили сделать для модели термокороб вдобавок к умной поддержке.

Но в целях исследования это даже хорошо - видно, что заполнение внутри прокладывается без проблем.

Позже мы все перепечатали.

1) податчик филамента и вход в экструдер не очень удобные;

2) отсутсвие обдува;

3) боуден 1.75 не позволяет печатать гибкими материалами;

4) 2 экструдера, установленных параллельно, очень неудобно калибровать;

5) отсутствует крепление стола по оси Z.

1) большая область печати;

2) крутой и качественный корпус;

3) хорошая сборка и очень качественный H-bot;

4) простота устройства;

5) фрезерованные детали;

7) щедрая комплектация при покупке и хорошая инструкция;

Принтер будет дорабатываться до того, как пойдет в серию;

9) низкая будущая стоимость - до 120 тысяч.

В целом, для многих эта машина может стать основной рабочей лошадкой.

По всем возникающим вопросам пишите комментарии, пишите на почту [email protected] или приходите в наш шоурум , где вы сможете увидеть все своими глазами.

Н е так давно компания Daimler-Benz запустила промышленную 3D печать металлических компонентов из легких сплавов. Например, корпуса термостатов делают именно таким образом. Причем деталь получается практически готовой, не требуя дополнительной обработки, только снятие технологической опоры. А пластиковые детали «печатают» уже давно.

Самое время разобраться, что такое 3D печать, какая она бывает, и из чего сделаны детали, созданные с ее помощью. И главное, чем нам грозит применение новых технологий в ближайшем будущем.

Нельзя сказать, что 3D печать - технология новая и неизвестная. Появилась она более 30 лет назад, а сейчас печать металлических деталей в больших масштабах используется в медицинской промышленности для создания биопротезов, в ювелирном деле и даже в авиации.

Не обошлось без этой технологии в деле изготовления опытных образцов автомобильной промышленности. Солидная часть опытных образцов машин на выставках и тестовых экземплярах произведена с использованием этой технологии в той или иной степени. Причем применяется она как для создания уже «готовых» изделий - разрешение 3D принтера позволяет готовую продукцию - так и для последующей высокоточной механической обработки. Так создают детали цилиндропоршневой группы перспективных моторов или коробок передач.

Себестоимость «напечатанных» деталей

Традиционно считается, что цена печати металлических, да и пластиковых деталей на 3D принтере намного выше, чем цена «обычного» производства. Но ситуация меняется, и себестоимость производства и поставки традиционными путями и непосредственная печать подошли к границе, после которой ситуация изменится необратимо.

Надо заметить, что цена любой вещи в нашем окружении вовсе не равна ее себестоимости. И даже не себестоимости вместе с прибылью производителя. В цене заложена стоимость поставки, логистики, а часто еще и длительного хранения. Все эти факторы вместе повышают цену в несколько раз, а в случае с недешевыми крупными деталями, требующими особых условий хранения и транспортировки - даже на порядок или два. И это мы даже не пытаемся учитывать расходы на маркетинг, поддержку и разработку.

В общем, традиционное производство действительно максимально эффективно, особенно при больших объемах выпуска. Но сама система поставки нужных компонентов уже куда сложнее, и потому появляются ниши, в которых крайне эффективной оказывается технология, позволяющая производить детали малыми объемами непосредственно на месте производства. В том числе, в единственном экземпляре или с многочисленными модификациями. Например, с помощью 3D принтера…

Изготовить редкий вариант одной из деталей автомобиля при наличии чертежа куда проще, чем искать компоненты в хорошем состоянии на авто двадцатилетней давности. Особенно если деталь одна из самых часто ломающихся, а машина редкая. С использованием 3D сканирования можно создать образ детали «по сохранившимся обломкам» или на основе зеркального ее варианта.

Ещё очень удобно вносить изменения: усилить слабое место корпуса, убрать лишние элементы или еще что-то подобное… И главное, не нужно создавать запас деталей, которые может быть, никогда не пригодятся. Будет достаточно материала, принтера и 3D модели в цифровом виде.

Основные поставщики программных CAD- продуктов давно оптимизировали их для работы с технологиями трехмерной печати, так что впервые реализуется идеальная формула производства: из чертежа сразу в готовое изделие. А ведь литье и мехобработка требуют множества дополнительных усилий, создания различных приспособлений и инфраструктуры… С трёхмерной печатью же получается почти «по щучьему велению» - и вот готовое изделие.

Массовое производство также имеет множество «экологических ниш» для 3D технологии. Объемные детали сложной формы, например, по цене могут оказаться даже дешевле, чем произведенные классическим способом с помощью литья или из цельной заготовки. Особенно если речь идет о размерах более метра при высокой точности изготовления.

Тонкостенные детали из легких сплавов также может оказаться дешевле «напечатать», чем отлить. Это не говоря уже о производстве пластиковых элементов и деталях малых серий. С развитием новых технологий появится возможность заметно улучшить пассивную безопасность машин за счет введения узлов с идеальным расчетом энергии поглощения, использовать куда более компактное расположение агрегатов и вообще дать волю фантазии.

Отношение к 3D печати как к «несерьезной» технологии пора оставить в прошлом. Произведенные с ее помощью металлические детали по прочностным характеристикам не уступают обычным литым, хотя используют несколько более дорогие сплавы. Но цена материала выше обычно на 15-20%, а потери при печати меньше в несколько раз. Да и с размерами все отлично, в Амстердаме «печатают» настоящий пешеходный мост длиной порядка 30 метров.

Материалы для 3D печати

Основная масса деталей, разумеется - пока пластик, но сплавы металлов и различные виды бетона также используются при 3D печати. Для автомобильной промышленности интереснее всего именно пластик и металлы. И выбор материалов достаточно большой. Наиболее перспективны для применения сталь и алюминий, но в машинах много электрических узлов, проводников сложной формы и других элементов, для которых пригодилась бы медь.

Из металлов в 3D печати самым популярным остается титан. У него отличные прочностные характеристики, и он востребован в сфере протезирования, в космической и авиапромышленности, которые пока лидируют по применению интересующей нас технологии.

Нержавеющая сталь с высоким содержанием кобальта и никеля также отлично подходит, и целый ряд промышленных принтеров работает с этим материалом, благо он сравнительно недорог. Конечно, он в разы дороже самых дешевых сортов стали, но, тем не менее, заметно дешевле цветных металлов. А прочность изделий из стали вам наверняка известна.

Алюминий как материал для 3D печати набирает популярность. Изделия из него легкие, обладают хорошей стойкостью к коррозии на открытом воздухе, плюс он удобен в обработке и опять же недорог. Сравнительно невысокая начальная цена установок, работающих с этим материалом, также важна. Он используется в «домашних» технологиях металлической 3D печати, доступных малым предприятиям. К сожалению, в порошковом состоянии он взрывоопасен, как, впрочем, и титан.

Кобальт-хром и инконель - это примеры специализированных сплавов для 3D принтеров стоматологического, медицинского и аэрокосмического назначения. Подобных материалов становится все больше. Специальные материалы для новой технологии будут появляться и дальше, по мере развития технологии потребуется занять все больше ниш.

Медь, золото, серебро - также весьма распространенные материалы для 3D печати. Разумеется, пока это в основном печать ювелирных изделий. Но медь и серебро также нашли применение как материал для изготовления монтажных плат для электроники. Правда, для этого часто используется не «настоящий 3D », а эдакий «2,5D» принтер, создающий детали с высотой рельефа в пределах нескольких миллиметров на керамической подложке.

Технологии 3 D печати

Что касается технологий, то для массового производства актуальнее всего наиболее дорогие EBM и DED технологии. За непонятными аббревиатурами скрываются Electron Beam Manufacturing (формирование изделия из порошкового металла под воздействием пучка электронов) и Directed Energy Deposition (осаждение металла из порошка или проволоки под воздействием лазерного луча или плазменной дуги). Обе технологии позволяют создавать изделия с качеством металла выше, чем у литья, с идеально однородной структурой и с высокой точностью.

EBM формирует расплав в строго определенной зоне, а DED буквально «выбивает» расплавленный металл на нужную поверхность. Обе технологии могут использоваться не только для создания новой детали, но и для восстановления уже существующей. Обе технологии позволяют менять состав материала в объеме, делать поверхность тверже основы, упрочнять особо уязвимые места и тому подобные «фокусы».

Основная проблема - скорость работы. Так, серийная машина Insstek MX3 с технологией DED имеет рабочую зону размером 1000 x 800 x 650 мм с толщиной слоя в 0,089-0,203 мм, а скорость работы порядка 2 слоя в минуту. Альтернативный Arcam Q 20Plus имеет рабочую зону 350 х 380 мм, точность изготовления детали до 140 нм и скорость работы порядка 4 литров объема детали в час.

Более массовая и менее точная технология SLM /DMLS тоже имеет хорошие перспективы. Именно технология SLM - selective laser melting , то есть, выборочное лазерное плавление, применена компанией Mercedes-Benz для производства автомобильных компонентов. Родственная технология SLS - selective laser sintering, что означает «выборочное лазерное спекание», применяется для пластмассовых деталей.

Причем компания собирается таким образом поставлять детали не только для новых, но и для своих классических автомобилей. И это будет настоящий «оригинал», только абсолютно новый и прошедший все тесты. Все эти технологии основаны на послойном спекании объема порошка лазерным лучом. Качество материала в этом случае ниже, чем у EBM /DED технологий, и деталь будет строго однородной. Но, тем не менее, на выходе качество не ниже, чем у обычного литья и штамповки.

Техпроцесс DMLS достаточно прост. В рабочую камеру подается необходимое количество металлического порошка, его слой разравнивается дозатором и удаляется лишний материал. После чего лазер «запекает» материал по необходимому контуру, а лишний материал опять же удаляется. Снова и снова, цикл за циклом, с точностью порядка 20 микрон и с толщиной слоя до 100.

Технология безотходная и достаточно быстрая. Уже доступны серийные принтеры, имеющие скорость выше 9 килограммов в минуту, а возможности распараллеливания процесса позволяют значительно ее повысить. Вот только стоимость оборудования растет в геометрической прогрессии вслед за габаритами деталей. Именно по такой технологии изготовлены из сплава инконель детали двигателя Super Draco (в частности, камеры сгорания) компании SpaceX Илона Маска, который автомобилистам больше знаком как создатель Tesla .

Для небольших объемов неплохо подходит куда более дешевая технология Binder Jetting. Эта технология интересна тем, что применяется для создания не только металлических деталей. Деталь по сути создается из частиц любого материала, склеенных между собой. Но если используется металл, то после создания ее можно «пропечь», и металлические частицы образуют единое целое. Качество материала, конечно, куда ниже. Но технология заметно дешевле остальных и позволяет создавать детали из композиций материалов.

Схожая технология используется в самом доступном 3D принтере для печати металлических деталей - Mini Metal Maker, ценой порядка 1 600 долларов. Правда точность уже не 20 и не 100 микрон, а не менее 500. Зато размеры почти не ограничены, ведь не требуется ни вакуум, ни особая среда в рабочей области.

Что в итоге?

Прогресс в области трехмерной печати идет настолько быстро, что в течение буквально десятка лет возможна революция в области производства автокомпонентов и логистики при ее обслуживании. Вряд ли появится возможность «распечатать» себе машину, но то, что традиционный рынок запчастей постепенно исчезнет – это наверняка.

Мы будем вспоминать уже не качество поставщиков, а качество принтеров и цифровых моделей. Узнаем, что такое DRM применительно к чертежам деталей. Ну и сможем, наконец, изготовить нужную деталь «точно такую же, но из золота и с рубинами». А какие возможности откроются у тех автолюбителей, которые не прочь что-то изменить в машине куда более кардинально! В общем, нас ждут интересные времена. Берегите себя.

Верите ли вы в то, что за 3D печатью будущее автоиндустрии?