Бизнес на 3D-печати, организация студии или лаборатории трехмерной печати.

Поскольку технология послойного синтезирования становится все проще и компактнее, в один прекрасный день ваш гараж может превратиться в машиностроительный цех завтрашнего дня. Можно даже сказать — в микрозавод! Это лаборатория 3D-печати, которой управляет живущий внутри вас сумасшедший ученый, полностью и на всех этапах, от дизайна до производства, руководящий процессами, сам при этом находясь в комфортных условиях у себя дома или в небольшом офисе. Вся синхронизация инженерного и производственного процесса — в ваших руках.

А теперь запомните: несмотря на все воодушевление, хаос и неисчислимое количество других вещей, которые изменят вашу жизнь и о которых вы никогда уже не забудете, вам придется принимать решение о том, как лучше всего оснастить вашу новую лабораторию 3D-печати, как должна идти там работа, какие следует принять стратегические решения. Это касается всего — от выбора материала до того, какие услуги предлагать. 

До тех пор пока ваша новая лаборатория 3D-печати будет заниматься только быстрым прототипированием на заказ, небольшой объем производства вполне приемлем, пусть он будет даже и меньше того, на что вы рассчитывали вначале. Все изменится с увеличением скорости 3D-печати, с ростом ее интеллектуальности и систематичности.

Одно из самых больших преимуществ небольшого объема производства — это возможность распечатывать объекты, близкие по форме к конечному продукту, когда расход исходных материалов оказывается меньше по сравнению с субтрактивной технологией. Постепенно для прототипирования вам придется значительно улучшить цикл дизайна и производства, сократив его с нескольких месяцев до нескольких дней, притом так, чтоб на весь процесс не было оказано никакого или почти никакого влияния.

Постарайтесь убить двух зайцев

Изучая возможности продажи своей продукции, не забывайте об услугах быстрого прототипирования на заказ. Поскольку дизайнерским отделом являетесь вы сами, используйте свои знания CAD, чтобы изобрести новую нишу. Разрушайте традиционные барьеры и материализуйте свои идеи. Даже если вы не видите четкого пути, как продавать свои виджеты онлайн, у вас уже есть дизайн, который вы можете предложить на растерзание партнерам.

При этом, когда вы занимаетесь оборудованием своей лаборатории, у вас всегда имеется в рукаве тот козырь, что вы можете воспользоваться онлайн-помощью, если у вас, например, возникнет необходимость в работе с такими уникальными материалами, как металлы. Наладьте партнерские отношения с несколькими компаниями и пользуйтесь их опытом и технологиями как ресурсами, вместо того, чтобы смотреть на эти компании как на конкурентов. Как только вы подхватите инновации, вы сможете легко модифицировать свою стратегию и предлагать услуги самостоятельно.

Выбор материала и того, чего вы хотите добиться

Надо иметь в виду, что, несмотря на развитие 3D-печати, универсального швейцарского ножа, который может делать все на свете, тут не существует. Выбор материала начинается с того, что вы решаете, чего вы хотите добиться. Выбор материала в совокупности с возможностями вашего принтера определит то, с чем вам придется в дальнейшем сталкиваться.

Пластики

Наиболее популярные материалы, такие как ABS, PLA, нейлон и поликарбонат, предлагают различные степени прочности, жесткости и гибкости объектов, а также возможностей сборки. Пластики используются при прототипировании повсеместно и вполне экономичны при малых объемах производства. Пластики покрывают широкий спектр потребностей, от стандартных прототипов до функциональных моделей. Существуют пластики несметного количества цветов и характеристик, они являются краеугольным камнем быстрого прототипирования или небольших объемов производства на 3D-принтерах.

Пластиковые филаменты и порошки изготавливаются с помощью самых разных технологий, предлагаются по самым разным ценам, обладают разнообразными цветовыми и конструкционными возможностями и свойствами. В мире FDM (Fused Deposition Modeling, т.е. моделирования методом наплавления), настольный принтер за $2500 иногда, в зависимости от конкретного случая, может выдавать «вполне близкий» уровень качества печати по сравнению с тем, что можно получить на принтере за $50 000. Модели будут функциональными, обладать приемлемой пространственной точностью, а также недорогими в производстве.

Помимо этого, FDM-принтеры обладают преимуществом в плане доступности исходных материалов. Появившиеся недавно на рынке филаменты симулируют алюминий, сталь, железо, углеволокно, дерево или резину. Для электронных компонентов проводящий филамент для 3D-печати может рассеивать статическое электричество и обеспечивать электромагнитное экранирование. Филаменты, сертифицированные FDA (американским Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов), позволят вам сосредоточиться на 3D-печати для медицинской и пищевой промышленности.

Термопластические порошки — это следующий шаг, здесь для расплавления и спекания материала в 3D-объекты требуется лазер. Такие технологии, как SLS (Selective Laser Sintering — селективное лазерное спекание) и SHS (Selective Heat Sintering — селективное спекание нагреванием), обеспечивают значительно более высокое качество поверхности и детали в целом по сравнению с тем, чего можно добиться на FDM-принтерах. Эти технологии применимы к пластику, металлу и керамике, они значительно более дорогие и пока еще не слишком доступны по цене конечному потребителю. Аппараты SLS и SHS обеспечивают существенную экономию материала, особенно когда речь идет о сложных объектах. Они тоже довольно популярны для небольших объемов производства.
Можно отметить также неуклонное развитие технологий 3D-печати SLA (стереолитографии) и DLP (Digital Light Processing — цифровой оптической обработки). Здесь используется лазерный или обычный свет, который воздействует на светочувствительные полимерные смолы при формировании 3D-объекта. SLA-принтеры отличаются способностью работать с тонкими деталями, выдавать гладкие поверхности и обеспечивать приемлемые прочностные характеристики в зависимости от геометрии объекта. Новейшие смолы обладают повышенной прочностью, гибкостью и позволяют изготавливать из них формы для металлического литья.

Металлы

3D-печать металлом — Святой Грааль аддитивного синтеза. Она пока не вполне доступна для вашего гаражного стартапа, но наступление идет по всем фронтам — от настольного уровня до профессиональных аппаратов. Сейчас несколько компаний состязаются между собой на этом поприще, подготавливая его к тому, чтобы ваша лаборатория 3D-печати превратилась в машиностроительный заводик высшего класса. Развитие печатающих металлом 3D-принтеров позволит вывести на новый уровень производство деталей, близких к конечной форме, т.е. требующих минимальной доработки. Самое очевидное преимущество металла, наряду с прочностными характеристиками, — это возможность распечатывать трехмерные прототипы, которые уже полностью готовы к использованию в реальных условиях.

Различные сплавы титана, алюминия, хрома и нержавеющей стали используются с технологиями SLM (Selective Laser Melting — селективного лазерного сплавления), SLS и DMLS (Direct Metal Laser Sintering — прямого лазерного спекания металлов). В каждой из этих технологий используются сплавляемые или спекаемые лазером металлические порошки различных составов, обеспечивая широкий набор свойств для дальнейшего применения. Металлические порошки бывают также из латуни, из стерлингового серебра, из чистого золота, из бронзы и алюмида (нейлон + алюминий).

Альтернативные материалы

Для клиентов, которым требуется нестандартное, но технические реализуемое решение, быстрое прототипирование или производство возможно с использованием нестандартных материалов. Так, набирают популярность поверхности с фактурой песчаника различных расцветок, которые можно изготавливать по доступным ценам. Такие объекты хороши в плане детализации и цветовой гаммы, но не с точки зрения прочности и гибкости. Подобного рода материал подойдет клиентам, которые занимаются оформительскими решениями, разного рода художественными нововведениями, дизайном интерьера или скульптурой. Керамика также предоставляет широкие возможности для изготовления домашней утвари, причем с самыми разнообразными вариантами поверхности и расцветок. Не отличаясь высокими показателями прочности, гибкости и детализации, напечатанные керамические 3D-объекты обладают стойкостью к химическим воздействиям и водонепроницаемостью.

И тут не до шуток

Задача о принятии решения по поводу вашей новой лаборатории 3D-печати может даже немного пугать. Если отставить в сторону технологии, то здесь вы действительно оказываетесь на распутье. Быстрое развитие 3D-печати дает интересные комбинации в выборе материалов для запуска микрофабрики. Не стесняйтесь использовать вашу лабораторию 3D-печати для того, чтобы тренироваться в трех дисциплинах: прототипирование, изобретательство и малотиражное производство. Когда у вас есть множество материалов, из которых вы можете выбирать, вы лучше подготовлены к тому, чтобы удовлетворить клиентский спрос, предлагая при этом гибкость в технологических решениях.