Классификация 3D принтеров и 3D сканеров

За последние несколько лет 3D технологии стали инновационным решением для получения объемных изображений. Использование 3D устройств открывает новые возможности в области научных исследований, медицине, архитектуре, тяжелой, текстильной,  пищевой и ювелирной промышленности. Нужно помнить, что решение приобрести определенный 3D принтер или сканер должно соотноситься с потребностями, материальными возможностями и конкретной областью применения.Чтобы найти подходящий вариант, существуют классификации 3D принтеров и сканеров, отвечающие разным запросам и использующие разные принципы работы.

Для начала рассмотрим виды 3D принтеров.

LENS(LASER ENGINEERED NET SHAPING)

Эта технология 3D моделирования применяется в тяжелой промышленности для создания металлических крупногабаритных объектов. Частицы порошка спекаются лазером в нужную форму.

Плюсы и минусы:

+ порошки можно смешивать для получения различных сплавов

+ высокая точность

- дороговизна технологии

SL (Stereolithography)

Материалом такому принтеру служит специальное вещество, изменяющее свои свойства подвоздействием света (фотополимер). Объект формируется из фотополимерного вещества под воздействием ультра-фиолетовых лучей. Пользуются SL для получения предметов сложной формы. Применяется этот принтер как в промышленности, так и в быту.

Плюсы и минусы:

+ прочность материала

+ точность деталей

+ быстрота печати

+ высокая точность

+ постобработка не нужна

- дороговизна технологии

3DP

Струйная трехмерная печать, использующая порошок и клей в виде порошка. Так, частицы слоёв склеиваются между собой. Чтобы сделать объект цветным, в клей добавляют краску. При помощи 3DP можно создавать макеты, подарки, сувениры, сладости (при использовании пищевого клея), а ещё в медицине для печати органических тканей.

Плюсы и минусы:
+ легкость в использовании
+ можно применять разные материалы в виде порошка (в том числе бронза, резина, стекло, дерево и др)
- требуется дополнительная постобработка

FDM или FFF

Материал, которым печатает FDM принтер напоминает катушки нитей или прутиков из термопластика. Из дозатора выдавливается термопластик, на основе которого создается трехмерный объект. Термопластик заменяют на тесто для создания кулинарных объектов или на медицинский гель для печати органов.

Плюсы и минусы
+ низкая затратность в обслуживании
 +разнообразие материалов +быстрота печати
- относительно низкая точность

Polyjet

При помощи маленьких  дозаторов фотополимер наносят на  поверхность и полимезируют под воздействием ультра-фиолетового излучения. Применяется как в промышленности, медицине, образовании, так и в бытовых целях.

Плюсы и минусы:
+ возможность использования разных материалов
+ небольшая толщина слоя
+ быстрая печатать  благодаря использованию жидкого материала
+ можно соединять нескольких материалов в одном объекте

LOM (laminated object manufacturing)

Тонкие ламинированные листы разрезаются лазером и под прессом соединяются. В итоге получается, что трехмерный объект состоит из слоев, которые прочно склеены между собой. На этом принтере можно создавать 3d модели из бумаги, пластика и даже алюминия (фольги). Из-за низкой точности LOM чаще всего применяют для создания прототипов.

Плюсы и минусы:
+ можно с легкостью удалить испорченные слои и сделать их заново
+ низкая себестоимость
- требуется постобработка
- низкая точность

LS (Laser sintering)

Металлический порошок спекается при помощи лазера. LS принтер применяется для моделирования мелких деталей, а также промышленных и медицинских прототипов.

Плюсы и минусы:
+ эффективный расход материалов
+ доступность материалов
+  требуется опора для прототипов
- взрывоопасность порошков
- детали долго остывают 

Технология лазерного спекания эффективно используется в промышленности для изготовления мелких партий деталей или каких-либо сложных составляющих устройств, которые не выгодно заказывать большими партиями. Как правило, LS используется для создания промышленных и медицинских прототипов. 

Если функцией любого 3D принтера является воспроизведение реального объекта на основе 3D модели, то 3D сканер играет противоположную роль - устройство анализирует реальный объект и строит, на основе полученной информации, 3D модель. Классификация 3D сканеров менее обширная: бывают контактные и бесконтактные сканеры. Бесконтактные, в свою очередь, делятся еще два вида – лазерные и оптические.

Контактные сканеры

Контактные сканеры по сути исследуют требуемый объект «на ощупь». Плюсы и

+ высокая детализация

+ независимость от световых условий

+ возможность сканирования призматической части объекта

+ ценовая доступность

- медленный процесс анализа

- ограничение в сканировании подвижных объектов

Бесконтактные сканеры

Лазерные сканеры.
Лазеры в таких сканерах работают по принципу триангуляции, вычисляя информацию об объекте при помощи облака точек.

Оптические сканеры.
Чаще всего оптические сканеры имеют в своей конструкции две видео камеры в связке с кинопроектором. Применяется для реверс-инжинеринга, сканирования ювелирных украшений, часто применяется в медицине