3D-ПЕЧАТЬ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ДИЗАЙНЕ

Василенко Е.В., Мурадова В.В.
МГУТУ имени К.Г. Разумовского (ПКУ), г. Москва

3D-ПЕЧАТЬ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ В ДИЗАЙНЕ

Аннотация

В данной статье рассмотрены способы 3D-печати, а также возможность применения этой современной технологии в дизайне. Использование в дизайне и архитектуре для печати макетов в масштабе новых технологий упрощают и ускоряют процесс создания любого проекта. Так дизайнеры интерьеров могут напечатать макет будущего помещения, тем самым наглядно представить свой креативные идеи. 3D-принтеры приобретают не только крупные компании, но и небольшие дизайн-студии. Изготовление макета вручную – достаточно долгий и дорогостоящий процесс. А 3D-принтер не требует больших временных и финансовых затрат, а по качеству он будет максимально приближен к оригиналу. Актуальность темы, заключается в том, что данная технология является современной, развивается достаточно быстро, а созданные модели обладают высоким качеством производства.

Ключевые слова: технологии, дизайн, печать, 3D.
Keywords: technology, design, print, 3D.

3D-печать – современная технология создания различных объектов на основе виртуальной модели. Такие объекты могут иметь разную геометрическую форму, их можно печатать как одноцветными, так и многоцветными, они создаются при помощи 3D-принтера. 3D-печать имеет широкое применение. В частности, используется в дизайне, архитектуре для печати макетов в масштабе. Так дизайнеры интерьеров могут напечатать макет будущего помещения, тем самым наглядно представить свой проект. 3D-принтеры приобретают не только крупные компании, но и небольшие дизайн-студии. Изготовление макета вручную – достаточно долгий и дорогостоящий процесс. А 3D-принтер позволяет создать макет в более короткие сроки, при этом по качеству он будет максимально приближен к оригиналу. Актуальность темы, заключается в том, что данная технология является современной, развивается достаточно быстро, а созданные модели обладают высоким качеством. Применение этой технологии в процессе обучения дизайнеров, художников и архитекторов при создании «…определенных психолого-педагогических условий формирует композиционное творческое мышление…» [5, с.60], которое способствует помогает при воплощении креативных идей в этой сфере.

Способ 3D-печати по изготовления объектов в масштабе имеет ряд преимуществ: 1.Быстрая скорость изготовления. Так некоторые объекты можно изготовить от нескольких минут несколько часов. Все зависит от сложности модели и ее размера. При этом ручной труд занимает в несколько раз больше времени. 2.Низкая стоимость по сравнению с ручным трудом. 3.Нет необходимости окрашивать модели, т.к. печать позволяет выбрать любой цвет и оттенок. 4.Качество печати на высоком уровне. Минимальная толщина стоя 90 микрон, выбор из 390 тыс. цветов, разрешение 600 на 540 точек на дюйм. 5.Наглядность. Существует несколько технологий 3D-печати: печать с помощью ABS-пластика; печать с помощью порошка на основе гипса или пластика; фотополимерная печать. 3D-принтер состоит из:1. Корпуса; 2. Направляющих; 3. Печатающей головки;4. Шаговых двигателей; 5. Рабочего стола (на нем создается изделие); 6.Электроники.

Этапы работы: Созданную в программе модель необходимо сохранить как Stl-файл. При этом, при выборе определенной версии программы для моделирования (например, Archicad, 3ds max), необходимо учитывать параметры компьютера. Открыть stl-файл в приложении для генерации G-кода для 3D-принтеров. G-код — это условное именование языка программирования устройств с числовым программным управлением.

Для каждого принтера существует своя программа для генерации G-кода. Если использовать принтер Ultimaker 2, то необходима программа для открытия stl-файла – СURA. После открытия файла можно выбрать расположение объекта на рабочем столе, возможно повернуть объект. Далее необходимо перенести информацию на 3D-принтер. Как именно это сделать – с помощью беспроводной передачи или через электронные носители, зависит от параметров самого принтера[4].

Например, в принтере Ultimaker 2 перенести информацию можно с помощью sd-карты. Далее в настройках принтера необходимо выбрать необходимую модель и запустить печать. При ABS-печати можно выбрать только 1 цвет модели. Также можно использовать несколько цветов, но тогда модель должна состоять из нескольких деталей, которые после печати можно собрать вручную[3]. Для создания полноцветных архитектурных макетов используют также 3D-принтеры,которые создают модели по технологии CJP из специального композитного порошка на основе гипса. Они идеально подходят для быстрой 3D-печати ярких высокоточных демонстрационных моделей. Главные преимущества этих 3D-принтеров — высокая производительность, качество и низкая себестоимость материалов. Технология 3D-печати Color Jet Printing (CJP) – вид печати при котором послойно склеивается и окрашивается специальный композитный порошка из гипса либо пластика. Такая печать имеет ряд преимуществ: полноцветная печать; низкая себестоимость; высокая точность (до 1/10 мм)

В основе работы CJP лежит использование основного материала и связующего. Основной материал или порошковый пластик служит для построения слоев изделия, связующий материал — склеивает и окрашивает вместе частицы в нужных местах, в результате, создается изделие. Фотополимерный 3D-принтер создает изделия на основе специальных жидких материалов, затвердевающих под воздействием света или лазера[6]. Такую печать часто используют для больших и высоко детализированных объектов. Такие принтеры не печатают цветные объекты, при этом расходные материалы намного дороже, чем, например, гипс[2].
Данные принтеры печатают с помощью полимерных смол. Они жидкие, но затвердевают, когда на них попадает свет. В этих принтерах активируется фотополимеризация. Примером применения 3D-печати, может стать макет Арт-объекта «Ёлка». Детали печатаются с использование прозрачного пластика. Арт-объект состоит из многогранников: четырехугольной пирамиды и призматоидов. У призматоидов одна боковая грань печатается отдельно.

На боковых гранях цветной геометрический рисунок[9,10]. Внутри каждого многогранника располагается источник света. Светодиодная лента находится внутри арт-объекта, а боковые грани призматоидов печатаются отдельно для того, чтобы беспрепятственно можно было расположить светодиодную ленту внутри модели. После расположения светодиодной ленты внутри модели, напечатанные отдельно боковые грани необходимо прикрепить при помощи 3D-ручки, заправленной таким же пластиком, либо при помощи жидкости, которая немного растапливает материал (например, ацетон), позволяя соединять детали объекта[1,7]. Арт-объект взаимодействует с пространством за счет проходящего через цветные грани света.

Также на принтере возможна печать цельных объектов, не требующих дальнейшей сборки. Это могут быть вазы, сувениры и т.д. В результате, при наличии 3D-принтера, нет необходимости заказывать некоторые объекты, ждать почтовой отправки, их можно отправить на печать, если имеется 3D-модель. Таким образом, существует несколько способов печати объектов и подбираются с учетом задач. 3D-печать нашла широкое применение в дизайне, архитектуре, а также в других сферах деятельности.

Литература:

  1. Бриан Эванс, Практические 3D-принтеры: наука и искусство 3D-печати. Apress, 2012.
  2. Беликова О.А., Котышов А.В. Проектирование пространства и предметной среды интерьера//В сборнике: Педагогическое образование на стыке эпох: инновации и традиции в сфере образовательных технологий. 2017. С. 191-194.
  3. Вилкова А.А, Смирнова М.А.,., Котышов А.В. Художник и среда//Декоративное искусство и предметно-пространственная среда. Вестник МГХПА. 2009. № 4. С. 159-167.
  4. Василенко П.Г., Лопасова Е.В. Основные направления деятельности педагогического работника по развитию творческих способностей обучающихся изобразительному искусству в системе дополнительного предпрофессионального образования//В сборнике: Модернизация гуманитарного и художественного образования: инновационные стратегии развития: Материалы Международной научно-практической конференции: в 2-х частях. Под редакцией: Гриценко В.П., Алексеевой И.В., Зенгина С.С., Еникеева А.А. 2014. С. 104-110.
  5. Демкина Е.В., Лопасова Е.В. Формирование композиционного мышления у обучающихся изобразительному искусству в системе дополнительного образования: состояние, проблемы и перспективы. Майкоп, 2016. С. 55-67.
  6. Канеса И. С. Фонда, М. Зенаро, Доступная 3D печать для науки, образования и устойчивого развития. The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, 2013.
  7. Лопасова Е.В. Формирование композиционного мышления у обучающихся изобразительному искусству в системе дополнительного образования: дис. … канд. пед. наук: 13.00.01: защищена 19.06.15: утв. 17.09.15/Лопасова Елена Владимировна. -Майкоп, 2015. -151 c.
  8. Михайлова А. Е., Дошина А. Д. 3D принтер — технология будущего // Молодой ученый. — 2015. — №20. — С. 40-44. — URL https://moluch.ru/archive/100/22467/ (дата обращения: 05.03.2019).
  9. Сокарева О.Н. Смирнова М.А. Архитектурно-художественный образ в графической композиции/Дизайн как ресурс развития социокультурного пространства. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Ульяновск, 2008. С. 185-188.
    10. Fatykhova A., Rakhmanina M., Vasilenko P.G., Vasilenko E.V., Gereеv E. Development of corporate standard model of ict-competence of academic staff of a modern university. International Journal of Civil Engineering and Technology. 2018. Т. 9. № 13. С. 1027-1034.