Интеллектуальная собственность

Срез печеночной ткани, напечатанной специалистами компании Organovo, работающей над совершенствованием технологий 3D-печати для производства искусственных органов
3D-печать существует на протяжении десятилетий, и многие аспекты технологий попадают под патенты, авторские права и защиту торговых марок. Однако, с точки зрения юриспруденции не совсем ясно, как законы о защите интеллектуальной собственности будут применяться на практике, если 3D-принтеры получат широкое
распространение и будут применяться в бытовом производстве товаров для личных нужд, некоммерческого использования или для продажи.

Любые из защитных мер могут негативно повлиять на распространение дизайнов, используемых в 3D-печати или реализацию напечатанных изделий. Для использования защищенных технологий может потребоваться разрешение владельца, что в свою очередь потребует уплаты роялти.

Патенты распространяются на некоторые процессы, устройства и материалы. Срок действия патентов варьируется в разных странах.

Зачастую авторские права распространяются на выражение идей в виде материальных объектов и длятся на протяжении жизни автора, плюс 70 лет. Таким образом, если кто-то создаст статую и получит авторские права, распространение дизайнов для печати идентичной или подобной статуи будет незаконным.

Влияние 3D-печати

Аддитивное производство требует от производственных компаний гибкости и постоянного совершенствования доступных технологий для поддержания конкурентоспособности. Защитники аддитивного производства предрекают нарастание противостояния 3D-печати и глобализации по мере того, как домашнее производство будет вытеснять торговлю товарами между потребителями и крупными производителями. В реальности, интеграция аддитивных технологий в коммерческое производство служит как дополнение традиционных субтрактивных методов, а не полная замена последних.

Космические исследования

 

В 2010 году начались работы по применению 3D-печати в условиях невесомости и низкой гравитации. Основной целью является создание ручных инструментов и более сложных устройств «по мере необходимости» вместо использования ценного грузового объема и топлива для доставки готовых изделий на орбиту.
3D-печатью заинтересовалась даже NASA
В то же время, NASA проводит совместные тесты с компанией Made in Space, направленные на оценку потенциала 3D-печати в снижении стоимости и повышении эффективности космических исследований. Детали ракет, изготовленные NASA с помощью аддитивных технологий, успешно прошли испытания в июле 2013 года: две топливные форсунки показали результаты на уровне деталей, производимых традиционными методами, во время рабочих тестов, подвергших детали температурам около 3 300°С и высоким уровням давления. Примечательно, что NASA готовится к запуску 3D-принтера в космос: агентство собирается продемонстрировать возможность создания запасных частей прямо на орбите, вместо дорогостоящей транспортировки с земли.

Социальные перемены

 

Тема социальных и культурных перемен, как результата внедрения коммерчески доступных аддитивных технологий, обсуждается писателями и социологами с 1950-х. Одним из наиболее интересных предположений стало возможное стирание границ между бытом и рабочими местами в результате массового внедрения 3D-принтеров в домашние условия. Также указывается легкость передачи цифровых дизайнов, что в комбинации с локальным производством будет способствовать снижению необходимости в глобальных транспортных перевозках. И наконец, защита авторских прав может претерпеть изменения с учетом легкости аддитивного производства многих товаров.

Огнестрельное оружие

 

В 2012 году американская компания Defense Distributed опубликовала планы по созданию «дизайна функционального пластикового оружия, доступного для скачивания и воспроизведения любым пользователем с доступом к 3D-принтеру». Defense Distributed разработала 3D-печатную версию ствольной коробки для винтовки AR-15, способную выдерживать более 650 выстрелов, и магазина на 30 патронов для винтовки M-16. AR-15 имеет две ствольные коробки (нижнюю и верхнюю), но легальный учет привязан к нижней коробке, имеющей штамп с серийным номером. Вскоре после того, как Defense Distributed создала первые рабочие чертежи для производства пластикового оружия в мае 2013 года, Государственный департамент США потребовал удаления инструкций с сайта компании.

Распространение чертежей компанией Defense Distributed подогрело дискуссию о возможном влиянии 3D-печати и цифровых обрабатывающих устройств на эффективность контроля незаконного оборота оружия. Однако борьба с распространением цифровых оружейных моделей неминуемо столкнется с теми же проблемами что и попытки предотвращения торговли пиратским контентом.

 

Исходя из описанных выше данных, уже можно сделать некоторые выводы и разобраться, чем именно отличается тот или иной ФМД принтер от своих конкурентов, помимо его стоимости. Сразу заменим, что только «Основные отличия» способны каким-то образом повлиять на конкретное качество получаемой 3Д печати.

Основные отличия 3D принтеров:

· Требования принтера к качеству материалов для использования;

· Жесткий корпус, рамная конструкция или так называемый "дрыгостол", он же Prusa;

· Наличие камеры для печати закрытого типа;

· Тефлоновая сердцевина экструдера и прижимной механизм;

· Более мощный, но при этом не тяжелый, двигатель экструдера;

· Место расположения катушки с пластиком;

· Наличие подогреваемого стола и системы обдува.

Важные отличия:

· Тип привода (винтовой или ременной);

· Возможность автономной печати без ПК;

· Максимальный размер области печати.

Незначительные отличия:

· Дополнительные функции устройства (wi-fi, камера и т.д.);

· Срок эксплуатации и срок технической поддержки;

· Узнаваемость и раскручиваемость бренда.

Теперь, давайте разберемся с терминами и самое главное что нас интересует - "качество" и "точность".

Если обратиться к словарю Ожегова и посмотреть там определение данного слова, то мы узнаем следующее:

"Качество это тот или иной признак или свойство, которое определяет достоинство чего-либо."

В нашем случае эти признаки качества должны определять достоинства самого принтера и качества его печати. Современные FMD 3D принтеры обладают следующими свойствами, которые выделяют их среди прочих:

· Высота шага по оси Z;

· Точность позиционирования;

· Диаметр сопла (размер капли, которую получаем из сопла).

Эти признаки могут повлиять на "качество" будущей печати и определить ее "точность", которую часто путают с "качеством". Но если в случае с "качеством" нужно учитывать влияние обдува, окружающую среду и типа камеры 3д принтера, то на его "точность" они не влияют.

Определение слова «точность»: "Степень истинного соответствия чему-нибудь".

В нашем случае принтер должен соответствовать заданным размерам и координатам.

Давайте разберемся с каждым указанным признаком детальнее:

1) Высота шага по оси Z или высота слоя является довольно маленькой. На современных моделях установлена платформа, которая сдвигается на очень небольшие расстояния, порядка 2,5 мкм. При этом высота слоя будет несколько отличаться при печати. Хотя в теории, можно добиться и2,5 микрон, но сделать это не получится в связи с физическими ограничениями материалов, которые не позволят создать слой подобного размера. Экструдер выдавливает вязкую каплю и сделать ее настолько мелкой невозможно.

В результате множества экспериментов была рассчитана оптимальная высота слоя для 3Д печати на принтерах FMD, равная 150-200 мкм. В таком случае капля имеет достаточный объем, чтобы приклеиться к предыдущему слою и надежно зафиксироваться на нем.

Сегодня появилось очень много рекламных объявлений, в которых заявляют о том, что производители сумели добиться очень высокого качества печати, размер которого составляет всего 50 или 20 мкм. Особенно такими заявлениями пестрит известный производитель Кикстартер. Можно услышать заявления о революционном качестве с подборкой красивых фотографий. Однако не стоит забывать о том, что наличие таких характеристик у принтера не означает, что он будет печатать лучше или точнее, в отличие от других моделей. Подобные настройки печати можно выставить практически на любой современной модели. Цифры в 20, 50 или 100 мкм, вовсе не означают точность печати и позиционирования. Это по-прежнему остается лишь характеристикой высоты напечатанного слоя. А данная высота не будет влиять на реальное формирование точки в создаваемом объекте.

2) Параметр, который способен определить верность перемещения печатающей головки 3D принтера, относительно установленных программой координат, называется точностью позиционирования.
При этом у большинства моделей точность позиционирования указывается в диапазоне 20-300 мкм.

3) Размер точки напрямую зависит от диаметра отверстия сопла, которое присутствует у экструдера. Инженеры и разработчики технологии 3д печати, в ходе своих экспериментов сделали выводы о том, что оптимальный диаметр сопла должен быть в пределах 400-500 мкм. Хотя в рекламных объявления и роликах часто можно услышать, что у определенной фирмы разработан инновационный принтер, который позволяет печатать в несколько раз качественнее за счет диаметра сопла, которое уменьшено в 2 или несколько раз. На деле качество будет несколько увеличено, но вот у тонких сопел есть ряд своих недостатков:

· Напечатанные слои будут более хрупкими,

· Печать будет прерываться, а само сопло более подвержено засорению.

Адекватные производители стараются комплектовать свою продукцию нормальными размерами сопла, которые соответствуют нужным параметрам (400-500 мкм). При желании, покупатель всегда может приобрести сопло с меньшим диаметром, и с его помощью будет получена миниатюрная капля. Современные программы для 3Д принтеров позволяют самостоятельно задавать диаметр сопла.

Кстати, использовать термин «точка» при описании FMD печати не совсем правильно. Такой вид принтеров для печати использует пластиковую нить, которую они экструдируют длинными слоями и укладывают по нужной траектории. На таких принтерах получить идеальную точку невозможно, а соответственно не будут получены и идеальные грани предмета. Выдавливаемая нить является пластичной и неоднородной. В процессе нагреваи охлаждения она будет менять свою форму и выгибаться. Соответственно на принтерах FMD, при любой высоте шага по оси Z и точности позиционирования, невозможно получить качество, превышающее 200 мкм. В большинстве случаев, качества печати, которое составляет 0,3-0,7 миллиметров (300-700 мкм), бывает достаточно.

Если Вы хотите большего, возможно, стоит ознакомиться со стереолитографией. Стереолитография - это специальная технология для 3Д печати, в результате которой фотополимеры под воздействием светового излучения отртутной лампы или лазера меняет свои свойства, превращаясь из жидкого состояния в твердое.

Данный вид печати является более качественным. Хотя принтеры имеют ряд недостатков, основные из них это недолговечность и хрупкость, ресурс работы проектора или LCD матрицы, по качеству они безусловно намного опережают FMD принтеры для 3Д печати.

Представителями технологии стереолитографии являются SLA и DLP 3Дпринтеры. С начала 2017 года на российский рынок компания Wanhao поставляет бюджетную модель с такой технологией: Wanhao Duplicator 7

По своим свойствам данные принтеры имеют самую высокую точность из всей линейки Wanhao. Данная технология позволяет получить точку размером около 40 мкм и высотой слоя от 35 мкм. За один раз производится засветка всего слоя и за определенный отрезок времени происходит затвердевание. Его степень определяется отрезком времени, необходимым на проецирование изображения одного слоя.

Для такого вида принтеров необходим отдельный выход видеокарты, отдельный компьютер или блок автономного управления. Также регулярно приходится производить замену LCD, котороя фактически является расходным материалом со сроком службы 1200-1500 часов и цена которых составляет около 15%-20% стоимости принтера.

Подводя итоги этой статьи можно выделить несколько основных моментов, которые стоит усвоить при покупке:

· Только благодаря технологиям фотополимерной печати можно получить очень высокое качество печати;

· Принтеры, работающие по технологии FDM, не могут создать детализацию выше 100 мкм, несмотря заявление в технической документации толщины слоя от 20 мкм.

· При выборе FDM принтеров стоит остановиться на моделях с рамным корпусом из металла, они способны демонстрировать лучшее качество печати при большей скорости печати, например, Wanhao Duplicator 6 или двух-экструдерный Wanhao Duplicator 4S.

· На низкой скорости и высоких настройках качество печати всех 3Д принтеров FDM практически не отличается. Можно и на самой младшей модели линейки Wanhao - i3 mini получить достаточно высокое качество печати, при использовании качественных материалов и на не очень высоких скоростях.