Вы готовы печатать очки под заказ?

• ЧТО ТАКОЕ 3D-?ПЕЧАТЬ?
• ВИДЫ 3D-?ПЕЧАТИ
• АКТИВНОЕ ВНЕДРЕНИЕ 3D-?ПЕЧАТИ
• 3D-?ПЕЧАТЬ В ОПТИЧЕСКОЙ ИНДУСТРИИ
• УЖЕ НА РЫНКЕ

Некоторые эксперты утверждают, что близится время, когда мы будем печатать на 3D-?принтере оправу с учетом индивидуальных параметров или же сможем предложить электронный файл с индивидуальным дизайном клиенту, который распечатает эту оправу самостоятельно на домашнем устройстве. Уже есть специалисты, которые утверждают, что появится возможность изготовить по технологии 3D-?печати и корригирующие линзы. Готовы ли вы к таким переменам?

ЧТО ТАКОЕ 3D-?ПЕЧАТЬ?

Сегодня 3D-?печать – это способ изготовления самых разнообразных предметов: от обуви и ювелирных изделий до оружия и аэрокосмических деталей. 3D-?печать также называют компьютерным моделированием или альтернативным конструированием. Это процесс воссоздания реального объекта по образцу 3D-?модели с помощью специального программного обеспечения. Цифровая 3D-?модель сохраняется в формате файла STL и передается на специальное устройство, которое и формирует реальный объект.¹ 3D-?печать является методом аддитивного производства, в отличие от многих видов механической обработки (токарной, фрезерной, пиления), которые относят к методам вычитания, то есть удаления излишков материала. Сама 3D-?печать не является изобретением последних лет – в промышленных условиях она используется уже на протяжении трех десятилетий.

 

Сегодня 3D-принтер – это способ изготовления самых разнообразных предметов

Для выпуска изделий по технологии 3D-?печати необходим 3D-?принтер – устройство, использующее метод послойного создания физического объекта по цифровой трехмерной модели. 3D-?принтер начинает печатать с нижнего, первого слоя, ждет, пока он высохнет или закрепится в результате какого-?либо физического воздействия, а затем продолжает последовательно формировать изделие. Сам процесс наслоения различен и зависит от принтера и используемых материалов. Подобные принтеры работают с разнообразными расходными материалами – металлом, гипсом, полимерами, смолами, биологическими составами, пищевыми продуктами.

ВИДЫ 3D-?ПЕЧАТИ

На сегодняшний день в 3D-?печати господствуют две принципиально разные технологии: лазерная и струйная печать, которые, в свою очередь, также разделяются на виды. Так, лазерная печать включает в себя помимо непосредственно лазерной печати лазерное спекание и ламинирование. При лазерной печати ультрафиолетовый лазер постепенно, пиксель за пикселем, засвечивает жидкий фотополимер в соответствии с его трехмерной формой. При этом данный полимер затвердевает и превращается в достаточно прочный пластик. При лазерном спекании создание твердых предметов осуществляется спеканием из порошковых материалов на основе металлов, пластмасс, керамики или стекла. Порошок наносится послойно, а лазер вырезает нужную форму слоя и запекает его. Это промышленный способ изготовления, так как он требует достаточно сильного лазера и нуждается в свободной от кислорода среде. И наконец, в случае ламинирования деталь создается из большого количества слоев рабочего материала, которые постепенно накладываются друг на друга и склеиваются, при этом лазер вырезает в каждом из них контур сечения будущей детали.²
Струйная печать осуществляется в основном двумя способами: это застывание материала при охлаждении и спекание порошкообразного материала. В первом случае происходит выдавливание термопластика по каплям на основу будущего продукта. Второй способ по своей сути очень напоминает лазерное спекание, при этом 3D-?модель изделия получается с применением специальных смол и связующих веществ. Устройство для струйной 3D-?печати похоже на офисный струйный принтер, который слой за слоем формирует изделие в соответствии с требуемой формой.

АКТИВНОЕ ВНЕДРЕНИЕ 3D-?ПЕЧАТИ

Интерес бизнес-?сообщества к 3D-?печати связан с повышенным интересом к визуализации новых изделий. Трехмерные принтеры начинают активно применяться в ряде следующих отраслей:
n    Машиностроение – для создания прототипов будущей продукции. Традиционно для этого применяются такие способы, как механическая обработка и литье, и на изготовление прототипа обычно уходят недели или даже месяцы кропотливой работы. Причем этот этап производства является весьма дорогостоящим и трудоемким. Трехмерные принтеры позволяют существенно убыстрить весь процесс – можно получать готовые прототипы практически одним нажатием кнопки, что экономит ресурсы и время.
n    Мелкосерийное производство – при изготовлении небольших партий изделий или эксклюзивной продукции. Так, трехмерные принтеры уже применяются в ювелирной промышленности для создания отдельных восковых моделей, по которым впоследствии выполняется отливка готовых изделий или эксклюзивных экземпляров продукции. 3D-?печать может использоваться и для изготовления сувениров и игрушек, причем с различной цветностью и текстурой. Также с помощью 3D-?принтеров можно создавать объемные карты с точными ландшафтными рельефами.
n    Медицина – для быстрого изготовления протезов и коронок в стоматологии, а также уже и для создания отдельных живых органов в целях замены тех, что оказались повреждены в человеческом организме; в частности, в 2011 году успешной оказалась попытка ученых создать живую человеческую почку.
n    Архитектура – в целях создания архитектурных макетов зданий, сооружений, отдельных районов города и коттеджных поселков с соответствующей инфраструктурой.
n    Дизайн и производство одежды – для быстрой разработки дизайнерами моделей или эксклюзивных изделий в сфере высокой моды и дизайна.
Активное применение 3D-?печать находит и в быту. Эта технология позволяет делать уникальные предметы повседневного обихода, наносить на любые изделия разнообразные рисунки, которые будут подчеркивать их индивидуальность. Уже можно встретить оригинальные изображения на ноутбуках, мобильных телефонах, компьютерах, мебели, бытовой технике и других предметах. Для свободы самовыражения и серийного производства небольших вещей достаточно программного обеспечения для 3D-?дизайна (или 3D-?сканера), а также специальных расходных материалов и собственно 3D-?принтера.

3D-технология начинает завоевывать позиции в ин­дустрии оправ и солнцезащитных очков

Как и у любой технологии, у трехмерной печати есть свои плюсы и минусы. В частности, к явным преимуществам промышленных методов можно отнести высокую точность изготовления образца, его невысокую себестоимость и большую скорость печати, а также возможность применять в качестве сырья большой спектр материалов. Из недостатков отмечают ограничения по размерам готовых изделий и необходимость в последующей обработке изделий для придания им нужных характеристик.
Некоторые специалисты полагают, что с обеспечением доступности 3D-прин­теров человечество ждет настоящий технологический прорыв, так как любые предметы можно будет изготовить, не прибегая к помощи крупных корпораций.

3D-?ПЕЧАТЬ В ОПТИЧЕСКОЙ ИНДУСТРИИ

Представители оптического бизнеса из разных стран проявляют большой интерес к возможности внедрения технологии 3D-?печати для изготовления очковых оправ. Ее применение может быть самым разнообразным, начиная от реализации желания пациента иметь оправу, полностью соответствующую его антропометрическим данным или имею­щую необычный цветовой оттенок, и вплоть до создания очков оригинального дизайна специально для какого-?либо события. Кроме того, производство оправ по этой технологии соответствует устойчивой тенденции индивидуализации средств коррекции зрения, включая оправы и линзы. Изготовить индивидуальную оправу с учетом антропометрических особенностей головы конкретного клиента по стандартной технологии достаточно дорого, так как для этого необходимо не только провести определенные измерения, но и рассчитать и изготовить литьевую форму. Ошибки при измерениях и затраты на калибровку формы могут привести к еще большему удорожанию такой оправы. 3D-?печать позволяет устранить эти проблемы – она делает возможным изготовить как прототип, так и конкретную оправу требуемого дизайна и размеров. А ошибки, допущенные во время разработки оправы, могут быть легко исправлены с помощью специального программного обеспечения.
Директор Австралийского научно-?исследовательского института полимеров (Australian Intelligent Polymer Research Institute) профессор Гордон Валлас (Gordon Wallace) считает, что изготовление очков по технологии 3D-?печати имеет серьезный потенциал для оптического рынка. Он убежден, что производство оправ этим методом может осуществляться из таких прочных материалов, как металл и термопластики, хотя для успешного их продвижения компаниям-?производителям придется разработать новую модель ведения бизнеса.³
По оценкам экспертов, при производстве методом 3D-?печати расходы на изготовление одного изделия сопоставимы с себестоимостью единицы продукции при выпуске партии в количестве 10 тыс. штук. Крупные производители оправ, использующие традиционные технологии литья пластмасс под давлением и металлообработки, чтобы снизить себестоимость продукции, вынуждены выпускать тысячи оправ одинакового дизайна. Используя 3D-?печать, можно делать оправы, каждая из которых будет уникальной. Это позволит компаниям-?производителям существенно расширить ассортимент, предлагая дизайны оправ, которые не выпускались в условиях массового производства. А кроме того, покупатели смогут получить свои оригинальные очки, изготовленные с учетом их собственных представлений о форме, размерах и эстетических предпочтений.⁴
Компания Luxottica провела собственное исследование перспектив использования 3D-?печати для изготовления очков. По мнению директора Института обучения компании Luxottica Петера Херса (Peter Herse), компания пока не готова к внедрению этой технологии и к отказу от традиционных методов изготовления оправ. «Напечатанные 3D-?оправы, которые я держал в руках, были или очень жесткими, или же слишком мягкими – в зависимости от используемых материалов. Сами оправы на ощупь казались зернистыми, что, по-?видимому, обусловлено размерами раздаточных головок, используемых для подачи материала. Эта структура поверхности делает невозможной полировку. Но я думаю, что по мере совершенствования оборудования можно будет добиться более высокого качества поверхности», – считает г-?н Херс.⁵ Таким образом, преимущества 3D-?печати оправ пока что до некоторой степени нейтрализованы такими недостатками, как невысокие прочность и качество поверхности, дороговизна устройств для лазерного спекания и струйных принтеров, ограничения в выборе материалов.
Тем не менее профессиональные оптические и экономические издания активно обсуждают новые перспективы, открывающиеся перед оптической индустрией с внедрением 3D-?печати. Два года назад сетевой ресурс для оптиков The Optical Vision Site в статье «Из будущего: 3D-?печать очков»⁶ сделал прогноз, что в ближайшие пять лет некоторые специалисты в области оптического бизнеса и представители онлайн-?торговли будут иметь 3D-?принтеры, а в течение десяти лет подавляющее большинство участников оптического бизнеса будут вынуждены приобрести специальное оборудование для 3D-?печати.
Интересно, что появились заявления о возможности в будущем выпускать по технологии 3D-?печати не только оправы, но и очковые линзы. С подобным прогнозом еще два года назад выступил Эндрю Карп (Andrew Karp), редактор журнала Lenses and Techno­logy – приложения к американскому оптическому журналу 20/20. В августе этого года в своей редакционной статье «Рассмотри возможность линз, напечатанных по технологии 3D»⁷ он пишет, что время производства таких линз уже близко. Основанием для подобной уверенности стало сообщение в журнале Economist, что голландская компания Luxexcel разработала технологию 3D-?печати Printoptical Technology для получения изделий из оптически прозрачного материала точной формы и с очень гладкой поверхностью. Эти изделия могут быть использованы в качестве линз. «Компания Luxexcel уже применила данную технологию для изготовления очков для чтения. Конечно, выпущенные очки уступают по качеству очкам с индивидуально изготовленными корригирующими линзами. Но компания продолжает усовершенствование своей технологии, которая может найти самое разнообразное применение», – приводит цитату из журнала Эндрю Карп. Вполне возможно, считает редактор, что благодаря быстрому росту и усложнению технологии первые напечатанные 3D-?линзы появятся на рынке уже в ближайшие один-?два года.
Еще совсем недавно 3D-?принтеры могли изготавливать лишь достаточно простые предметы с грубой поверхностью, ну а сегодня они с успехом применяются для получения тканей и сосудов человеческого тела. Кроме того, совершенствование технологии 3D-?печати приводит к существенному снижению цен на промышленные и компактные 3D-?принтеры и расходные материалы к ним. Перспектива изготовления очковых и контактных линз по технологии 3D-?печати открывает перед участниками оптического бизнеса новые возможности. Во-?первых, это будет способствовать снижению затрат на производство и материалы, а во-?вторых, приведет к снижению срока исполнения заказов на индивидуальные рецептурные линзы. Эта технология может стать альтернативным способом изготовления линз по индивидуальным заказам в оптической лаборатории. Эндрю Карп вполне допускает возможность печати индивидуальных оправ на домашнем принтере, но считает, что круг пользователей, имеющих к нему доступ, должен быть строго ограничен. Очки с корригирующими линзами являются изделием медицинского назначения и должны подбираться лишь специалистом и строго по рецепту.

УЖЕ НА РЫНКЕ

В Интернете можно найти немало информации о компаниях, уже сегодня изготавливающих оправы методом 3D-?печати. Так, компания Make Eyewear из Техаса (США)⁸ предлагает пользователям очков в режиме онлайн сконструировать свои собственные очки, выбирая из 14 различных форм шести цветов, которые затем можно распечатать на 3D-?принтере. Известно, что в Нидерландах есть оптометрист, который распечатывает очки для покупателей на небольшом 3D-?принтере, причем на каждую оправу наносятся имя и фамилия ее владельца. Американская компания Protos 3D Printed Eyewear начала продажу очков, изготовленных по технологии 3D-?печати, в мае 2010 года. В настоящее время она предлагает заказчикам оправы нескольких вариантов формы и размеров по цене от 399 до 549 долл. США за штуку.⁹

Сконструировать себе очки – предложение от компании Make Eyewear

Австралийская компания Sneaking Duck, которая занимается интернет-?торговлей очками, выпустила в апреле этого года свою первую коллекцию оправ, распечатанных на 3D-?принтере. Представители компании не утверждают, что их очки выглядят абсолютно так же, как изготовленные традиционными методами, но они считают, что эти модели являются началом новой эры. Заказанные очки хорошо садятся на голову покупателя, так как при их заказе указываются не только размеры и форма рамки, но и длина заушников.¹⁰

Немецкая компания Mykita применяет вариант 3D-?печати – технологию лазерного спекания – для выпуска своей линии оправ Mylon из материала майлон на основе полиамида.¹¹ Известный бельгийский дизайнер и оптик Пат­рик Хоэт (Patrick Hoet) в сотрудничестве с инновационной компанией Melotte разработал новую коллекцию очков Hoet Couture из титана, изготовленных по технологии 3D-?печати.¹² Сообщается, что первый вариант напечатанных титановых 3D-?очков может быть поставлен с семью видами линз, и для их заказа необходимо указывать антропометрические данные заказчика. Британская компания Digits2Widgets, занимающаяся 3D-?печатью, начала выпуск с использованием этой технологии моделей новой линии оправ солнцезащитных очков PQ Eyewear для дизайнера Рона Арада (Ron Arad).¹³   

 Модель новой линии Mylon от компании Mykita

 

Модель из коллекции Hoet Couture, cозданной Пат­риком Хоэтом в содружестве с компанией Melotte

 

Модель оправы солнцезащитных очков PQ Eyewear от компании Digits2Widgets

¹ Что такое 3D печать и 3D принтер? // Make-?3D.ru [Сайт]. URL: http://make-?3d.ru/articles/chto-?takoe-?3d-?pechat (дата обращения: 04.09.2014).

² Что такое 3D-?принтер. О грядущей революции в технологиях и производстве // Эхо России [Сайт]. URL: http://www.ehorussia.com/new/node/7701 (дата обращения: 04.09.2014).

³ Kell M. Made to order: Will 3D printed eyewear take over the market? // Mivision [Site]. URL: http://www.mivision.com.au/made-?to-?order-?will-?3d-?printed-?eyewear-? take-?over-?the-?market (дата обращения: 04.09.2014).
⁴ Custom eyewear: The next focal point for 3D printing? // Forbes [Site]. URL http://www.forbes.com/sites/rakeshsharma/2013/09/10/custom-eyewear-the-next-focal-point-for-3d-printing http://www.mivision.com.au/made-? to-order-will-3d-printed-eyewear-take-over-the-market (дата обращения: 04.09.2014).
⁵ Kell M. Ibid. (дата обращения: 04.09.2014).
⁶ Eyewear of the future: 3D printed eyeglasses // The Optical Vision Site [Site]. URL: http://www.theopticalvisionsite.com/eyewear/eyewear-?of-?the-?future-? 3d-?printed-?eyeglasses (дата обращения: 04.09.2014).
⁷ Consider the possibility of 3D-?printed lenses // 20/20 [Site]. URL: http://www.2020mag.com/l-?and-?t/
49167/#sthash.4FRnOIdA.dpuf (дата обращения: 04.09.2014).    

⁸ Сайт компании размещен по адресу www.makeeyewear.com.
⁹ Eyewear 3D printed to fit you // Protos [Site]. URL: http://protoseyewear.com (дата обращения: 04.09.2014).
¹⁰ См.: Sneaking Duck [Site]. URL: https://www.sneakingduck.com (дата обращения: 04.09.2014).
¹¹ 3D printed Mykita Mylon 2012 eyewear collection // www.3ders.org [Site]. URL: http://www.3ders.org/articles/20121113-?3d-?printed-?mykita-?mylon-? 2012-?eyewear-?collection.html (дата обращения: 04.09.2014).
¹² First 3D printed custom titanium eyewear // Microfabricator [Site]. URL: http://microfabricator.com/articles/view/id/527727380681110d7d0001b5/first- ?3d-?printed-?custom-?titanium-?eyewear (дата обращения: 04.09.2014).
¹³ The eyewear is in the printer // The Optical Vision Site [Site]. URL: http://www.theopticalvisionsite.com/
eyewear/the-eyewear-is-in-the-printer (дата обращения: 04.09.2014).

Ольга Щербакова, журнал Веко 8/2014