Что такое 3D-ручка и зачем она нужна?

Что такое 3D-ручка?

Все просто! 3D-ручка — это ручка, которая позволяет «писать» в трех измерениях. По сути, она представляет собой миниатюрный и очень дешевый 3D-принтер.

Пока что они встречаются не очень часто, так что в реальной жизни вы наверняка такую ручку еще не видели. Можно описать ее и как обычный клеевой пистолет, который имеет уменьшенный корпус и испускает клей разных цветов. Но 3D-ручка не склеивает — с ее помощью нужно рисовать объемные фигуры.

Еще можно представить себе процесс рисования простейших человечков на обычной бумаге. Но 3D-ручка позволяет создавать фигурки, которые могут стоять сами по себе. Отличный инструмент как для любительской, так и для профессиональной скульптуры!

Как ее изобрели?

3D-принтеры за многие годы существования стали не только компактнее, но и гораздо дешевле, чем самые первые модели. Но 3D-принтер — это все еще серьезное вложение денег, которое вдобавок к этому требует использования компьютера и специального программного обеспечения. Короче говоря, быстрый объемный эскиз с его помощью сделать нельзя. Кроме того, 3D-принтер любой сложности вряд ли можно назвать игрушкой для ребенка. Для этого и была придумана 3D-ручка!

Первую такую ручку придумали Питер Дилворт, Максвелл Бог и Дэниэл Коуэн. Они занимались печатью на своем 3D-принтере, но очередная неудача из-за сложности процесса заставила их задуматься о том, как его можно упростить. В 2013 году они начали продажи девайса, который назвали 3Doodler, и дали начало целой категории гаджетов.

Как работают 3D-ручки?

Принцип, который позволяет 3D-ручкам работать, будет понятен каждому. Они используют тепло, чтобы разогревать и плавить пластик, который пропускается через специальную камеру. Температура может быть разной — все зависит от конкретных материалов. После плавки пластик выдавливается через небольшое сопло экструдера, а владелец ручки (еще его можно назвать «дудлером») все это время движет ей, в реальном времени создавая 3D-фигуры. Вне ручки жидкий пластик (относительно) быстро застывает и становится твердым, удерживая форму.

Для использования с 3D-ручками подходит несколько типов пластика — акрилонитрил бутадиен стирол (АБС-пластик), полилактид (PLA-пластик), поливиниловый спирт (PVA-пластик), полиамид (нейлон), стекловолоконные полимеры, поликарбонат, поликапролактон (PCL) и полиэтилен высокой плотности (HDPE). ABS- и PLA-пластики — популярнее всего.

ABS

Пластик этого типа очень распространен в производстве благодаря низкой стоимости и относительно высокой прочности. К примеру, из него делают не только детали конструктора LEGO, но и запчасти для мотоциклов и велосипедов. Найти его в продаже в сыром виде тоже очень просто.

Главный недостаток ABS — высокая температура плавления, которая составляет от 210 до 250 градусов по шкале Цельсия. К счастью, даже компактные современные 3D-ручки способны достигать такой температуры в камере, но при этом в воздух выделяется много вредных веществ — использовать такой пластик обязательно нужно в хорошо проветриваемых помещениях или хотя бы с плотной маской, иначе можно заработать проблемы с легкими и другими органами.

PLA

Этот пластик получают из... еды! Например, из кукурузы, картофеля или сахарного тростника. Благодаря этому PLA не так сильно загрязняет окружающую среду. Кроме того, при нагреве (до 160-220 градусов) он не испускает вредных веществ в воздух вокруг — наоборот, запах плавящегося PLA напоминает запах блинов на сковородке.

Недостатки у PLA, конечно, тоже есть. Так, застывает он куда дольше, чем ABS — если вы хотите «нарисовать» что-то очень сложное и мелкое, придется использовать дополнительное оборудование для охлаждения. Кроме того, изделия из PLA более хрупкие, чем изделия из ABS.

PCL

Это биоразлагаемый полиэфир, который начали применять в 3D-ручках относительно недавно. Плавится PCL при очень низкой температуре всего в 60-90 градусов. Это позволяет использовать его в мелких ручках с аккумуляторами, которым не нужно постоянное подключение к сети. Естественно, безопасность работы с этим пластиком тоже на высоте — на выходе из сопла температура обычно составляет около 50 градусов, так что он не навредит даже ребенку.

Главный недостаток PCL — высокая стоимость в сравнении с ABS и PLA. Кроме того, фигурки из PCL размякают даже в горячей воде, что делает не самыми долговечными.

Типы 3D-ручек

Для начала стоит отметить, что все 3D-ручки делятся на «горячие» и «холодные».

«Горячие» 3D-ручки используют уже описанный выше принцип работы — они нагревают сырой пластик в виде нити, а затем подают его на выход через сопло. Главный плюс «горячих» моделей — огромный выбор из десятков и сотен разных ручек, которые отличаются и важными характеристиками, и дизайном, и формой. Подобрать подходящую именно вам будет гораздо проще.

Кроме того, пластик для «горячих» ручек (ABS, PLA, PCL) найти в продаже куда проще, а сам он дешевле. Да и сами по себе они дешевле, чем «холодные». Фигурки, созданные с их помощью, получаются прочнее и ярче.

С другой стороны, обращаться с «горячими» моделями нужно предельно аккуратно — если речь идет о пластике, который на выходе из сопла нагрет до температуры выше 50-60 градусов, то обжечься им очень даже просто. Многое, впрочем, зависит от конкретной ручки и мер безопасности, которые принял производитель.

Также ручки, которые сильно нагревают пластик, часто нуждаются в подключении к розетке или USB-порту. Это может стать проблемой в процессе «рисования».

«Холодные» 3D-ручки — относительно свежая разработка. В продаже они пока встречаются редко. Вместо обычного пластика они используют фотополимеры, которые застывают после воздействия ультрафиолетового излучения. Такие ручки имеют особые ультрафиолетовые светодиоды, которые и отвечают за обработку материала.

Главное их преимущество очевидно — обжечься не выйдет, так как температура просто не поднимается достаточно высоко. Идеальный вариант для ребенка! Кроме того, никаких проводов не понадобится — «холодные» ручки довольствуются встроенным аккумулятором, который заряжается от USB и может проработать несколько часов.

Фотополимеры хоть и дороже, чем обычный пластик вроде ABS, но предлагают очень широкий выбор цветов. В продаже можно найти светящиеся в темноте и меняющие свой цвет варианты.

Недостатки «холодных» 3D-ручек — увеличенные размеры (из-за встроенной батареи), хрупкость фигурок, более тусклые цвета и, конечно же, высокая стоимость.

На что обратить внимание при покупке?

В первую очередь обратите внимание на типы пластика, с которыми может работать ручка. Сможете ли вы без особых проблем купить его? Использовать ручки с теми типами пластика, для которых они не создавались, крайне не рекомендуется.

Также стоит держать в уме диаметр нити пластика. Его тоже нужно будет учитывать при покупке материала. В основном это 1.75 мм (для ABS и PLA), но иногда диаметр может достигать и больших значений.

Учитывайте форму и габариты выбранной ручки. Удобно ли будет ее держать? А что насчет вашего ребенка (если вы покупаете ручку в том числе и для него)? Отметим, что многие производители выпускают модели и для правшей, и для левшей.

Наличие дисплея — практически необходимое условие для покупки. Лучше, если это будет OLED-дисплей, а не LCD-панель — OLED просто ярче. На дисплее отображаются два важнейших показателя режима работы — температура нагрева и скорость подачи пластика.

Возможность настройки скорости подачи пластика влияет на детальность фигурок, которой вам удастся достичь. Лучше всего, если скоростей у ручки 7-9.

Сопла 3D-ручек производят из металла и керамики. Рекомендуем выбирать модели с металлическим соплом — оно более долговечно. Чем меньше диаметр сопла, тем интереснее можно создавать объемные «рисунки».

Вердикт

Итак, если вы хотите просто развлечься со своим ребенком, подобрать себе новое хобби или всерьез заняться искусством, то 3D-ручка здорово поможет в обоих случаях. Выбрать ее не слишком сложно — вся необходимая базовая информация есть в этой статье.

Да, 3D-принтер куда функциональнее и может создавать более прочные и сложные предметы, которые даже можно использовать в быту, тогда как 3D-ручка обычно ограничена хоть и красивыми, но хрупкими объектами. Но стоимость и сложность в использовании такой ручки во много раз ниже.

Остается только пожелать вам успехов на новом поприще — ошибок будет много, но и результаты в итоге будут просто феноменальными! Главное — не бросать начатое на полпути.