Formlabs¶

Formlabs — американская компания, специализирующаяся на разработке и производстве настольных 3D-принтеров, работающих по технологии стереолитографии (SLA), а также материалов для них. Основана в 2011 году выпускниками Массачусетского технологического института (MIT). Компания известна тем, что сделала технологию лазерной стереолитографии доступной для малого бизнеса, инженеров и дизайнеров, предложив устройства, которые по качеству печати приближаются к промышленным образцам, но имеют значительно меньшие габариты и стоимость.

¶История

¶Основание и краудфандинг

Компания Formlabs была основана в сентябре 2011 года Максом Лобовски, Дэвидом Крэмом и Надером Эльмути. Идея создания доступного SLA-принтера возникла у Лобовски и Крэма во время их обучения в MIT Media Lab. В 2012 году они запустили кампанию по сбору средств на Kickstarter для своего первого продукта — принтера Form 1. Кампания собрала рекордные на тот момент для 3D-печати 2,95 миллиона долларов, что вызвало огромный интерес.

Однако успех на Kickstarter привел к юридическим проблемам. Патентный тролль (компания, владеющая патентами без намерения их использовать) подал иск о нарушении патентов на технологию стереолитографии. В 2014 году Formlabs урегулировала спор, выплатив отчисления, что позволило продолжить отгрузку принтеров.

¶Развитие и расширение

После выхода на рынок Formlabs быстро развивалась. В 2016 году была выпущена вторая модель — Form 2, которая стала одной из самых популярных настольных SLA-систем в мире. Компания расширила линейку материалов, включив в неё инженерные, стоматологические и ювелирные смолы.

В 2019 году Formlabs представила Form 3 и Form 3L — более крупные и производительные машины, использующие новую технологию Low Force Stereolithography (LFS). В 2021 году вышла бюджетная модель Form 3+, а в 2023 году — флагманская Form 4, которая значительно увеличила скорость печати.

Помимо SLA-принтеров, в 2020 году компания выпустила систему селективного лазерного спекания (SLS) — Fuse 1, предназначенную для печати функциональными нейлоновыми порошками. В 2023 году была представлена система струйной печати (Material Jetting) Formlabs 3D Printer Series 3, ориентированная на высокоточное прототипирование.

¶Технология

¶Low Force Stereolithography (LFS)

Основная технология, используемая в современных принтерах Formlabs (начиная с Form 3), называется Low Force Stereolithography (LFS). В отличие от традиционной SLA, где лазер засвечивает смолу через дно ванны, LFS использует гибкий плёночный лайнер (Tank Film), который отделяется от напечатанного слоя с минимальным усилием. Это позволяет:

• Увеличить скорость печати за счёт сокращения времени на отрыв слоя.
• Улучшить качество поверхности и точность деталей.
• Снизить нагрузку на механизмы, что продлевает срок службы принтера.

¶Процесс печати

Процесс печати на принтерах Formlabs включает следующие этапы:

1. Подготовка модели: Пользователь загружает 3D-модель в фирменное программное обеспечение PreForm, которое автоматически генерирует поддерживающие структуры и оптимизирует расположение деталей на платформе.
2. Печать: Принтер засвечивает слой смолы лазером, после чего платформа поднимается, и процесс повторяется.
3. Постобработка: После завершения печати деталь промывается в изопропиловом спирте (или в специальной промывочной станции Form Wash) для удаления остатков жидкой смолы.
4. Отверждение: Для достижения максимальной прочности и термостойкости деталь помещается в камеру ультрафиолетового отверждения (Form Cure) на заданное время.

¶Продукция

¶3D-принтеры

На 2024 год компания предлагает несколько линеек устройств:

¶Материалы

Formlabs разработала обширную библиотеку фотополимерных смол, разделённых на категории:

• Стандартные: прозрачные, белые, серые, чёрные смолы для общего прототипирования.
• Инженерные: прочные (Tough), жёсткие (Rigid), ударопрочные (Durable), термостойкие (High Temp) — для функциональных испытаний.
• Стоматологические: биосовместимые смолы для зубных протезов, коронок, хирургических шаблонов (например, Dental SG, Dental LT Clear).
• Ювелирные: литьевые смолы (Castable Wax) для создания мастер-моделей, выжигаемых без остатка.
• Медицинские: биосовместимые материалы для хирургических направляющих и слуховых аппаратов.

Для SLS-принтеров Fuse 1+ используются нейлоновые порошки (Nylon 11, Nylon 12, Nylon 12 GF) и гибкие материалы (TPU).

¶Применение

¶Промышленное прототипирование

Formlabs широко используется в машиностроении, авиакосмической и автомобильной промышленности для быстрого создания прототипов деталей, оснастки и инструментов. Инженерные смолы позволяют проводить функциональные тесты без дорогостоящего литья под давлением.

¶Стоматология и медицина

Стоматологический сегмент является одним из ключевых для Formlabs. Принтеры используются для печати:

• Хирургических шаблонов для имплантации.
• Моделей челюстей для ортодонтии.
• Временных коронок и мостов.
• Слуховых аппаратов (индивидуальные ушные вкладыши).

¶Ювелирное дело

Ювелиры применяют Formlabs для печати восковых моделей, которые затем отливаются по выплавляемым моделям. Литьевые смолы обеспечивают чистоту выгорания и точность воспроизведения мелких деталей.

¶Образование и дизайн

Университеты и дизайн-студии используют принтеры компании для обучения студентов, создания макетов, прототипов упаковки и выставочных экспонатов.

¶Критика и ограничения

Несмотря на популярность, продукция Formlabs имеет ряд недостатков:

• Стоимость расходных материалов: Оригинальные картриджи со смолой стоят значительно дороже, чем у конкурентов (например, Anycubic или Elegoo). Компания использует чипы для защиты от использования сторонних материалов.
• Закрытая экосистема: Программное обеспечение PreForm и прошивка принтеров являются проприетарными. Пользователи не могут использовать сторонние слайсеры или модифицировать оборудование.
• Постобработка: Для работы с фотополимерными смолами необходимы дополнительные устройства (промывочная станция, камера отверждения) и расходные материалы (изопропиловый спирт), что увеличивает общую стоимость владения.
• Ограничения по материалам: В отличие от FDM- или SLS-принтеров, SLA-смолы имеют ограниченную прочность на разрыв и ударную вязкость, а также чувствительны к ультрафиолету.

¶Интересные факты

• Первый прототип Form 1 был собран из деталей, напечатанных на дешёвом FDM-принтере MakerBot.
• Компания является одним из крупнейших в мире производителей стоматологических 3D-принтеров — на её долю приходится более 30% рынка настольных SLA-систем в стоматологии.
• В 2022 году Formlabs открыла сервисное бюро по печати на заказ (Formlabs Digital Factory), позволяющее клиентам заказывать детали из любых материалов компании без покупки оборудования.
• Штаб-квартира компании находится в Сомервилле (штат Массачусетс, США), а производственные мощности расположены в США и Германии.

¶Источники

• Официальный сайт компании Formlabs (раздел «О компании» и «Технологии»).
• Интервью с основателями в журнале «3D Printing Industry» (2019).
• Обзор технологии LFS на портале «All3DP».
• Данные отраслевого отчёта «Wohlers Report 2023» (ассоциация Wohlers Associates).
• Статья «Formlabs: The Story of the Desktop SLA Revolution» на сайте «3D Natives».