Концепция | Анализ проекта | Вызовы | Решения | Этапы работы
Лазерная стереолитография – одна из самых распространенных технологий 3D-печати, дающая несомненные преимущества при создании прототипов по сравнению с традиционными способами производства. Посмотрим, как с помощью фотополимерного 3D-принтера компания ProtoFab в короткий срок выполнила сложный проект по созданию высококачественной модели шлема для горнолыжного спорта и сноубординга.
- Модель: горнолыжный шлем Blizzard с дроном
- Материал: фотополимер ProtoFab Formula W
- Технология изготовления: стереолитографическая 3D-печать
- Срок исполнения заказа: 3 дня
- Требования клиента: выделяющиеся линии, равномерная окраска, четкий цветовой контраст, стильный и привлекательный внешний вид в целом
С ProtoFab связался оргкомитет конкурса на лучший промышленный дизайн Cross-Strait Industrial Design Awards с просьбой изготовить прототипы для каждого из конкурсантов. Участникам будет намного проще продемонстрировать свой инновационный и оригинальный дизайн, если они представят на конкурс модели, выполненные с высоким качеством. Создатели горнолыжного шлема связались с ProtoFab и прислали свои чертежи. Они хотели, чтобы в дизайне использовались смелые, обтекаемые линии и чтобы качество отделки было максимально высоким.
![Лазерная стереолитография: прототип шлема](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet00.jpg)
Концепция
Шлем Blizzard («Снежная буря») предназначен, главным образом, для любителей катания на горных лыжах и сноуборде. Занятия такими экстремальными видами спорта предполагают определенный риск и могут приводить к серьезным травмам. Поэтому крайне важно использовать надлежащую экипировку, которая бы обеспечивала повышенную безопасность. Шлем Blizzard снабжен чипом для отслеживания GPS-координат, что может значительно ускорить поиск спортсмена в случае его падения, потери ориентации или схода лавины. Это особенно важно в условиях морозной погоды, характерной для занятий горными лыжами.
В шлем Blizzard также встроена высокоскоростная камера, способная запечатлевать захватывающие моменты с невероятной четкостью и детализацией. Однако самая уникальная особенность шлема – поддержка беспилотного летательного аппарата. Находящийся внутри шлема дрон для видеорегистрации может в любое время вылетать из шлема и возвращаться на место.
Анализ проекта
После получения чертежей от клиента команде ProtoFab нужно было решить, какую технологию выбрать, – ЧПУ-обработку или 3D-печать. Сразу стало очевидно, что лучшим решением будет аддитивное производство. Традиционная ЧПУ-обработка включает в себя тщательный анализ конструкции, программирование, непосредственно обработку на станке и выполнение ряда других сложных и трудоемких задач. Все это обычно ведет к большим затратам. В свою очередь, 3D-печать – процесс намного более простой, позволяющий существенно сократить срок исполнения заказа. И для подобных проектов, где изделие не должно выдерживать большой вес, 3D-печать подходит особенно хорошо.
![Цветовая гамма шлема](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet05.jpg)
Вызовы
Важнейшую роль в проекте играло качество поверхности. Полировку и окраску нужно было выполнить в точном соответствии с видением клиента. В дизайне шлема были использованы несколько выступающих частей и четыре цвета – матовый черный, глянцевый черный, глянцевый оранжевый и стальной серый. Опытная команда ProtoFab столкнулась с определенными сложностями при полировке и обеспечении безупречного контраста между разными цветами.
Решения
Поскольку модель можно было напечатать как цельное изделие, специалистам требовалось лишь откорректировать чертежи в программном обеспечении и добавить необходимые поддержки. Применение поддерживающих структур обеспечивает устойчивость изделия во время печати и предотвращает возможные деформации. Кроме того, всю модель можно напечатать за одну сессию, без необходимости разбивать ее на части.
По завершении печати модель была аккуратно извлечена из 3D-принтера и промыта спиртом. Это позволило удалить любые остатки жидкого материала, которые могли оставаться в шлеме после печати. Следующий этап – удаление поддержек – требует особой аккуратности, чтобы не нанести модели никаких повреждений. Ниже показан вид изделия после отделения всех поддерживающих структур.
![Постобработка прототипа](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet01.jpg)
Напечатанный объект может быть немного шероховатым и иметь заметные поверхностные дефекты. Специалисты ProtoFab выполнили шлифование модели, начав с крупнозернистой наждачной бумаги (400) и постепенно перейдя к мелкозернистой (1500). Особую проблему представляла полировка – из-за сложной фактуры поверхности на верхней стороне шлема. Нанесение краски также потребовало особой аккуратности. Для того чтобы обеспечить абсолютно равномерное покрытие, было выполнено три отдельных цикла полировки и окраски.
![Шлифование изделия после 3d печати](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet04.jpg)
Нанесение верхнего слоя
Для получения необходимого клиенту внешнего вида важно было правильно подобрать цвет краски. Команде ProtoFab потребовалось использовать весь свой опыт, чтобы обеспечить безупречно четкое разделение цветов и абсолютно равномерные оттенки. На одном из фото ниже показано, как производилась сверка краски с картой эталонных оттенков, предоставленной клиентом.
![Подбор оттенков для 3D печати](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet03.jpg)
Правильный подбор цвета требует терпения и большой внимательности. В данном случае было крайне важно, чтобы окончательный цвет точно соответствовал требованиям клиента.
![Окраска прототипа](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet36.jpg)
Лакировка и чистовая полировка
В соответствии с заданием, шлем был покрыт лаком для придания ему необходимого блеска.
После высыхания лака оставалось лишь еще раз отполировать шлем, чтобы обеспечить максимально привлекательный внешний вид.
![Полировка модели, напечатанной на 3D принтере](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet06.jpg)
Сборка
![Сборка](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet07.jpg)
Готовая модель
![Готовая модель шлема, созданная на 3D принтере ProtoFab](https://iqb.ru/hubfs/POSTS/2019.05.23%20Protofab-helmet-case/helmet08.jpg)
Проект был выполнен за три дня, и команда ProtoFab осталась очень довольна полученным результатом. Когда шлем был показан клиенту, он также выразил полную удовлетворенность, особенно оценив цвета и качество отделки.
Материал предоставлен компанией ProtoFab
Узнать подробности о решениях ProtoFab и заказать тестовую печать вы можете здесь
Статья опубликована 22.05.2019 , обновлена 14.05.2021