Услуги фотополимерной 3D‑печати: опыт TWIZE | Прототип корпуса прибора | Элементы корпуса РЭА | Автомобильные фары | Восстановление сломанного фильтра бассейна | Производство части гидравлической системы бассейна | Декоративный барельеф | Мастер‑модель игрового персонажа | Прототип бритвенного станка | Заглушка для лампы | Закажите услуги SLA‑печати
Если вы планируете пользоваться услугами 3D‑печати или развивать это направление как бизнес, самой универсальной и выгодной аддитивной технологией будет лазерная стереолитография, считает Дмитрий Подковыров, руководитель центра быстрого прототипирования TWIZE. 3D-печать прототипов, макетов и функциональных изделий из фотополимеров (SLA‑технология) может ускорить процесс разработки и производства продукта в несколько раз. При этом важно понимать, что успех провайдера 3D‑услуг основан на целом комплексе предоставляемых решений.
Дмитрий работает в 3D‑индустрии уже восемь лет. Возглавляемая им компания представляет собой стабильный и успешный московский бизнес – достаточно сказать, что аддитивные установки работают здесь круглосуточно и без выходных. Заказчики у TWIZE есть не только в столице, но и в регионах, и даже в дальнем зарубежье.
Руководитель TWIZE ответил на наши вопросы и рассказал о практическом опыте применения SLA‑печати, благодаря которым компания помогает своим клиентам экономить.
– Почему 3D‑услуги должны работать в комплексе?
– Само наличие 3D‑принтера на любом из производств не является панацеей, решением всех проблем. Нет такой аддитивной технологии, которая бы заменила классические методы. С точки зрения бизнеса 3D-печать выгодна как отличное дополнение к традиционному производственному процессу.
Я хотел бы привести в пример китайскую компанию ProtoFab, у которой мы приобрели промышленный SLA‑принтер. Специалисты TWIZE и iQB Technologies провели на их производстве две недели. ProtoFab не только производит аддитивные установки, но и располагает центром 3D‑услуг. В нем есть и принтеры, и сканеры, производится фрезерование, вакуумная формовка, лазерная гравировка, покраска и многое другое. Таким образом, заказ выполняется целиком под ключ. При таком оснащении получается максимальная отдача.
Спектр услуг должен быть максимально широким, ведь зачастую заказчику выгоднее отдать целый комплекс работ в руки одного подрядчика. Если бы TWIZE занималась только 3D‑печатью, то не стала бы настолько успешной компанией. Наш парк оборудования включает 3D‑принтеры на базе нескольких технологий, а также различные виды 3D‑сканеров, способных решать любые задачи трехмерных измерений. Также есть отдел инженеров, который занимается 3D‑моделированием – обработкой данных сканирования и подготовкой к аддитивному производству.
– Есть ли особенности в вашем подходе к клиентам?
– Мы всегда стараемся выполнять заказы быстро и качественно, погружаемся с клиентами в их задачи. Когда к нам поступает запрос (например, прислали файл на печать из определенного материала), мы выясняем, где это будет использоваться, какая задача решается, что дальше будет происходить с этой деталью. Многие, обратившись к нам впервые, становятся постоянными заказчиками.
– Каковы ключевые задачи SLA‑печати, которые вы решаете для заказчиков?
– Главные направления работ – это:
-
корпусирование (машиностроение, электротехника);
-
промышленный дизайн;
-
изготовление мастер‑моделей для литья в силикон и вакуумной формовки;
-
проверка изделий на собираемость;
-
мелкосерийное производство;
-
создание эксклюзивной сувенирной продукции.
– Расскажите о плюсах и минусах фотополимерной 3D-печати.
– Начнем с преимуществ. Во‑первых, аддитивная технология экономически выгодна при изготовлении единичных деталей и малых серий (от 1 до 30 штук). На любом производстве производительность вырастает в разы, и вы сразу оцените экономическую выгоду 3D-принтера.
Во‑вторых, нет ограничений по габаритам, толщине стенки и другим параметрам, в отличие, скажем, от пресс‑форм. Мы можем напечатать изделие с толщиной стенки 0,1 мм. Можно дополнительно удешевить производство, если сделать деталь пустотелой. Если при этом важна прочность, внутри пустотелого объекта можно построить структуру.
В‑третьих, изделие, выращенное в стереолитографическом 3D‑принтере, полностью готово и не требует постобработки, в отличие от пресс‑форм. Напечатали, вставили в сборку, проверили на собираемость, попробовали использовать как функциональную модель. Всем моделям, которые мы производим на нашей SLA‑машине, можно дополнительно придавать какую‑то финализацию, если необходимо, – шкурить, красить, даже фрезеровать. Но, как правило, это готовый к использованию продукт.
Из недостатков SLA‑печати упомяну два момента.
Механические свойства детали нужно проверять и тестировать. Нам нередко приходят запросы: выдержит ли материал в определенной среде, при определенной нагрузке? Поэтому надо тестировать фотополимер, подбирать его свойства. Мы можем выполнить печать на щадящих для клиента условиях, чтобы он протестировал наш материал непосредственно на своем производстве.
Глобальный минус SLA‑технологии – усадка. Чем больше деталь, тем усадка будет больше. Но с этой проблемой можно бороться, и у нас есть наработанный опыт: усадку можно минимизировать, грамотно строя поддержки и располагая детали на платформе построения.
Эксперты iQB Technologies рекомендуют статью 17 советов по 3D‑печати фотополимерами
– Каковы возможности фотополимерного 3D‑принтера ProtoFab, который вы используете?
– Установка промышленного класса ProtoFab SLA600 DLC у нас работает более двух с половиной лет. Машина имеет камеру построения 600 х 600 х 400 мм и обеспечивает печать моделей с толщиной слоя от 0,05 до 0,25 мм (в среднем – 0,1 мм). ProtoFab предлагает большой выбор фотополимеров с разнообразными свойствами, включая прочные, прозрачные, термостойкие и т.п.
За то время, что принтер находится у нас, мы разобрались со всеми техническими нюансами, всеми сложностями его настройки, эксплуатации и обслуживания. Заказы нам поступают самые разные, требующие разных подходов, и специалисты TWIZE ежедневно наращивают свои компетенции. У нас налажена коммуникация с нашими китайскими коллегами, мы с ними буквально через день общаемся по необходимым вопросам. Этим опытом мы готовы делиться со всеми, кто интересуется приобретением принтера или заказом услуг.
Кстати, я регулярно провожу исследования конкурентов, и могу сказать, что в России не так много провайдеров услуг, имеющих настолько большую SLA-машину.
По нашей просьбе Дмитрий Подковыров отобрал и прокомментировал несколько типичных проектов, выполненных компанией TWIZE на фотополимерном 3D‑принтере.
Прототип корпуса для прибора «Луч»
-
Заказчик: АО «Пермская научно‑производственная приборостроительная компания»
-
Задачи: проверка размещения внутренних узлов, оценка промышленного дизайна, демонстрация проекта руководству и инвесторам
-
Время печати: 36 часов
-
Стоимость работ: вдвое дешевле, чем при использовании традиционных технологий
Это наш постоянный клиент – практически ежемесячно получаем от него заказы на печать прототипов. Данная деталь довольно крупная, в длину примерно 30 см. Поскольку у ProtoFab SLA600 DLC большая камера построения, в ней можно за один сеанс напечатать несколько моделей. Запускаем принтер вечером – и заказ может быть готов уже на следующий день. Если требуется напечатать крупногабаритный объект, загружаем принтер на выходные в составе других заказов.
Элементы корпуса РЭА
-
Задача: произвести различные элементы корпуса радиоэлектронной аппаратуры
-
Толщина слоя печати: 0,1 мм
-
Время печати: 7 часов
-
Результат работы: рабочие прототипы деталей, также пригодные для литья в силикон
Необходимо было создать рабочий прототип – сборку корпуса со всеми внутренними деталями – и проверить на собираемость. Мы получили файлы, распечатали модели, затем клиент доработал конструкцию и заказал повторную печать.
Прототипирование корпусов РЭА – этап опытно-конструкторских работ, который необходим при проектировании нового изделия. Классический способ – фрезерование корпуса из цельной заготовки – имеет низкий коэффициент использования материала, следовательно, печать по SLA‑технологии обходится дешевле.
Автомобильные фары
-
Задача: создание корпуса фары автомобиля с внешней крепежной рамкой в максимально короткие сроки
-
Габариты объекта: 550 х 380 х 260 мм
-
Толщина слоя печати: 0,1 мм
-
Время печати: 5 часов
-
Результат: готовая модель из фотополимерного пластика
Изготовление автокомпонентов, в том числе для воссоздания запчастей, для тюнинга – это очень перспективный рынок для фотополимерной 3D‑печати. Например, у компании ProtoFab детали для автомобильной промышленности составляют львиную долю всех заказов. Хочу также обратить ваше внимание, что благодаря большому размеру платформы построения за один пятичасовой сеанс печати были выращены сразу две фары.
Восстановление сломанного фильтра бассейна
-
Задача: отсканировать уцелевшие части фильтра, произвести сборку и реверс‑инжиниринг, выполнить 3D‑печать детали из белого фотополимера
-
Толщина слоя печати: 0,1 мм
-
Время печати: 4 часа
-
Результат работы: исправный фильтр для бассейна
-
Стоимость работ: обе напечатанные детали стоили на 35% меньше, чем один новый фильтр
Изначально клиент обратился с задачей восстановить поврежденный фильтр, не зная, что у нас есть 3D‑принтеры. Мы отсканировали деталь с помощью Creaform HandySCAN 700, создали 3D‑модель и предложили напечатать. При этом мы оптимизировали фильтр, увеличив часть для посадки шланга, чтобы захват был лучше. Этот пример показывает, насколько выгодно изготавливать даже штучные утраченные детали с помощью 3D‑печати.
Производство части гидравлической системы бассейна, неоднократно подвергавшейся ремонту
-
Задача: провести 3D‑сканирование оригинальной детали, построить твердотельную 3D‑модель; оптимизировать изделие; напечатать готовую к использованию деталь из фотополимера
-
Габариты объекта: 197 х 532 х 338 мм
-
Толщина слоя печати: 0,1 мм
-
Время печати: 6 часов
-
Результат работы: два рабочих элемента гидравлической системы бассейна с нанесенными элементами жесткости
Еще один пример воссоздания изношенного компонента для бассейна. И вновь мы видим потребность в комплексе услуг: 3D‑сканирование оригинальной детали, построение трехмерной модели и модификация конструкции средствами 3D‑моделирования с целью сделать изделие более устойчивым к ударам и износу.
Декоративный барельеф
-
Задача: произвести элемент объемного барельефа для литья гипса через силикон с помощью 3D‑печати из белого фотополимера Formula W
-
Толщина слоя печати: 0,1 мм
-
Габариты объекта: 280 х 144 х 64 мм
-
Время печати: 8 часов
-
Результат работы: мастер‑модель, пригодная для создания силиконовой формы для получения гипсовой копии
Стереолитография прекрасно подходит для всего, что касается вакуумной формовки и литья в силикон. У нас много клиентов, для которых мы выступаем основными партнерами. Они во многих своих потребностях ушли от традиционных методов и заказывают изготовление мастер-модели на 3D-принтере. Почему? Форму, которую вы видите, можно напечатать как корку, внутри она будет пустотелая. Получается экономически выгодно и быстро, в том числе за счет того, что не требуется обработка.
Мастер-модель игрового персонажа
-
Задача: 3D‑печать эксклюзивных штучных сувенирных фигур персонажей из белого фотополимера (Formula W, серия ABS-LIKE)
-
Высота объекта: 17 см
-
Время печати: 13 часов
-
Результат работы: мастер‑модель для последующей отливки
Раньше производители сувениров печатали свою продукцию из гипса. Кстати, у нас есть две гипсовых аддитивных установки, которые печатают сразу цветом. Гипс – материал очень хрупкий, сувенир легко сломать, на него сложно что‑то наклеить. Сейчас все перешли на фотополимеры. Помимо прочности, SLA‑принтер обеспечивает превосходную детализацию – пропечатываются все мелкие детали, и не требуется постобработка. Изделие остается только покрасить, и смотрится оно всегда великолепно. Эта фигурка напечатана пустотелой, но если нужно увеличить вес, прочность, корку можно залить монтажной пеной, эпоксидной смолой и т.д.
Прототип бритвенного станка
-
Заказчик: промышленный дизайнер
-
Задача: изготовление прототипа будущего изделия на SLA‑принтере из белого фотополимера
-
Время печати: 4,5 часа
Все больше клиентов у нас появляется в сфере промышленного дизайна, где есть запрос на быстрое прототипирование. К нам приходят с зарисовками, с готовыми деталями – мы можем их отсканировать, создать 3D‑модели, внести любые изменения в соответствии с пожеланиями заказчика. Среди таких клиентов – дизайнерские бюро и производители, специализирующиеся по мебели, мебельной фурнитуре, интерьерам, индивидуальному декору. Для них мы печатаем либо формы для литья в силикон, либо готовые функциональные изделия. Данный проект мы сделали для одной крупной компании, которая занимается изготовлением одноразовых бритвенных станков.
Заглушка для лампы
-
Задача: изготовление заглушки для лампы путем 3D‑печати из белого фотополимера
-
Этапы работ: 3D-сканирование, создание твердотельной модели по техзаданию от промышленного дизайнера заказчика, аддитивное производство тиражом 30 шт.
А вот пример проекта для заказчика, который не производит, а продает – в данном случае световые приборы. Компания отдельно заказывает лампы, отдельно – аксессуары. Мы отсканировали торец, сделали 3D‑модель, нанесли надписи, напечатали функциональный объект. Изделие покрасят и будут использовать в продаже, в комплектации с лампами. Число таких клиентов также растет.
«Приходите к нам, для начала просто попробовать», – приглашает к сотрудничеству Дмитрий Подковыров. Вы можете посетить центр прототипирования TWIZE в Москве или ознакомиться с его возможностями онлайн, заказать тестовые услуги 3D‑печати или 3D‑сканирования и обсудить пути выгодного решения ваших производственных задач.
Статья опубликована 08.04.2022 , обновлена 30.11.2023
