Продолжаем нашу серию статей. В первой части мы рассказали о том, что такое 3D-ферма, для кого и зачем она нужна. А в этой части поговорим о самом интересном - о практических моментах создания 3D-фермы, что важно учесть, и какие действия необходимо произвести, чтобы создать действительно успешную 3D-ферму.
На что обратить внимание перед покупкой 3D-принтеров
Скорее всего, вы уже знаете, что будете печатать, и это является преимуществом, поскольку вы можете подобрать 3D-принтер для производства именно этих деталей.
Материалы
Определитесь, из каких материалов будут печататься ваши изделия. Когда речь идет о FDM 3D-печати с использованием филаментов, вам нужно подумать, нужен ли вам принтер с высокотемпературным экструдером, способным работать с отдельными инженерными материалами, такими как нейлон, усиленный углеродными нитями или материалами с металлической составляющей.
Степень сложности
Если ваши детали имеют сложную конструкцию, требующую поддержек, 3D-принтер с двойным экструдером сможет печатать основной элемент и поддержки одновременно. Поддержки из растворимого материала проще удаляются, чем поддержки из основного материала. Но для этого необходимо специальное оборудование.
Размер
Какого размера ваши модели и какое количество нужно напечатать за один раз? Существует два подхода к определению производительности. Подход "одна деталь на принтер" дает возможность отменить неудачную печать без лишних потерь времени и материала. Если вы печатаете сразу несколько деталей на принтере с большой областью построения, вы рискуете потерять все эти детали, если произойдет какая-либо ошибка печати. С другой стороны, большая область печати может позволить вам печатать сразу множество деталей за один раз для достижения максимальной эффективности.
Финансовые вложения
Можно рассмотреть разные вариации оборудования для 3D-ферм. К примеру, 1-ый вариант – ферма, состоящая из 50 принтеров за 50000 руб. 2-ой вариант - ферма с 8 принтерами стоимостью 300 000 руб. При одинаковых общих вложениях первый вариант имеет встроенные резервы, но, скорее всего, обойдется дороже в плане трудозатрат и запасных частей. Второй вариант более эффективен, но и более затратен, если хоть один из 8-ми принтеров выполнит печать с ошибкой, это приведет к порче нескольких деталей. 3D-фермы поддаются расширению, и нередко приходится начинать с 5, затем переходить к 10, потом к 40. Тем не менее, компании придерживаются своего бизнес-плана по объемам производства и вкладывают средства в то количество машин, которое позволит производить необходимые им детали в нужном объеме.
Стоит ли покупать 3D-принтеры одного бренда?
Должны ли все принтеры на вашем производстве быть одной марки и модели? У подхода, основанного на использовании одного бренда, есть определенные преимущества: наличие запасных частей, предсказуемость скорости и качества, а также обучение персонала работе с одним оборудованием и интерфейсом. Кроме того, есть преимущество резервирования - наличие нескольких одинаковых принтеров в резерве на случай, если часть принтеров выйдут из строя или потребуют обслуживания.
Однако есть аргументы и в пользу использования различных принтеров. Это позволяет разнообразить материалы и технические характеристики. Вы можете выпускать расширенный ассортимент продукции с различными характеристиками, например, разного размера, разрешения, цвета или материала.
Где разместить 3D-ферму
Ферма, состоящая более чем из 10 3D-принтеров, должна располагаться в коммерческом помещении по нескольким причинам:
Энергопотребление
Хотя 3D-принтеры не так требовательны к электропитанию, как другие виды производственного оборудования, нужно рассчитать необходимую мощность (плюс прирост) и подключить помещение под 3D-ферму надлежащим образом - перебои с электричеством обойдутся недешево.
Испарения и температурный режим
Любой 3D-принтер должен находиться в хорошо проветриваемом помещении, а для фермы 3D-печати это еще более важно. Необходимо ознакомиться с действующими в вашем регионе стандартами и правилами безопасности, когда речь идет об испарениях и противопожарной защите. Несмотря на то, что это может быть не совсем необходимо, подумайте о системе фильтрации воздуха, чтобы обеспечить безопасную рабочую среду для себя и персонала.
Температура в помещении
Температура может быть очень высокой в зависимости от того, что вы печатаете, и это может служить преимуществом, но она не должна становится настолько высокой, чтобы повлиять на производительность печати. Убедитесь, что температура постоянна и контролируема. Партия деталей, напечатанная в более жарком помещении, может заметно отличаться качеством от партии, изготовленной при нормальной температуре.
Размер помещения
Если вы планируете расширять масштабы производства, арендуйте достаточно большое помещение. Неиспользуемое пока пространство можно оптимизировать для хранения. Что бы вы ни печатали на 3D-принтере, вам понадобится место для станций постобработки, дополнительного оборудования, хранения, упаковки, отгрузки, сбора отходов, а также офисных помещений.
Когда речь идет о складском помещении, обеспечьте правильное хранение материалов для 3D-печати, чтобы предотвратить загрязнение или разрушение филамента из-за влаги. Удобно использовать герметичные боксы или сушильные камеры для пластика с контролем влажности.
В помещении систематизируйте принтеры в зависимости от того, как они будут использоваться: по материалу, размеру или другому фактору, характерному для вашего рабочего процесса.
Техническое обслуживание
Старайтесь не допускать поломок оборудования. Составьте график обслуживания, включающий чистку, осмотр, смазку деталей, замену деталей и обновление программного обеспечения, а еще лучше - приобретите программное обеспечение, которое будет делать это за вас. Ведите подробный журнал всех работ по техническому обслуживанию и отключениям, чтобы выявить проблемное оборудование или распространенные поломки, которые можно было бы предотвратить с помощью профилактического обслуживания.
График печати
Каждый принтер на вашей 3D-ферме приносит прибыль вашему бизнесу только тогда, когда он работает. Эксплуатационные расходы растут с каждым часом простоя принтера, поэтому очень важно не допускать простоя путем грамотного планирования заданий на печать.
С самого первого дня стоит сосредоточиться на организации и рабочем процессе. Важно создать систему контроля заданий печати, обслуживания оборудования и управления запасами материалов для печати. Хорошо организованную 3D-ферму легко расширить и адаптировать к растущим требованиям производства.
Использование программного обеспечения для планирования работы принтеров на 3D-ферме значительно упрощает эту задачу. Если вы не будете эффективно планировать работу, вы можете столкнуться с проблемами на производстве и создать поспешные графики, которые приведут к нехватке времени для проверки качества.
Основные советы по планированию работы:
-
Правильно определяйте продолжительность печати каждого заказа
-
Размещайте небольшие заказы между более длительными, чтобы максимально эффективно использовать принтер
-
Планируйте продолжительные задачи на ночь
-
Предусмотрите механизм определения приоритетности срочных заданий
-
Группируйте однотипные задания, чтобы свести к минимуму замену материалов и настройку принтера
-
Рассчитывайте расход материалов, чтобы не допустить их нехватки
-
Имейте резервный принтер или план действий на случай сбоя оборудования
- Ведите журналы фактической производительности вашей 3D-фермы, чтобы выявить закономерности и оптимизировать будущее планирование
Выбор программного обеспечения для управления 3D-Фермой
Если вы печатаете на одном 3D-принтере, то для него подойдет такая схема работы: скопировать STL-файл на SD-карту, загрузить его в принтер, проверить наличие филамента и размер сопла, настроить параметры печати. Для 3D-фермы такая схема не подойдет.
С помощью программного обеспечения и автоматизации можно устранить все лишние действия и потенциальные ошибки. Принтеры — это машины. Нет причин выключать их в конце рабочего дня. Стремитесь к круглосуточной 3D-печати, которую можно контролировать и отслеживать с помощью централизованного мониторинга на телефоне или компьютере.
На рынке появляется все больше программного обеспечения для 3D-ферм, предлагающего множество функций, идеально подходящих как для начинающих ферм, так и для крупных производителей с несколькими производствами. Только учтите, что для подключения 3D-принтера к любому типу программного обеспечения для 3D-фермы он должен быть оснащен Wi-Fi или иметь возможность подключения USB-кабеля, однако не каждое «фермерское» программное решение подойдет для любого принтера.
Варианты ПО и их возможности
AutoFarm от 3DQue позволяет операторам управлять и контролировать десятки, сотни или тысячи принтеров с единой панели управления. Система также имеет функцию автоматического снятия деталей (с учетом дополнительного оборудования (например, роботизированной руки) и возможность контроля результатов и их фиксации, а также оповещения на мобильный телефон в режиме реального времени.
SimplyPrint — это очередь печати, которая отслеживает, сколько файлов уже было напечатано и сколько еще нужно напечатать. Вы можете запустить одну и ту же печать на нескольких разных машинах одновременно и включить функцию непрерывной печати, чтобы программа автоматически запускала следующую печать. Вы можете хранить все свои цифровые файлы в облаке и делиться папками с коллегами.
Персонализированное ПО
Крупные производители 3D-оборудования предлагают программное обеспечение собственной разработки с учетом максимально эффективного использования всех возможностей их 3D-принтеров.
Производитель Raise3D - один из первых ввел термин «экосистема» и всегда разрабатывал свои продукты с учетом возможности организации печатной 3D-фермы.
Сегодня они предлагают собственное ПО ideaMaker и облачную платформу RaiseCloud для мониторинга и управления печатью с неограниченным количеством пользователей, принтеров и задач печати. А также ряд автоматизированных функций, открытую платформу для работы с материалами и учет корпоративных стандартов безопасности, таких как шифрование для принтеров, высокопроизводительный брандмауэр сервера AWS, аутентификация ключей для передачи файлов и пр.
В заключительной части нашей трилогии мы рассмотрим примеры функционирующих 3D-ферм в условиях российского и зарубежного рынка.