Сразу хочется сказать о том, что на сегодняшний день 3D-принтер – это не производственное оборудование, а оборудование, скорее подходящее для прототипирования. Но тем не менее, в некоторых случаях, когда требуется изготовление небольших изделий в количестве до 1000 штук в месяц, 3D-принтер или, что еще лучше, несколько 3D-принтеров могут справиться с этой задачей более эффективно.
Итак, рассмотрим это направление более подробно.
Когда речь заходит о 3D-печати, нужно начинать с создания модели. Не всегда у производственных компаний есть 3D-модель изделия, которое им нужно напечатать, зачастую оно существует только в виде чертежа. В этом случае нужно привлечь специалиста, который сможет по чертежу создать 3D-модель или можно использовать 3D-сканер. Но даже модель, получаемая после сканирования, нуждается в дополнительной обработке, а для этого необходимо обладать хотя бы базовыми знаниями по работе с 3D-графикой. Когда 3D-модель уже создана можно провести оценку эффективности использования 3D-принтеров для печати мелкосерийной партии.
Прежде всего, надо напечатать деталь, чтобы оценить сложность и время, которое затрачивается на изготовление 1 шт. Также после печати будет понятен вес модели, это позволит правильно оценить себестоимость получаемого изделия, а также провести испытание детали по месту ее использования. Подходит ли она под ваши задачи по параметрам: внешнего вида, прочности, износостойкости, возможности нахождения в той среде, где деталь будет использоваться, способности выдерживать высокие или низкие температуры, если это необходимо и т.д. Зачастую стоит сделать несколько отпечатков разными видами пластика или фотополимерных смол для сравнения.
Когда мы говорим о мелкосерийном производстве, всегда есть выбор между фотополимерным принтером и классическим FDM-принтером, печатающим пластиковой нитью. Выбирая между этими технологиями, стоит учитывать следующие факторы, стоимость пластиковой нити в среднем в 3-5 раз ниже, чем фотополимерной смолы. При этом печать одной модели или 10 моделей в фотополимерном принтере занимает одно и тоже время, что дает ему существенное преимущество в производительности. Еще одним важным фактором будет являться выбор материалов, в FDM-печати ассортимент гораздо больше и сами материалы более изучены с точки зрения свойств конечного изделия. С другой стороны, важным преимуществом фотополимерной печати является более высокое качество поверхности готового изделия и его более эргономичный внешний вид.
Итак, после проведения всех тестов, выбором технологии печати, материала и необходимого качества можно сделать расчет себестоимости изделия и рассчитать время, за которое можно изготовить необходимый вам тираж. При этом расчете я бы рекомендовал дополнительно закладывать 20% на возможные неудачные отпечатки и временные потери с этим связанные. Также всегда стоит принимать во внимание, если у вас один принтер, он может сломаться, и вы не успеете в срок выполнить ваш заказ. Если же время является для вас критическим фактором, то необходимо иметь как минимум два или более принтеров, даже если в этом и нет необходимости с точки зрения производительности. После того, как вы поймете объем необходимых вам инвестиций и себестоимость конечного изделия, вы сможете сравнить эти цифры с традиционными способами производства, созданием пресс-формы, фрезерованием, литьем в силикон и другими. Если 3D-печать будет выглядеть более экономически выгодной, стоит попробовать этот метод.
После того как вы произвели все расчеты и пришли к выводу, что 3D-печать это правильное решение для вашей производственной задачи, стоит приступить к выбору 3D-принтера, который сможет ее решить. Здесь необходимо исходить из того, являются ли ваши задачи однотипными или же они будут постоянно меняться. Если задачи будут однотипными, то стоит подобрать принтер, максимально хорошо подходящий именно под такие цели. Для простых задач подойдут бюджетные принтеры, например Anycubic Mega S или Anycubic 4Max Pro.
В случае, если вы планируете загружать принтер разноплановыми заданиями, стоит остановиться на более универсальной модели, например принтере Raise3D Pro2 или FlashForge Creator 3.
Если речь будет идти о фотополимерном принтере, то стоит рассматривать модели с увеличенной областью построения, такие как Wanhao Duplicator 8 или Phrozen Shuffle XL 2019, при прочих равных они смогут обеспечить вам большую производительность за единицу времени.
Для наглядности хотелось бы привести несколько примеров.
1. 2050.АТ - подразделение, входящее в состав ГК Трансмашхолдинг/ЛокоТех, это первая успешная ферма 3D печати, созданная в России.
Первоначально 2050.АТ создавалось, чтобы покрыть дефицит деталей в депо и на локомотиворемонтных заводах. Это были как снятые с производства детали, так и изделия с утерянной документацией. Например:
Шпальный перевод.
Кронштейн воздушного шланга для локомотива.
Кожух видео-зеркала для электрички Иволга.
А также функциональные детали кабины машиниста, требующие быстрой замены – переключатели, ручки, крышки, колпачки.
На первом этапе детали, с поставкой которых есть проблемы, отрисовываются по чертежам либо сканируются. Далее при необходимости производится реверс-инжиниринг и деталь отправляется на печать. Если требуется дополнительная обработка, изделия отправляют на покраску.
В конце 2018 года 2050.АТ закупили первые 4 принтера Raise3D Pro2 – и это сработало. Уже весной они заказали еще 16 принтеров. В общей сложности 20 принтеров Raise3D Pro2 оказалось достаточно для обслуживания 150 депо, 10 ремонтных заводов и 10 производственных заводов. В среднем сроки изготовления запчастей сократились с четырех месяцев до двух недель, а себестоимость изделий оказалась в разы меньше.
На данном этапе они активно внедряют аддитивное производство во все свои профильные компании и планируют расширять ферму до 50 принтеров.
Сейчас 3D-ферма 2050.АТ печатает запчасти и прототипы не только для ремонтных заводов, но и для таких предприятий как Чебоксарский концерн «Тракторные заводы», институт МИСИС, компания «Русская механика», ПАО «Туполева» и других.
2. Еще один интересный пример - компания по производству 3D принтеров Prusa Research, основанная в 2009 году студентом из Праги Йозефом Прусой.
Йозеф создал 3D принтер, в котором большая часть деталей напечатана на 3D принтере. Вот такой вот каламбур.
В 2016 году ферма 3D печати Prusa насчитывала всего 40 принтеров, одновременно печатающих запчасти для других принтеров. К 2018 году их количество выросло до 500.
Печать всех частей нового 3D принтера занимает 27 часов работы одного принтера на ферме Prusa. Звучит фантастически.
При этом большинство запчастей 3D принтеров Prusa можно скачать на их сайте и распечатать самому.
Ежемесячно они отправляют около 6000 принтеров по всему миру.
Так они получили звание самой быстрорастущей технологической компании в Центральной Европе (Deloitte 2018), с темпом роста 17,118% за четыре года.
Но вернемся к реалиям российского производства.
3. В 2014 году был создан проект «Lubimova» - интернет-магазин для пряничных мастеров.
Создавался он буквально на кухне с одним 3D принтером. Конечно, с одним принтером заказы выполнялись долго, соответственно, чтобы увеличить оборот требовалось больше оборудования.
И за четыре года проект разросся до одного из крупнейших интернет-магазинов формочек и трафаретов для пряников.
Сейчас производство формочек «Lubimova» насчитывает несколько десятков 3D принтеров, а сам процесс практически полностью автоматизирован, что исключает ошибки и снижает издержки до минимума. При этом сроки доставки не превышают 2-х дней.
За счет специфики используемых материалов ниша фотополимерной печати довольна узкая. Как правило, это производство мастер-форм под литье, либо моделей, требующих определенную гладкость поверхности и высокую детализацию.
На данный момент одно из самых востребованных направлений SLA печати, это стоматология.
К примеру, производство элайнеров можно смело отнести к мелкосерийному. Суть в том, что для лечения одного пациента требуется от 10 до 35 моделей элайнеров на весь курс.
Модели нужны однотипные, но не одинаковые. Изготовление 35 мастер-моделей для формовки элайнеров вручную, традиционным способом, довольно трудоемко и к тому же требует много времени.
3D принтер обеспечивает, в первую очередь, высокую производительность и качество готовых изделий. На одной платформе за один цикл можно напечатать большое количество изделий.
В конечном счете, себестоимость 3D-печатных мастер-моделей оказывается значительно ниже, а сам процесс производства быстрее и эффективнее.
Если вы собираетесь наладить мелкосерийный выпуск пластиковых деталей, обращайтесь в нашу компанию, мы сможем провести для вас тестовую печать, чтобы вы смогли определиться подходит ли эта технология для ваших задач.
Александр Корнвейц
Эксперт рынка 3D-печати
© А. И. Корнвейц, 2020
Ваш запрос успешно отправлен.
Как только он будет обработан, менеджеры нашей компании свяжутся с вами.
