Внедрение аддитивных технологий на производстве

На текущем этапе развития промышленного производства наиболее интересными и перспективными являются аддитивные технологии, которые в кратчайшие сроки позволяют получить прототип изделия или опытный образец со сложной геометрией.

Аддитивное производство уже давно перешло из разряда «зарождающейся технологии» в передовою инновацию. Технологии быстрого прототипирования (или 3D-печати) позволили перейти на новую стадию индустриального развития – цифровому производству, которое имеет следующие преимущества: существенно сокращает длительность цикла от идеи и чертежа до изделия, сокращает трудоемкость, материалоемкость и энергоемкость производства, делает его экологически чистым. Все стадии реализации проекта в аддитивном производстве от идеи до выпуска готовой продукции находятся в единой технологической цепи, где каждая операция выполняется в цифровой CAD\CAM\CAE-системе. Вся работа ведется в безбумажном виде, минуя стадию составления двумерного чертежа, сразу строится 3D-модель и отправляется в печать.

additivnoe_proizvodstvo

Аддитивные технологии стали незаменимыми во многих отраслях высокотехнологичного производства, произведя в них настоящую революцию. Такими областями производства стали: авиационная и аэрокосмическая промышленность, атомная индустрия, медицина и приборостроение, а также другие отрасли, где характерным является мелкосерийное, иногда штучное производство. Уход от традиционных технологий, применение новых методов послойного выращивания изделий существенно сократило время на выпуск новой продукции.

Области применения 3D-принтеров на производстве

С помощью аддитивных технологий сегодня можно решить широкий спектр производственных задач:

  • ускорение работ по проведению ОКР;
  • проведение работ по отработке макетов;
  • быстрое прототипирование сложных изделий;
  • мелкосерийное производство;
  • функциональное моделирование;
  • быстрое изготовление отдельных деталей;
  • снижение стоимости конструкторских работ;
  • обучение по разработке ЗD-моделей, построению и корректировке STL, OBJ, 3DS и прочих форматов файлов, которые используются при изготовлении изделий на промышленных 3D-принтерах.

additivnoe_proizvodstvo_02

Настольные FDM 3D-принтеры не уступают по функциям промышленным принтерам, но имеют небольшие габариты, низкую стоимость и себестоимость владения.

3D-принтер может заменить более дорогой ЧПУ станок, а также, в отличии от последнего, позволит создавать изделия с произвольной внутренней структурой.

Как пример использования 3D-принтера инженерами-проектировщиками, рассмотрим следующую ситуацию. Инженерам часто приходится делать корпуса для радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Создание корпусов РЭА традиционным способом, как правило происходит из подручного материала, затрачивается много времени и средств. Как вариант решения проблемы — использование существующих корпусов и подгонка под них элементов устройства, что не всегда оправдано и возможно.

Печать таких корпусов на 3D-принтере может занять всего до 2 часов, моделирование осуществляется в любом 3D-графическом редакторе (Компас-3D, 3ds Max, SolidWorks и т.п.). Точность 3D-печати достигает 50 мкм. Себестоимость печати стандартными термопластиками ABS или PLA составляет около 1,5-2 рубля за 1 грамм (≈1 см3) изделия.

Таким образом, FDM 3D-принтер позволяет быстро и «бюджетно» получить точную модель всего за пару часов, не прилагая существенных усилий.

Эффективность применения настольных 3D-принтеров на производстве

Повышение эффективности выполнения НИОКР на этапе изготовления макетных и опытных образцов можно обеспечить путем сокращения затрат на расходные материалы и сроков изготовления за счет использования малогабаритных 3D-принтеров, обеспечивающих возможность использования широкой номенклатуры расходных материалов для изготовления малогабаритных неметаллических деталей.

additivnoe_proizvodstvo_01

В настоящее время на некоторых предприятиях для изготовления макетных образцов при выполнении НИОКР используется промышленные ЗD-принтеры зарубежного производства, обеспечивающие возможность изготовления крупногабаритных деталей. Использование такого оборудования для изготовления макетных образцов является дорогостоящим вследствие высокой стоимости расходных материалов, а также расходов на обслуживание. Кроме того, имеются ограничения на использование расходных материалов, связанные как с необходимостью приобретения дорогостоящих лицензий, так и с необходимостью использования оригинальных расходных материалов зарубежного производства. При этом для большинства целей макетирования и прототипирования, по имеющемуся опыту эксплуатации, такие условия являются избыточными.

Конечно, объективно сравнивая промышленный и настольный принтер, надо понимать, что промышленная машина имеет свои преимущества, которые невозможно реализовать в настольном виде. К таким преимуществам относится, во-первых, более высокая (до 30%) прочность и температурная стойкость получаемых на промышленных принтерах моделей, за счет наличия герметичной высокотемпературной камеры. Во-вторых, промышленный принтер лучше «выдерживает» геометрию модели, что позволяет создавать модели с минимальной погрешностью размеров относительно цифрового оригинала. Последнее преимущество достигается в результате использования дорогостоящих высокоточных комплектующих и профессионального программного комплекса.

Для большинства задач конструкторского отдела, в том числе быстрого прототипирования и макетирования, функции промышленного принтера являются избыточными, а высокая себестоимость получаемых моделей ограничивает круг применения 3D-оборудования в рабочем процессе.

Использование в работе более доступных персональных FDM 3D-принтеров, позволит существенно снизить затраты на НИОКР, при этом освободившиеся средства можно направить на обеспечение всех сотрудников такими принтерами, что пропорционально их количеству, ускорит производственный процесс.

Понравилось? Покажи друзьям!

Вам понравится

Авторизация
*
*
Генерация пароля