Логотип сайта поддержки пользователей САПРО сайте поддержки пользователей САПР Translate to:

Технология трёхмерной печати. Прорыв в индустрии 3D проектирования.

Алексей Артемьев
менеджер по продажам
промышленного оборудования
ООО "БИБУС Украина"
Часть 2. Применение.

В чем именно заключается "прорыв", упомянутый в заголовке данной статьи? Что нам даёт и какие новые возможности открывает использование 3-D принтеров при проектирование трёхмерных моделей? В этом разделе мы постараемся частично дать ответ на эти вопросы.

Очень интересным фактом является тот момент, что 3-D принтеры - яркий пример единичных случаев, когда появление оборудование рождает новые, ранее не рассматриваемые возможности его применения. Т.е. машины порождают индустрию их применения.

Не редки случаи нетрадиционного и оригинального применения 3-D принтеров и их моделей. Однако такие компании как Daimler-Chrysler, Reebok, Sony неохотно делятся своими секретами. Известно, что применение RP моделей ограниченно лишь фантазией пользователей и внутренней организацией тех. процесса компании, в которой используются системы быстрого прототипирования.

Общеизвестным, первоначальным и наиболее частым применением 3D моделей является разработка концепции и анализ дизайна нового продукта. Дизайн должен быть не только броским и привлекательным, но и достаточно простым для его воспроизведения в серийном производстве. Анализ реальной физической модели-прототипа позволяет конструкторам и технологам оценить сложность, стоимость а соответственно и целесообразность массового производства изделия того или иного дизайна.

Важно понимать, что конструктивный диалог между членами команды разработчиков при наличие физической, а не виртуальной модели позволяет на РАНЕЙ СТАДИИ избежать возможные недоработки проекта, что ведёт к сокращению временных и финансовых затрат. Реалии таковы, что дизайнеры, конструкторы и технологи на подавляющем большинстве заводов работают, как бы, в отдельном "своём мире". Специалисты любой консалтинговой компании, специализирующихся над усовершенствованием подготовки и производства промышленных предприятий подтвердят: на украинских предприятиях нет эффективной системы общения, анализа, обмена мнениями и принятия тех или иных решений.

Дизайнеры, не понимая специфики производства, реализуют в эскизе свои фантазии. Конструктора по мере возможности воплощают эти фантазии в CAD системах, закладывая крепежные детали, другие стандартные или нестандартные элементы которые выбираются из знаний, опыта и желаний конструкторов. Технологи сталкиваются с огромными проблемами, когда конструкторская модель не содержит технологических отверстий, выступов или наоборот содержит излишние "навороты", которые невозможно воспроизвести в серийном производстве при наличии специального оборудования или невозможно воспроизвести вообще. Затем утверждённые конструкторские чертежи с пометками технологов попадают на производство, где выясняется что на складе нет болта определённого типа, втулки совершенно другого диаметра и пр. Итог: рабочий изготавливает спроектированное изделие из "того что есть", изготавливает изделие, которое не соответствует требуемому качеству или удорожает на порядок.

Визуализация трехмерной модели-прототипа позволяет убрать барьеры, разделяющие дизайнеров, конструкторов, технологов и производственные цеха. Эффективность коммуникации и уровень понимания при наличии 3D модели позволяет быстро принять единственно правильное решение в необходимости доработки или серийного производства изделия.

Очень интересным в этом отношении могут быть принтеры ZCorp. Компания Z Corporation определили нишу применения своих моделей, которая несколько отличается от позиционирования на рынке других производителей 3-D принтеров. Идея проста: 3-D принтеры ZCorp должны использоваться, как минимум, во ВСЕХ дизайнерских центрах. А 3D печать должна быть настолько же обыденной, как и печать на бумажных носителях. И надо сказать, последние тенденции такого развития вполне обоснованы. Для бумажной печати основным применением является получение данных на бумаге, их анализ и последующее хранение. Тот же принцип можно использовать для трёхмерных данных (3D моделей). Очень низкая стоимость, очень высокая скорость печати, высокое разрешение, наличие цвета и легкость в использовании являются аргументами, которые полностью удовлетворяют потребности в таком использовании 3-D принтеров. При этом ZCorp не ограничивается лишь этой позицией; применение принтеров ZCorp намного шире.

В подавляющем большинстве случаев проектируемое изделие представляет собой сборку отдельных элементов. В таких случаях немаловажным является анализ собираемости отдельных деталей и функциональности всей сборки. Быстрое изготовление прототипа позволяет в ходе разработки проекта вносить изменения в первоначальную конструкцию. Особенно это актуально когда проектируемое изделие состоит из разных материалов: твёрдых элементов (например, корпус), резиноподобных (прокладки, клавиатура) и стеклянных (экран, дисплей). Все эти составляющие будут проходить разный тех. процесс производства, а потому значительно повышается цена ошибки и возникает необходимость в более тщательном анализе физической модели опытного образца.

Изделие может сколько угодно нравиться своим создателям, но с этим могут не согласится потребители. Анализ спроса на базе нескольких прототипов позволяет выбрать наиболее популярный дизайн. Всемирно известная компания LEGO на выставках выставляет модельки, изготовленные малыми партиями на 3-D принтерах Objet. Окрашенные модельки не отличишь от настоящих. Японская корпорация KVK, специализирующаяся на сантехнике, пошла ещё дальше. Вентили и краники изготавливаются из полупрозрачного материала Objet FullCure720, позволяющего делать анализ течения и расхода жидкости. Утвержденные модели гальванизируются под никель и, приобретая вид настоящих изделий, выставляются на выставках и демонстрационных стендах.

После маркетингового анализа спроса, наиболее удачливые модели фотографируют для создания рекламного материала и упаковки, а сами модели передают технологам для серийного изготовления рабочих изделий.

В только что описанном примере с анализом течения жидкости и его расходом мы затронули функциональное применение моделей полученных трёхмерной печатью. Украинская компания "Вентиляционные системы" (г. Боярка, Киевской обл.) изготавливает прототипы крыльчаток, спрямляющих аппаратов с подключением двигателей для полноценного анализа потока воздуха. Отработка дизайна позволяет создавать готовые изделия, пользующиеся большой популярностью на европейском рынке.

В каждой области, у каждой компании функциональное применение моделей может быть разным. Например, литейные компании могут использовать модели-прототипы в качестве мастер-моделей для изготовления пресс-форм. Чтоб минимизировать этапы отлива изделий, бюро пресс-форм может "распечатывать" на 3-D принтере пресс-формы для литья воска, силикона, пластмасс и даже металлов, миную этап создания мастер-модели. Более того возможно исключить и этап создания пресс-форм, изготавливая модели для выжигания в печи и для последующей заливки металла.

У медиков функциональное применение другое. Быстрое получение моделей костей позволяет в сжатые сроки подготовить соответствующие имплантаты, а также отработать последовательность и ход операции. О снижении огромных рисков даже нет необходимости упоминать - это первоочередная задача использования моделей.

Кинематический анализ, CAE анализ, вакуумная формовка, вулканизация резины и прочие - всё это функционал моделей, созданных по технологии быстрого прототипирования.

Кроме областей, в которых планируется использование 3-D принтеров, на функциональное применение влияют характеристики тех или иных материалов, из которых изготавливаются модели. Выбор остаётся за Вами, будущими пользователями RP систем как Вы намерены использовать модели-прототипы и, соответственно, какую технологию трёхмерной печати выбрать.

Компания Adidas использует полностью цифровой подход разработки и производства обуви. Между многочисленными подразделениями по всему миру компания обменивается не только виртуальными CAD моделями, но и физическими моделями-прототипами.

"Это всё равно что иметь 3D факс. Быстро, дешево, удобно" - Гари Питман, вице-президент Adidas-Salomon AG.



Copyright © Сайт поддержки пользователей САПР by Victor Tkachenko