Более 500 FDM-принтеров: масштабное производство деталей на 3D-печати
Когда требуется изготовить одну деталь, возможностей одного 3D-принтера может быть достаточно. Но если речь идет о десятках, сотнях или регулярно повторяющихся партиях, на первый план выходит уже не отдельное оборудование, а производственная мощность всего предприятия.
В производственном парке 3DRoom работает более 500 FDM-принтеров. Такой масштаб позволяет одновременно выполнять разные проекты, распределять партии между оборудованием и использовать промышленную 3D-печать не только для прототипирования, но и для реального мелко- и среднесерийного производства.
Для заказчика важна не сама цифра. Главное в том, какие возможности дает большой парк оборудования: запуск нескольких задач параллельно, гибкое масштабирование объема, изготовление серий без затрат на пресс-форму и возможность оперативно вносить изменения в изделие.
Что такое FDM-печать
FDM, или моделирование методом послойного наплавления, является одной из наиболее распространенных технологий 3D-печати термопластами.
Принтер нагревает пластиковый материал и последовательно формирует изделие слой за слоем в соответствии с цифровой 3D-моделью. После завершения одного слоя оборудование переходит к следующему, пока не будет сформирована вся деталь.
Технология подходит для изготовления:
- функциональных прототипов;
- корпусов и кожухов;
- креплений и кронштейнов;
- оснастки и приспособлений;
- направляющих элементов;
- деталей оборудования;
- технологических шаблонов;
- элементов для сборки;
- запасных частей;
- единичных нестандартных изделий;
- малых и средних серий продукции.
Одно из важных преимуществ FDM заключается в том, что для начала производства не требуется изготовление дорогостоящей пресс-формы. Если конструкция уже подготовлена к печати, цифровую модель можно передать в производство и начать изготовление деталей.
Это особенно удобно на этапах разработки, тестирования и запуска нового продукта.
Зачем производству более 500 FDM-принтеров
Количество оборудования становится важным, когда 3D-печать используется не как экспериментальная технология, а как полноценный производственный инструмент.
Если подрядчик располагает несколькими принтерами, крупная партия фактически превращается в длинную последовательность заданий. Оборудование должно закончить одну печать, прежде чем освободится ресурс для следующей.
Парк из 500+ FDM-принтеров позволяет организовать процесс иначе.
Большой заказ можно разделить на несколько производственных заданий и одновременно запустить на большом количестве оборудования. Параллельно могут выполняться и другие проекты с собственными материалами, настройками и требованиями к изделиям.
Для заказчика это дает несколько практических преимуществ.
Параллельное производство деталей
Если необходимо изготовить большое количество одинаковых изделий, партия распределяется между оборудованием.
При заказе, состоящем из нескольких разных деталей, их также можно запускать одновременно, а не ждать последовательного завершения каждой позиции.
Особенно это заметно в проектах, где изделие состоит из нескольких компонентов. Пока на одной группе оборудования производится корпус, на другой могут печататься крепления, элементы конструкции или другие детали сборки.
Возможность масштабировать заказ
На старте проекта заказчику нередко требуется несколько экземпляров изделия. После тестирования объем может вырасти до десятков или сотен единиц.
FDM позволяет увеличивать количество изделий без необходимости сразу переходить к производству пресс-формы.
Если конструкция и выбранный материал подходят для дальнейшей эксплуатации, цифровая модель остается основой производства, а необходимый объем распределяется между оборудованием.
Это удобно для проектов, спрос на которые еще сложно спрогнозировать заранее.
Одновременная работа над несколькими проектами
Большой парк нужен не только для изготовления одной крупной партии.
Производство может одновременно работать с разными заказами: прототипами, техническими деталями, оснасткой, корпусами, небольшими партиями готовой продукции.
Распределение загрузки между большим количеством оборудования позволяет использовать FDM как системный производственный процесс, а не как отдельную операцию вокруг нескольких принтеров.
От первого прототипа до серии
Одна из сильных сторон 3D-печати заключается в возможности сохранить единый цифровой процесс на разных этапах разработки изделия.
Предположим, компания создает новый корпус для электронного устройства.
Сначала можно изготовить первый прототип и проверить:
- реальные размеры;
- расположение элементов;
- посадочные места;
- удобство сборки;
- доступ к разъемам;
- толщину стенок;
- взаимодействие корпуса с другими компонентами.
После проверки в цифровую модель вносятся изменения и печатается следующая версия.
Если конструкция устраивает разработчиков, можно изготовить тестовую партию и проверить изделие уже в эксплуатации.
После этого объем производства может быть увеличен.
Такой подход снижает цену ошибки на ранних стадиях проекта. Изменить цифровую модель значительно проще, чем обнаружить проблему после изготовления дорогостоящей оснастки или запуска большой партии.
FDM-печать для функциональных деталей
3D-печать давно используется не только для макетов, которые нужны для презентации проекта.
FDM позволяет получать реальные технические изделия, если свойства выбранного материала и конструкция детали соответствуют условиям эксплуатации.
Это могут быть:
- корпуса приборов и оборудования;
- защитные кожухи;
- крепежные элементы;
- монтажные детали;
- переходники;
- фиксаторы;
- шаблоны;
- кондукторы;
- держатели;
- элементы оснастки;
- технологические приспособления;
- детали для обслуживания оборудования;
- изделия нестандартной геометрии.
При этом результат зависит не только от самого принтера.
Необходимо учитывать материал, толщину стенок, заполнение, направление слоев, геометрию изделия, расположение детали при печати и предполагаемые нагрузки.
Поэтому для производственных задач важно рассматривать 3D-печать не как простое получение объекта по файлу, а как технологический процесс.
Мелкосерийное производство без пресс-формы
Для изготовления десятков тысяч одинаковых пластиковых изделий обычно рассматривают технологии, рассчитанные на крупный серийный выпуск.
Однако далеко не каждому проекту сразу нужен такой объем.
Например, компании необходимо изготовить:
- 30 корпусов для опытной партии оборудования;
- 100 креплений для собственного производства;
- 200 элементов оснастки;
- несколько сотен деталей для тестового запуска продукта;
- регулярно получать небольшие партии запасных частей.
Изготовление пресс-формы в подобных ситуациях может быть преждевременным. Особенно если конструкция еще будет изменяться или точный спрос пока неизвестен.
FDM позволяет запустить производство без этого этапа.
Сначала можно изготовить необходимое количество деталей, проверить их на практике, собрать обратную связь и при необходимости изменить модель.
Именно здесь большой парк оборудования становится особенно важным. Более 500 FDM-принтеров позволяют использовать технологию не только для единичных изделий, но и для объемных производственных задач.
Быстрое внесение изменений в конструкцию
В традиционном производстве изменение детали после подготовки оснастки может потребовать дополнительных расходов и времени.
При 3D-печати исходной точкой является цифровая модель.
Если во время испытаний выяснилось, что необходимо изменить отверстие, крепление, толщину стенки или другой элемент конструкции, модель можно скорректировать и запустить следующую версию.
Для разработчиков это означает возможность последовательно улучшать изделие до того, как конструкция будет окончательно зафиксирована.
Такой процесс особенно полезен:
- при разработке нового оборудования;
- в опытно-конструкторских работах;
- при создании нестандартной оснастки;
- для стартапов и новых продуктов;
- при восстановлении снятых с производства деталей;
- при модернизации существующих узлов.
Почему одного количества принтеров недостаточно
500+ единиц оборудования дают большой производственный ресурс, но количество принтеров само по себе еще не гарантирует нужный результат.
Для промышленной 3D-печати важна вся цепочка производства.
Сначала необходимо понять назначение будущей детали. Затем проверить модель, выбрать технологию и материал, определить параметры изготовления.
В зависимости от проекта учитываются геометрия, размеры, точность, поверхность, нагрузки, температура эксплуатации и другие требования.
После печати некоторым изделиям может потребоваться удаление поддержек, обработка поверхности, сборка или другие операции.
Поэтому задача производства заключается не в том, чтобы просто загрузить файл на свободный принтер. Нужно подобрать технологический маршрут под конкретное изделие.
Не каждая задача должна решаться с помощью FDM
Несмотря на большой парк FDM-оборудования, выбирать технологию только потому, что она доступна, неправильно.
У разных способов производства есть свои преимущества.
В одном проекте оптимальной будет FDM-печать. В другом может потребоваться SLA или SLS. При увеличении тиража экономически целесообразным может стать литье пластика.
Поэтому решение должно приниматься исходя из требований к изделию, а не из желания использовать определенную технологию.
Например, значение могут иметь:
- количество деталей;
- размеры изделия;
- требования к поверхности;
- сложность геометрии;
- материал;
- механические нагрузки;
- требуемая точность;
- условия эксплуатации;
- дальнейший объем производства.
Если продукт только разрабатывается, FDM может использоваться для первых прототипов и тестовых партий. После подтверждения конструкции технология производства при необходимости меняется.
Так заказчик получает не привязку к одному способу изготовления, а возможность подобрать решение под текущую стадию проекта.
Для каких компаний особенно полезен большой парк FDM-печати
Масштабное аддитивное производство может быть интересно компаниям из самых разных отраслей.
Производственные предприятия
Предприятиям постоянно требуются вспомогательные элементы, оснастка, шаблоны, держатели, крепления, кожухи и нестандартные детали.
Некоторые из них нужны в единичном экземпляре, другие приходится периодически повторять небольшими партиями.
3D-печать дает возможность производить такие изделия по цифровым моделям без отдельной оснастки для каждой позиции.
Разработчики оборудования
При создании нового устройства необходимо многократно проверять конструкцию.
Физическая деталь позволяет увидеть то, что сложно оценить только по трехмерной модели на экране: удобство сборки, реальные зазоры, положение компонентов, доступ к крепежу.
После проверки конструкцию можно изменить и изготовить следующую итерацию.
Компании, выпускающие небольшие серии продукции
Не все товары производятся сотнями тысяч экземпляров.
Для специализированных устройств, индивидуального оборудования, нишевой продукции и тестовых запусков может потребоваться несколько десятков или сотен изделий.
В таких случаях FDM может стать самостоятельной производственной технологией либо использоваться до перехода к другому способу серийного изготовления.
Конструкторские и инженерные подразделения
Инженерам часто необходимо быстро проверить техническое решение на физическом изделии.
Вместо длительного ожидания классического производства можно изготовить деталь, проверить конструкцию и продолжить разработку уже с учетом результатов испытаний.
Что дает заказчику производство 3DRoom
Производственный парк 3DRoom включает более 500 FDM-принтеров.
Но для клиента важен не рекорд количества оборудования, а то, что этот ресурс можно использовать для решения практических задач.
Большой парк позволяет:
- параллельно запускать большое количество изделий;
- выполнять прототипирование и серийные задачи в рамках одного производства;
- гибко распределять загрузку оборудования;
- увеличивать объем после успешного тестирования изделия;
- производить партии без обязательного изготовления пресс-формы;
- работать с проектами, состоящими из большого количества разных деталей;
- использовать FDM как часть более широкого производственного процесса.
При необходимости проект может включать не только FDM-печать, но и другие технологии изготовления пластиковых изделий.
Это особенно важно для продуктов, которые проходят несколько стадий: от идеи и первого прототипа до тестовой партии и дальнейшего серийного производства.
Как подготовить проект к расчету
Чтобы оценить возможность производства детали, лучше всего предоставить готовую 3D-модель изделия.
Дополнительно полезно сообщить:
- необходимое количество;
- назначение детали;
- предполагаемые условия эксплуатации;
- требования к материалу, если они уже определены;
- критичные размеры;
- требования к внешнему виду;
- желаемые сроки изготовления.
Если окончательный способ производства еще не выбран, специалисты могут оценить задачу и подобрать подходящую технологию исходя из требований к изделию и объема партии.
500+ FDM-принтеров как реальный производственный ресурс
Масштаб промышленной 3D-печати имеет значение тогда, когда оборудование превращается в управляемую производственную систему.
Более 500 FDM-принтеров 3DRoom позволяют одновременно работать с прототипами, функциональными изделиями и партиями деталей, распределять крупные заказы между оборудованием и масштабировать производство по мере развития проекта.
Заказчику при этом не требуется выбирать между изготовлением одного прототипа и немедленным запуском дорогостоящего массового производства.
Можно начать с нескольких изделий, проверить конструкцию, внести изменения, изготовить тестовую партию и только после этого определить дальнейший формат выпуска.
Если вам необходимо изготовить прототип, функциональную деталь или серию изделий методом FDM-печати, отправьте 3D-модель и требования к проекту специалистам 3DRoom. Мы оценим задачу, подберем технологию изготовления и рассчитаем производство необходимого количества деталей.
