Как 3D принтеры используются в промышленных исследованиях и разработках? Руководство по покупке промышленного 3D принтера

Использование 3D принтеров для промышленных исследований и разработок позволило упростить проектирование, повысить эффективность производственного процесса и сократить время разработки для специалистов во многих отраслях. 3D принтеры играют ведущую роль, начиная от любителей, разрабатывающих формы для производства ювелирных изделий, и заканчивая экспертами в области аэрокосмической и медицинской печати.

В руках квалифицированного инженера переход от концепции к прототипу и минимально жизнеспособному продукту может выглядеть как волшебство, и все это благодаря безграничным возможностям, которые предлагают 3D принтеры для промышленных исследований и разработок. Как мы уже говорили ранее, это руководство создано для того, чтобы помочь вам лучше понять функции 3D принтеров в разных отраслях промышленности.

3D принтеры для промышленных товаров

Промышленные товары зависят от спроса на потребительские товары, которые они помогают производить. Промышленные товары классифицируются либо как производственные товары, либо как вспомогательные товары. Производственные товары используются в изготовлении конечного потребительского товара или продукта, а вспомогательные товары помогают в процессе производства потребительских товаров, таких как машины и оборудование.

Компании, работающие в секторе промышленных товаров, представляют различные отрасли, включая машиностроение, строительство, оборонную промышленность, авиакосмическую промышленность и строительство.

Производство промышленных товаров требует больших капиталовложений. Большинство компаний, занимающихся производством промышленных товаров, привлекают капитал путем выпуска акций и долговых обязательств, а также прибегая к займам в финансовых учреждениях. Однако, с момента появления 3D принтеров для промышленных исследований и разработок, производственная цепочка создания промышленных товаров изменилась. 3D принтеры расширили производственную линию большинства производителей, занимающихся изготовлением и распространением промышленных товаров.

На вашей машине сломалась важная деталь? Запасные части, созданные с помощью 3D печати, становятся огромным активом как для компаний, так и для клиентов! Излишне говорить, что большинство из перечисленных выше отраслей в значительной степени полагаются на возможности быстрого прототипирования на 3D принтерах.

3D принтеры для производства пресс-форм

Сегодня большинство изделий из пластика в мире изготавливается методом литья под давлением. Однако изготовление пресс-форм может быть непомерно дорогим и трудоемким. К счастью, формы не всегда нужно изготавливать из металла — их можно напечатать на 3D принтере. Вот некоторые из преимуществ, которые получают ювелиры, ремесленники и обычные энтузиасты 3D печати, используя 3D принтеры для промышленных исследований и разработок для печати форм.

1. Печать нескольких копий одновременно.
2. Открытие собственного мелкосерийного производства.
3. Точные копии. 3D принтеры с высоким разрешением сохранят проекты идентичными без необходимости повторной калибровки между партиями.

Формы для 3D печати делают процесс печати простым, быстрым и экономичным. Существует большое количество 3D принтеров доступных для проектирования и создания пресс-форм. SLA, LCD и DLP позволяют добиться высокой точности, но имеют ограничения по сроку службы и портативности. Чтобы в полной мере насладиться процессом проектирования и создания пресс-формы, рекомендуется выбрать технологию FDM.

3D принтеры для аэрокосмической отрасли

Из-за того, что детали самолетов обычно производятся небольшими тиражами, аэрокосмическая промышленность использует 3D принтеры для большей части своего производства. Эта технология позволяет производить сложные детали, которые являются более прочными и легкими по сравнению с теми, которые изготавливаются с использованием традиционных технологий.

Аэрокосмическая отрасль была одной из первых, кто внедрил технологию 3D печати в производственные процессы. В настоящее время она по-прежнему считается отраслью с самым высоким уровнем внедрения технологий 3D печати.

Аддитивное производство позволяет решить такие задачи, как снижение расхода топлива за счет уменьшения его общего веса, что также позволяет снизить эксплуатационные расходы и снизить выбросы углекислого газа — две основные проблемы, с которыми сталкиваются авиакомпании.

Внешние факторы, не зависящие от отрасли, такие как оптимизация цепочки поставок за счет децентрализованного производства деталей в том месте, где они требуются (в отличие от централизованного производства деталей и их доставки), также делают 3D принтеры для промышленных НИОКР привлекательными и ценными для участников рынка аэрокосмической промышленности.

Аэрокосмические детали часто включают внутренние каналы для конформного охлаждения, внутренние элементы, тонкие стенки и сложные криволинейные поверхности. Процессы 3D печати позволяют создавать очень сложные и легкие конструкции с высокой стабильностью, позволяя объединять несколько деталей в один компонент.

3D принтеры для автомобильных запчастей

Технология 3D печати привела к впечатляющим достижениям в автомобильной промышленности, начиная с возможности быстрого прототипирования до производства практически целых автомобилей. Гиганты автомобильной промышленности Mitsubishi Chemical или BASF видят серьезные преимущества в использовании технологии FDM печати в автомобильной сфере.

Автомобильный сектор использует быстрое прототипирование с помощью 3D печати все чаще и чаще. Дизайнеры и инженеры, открытые для инноваций, реализуют смелые идеи с использованием этой технологии, тем самым расширяя набор инженерных преимуществ и оптимизируя производственные процессы.

3D принтеры обладают большой мощностью и позволяют достигать эффектов, которые были бы невозможны при использовании традиционных методов производства. Автомобильные компоненты, изготовленные по технологии FDM, легче, что приводит к снижению веса автомобиля, повышению производительности и снижению энергопотребления.

В настоящее время одной из самых популярных и наиболее часто используемых технологий 3D печати в автомобильной промышленности является FFF (Fused Filament Fabrication). Его преимуществом является возможность использования множества различных материалов, по свойствам схожих с пластмассами.

С помощью 3D принтера можно создавать необходимые детали, что позволяет сохранить непрерывность производства, а также стать независимыми от внешних поставщиков и оптимизировать производственные процессы.

3D принтеры для медицины

3D принтеры для промышленных исследований и разработок имеют множество функций в самых разных отраслях. В области медицины 3D оборудование имеет четыре основных применения:

• 3амена трансплантатов человеческих органов;
• Ускорение хирургических процедур;
• Производство более дешевых версий необходимых хирургических инструментов;
• Улучшение жизни тех, кто зависит от протезов конечностей.

С помощью 3D принтеров можно производить стерильные хирургические инструменты, такие как щипцы, кровоостанавливающие зажимы, ручки скальпелей и другие зажимы. Готовые инструменты можно использовать для операций на крошечных участках, не причиняя лишнего дополнительного вреда пациенту.

3D печать в области медицины используется для изготовления протезов конечностей, которые настраиваются в соответствии с потребностями пользователя. Обычно люди с ампутированными конечностями ждут недели или месяцы, чтобы получить протезы традиционным путем. 3D печать значительно ускоряет процесс, а также позволяет создавать гораздо более дешевые продукты, которые предлагают пациентам те же функциональные возможности, что и традиционные протезы.

Еще одним применением 3D принтеров в области медицины является создание реплик органов для конкретных пациентов, на которых хирурги могут практиковаться перед выполнением сложных операций. Было доказано, что этот метод ускоряет процедуры и сводит к минимуму травматизм пациентов. Этот тип процедуры был успешно использован в операциях, начиная от трансплантации лица и заканчивая операциями на позвоночнике, и начинает становиться обычной практикой.

3D принтеры для военной промышленности

Многие производители предлагают FDM принтеры, способные эффективно печатать детали оружия. Например, нижние части AR-15, рамы Glock, ствольные коробки AK (которые могут выдержать 2000 выстрелов и лишь частично напечатаны в 3D) и некоторые пистолеты, такие как Songbird (который в основном выполнен в 3D).

Многие отрасли, которые используют 3D печать для создания собственного оружия, отказываются от 3D печати и вместо этого переходят на фрезерование с ЧПУ. Вместо того, чтобы пытаться напечатать целое оружие из пластика, выполняется фрезеровка незаконченных нижних частей ствольной коробки для AR-15, известных как 80%-ные коробки, которые используются вместе с другими деталями для производства готовых винтовок.

Изготавливая эти пистолеты только на станках с ЧПУ, требуется дополнительно вкладывать от 200 до 400 долларов на дополнительные детали. Однако более вероятным вариантом для разработки оружия является использование 3D принтеров или промышленных установок. Быстрый и эффективный процесс FDM 3D печати, легко изменяемый дизайн делает 3D принтеры экономически эффективным инструментом для производства.

Какое оборудование используется для промышленных исследований и разработок

Как вы уже знаете, 3D принтеры выпускаются в разных вариантах и ​​оптимизированы для выполнения разных задач. 3D принтеры, работающие по технологии SLA, LCD и DLP, используют в качестве материала фотополимерные смолы. Эти принтеры предназначены для задач печати .в которых важна гладкость поверхности и максимальная точность.

Однако печать фотополимерными смолами подходит не для всех проектов. Иногда стоит сделать выбор в пользу FDM печати и использования филамента. Ниже мы рассмотрим особенности процесса FDM печати и расскажем, какой FDM 3D принтер выбрать для промышленных исследований и разработок.

3D принтер FDM: технология и особенности

Моделирование методом наплавления (FDM) используется для изготовления деталей из разных видов пластика, в том числе из высокотемпературных филаментов или нитей с различными наполнителями (Carbon, Glass и другими). Нить расплавленного термопластического материала подается из катушки через головку экструдера принтера и выталкивается из сопла на рабочую поверхность.

Управляемая компьютером печатающая головка принтера перемещается в двух измерениях, формируя каждый слой детали. Сегодня на рынке представлено множество вариантов FDM принтеров для промышленных исследований и разработок. 

Как выбрать FDM 3D принтер

При покупке промышленного 3D принтера необходимо в первую очередь учитывать несколько факторов. Мы предлагаем вам ознакомиться с перечнем особенностей и характеристик, на которые следует обратить внимание, приобретая промышленное 3D оборудование.

Размер деталей

Определение размера деталей, которые вы будете регулярно печатать на своем 3D принтере требует глубокого знания запросов клиентов или потребностей производства. Если повседневная рабочая нагрузка состоит из печати моделей большого размера, стоит тщательно подбирать оборудование, которое имеет не только большую рабочую область, но и позволяет поддерживать темпы производства.

Надежный бренд

Существует множество брендов и ограниченное количество обзоров и отзывов, которые оставляют пользователи на оборудование промышленного уровня. Необходимо самостоятельно проводить анализ бренда, чтобы иметь уверенность в оборудование, которое вы приобретаете. Вот несколько вопросов, на которые можно ориентироваться при выборе бренда промышленного 3D принтера:

• Как давно работает производитель 3D принтера, у которого вы собираетесь приобрести?
• Какие отзывы клиентов подтверждают идентичность их бренда?
• Считаются ли они лучшим брендом среди профессионалов и экспертов отрасли?
• Предлагают ли они оборудование по цене, соответствующей производительности, эффективности и долговечности, которые вам нужны от устройства?

Конфигурация безопасности машины

Безопасность превыше всего. Следует соблюдать осторожность и не приобретать что-то, что может поставить под угрозу ваш бизнес. Многие не утруждают себя проверкой мер безопасности при использовании конкретного 3D принтера для промышленных исследований и разработок. Если вы новичок в использовании FDM принтера, следуйте всем инструкциям, приведенным в руководстве, поскольку оборудование может различаться.

Требования к разрешению печати

FDM 3D принтеры выпускаются в различных вариантах, формах и размерах, оптимизированных под подходящий дизайн и разрешение. Чаще всего в линейке производителей представлено оборудование, оптимизированное для выполнения задач конкретной отрасли. Например, есть оборудование для медицины или ювелирной промышленности, быстрого прототипирования или производства деталей с жесткими допусками в энергетической, военной и авиакосмической отрасли.

Приемлемая стоимость

Цены на оборудование варьируются в зависимости от потребностей и желаний клиента. FDM оборудование чаще всего стоит меньше, чем фотополимерные 3D принтеры с аналогичной областью печати. Четкое определение бюджета на покупку позволит сузить круг выбора.

Возможность послепродажного обслуживания

Любое оборудование требует регулярного технического обслуживания, а иногда и ремонта. Если производитель предлагает услугу технической поддержки в вашем регионе, процедура замены расходных материалов и ремонта станет быстрой и своевременной. Кроме того, стоит обратить внимание на наличие собственного центра поддержки или возможности обратиться к дилеру в любой момент. Служба технической поддержки позволяет решить возникающие вопросы по работе и обслуживанию оборудования.

Срок службы оборудования

Срок службы большинства промышленных 3D принтеров для исследований и разработок составляет от 5 до 10 лет. Хотя гарантия на большинство 3D принтеров не дает возможности возмещения средств или привилегии послепродажного обслуживания через 1 или 2 года после покупки, приобретение промышленного 3D принтера у надежного производителя дает гарантию, что оборудование будет в исправном состоянии не менее пяти лет.

При этом важно отметить, что расчетный срок службы 3D принтера высокого разрешения может измениться в любое время в зависимости от внешних факторов. От того, как вы используете свою машину, зависит, как долго она прослужит. Если вы регулярно оставляете свой промышленный 3D принтер FDM грязным, не стоит ожидать, что ожидаемый срок службы в десять лет сохранится.

Стоимость обслуживания оборудования

Использование 3D принтеров для промышленных исследований и разработок в течение длительного времени может привести к тому, что некоторые механические детали выйдут из строя уже через несколько месяцев использования. Если их вовремя не обновить, конечное качество напечатанных деталей ухудшится.

Техническое обслуживание машины необходимо, и оно может повлечь за собой дополнительные расходы, поскольку некоторые детали, такие как сопло, могут потребовать полной замены узла. Перед покупкой необходимо рассчитать, какую часть бюджета вы готовы тратить на техническое обслуживание вашего устройства, чтобы не терять в качестве печати.

Итог

Выбор 3D принтера промышленного уровня для исследований и разработок - это сложная задача, для решения которой нужно учитывать множество факторов. Мы в LIDER-3D профессионально занимаемся подбором оборудования для разных производственных задач. У нас представлен широкий ассортимент экономичных, простых в использовании и обслуживании FDM 3D принтеров. Чтобы подобрать оборудование, заполните короткую форму на сайте или свяжитесь с представителем LIDER-3D любым удобным способом.