Главная - Кейс: примеры применения 3D-принтеров Total Z

Кейс: примеры применения 3D-принтеров Total Z

Рассказываем о примерах применения 3D-принтеров Total Z Anyform на производственных и инженерно-проектировочных предприятиях, об их возможностях и преимуществах.

Применение 3D-принтеров Total Z в авиации

Проект МС‑21 «Корпорации «Иркут»»

ПАО «Корпорация “Иркут”» производит авиатехнику, в частности — разрабатывает самолет МС-21. Компания Total Z участвовала в этом проекте, применяя самые современные технологии 3D-печати при проектировании и создании деталей изделия.

На фото: 3D-принтер Total Z Anyform 500 в Ульяновске, в ульяновском филиале «Корпорации “Иркут”»

Детали, напечатанные компанией Total Z для Корпорации “Иркут”

Деталь отопительной системы

Деталь отопительной системы

Деталь отопительной системы: патрубок воздуховода

Подлокотники кресел

Крышка для защиты видеокамеры

Деталь стапелей

Экспериментальная печать в ЦИАМ

Институт ЦИАМ имени Баранова, который находится в московском районе Лефортово и подмосковном городе Лыткарино, является частью НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» и разрабатывает двигательные установки, применяемые в космической и авиационной промышленности, а также проводит испытания нового оборудования.

ЦИАМ применяет в своей деятельности все доступные новейшие достижения науки и техники, в том числе и аддитивные технологии. Компания Total Z стала партнером института, принимая участие в применении им аддитивных технологий для повышения эффективности исследований. Используя 3D-печатное оборудование Total Z, научные сотрудники института испытывают новейшие материалы и изделия из них, устанавливая их пригодность и эффективность для применения в разных сферах.

Детали, напечатанные компанией Total Z для ЦИАМ

Инженеры ЦИАМ провели разработку способа создания деталей для двигателей авиатехники, усовершенствовав 3D-печать тугоплавкими 3D-печатными материалами. Полученные в результате разработки детали из композитных 3D-печатных материалов отличаются высокой механической прочностью и термостойкостью — они могут сохранять функциональность при температурах до двух с половиной тысяч градусов Цельсия, что позволяет применять их в сильно нагревающихся при работе узлах двигателей, камерах сгорания и соплах.

Двигатель, обладающий меньшим собственным весом и требующий меньше охлаждения при той же мощности, имеет более высокий КПД, что позволяет ему тратить меньше топлива на ту же работу.

Применение 3D-принтеров Total Z в автопроме

Завод “Фольксваген”, Калуга

 

В конце 2021 Top 3D Group продала и установила на заводе “Фольксваген” в Калуге промышленный аппарат для трехмерной печати Total Z AnyForm 450-PRO.

 

Область печати Total Z AnyForm 950-PRO составляет 950х650х950 мм, что дает возможность напечатать без разделения на части очень крупные детали, например — детали двигателя.

Также Total Z AnyForm 950-PRO дает возможность напечатать такие детали, как элементы кузова и обвеса, то есть всевозможные бамперы, спойлеры, молдинги и антикрылья. Так как всё это делается на заводе производителя, то полностью соответствует всем регламентам и не нарушает требований автоинспекции. Ну и, само собой, при создании таких деталей тщательно просчитывается, чтобы они улучшали а не ухудшали аэродинамику и не несли никаких дополнительных опасностей, а также не создавали неудобств в эксплуатации.

Конвейерный метод сборки авто позволяет создавать новый автомобиль каждые несколько минут, что не только очень хорошо, потому что означает высокую производительность, но и заставляет совершать все операции как можно быстрее. Любая отдельная операция, если ее чуть затянуть, тормозит весь конвейер и означает потерю времени сразу всеми участками. Это значит, что всё оборудование рабочего места обязано быть спроектировано и создано именно для того, чтобы помогать ему сокращать время, затрачиваемое на каждую операцию. При проведении работ по проектированию подобных рабочих мест также задействуют 3D-принтеры.

Они помогают создавать физические объекты разной формы для отработки действий с ними персонала, и таким образом улучшать производственную линию, проектировать элементы нового конвейера или изменения в существующем, и делать это можно параллельно разработке самого авто и вместе с ним — учитывая любые изменяющиеся особенности продукта.

Детали и процесс

Такие элементы оборудования как оснастка станков также выгоднее и удобнее производить с помощью аддитивных технологий, 3D-проектирования и 3D-печати, так как это обычно единичный или, в лучшем случае, микросерийный продукт. Такие изделия выгоднее и удобнее напечатать на 3D-принтере, нежели заказывать где-то или заставлять штатных инженеров предприятия изготавливать вручную. Методы 3D-проектирования и печати позволяют создавать всевозможные детали и приспособления, которые не выпускаются, а зачастую и не могут быть выпущены серийно.

В частности, для примера, к таким деталям относятся всевозможные сборочные, направляющие и другие инструменты для сборки авто, позволяющие добиться максимально точной подгонки деталей без люфтов и неровностей при посадке.
Еще один пример — шаблоны, накладываемые для разметки сверления отверстий. Так как эту деталь сборщик применяет многократно за каждую смену, несколько сот раз, то и вес ее делает свой вклад в степень усталости рабочего, а значит — и в его внимание и точность, а значит — прямо влияет на производительность и травмобезопасность всей линии.

Генеративное проектирование и применение аддитивных технологий дают возможность сделать практически каждую используемую на производстве деталь максимально оптимальной для работы, да еще и экономящей сырье для ее изготовления. Некоторые детали, выполненные с помощью генеративного дизайна, не теряют необходимой прочности даже при заполнении в 25%, что уменьшает массу изделия и усталость от работы с ним, а значит и помогает использовать все силы персонала на более продуктивные действия.

Продукция Total Z была выбрана самим клиентом, и тому были причины. Так, у компании уже был в наличии и прекрасно себя показал за 10 лет работы аддитивный промышленный аппарат зарубежного производства, но производительность и возможности одного принтера стали недостаточны.

Проанализировава другие технологии печати, специалисты компании-клиента решили остановиться на FDM.

Также было принято решение делать выбор из продукции российских производителей, в частности потому, что это здорово ускоряет сервис и поставку запчастей, при этом оставляя их в доступности, в отличие от зарубежных аналогов.

Также значительную роль сыграл и такой фактор, как цена установки, комплектующих и расходников. Проведенное исследование аддитивного рынка и уже имеющийся опыт работы с импортным аппаратом позволили понять, что, как сами принтеры иностранного производства, так и расходники и комплектующие к ним — в промышленном сегменте сильно дороже, чем отечественные. Отличие в цене расходников может быть критическим, например — до семи-восьми раз.

Важным преимуществом принтера Total Z модели AnyForm 450-PRO стал объем его камеры печати и предусмотренная производителем возможность в дальнейшем заменить экструдер на высокотемпературный, для работы с тугоплавкими материалами.