Im Jahr 2018 auf dem Gebiet der UEC - Moskau Maschinenbauunternehmen benannt nach V.V. Chernysheva begann mit der Schaffung eines High-Tech-Zentrums für additive Technologie / Foto: rostec.ru
Hat Ihr produzierendes Unternehmen, Labor, Designbüro oder Forschungsinstitut bereits eine allgemeine Vorstellung von den Möglichkeiten additiver Technologien und erwägt die Frage ihrer Implementierung? In diesem Artikel erfahren Sie, welche Faktoren bei der Organisation eines additiven Technologiezentrums in einem Unternehmen berücksichtigt werden sollten, wo Sie anfangen sollen, welche Technologien basierend auf bestimmten Aufgaben ausgewählt werden müssen, wie Spezialisten ausgewählt und geschult werden müssen.
Vor allem:
1. Wir bestimmen die Branchen und Arten von Unternehmen, in denen additive Technologien unverzichtbar sind
Die vielversprechendsten Branchen für die Einführung des 3D-Drucks sind diejenigen, die der Optimierung oder Entwicklung neuer Produkttypen Priorität einräumen: Luft- und Raumfahrt, Nuklear- und Öl- und Gasindustrie, Maschinenbau , Energie, Schiffbau sowie Automobilindustrie , Architektur und Medizin. In der Guss- und Metallindustrie werden 3D-Drucker eine effektive Lösung für die Erstellung von Gießereimodellen, Prototypen und Werkzeugen sein.
Das dreidimensionale Scannen und Modellieren findet überall dort Anwendung, wo Qualitätskontrolle und Reverse Engineering durchgeführt werden (siehe Abschnitt 4).
3D-Technologien sind in folgenden Organisationen gefragt:
- Design- und Versuchsbüros in Unternehmen, die neue Arten von Produkten entwickeln;
- Technologiezentren mit Pilotproduktion;
- Forschungsinstitute und -zentren;
- Universitäten, die direkt mit produzierenden Unternehmen zusammenarbeiten.
2. Wie verstehe ich, ob mein Unternehmen wirklich 3D-Technologie benötigt?
Ja, es ist sinnvoll, Innovationen dort einzusetzen, wo sie Vorteile bringen. Bevor Sie eine Entscheidung treffen, ist Folgendes zu beachten:
- Es gibt keine universelle [additive Technologie] (https://blog.iqb-tech.ru/3d-printing-technologies), die alle Produktionsprobleme mit maximaler Effizienz lösen könnte.
- Jede 3D-Technologie hat Vor- und Nachteile.
- Bei der Auswahl eines 3D-Druckers und / oder 3D-Scanners müssen Sie mit Ihren Aufgaben fortfahren.
Der heutige 3D-Druck erhebt keinen Anspruch darauf, herkömmliche Methoden zu ersetzen. Die additive Fertigung ist in den bestehenden Produktionsprozess integriert und bietet Lösungen, die mit herkömmlichen Technologien häufig nicht zugänglich sind, um den Produktionszyklus zu verkürzen und dadurch Zeit und Kosten erheblich zu sparen.
Der wichtigste zu berücksichtigende Punkt: Der 3D-Druck ist nur für die Pilot-, Versuchs- oder Kleinproduktion geeignet. Ihr Unternehmen wird es brauchen, wenn folgende Ziele festgelegt sind:
- Entwicklung und Produktion eines neuen Produkts mit einzigartigen Eigenschaften;
- F & E.
- Prototyping, Testen, Testen von technologischen Lösungen;
- Optimierung / Modernisierung von Produkten nur durch additive Technologien (komplexe Geometrie, [Gewichtsreduzierung] (https://blog.iqb-tech.ru/slm-asco-case), dünne Wände, interne Kanäle usw.) möglich.
Eine separate Einschränkung kann die Größe der Kamera für den Bau eines 3D-Druckers sein (dies hängt von der Technologie und dem Hersteller ab).
Wenn herkömmliche Methoden die gewünschte Leistung erbringen, wenn Sie keine neuen Produkte entwickeln, deren Design optimieren und die Produkteigenschaften verbessern müssen, ist es nicht praktikabel, ein Additivzentrum zu organisieren.
Auf der Grundlage der Samara University wurde ein Zentrum für hybride additive Technologien geschaffen, in dem die selektive Laserfusionstechnologie verwendet wird, gefolgt von mechanischer, elektrochemischer und Wärmebehandlung / Foto: sgpress.ru
3. Wir wählen die 3D-Drucktechnologie für bestimmte Aufgaben
Die Wahl der additiven Technologie hängt ganz davon ab, was Sie in der Ausgabe erhalten möchten. Sie müssen die folgenden Parameter berücksichtigen: Produktgröße, Druckgenauigkeit, Produktstärke und Haltbarkeit, Zweck (Prototyp, Demonstrationsmodell oder fertiges Produkt).
Berücksichtigen Sie die grundlegenden additiven Technologien und verwendeten Materialien sowie deren Hauptvor- und -nachteile.
Jetzt können Sie die 3D-Drucktechnologie für Produktionsaufgaben auswählen (möglicherweise benötigen Sie mehrere additive Installationen, die an verschiedenen Technologien arbeiten):
- Funktionelles Prototyping und Testen: SLA, SLS, MJP, FDM.
- Prototyping, Herstellung von Demonstrationsmustern: SLA, SLS, FDM.
- Ergonomieprüfung, Produktsammlungstest: SLA, MJP / Photopolymer
- Herstellung von Endprodukten aus Kunststoff: SLA, SLS, FDM.
- Herstellung von fertigen Metallteilen von Baugruppen und Baugruppen sowie komplexen Strukturen (auch wenn die Aufgabe der Produktoptimierung darin besteht, das Gewicht zu reduzieren, Teile aus mehreren Elementen zu Ganzmetall zu kombinieren usw.): SLM.
- Erstellung von Meistermodellen für Feinguss, Formen für Industrieanlagen: SLS, MJP / Wachs.
- Erstellung von Master-Modellen zum Gießen auf brennbare Modelle: SLA, MJP / Photopolymer.
- Schnelle Werkzeugherstellung: SLA, FDM.
- Durchführung von Experimenten: SLA, MJP / Photopolymer.
4. Sie benötigen auch 3D-Scannen
Ein 3D-Scanner und eine Software zur Verarbeitung der empfangenen Daten sind notwendige Werkzeuge für ein modernes Unternehmen. Das 3D-Scannen kann in jeder Phase des Produktlebenszyklusmanagements verwendet werden, wodurch Zeit und Kosten in der Entwicklungsphase reduziert und die Markteinführung des Produkts beschleunigt werden.
Marker der Modellwerkstatt des Tikhvin Car-Building Plant Daniil Zhidkov erstellt mit dem 3D-3D-Scanner Creaform HandySCAN ein dreidimensionales Gussmodell. Mit diesem tragbaren 3D-Scanner können Sie ein Modell des Teils erstellen, wenn keine Größen und Zeichnungen zur Verfügung stehen, was die Arbeit der Designer / Foto: tvsz.ru erheblich erleichtert
Mit einem 3D-Scanner und einer speziellen Software können Sie die folgenden Aufgaben effizienter lösen:
- Geometriekontrolle von Produkten und Geräten, Eingabe- und Ausgabekontrolle;
- Reverse Engineering zur Modernisierung, Reparatur, Restaurierung von Teilen;
- ein CAD-Modell bekommen.
3D-Scangeräte bieten eine Genauigkeit im Bereich von 20 bis 50 Mikrometern pro Meter. Wenn diese Genauigkeitsparameter nicht zu Ihnen passen, verwenden Sie weiterhin Koordinatenmessgeräte. In Bezug auf Messgeschwindigkeit, Portabilität und Kosten lassen 3D-Scanner CMM jedoch weit hinter sich.
5. Wir planen das Budget
Die Preise für additive Installationen reichen von anderthalb Tausend Euro (FDM) bis zu mehreren Millionen Euro (SLM) für 3D-Scanner - von 20 bis 130 Tausend Euro.
Die endgültigen Kosten des Druckers hängen von der ausgewählten Hardwarekonfiguration und vielen anderen Faktoren ab. In der Anfangsphase der Organisation des Additivzentrums sind die Nummern daher schwer zu benennen. Darüber hinaus müssen Sie die damit verbundenen Kosten ( Materialien für den 3D-Druck , zusätzliche Ausrüstung, Energieverbrauch usw.) berücksichtigen.
6. Überprüfen Sie vor dem Kauf von Geräten, wie die 3D-Technologie funktioniert
Möchten Sie die Lösung für Ihre Probleme vorab testen? Im Rapid Prototyping Center von iQB Technologies können Sie Testservices für den 3D-Druck mit Wachs, Photopolymeren und Gips sowie für 3D-Scannen und 3D-Modellierung bestellen. Spezialisten mit einem tragbaren 3D-Scanner können zu Unternehmen in ganz Russland reisen.
7. Zusätzliche Ausrüstung
Je nach Art der additiven Installation sind möglicherweise zusätzliche Geräte erforderlich. Für SLA-Drucker benötigen Sie beispielsweise eine UV-Kamera, mit der das fertige Produkt aushärtet. Die modernste Ausrüstung sind 3D-Metalldrucker , für die Folgendes erforderlich ist:
- Muffelofen zur Entlastung von Metallresten;
- Nickerchen, Riemensäge oder EDM zum Entfernen von Stützen;
- Perlstrahl- oder Sandstrahlkammer zur Nachbearbeitung des Produkts und zur Verbesserung der Oberflächenqualität.
Nachdem Sie 3D-Drucker ausgewählt haben, können Sie gemeinsam mit unseren Experten herausfinden, welche zusätzlichen Geräte benötigt werden.
8. Besondere Anforderungen für den Betrieb von 3D-Druckern
Die Räumlichkeiten und Betriebsbedingungen können besondere Anforderungen stellen, z. B. die richtige Menge an Strom und Klimaanlage. Die strengsten Anforderungen gelten für 3D-Drucksysteme mit Metallen. Aufgrund der Gefahr von Metallpulvern , die in einer Inertgasumgebung sintern, müssen Sicherheitsmaßnahmen eingehalten werden (während des Betriebs der Maschine auf Dichtheit achten, in Schutzkleidung arbeiten).
Hier ist ein Beispiel für Standardanforderungen für einen Metall-3D-Drucker:
- Spannung von 3 Phasen 380 V, Betriebsart Verbrauch 7 kW, bei einer Spitze bis zu 12 kW;
- Zufuhr von Inertgas zur Maschine (3-5 Zylinder);
- Klimaanlage im Raum (von 18 bis 23 ° C) optimal - in der Art der Lufttrocknung;
- Kompressor oder Leitung mit Druckluftversorgung 4 Atmosphären;
- Prozesswasser zum Waschen von Filtern und Produkten.
Das Unternehmen ODK-Saturn Rybinsk, Teil der United Engine Corporation, setzt aktiv additive Technologien bei der Herstellung von Gasturbinentriebwerken ein / Foto: rostec.ru
9. Wir bilden Spezialisten des Zentrums für additive Technologie aus
Die Mitarbeiter des additiven Labors sind Konstrukteur und Betreiber des 3D-Druckers. Ihre Anzahl hängt von der Zusammensetzung der Geräte und dem Arbeitsaufwand ab. Wenn ein Bediener für professionelle 3D-Drucksysteme ausreicht, sind für industrielle (SLA, SLS, SLM) mindestens zwei geschulte Spezialisten erforderlich, da die Kosten für Ausfallzeiten für solche Geräte sehr hoch sind.
Es ist optimal, wenn Bediener und Konstruktor unterschiedliche Personen sind. Der Designer entwirft Produkte für die additive Fertigung in spezialisierter Software und versteht es, die entsprechenden Methoden anzuwenden. Der Bediener ist eher ein Technologe, er verkörpert die Vision des Designers im fertigen Produkt. Gleichzeitig sollte der Betreiber eines 3D-Druckers eine kreative Person sein, ein Spezialist mit einer höheren technischen Ausbildung, der gerne studiert und sich für Innovation begeistert. Eine hohe Druckqualität kann durch korrekte Auswahl der Druckereinstellungen erreicht werden. Dies kann eine ziemlich schwierige Aufgabe sein: In SLM-Maschinen beispielsweise 170 offene Parameter, die während des Bauprozesses geändert werden können.
In unserem Schulungszentrum können Sie in 3-4 Tagen für die Arbeit an industriellen 3D-Druckern geschult werden. Schulungsprogramme zum 3D-Scannen und grundlegende Softwareprodukte für die Verarbeitung von Scandaten (Geomagic Control X / Design X / Wrap ) und die Vorbereitung von Druckmodellen ( Materialise Magics ) sind ebenfalls verfügbar. Es gibt auch erweiterte umfassende Programme mit einer Dauer von bis zu 12 Tagen.
Fazit
Wir hoffen, dass dieser Artikel Ihnen bei der Entscheidung für die Wahl der 3D-Technologien hilft und weitere Schritte zur Schaffung eines additiven Labors unternimmt.
Wir haben festgestellt, dass der 3D-Druck nur für die Pilot-, Versuchs- oder Kleinproduktion geeignet ist, hauptsächlich in der High-Tech-Industrie. Additive Technologien optimieren den Produktionsprozess bei der Entwicklung neuer Produkttypen oder bei der Verbesserung des aktuellen Sortiments und der Erstellung von Prototypen und Geräten. Das 3D-Scannen ermöglicht es, Zeit und Kosten in der Entwicklungsphase bei der Durchführung von Qualitätskontroll- und Reverse Engineering-Aufgaben zu reduzieren.