Em 2018, no território da UEC - Moscow Machine-Building Enterprise em homenagem a V.V. Chernysheva começou a criação de um centro de alta tecnologia para tecnologia aditiva / Foto: rostec.ru
Sua empresa de manufatura, laboratório, departamento de design ou instituto de pesquisa já teve uma idéia geral sobre as possibilidades de tecnologias aditivas e está considerando a questão de sua implementação? Neste artigo, mostraremos quais fatores devem ser levados em consideração ao organizar um centro de tecnologia aditiva em uma empresa, por onde começar, quais tecnologias escolher com base em tarefas específicas, como selecionar e treinar especialistas.
Primeiro de tudo:
1. Determinamos as indústrias e os tipos de empresas onde as tecnologias aditivas serão indispensáveis
As indústrias mais promissoras para a introdução da impressão 3D são aquelas que priorizam a otimização ou a criação de novos tipos de produtos: as indústrias aeroespacial, nuclear e de petróleo e gás, engenharia , energia, construção naval e automotiva , arquitetura e medicina. Nas indústrias de fundição e usinagem de metais, as impressoras 3D serão uma solução eficaz na criação de modelos, protótipos e ferramentas de fundição.
A digitalização e modelagem tridimensionais encontrarão aplicação onde quer que o controle de qualidade e a engenharia reversa sejam realizados (consulte a seção 4).
As tecnologias 3D estão sendo procuradas nas seguintes organizações:
- escritórios de design e experimentais em empresas que desenvolvem novos tipos de produtos;
- centros tecnológicos com produção piloto;
- institutos e centros de pesquisa;
- universidades que trabalham diretamente com empresas de manufatura.
2. Como entendo se minha empresa realmente precisa de tecnologia 3D?
Sim, faz sentido aplicar inovações onde elas trazem benefícios. Antes de tomar uma decisão, é importante considerar:
- Não existe uma [tecnologia aditiva] universal (https://blog.iqb-tech.ru/3d-printing-technologies) capaz de resolver todos os problemas de produção com a máxima eficiência.
- Cada tecnologia 3D tem vantagens e desvantagens.
- Ao escolher uma impressora 3D e / ou scanner 3D, você precisa prosseguir com suas tarefas.
Hoje, a impressão 3D não pretende substituir os métodos tradicionais. A manufatura aditiva é integrada ao processo de produção existente e oferece soluções que muitas vezes são inacessíveis às tecnologias tradicionais, a fim de reduzir o ciclo de produção e, como resultado, economizar significativamente tempo e custos.
O ponto principal a ser levado em consideração: a impressão 3D é adequada apenas para produção piloto, experimental ou em pequena escala. Sua empresa precisará disso se os seguintes objetivos forem definidos:
- desenvolvimento e produção de um novo produto com propriedades únicas;
- P&D
- prototipagem, teste, teste de soluções tecnológicas;
- otimização / modernização de produtos, possível apenas por meio de tecnologias aditivas (geometria complexa, [redução de peso] (https://blog.iqb-tech.ru/slm-asco-case), paredes finas, canais internos, etc.).
Uma limitação separada pode ser o tamanho da câmera para a construção de uma impressora 3D (isso depende da tecnologia e do fabricante).
Se os métodos tradicionais fornecem o desempenho desejado, se você não precisar desenvolver novos produtos, otimizar seu design e melhorar as características do produto, não é prático organizar um centro de aditivos.
Um centro para tecnologias de aditivos híbridos foi criado com base na Universidade de Samara, onde é usada a tecnologia de fusão seletiva a laser, seguida de tratamento mecânico, eletroquímico e térmico / Foto: sgpress.ru
3. Selecionamos a tecnologia de impressão 3D para determinadas tarefas
A escolha da tecnologia aditiva depende inteiramente do que você deseja obter na saída. Você precisará considerar os seguintes parâmetros: tamanho do produto, precisão da impressão, resistência e durabilidade do produto, finalidade (protótipo, modelo de demonstração ou produto acabado).
Considere as tecnologias aditivas básicas e os materiais utilizados, suas principais vantagens e desvantagens.
Agora você pode escolher a tecnologia de impressão 3D aplicada às tarefas de produção (você pode precisar de várias instalações adicionais trabalhando em diferentes tecnologias):
- Prototipagem funcional e teste: SLA, SLS, MJP, FDM.
- Prototipagem, produção de amostras de demonstração: SLA, SLS, FDM.
- Verificação ergonômica, teste de coleta de produtos: SLA, MJP / fotopolímero
- Produção de produtos finais de plástico: SLA, SLS, FDM.
- Produção de peças metálicas acabadas de montagens e montagens e estruturas complexas (inclusive quando a tarefa de otimização do produto é reduzir o peso, combinar peças de vários elementos em totalmente metálicas, etc.): SLM.
- Criação de modelos principais para fundição, moldes para equipamentos industriais: SLS, MJP / wax.
- Criação de modelos principais para fundição em modelos de queima: SLA, MJP / fotopolímero.
- Fabricação rápida de ferramentas: SLA, FDM.
- Realização de experimentos: SLA, MJP / fotopolímero.
4. Você também precisará de digitalização 3D
Um scanner 3D e um software para processar os dados recebidos são ferramentas necessárias para uma empresa moderna. A digitalização 3D pode ser usada em qualquer estágio do gerenciamento do ciclo de vida do produto, o que permite reduzir o tempo e os custos no estágio de desenvolvimento e acelerar o lançamento do produto no mercado.
Marcador da oficina de modelos da fábrica de automóveis Tikhvin Daniil Zhidkov cria um modelo tridimensional de fundição usando o scanner Creaform HandySCAN 3D 3D. Este scanner 3D portátil permite criar um modelo da peça quando não há tamanhos e desenhos em mãos, o que facilita muito o trabalho dos designers / Foto: tvsz.ru
Usando um scanner 3D e software especializado, você pode resolver com mais eficiência as seguintes tarefas:
- controle de geometria de produtos e equipamentos, controle de entrada e saída;
- engenharia reversa para modernização, reparo, restauração de peças;
- obtendo um modelo CAD.
Os dispositivos de digitalização 3D fornecem precisão na faixa de 20 a 50 mícrons por metro. Se esses parâmetros de precisão não forem adequados, continue a usar máquinas de medição por coordenadas. No entanto, em termos de velocidade de medição, portabilidade e custo, os scanners 3D deixam o CMM para trás.
5. Planejamos o orçamento
Os preços de instalação de aditivos variam de um milhão e meio de euros (FDM) a vários milhões de euros (SLM), para scanners 3D - de 20 a 130 mil euros.
O custo final da impressora depende da configuração do equipamento selecionado e de muitos outros fatores, por isso é difícil nomear os números no estágio inicial de organização do centro de aditivos. Além disso, você deve levar em consideração os custos associados ( materiais para impressão 3D , equipamento adicional, consumo de energia etc.).
6. Verificando como a tecnologia 3D funciona antes de comprar o equipamento
Deseja pré-testar a solução para seus problemas? No Centro de prototipagem rápida da iQB Technologies, você pode solicitar serviços de teste para impressão 3D com cera, fotopolímeros e gesso, além de digitalização 3D e modelagem 3D. É possível que especialistas com um scanner 3D portátil viajem para empresas em toda a Rússia.
7. Equipamento adicional
Dependendo do tipo de instalação aditiva, pode ser necessário equipamento adicional. Por exemplo, para impressoras SLA, você precisa de uma câmera UV, onde o produto final é curado. O equipamento mais sofisticado são as impressoras 3D de metal , que exigem:
- mufla para aliviar o estresse residual do metal;
- soneca, serra de fita ou EDM para remover suportes;
- câmara de jateamento ou jateamento de areia para pós-processamento do produto e melhoria da qualidade da superfície.
Após selecionar as impressoras 3D, juntamente com nossos especialistas, você poderá descobrir quais equipamentos adicionais são necessários.
8. Requisitos especiais para a operação de impressoras 3D
As instalações e condições operacionais podem ter requisitos especiais, por exemplo, fornecendo a quantidade certa de eletricidade e ar condicionado. Os requisitos mais rigorosos se aplicam aos sistemas de impressão 3D com metais - é necessário observar as medidas de segurança (garantir estanqueidade durante a operação da máquina, trabalhar com roupas de proteção) devido ao perigo de pós metálicos que sinterizam em um ambiente de gás inerte.
Aqui está um exemplo de requisitos padrão para uma impressora 3D de metal:
- tensão de 3 fases 380 V, modo de consumo operacional 7 kW, em um pico de até 12 kW;
- fornecimento de gás inerte para a máquina (3-5 cilindros);
- sistema de ar condicionado na sala (de 18 a 23 ° C), idealmente - no modo de secagem ao ar;
- compressor ou linha com suprimento de ar comprimido 4 atmosferas;
- água de processo para lavar filtros e produtos.
A empresa ODK-Saturn Rybinsk, parte da United Engine Corporation, está usando ativamente tecnologias aditivas na produção de motores de turbinas a gás / Foto: rostec.ru
9. Treinamos especialistas do centro de tecnologia aditiva
Os funcionários do laboratório de aditivos são o designer e o operador da impressora 3D, seu número depende da composição do equipamento e da quantidade de trabalho. Se um operador for suficiente para sistemas de impressão 3D profissionais, para os industriais (SLA, SLS, SLM) serão necessários pelo menos dois especialistas treinados, uma vez que o custo do tempo de inatividade para esses equipamentos é muito alto.
É ideal se o operador e o construtor forem pessoas diferentes. O designer projeta produtos para fabricação aditiva em software especializado e entende como aplicar os métodos apropriados, e o operador é mais um tecnólogo, ele encarna a visão do designer no produto acabado. Ao mesmo tempo, o operador de uma impressora 3D deve ser uma pessoa criativa, especialista com ensino técnico superior, que adora estudar e é apaixonada por inovação. É possível obter alta qualidade de impressão, selecionando corretamente as configurações da impressora. Isso pode ser uma tarefa bastante difícil: nas máquinas SLM, por exemplo, 170 parâmetros abertos que podem ser alterados durante o processo de construção.
Em nosso centro de treinamento, você pode ser treinado para trabalhar em impressoras 3D industriais em 3-4 dias. Também estão disponíveis programas de treinamento em digitalização 3D e produtos de software básico para processamento de dados de digitalização (Geomagic Control X / Design X / Wrap ) e preparação de modelos para impressão ( Materialize Magics ). Também existem programas abrangentes estendidos com duração de até 12 dias.
Conclusão
Esperamos que este artigo o ajude a decidir sobre a escolha das tecnologias 3D e tome outras medidas para criar um laboratório de aditivos.
Descobrimos que a impressão 3D é adequada apenas para produção piloto, experimental ou em pequena escala, principalmente nas indústrias de alta tecnologia. As tecnologias aditivas otimizarão o processo de produção ao desenvolver novos tipos de produtos ou melhorar o sortimento atual, criando protótipos e equipamentos. A digitalização 3D permite reduzir tempo e custos no estágio de desenvolvimento ao executar tarefas de controle de qualidade e engenharia reversa.