Главная Биржа Тендеры Форум

Баннер
Баннер

Вход


-= ВНИМАНИЕ! =- Эта регистрация действует только на ПОРТАЛЕ. На ФОРУМЕ и БИРЖЕ СТАНОЧНИКОВ нужно регистрироваться отдельно!



Главная СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ Быстрое цифровое производство из термопластиков
Быстрое цифровое производство из термопластиков PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 4
ХудшийЛучший 
Автор: Умное производство №3 2011   
19.01.2013 09:13

Быстрое цифровое производство из термопластиков

Крепежная оснастка для обработки детали изготовлена по технологии FDM из поликарбоната

Рис.1. Крепежная оснастка для обработки детали изготовлена по технологии FDM из поликарбоната

Прошли те времена, когда быстрое прототипирование воспринималось как нечто фантастическое, находящееся за пределами обычного понимания сути производства изделий. Бум развития технологий и оборудования для быстрого прототипирования пришелся на 80-е и 90-е годы прошлого столетия. За этот период было разработано большое количество установок, в которых для изготовления моделей-прототипов использовались различные принципы и материалы. Однако был и остается объединяющий всех их принцип – в отличие от традиционных методов обработки, деталь-прототип получается не «отсечением лишнего» от заготовки, а «выращиванием» ее конструкции из моделирующего материала.

 

Чудо-машины стали активно применяться на современных промышленных предприятиях разработчиками новых изделий, предоставляя ранее недоступную возможность уже на стадии разработки и за считанные часы получать модели-прототипы. Недаром слоганом одного из ведущих производителей таких установок стал призыв «Придайте вашей идее форму!»
Жесткие законы рынка заметно проредили состав компаний-разработчиков технологий быстрого прототипирования. От более полутора сотен осталась только пара десятков жизнеспособных. Среди них наиболее успешные – Stratasys, Z Corporation, 3D Systems, Solidscape, Objet Geometries – это те, кто по данным Wohlers Report 2010 имел на своем счету более 2000 единиц проданного оборудования. Об одной из них, авторе приведенного нами слогана, – компании Stratasys пойдет речь далее.

Американская компания Stratasys Inc. в 1988 году разработала и внедрила технологию FDM (Fused Deposition Modeling): построение модели путем послойной укладки разогретой полимерной нити. На установках, производимых этой компанией, можно изготавливать детали из промышленных термопластиков, собирать из них конструкции для оценки внешнего вида и функциональности разрабатываемых изделий, изготавливать малые партии конечных изделий. Качество получаемых моделей-прототипов и отличные эксплуатационные качества оборудования позволили компании Stratasys оставаться на протяжении более 7 лет №1 по продажам в мире, а также в России и странах бывшего СНГ. Объем проданных установок Stratasys перевалил за 14 тысяч единиц.

Осуществив четкую сегментацию рынка, компания предлагает сегодня две серии установок: недорогие и наиболее простые в эксплуатации 3D-принтеры Dimension и установки промышленного уровня Fortus. Вместе эти серии предоставляют потребителю широкое поле выбора нужной модели, исходя из требований к функциональности и финансовых возможностей. Причем, что интересно, у Stratasys довольно большую долю продаж составляют повторные заказы. Начав работать, например, с uPrint – «самым младшим» в линейке Dimension, многие клиенты вновь обращаются к Stratasys, но уже с желанием приобрести более «продвинутые» и насыщенные полезными функциями модели Fortus. Оценив все тонкости и преимущества технологии FDM на примере простых 3D-принтеров, пользователи находят в установках промышленного уровня новые возможности для воплощения своих идей. Дело еще и в том, что полностью раскрыть и по достоинству оценить многочисленные возможности и диапазон применения технологии FDM можно только в результате опыта самостоятельного использования, а также общаясь непосредственно с экспертами в этой области.

На установках промышленного класса Fortus можно изготавливать малые партии деталей

Рис.2. На установках промышленного класса Fortus можно изготавливать малые партии деталей

В последние годы компания Stratasys уделяет большое внимание продвижению методологии прямого цифрового производства (Direct Digital Manufacturing – DDM). И это, во многом, благодаря неуемной энергии Джеффа ДеГранжа (Jeff DeGrange), до прихода в Stratasys более 20-ти лет проработавшего главным технологом в корпорации Boeing. Технология FDM идеально вписывается в понятие прямого цифрового производства и применима для широкого спектра производственных задач. Помимо создания всем известных моделей-прототипов для отработки дизайна и функциональности будущих изделий технология FDM, может успешно использоваться для изготовления технологической оснастки. Это, например, низкоскоростная или специальная станочная оснастка, крепежная оснастка для инструмента, оснастка для изготовления деталей гидроформовкой и вытяжкой, пресс-формы для изготовления деталей из листовых материалов или инжекционным методом из резины, пластиков, силикона, а также малые партии конечных изделий. Кроме того, оснастка, изготовленная по технологии FDM, сегодня активно применяется в авиакосмической отрасли при изготовлении деталей из композитных материалов. Это оснастка для реализации большинства методов намотки композитов, например, из воднорастворимого материала поддержки (используемого в установках Stratasys), когда геометрия композитной детали не позволяет использовать стандартную разъемную оснастку; сердечники сетчатой формы для последующей намотки композитов, комбинированная оснастка и т.п. На установках Fortus можно изготавливать абсолютно все перечисленные детали из термопластиков без применения дорогостоящей оснастки, используя лишь саму установку и персональный компьютер, – настоящее воплощение прямого цифрового производства!

Продуктовая линейка Fortus представлена сегодня следующими моделями: 360mc, 400mc, 900mc, в основном различающимися максимальными габаритами изготавливаемых деталей. В июле этого года компания Stratasys выпустила новую установку Fortus 250mc, самую младшую и недорогую среди промышленных установок Stratasys. Обладая всеми преимуществами более дорогих моделей серии, пользователи 250mc смогут в широком диапазоне управлять такими свойствами изготавливаемых деталей, как прочность и точность. И все это за вполне доступную цену. Топовой моделью является Fortus 900mc. Установка прошла ряд существенных модификаций и сейчас с ее помощью можно за один раз изготовить деталь размером 914х610х914 мм. А если необходимо еще более габаритное изделие, достаточно «вырастить» его частям, а затем склеить воедино – просто и быстро. Установка, помимо внушительных размеров рабочей зоны, высокой скорости перемещения «печатающей» головки, может работать с 8-ю видами термопластиков. Многочисленные функции и технические характеристики оборудования наряду с широкими возможностями программного обеспечения Insight полностью оправдывают ее прописку в сфере цифрового производства. В подтверждение этого можно привести следующий факт: в серийном Fortus 900mc используется 32 детали, полностью изготовленные на такой же установке! Таким образом, получается, что оборудование воспроизводит само себя, подобно тому, как еще в 50-х годах прошлого века выдающийся математик Джон фон Нейман отобразил в теории саморепликаторов.

Стоит отметить дальновидность руководства компании Stratasys, в самом начале сделавшей ставку при выборе моделирующих материалов на неиссякаемый потенциал промышленных термопластиков. В среднем, Stratasys вводит в эксплуатацию на своих системах новый моделирующий материал каждые два года, и сегодня их более десятка! А обладатели установок Fortus 400mc и 900mc при появлении новых видов термопластиков могут в полной мере рассчитывать на «апгрейд» своего оборудования для работы с дополнительными моделирующими материалами. Таким образом, проявляется еще одна замечательная возможность систем Fortus – функциональность «на вырост».

Каждый из пластиков, доступных для использования в системах Fortus, а это – ABS, ABSi, ABSplus, ABS-M30, ABS-M30i, PC (поликарбонат), PC-ISO, PC-ABS, PPSF, ULTEM 9085, обладает присущими ему свойствами и может быть выбран, исходя из назначения конечного изделия и условий его эксплуатации: высоких температур, химически активных сред, динамических и ударных нагрузок, соотношения веса и прочности и т.д. Хотя компания и не ставит своей целью предоставление материалов различной цветовой гаммы, в отношении ABS пластиков она предлагает стандартный и расширенный набор цветов.

Также в июле пользователям технологий Stratasys стал доступен термопластик ABS-ESD7 с антистатическими свойствами, разработанный на основе ABS-M30. Новый моделирующий материал будет наиболее востребован в тех областях применения, где статический заряд на поверхности изделия может, например, ухудшить производительность электротехнической продукции, вывести из строя ее элементы или даже привести к возгоранию.

Другой, тоже новый материал, на который бы хотелось обратить внимание – ULTEM 9085. Его появление стало возможным благодаря тесному сотрудничеству Stratasys с корпорацией Boeing. Материал ULTEM 9085 является практически high-end среди термопластиков. Будучи легким и прочным, он широко используется при производстве авиационного, морского и наземного транспорта в качестве аналога алюминиевых сплавов. Этот материал, сертифицированный по стандартам FAA FST, имеет низкие показатели по воспламеняемости, дымности, токсичности и может с успехом применяться в тех областях, где предъявляются высокие требования к условиям жизнеобеспечения человека.

На установках Fortus 900mc в компании 'Солвер' на заказ изготавливаются как модели-прототипы, так и готовые детали

Рис.3. На установках Fortus 900mc в компании 'Солвер' на заказ изготавливаются как модели-прототипы, так и готовые детали

И еще об инновациях от компании Stratasys. Как известно, успех и всемирная слава высокоинтеллектуальных компаний обычно приходят к тем компаниям, которые занимаются длительными и глубокими изысканиями, направленными на разработку наиболее эффективных и в то же время простых в освоении и использовании решений. Недавно представленная компанией Stratasys система чистовой доводки моделей Finishing Touch в очередной раз доказывает высокий научный потенциал компании и ее стремление к удовлетворению высоких требований заказчиков. В основе работы системы лежит использование специального растворителя, позволяющего получать сглаженный и упрочненный поверхностный слой детали, изготовленной по технологии FDM. В результате обработки поверхность моделей приобретает «гламурный» глянец, и отличить такое изделие от серийного, получаемого в инжекционных пресс-формах, практически невозможно. Система Finishing Touch позволяет значительно снизить, а в большинстве случаев и полностью устранить необходимость в ручной доводке деталей, изготавливаемых на установках Fortus. Многочисленные испытания показали, что в результате ее применения максимальное отклонение размеров детали не превышает 0,023 мм, что меньше допусков для многих литьевых изделий. Тандем технологий FDM и Finishing Touch дает недостижимое до недавнего времени сочетание высочайшего качества формообразующих поверхностей и известной прочности ABS-пластиков.

Тандем технологий FDM и Finishing Touch дает сочетание высочайшего качества формообразующих поверхностей и известной прочности ABS пластика

Рис.4. Тандем технологий FDM и Finishing Touch дает сочетание высочайшего качества формообразующих поверхностей и известной прочности ABS пластика

В заключение – еще одна новость. Инженерно-консалтинговая компания «Солвер», официальный представитель Stratasys в России, в начале этого года создала у себя новое подразделение – отдел «Цифровое производство из композитных и полимерных материалов». На его базе, помимо специализированных программных средств разработки изделий из композитов, активно эксплуатируется установка Fortus 900mc. На установке наравне с задачами по отработке дизайна деталей заказчиков выполняются заказы на изготовление конечных изделий. Выдающиеся технологии настоящего и будущего сегодня стали ближе и доступнее, чем когда-либо.

Дмитрий ТРУБАШЕВСКИЙ,
инженерно-консалтинговая компания «Солвер»

Умное производство №3 2011



Следующие материалы:
Предыдущие материалы:

Обновлено 08.07.2014 14:22
 

Просьба оставлять свои комментарии. Этим вы поможете развитию сайта, сделав его содержание более полезным! Также в комментариях можно писать о замеченных ошибках и неработающий ссылках.


Защитный код
Обновить