Мы уже видим реальные примеры невероятной гибкости и эффективности аддитивного производства в условиях глобального экономического кризиса. Эксперты утверждают, что пандемия приблизит Четвертую промышленную революцию, и сегодня многие предприятия видят в цифровых технологиях средство выживания, а не просто повышения конкурентоспособности на рынке.

iQB Technologies продолжает расширять свой продуктовый портфель: в апреле 2020 года наша компания стала эксклюзивным дистрибьютором на территории России промышленных 3D-принтеров Discovery 3D Printer испанского производителя CNC Barcenas. Мы впервые представляем оборудование для 3D-печати крупногабаритных изделий и прототипов на базе технологии FFF/FDM.

CNC Barcenas – достаточно молодой бизнес: ему чуть больше десяти лет. С 2009 года компания специализируется на производстве станков с ЧПУ (фрезерных, гравировальных и лазерной резки), а в 2014-го расширила свои мощности, приступив к разработке, проектированию и производству уникальных промышленных 3D-принтеров.

Бампер
Оборудование: Super Discovery 3D Printer, материал: ABS-пластик с углеволокном, размеры: 1800 х 600 х 4500 мм, вес: 12 кг

Первым решением для рынка 3D-печати стала установка Discovery 3D Printer, за ней последовала еще более инновационная и крупноформатная модель Super Discovery 3D Printer, работающая по технологии прямой экструзии гранул полимеров. В 2019 году была представлена рабочая станция Super Discovery 3D Printer Workstation – система промышленной 3D-печати и постобработки. Наконец, в 2020-м увидела свет обновленная и усовершенствованная модификация Discovery 3D Printer 2020. CNC Barcenas продолжает свои новаторские разработки, и сегодня это один из лидеров на европейском рынке крупноформатной 3D-печати, имеющий в своем послужном списке немало масштабных проектов.

Основные преимущества Discovery 3D Printer

1. Гораздо более низкая стоимость принтеров, чем у конкурентов, предлагающих ту же технологию и аналогичный уровень качества.

2. Постоянное развитие технологий и расширение опыта по направлениям 3D-печати и станкостроения.

3. Все оборудование полностью разрабатывается и изготавливается на предприятиях CNC Barcenas в Испании.

4. Возможность кастомизации принтера под задачи каждого отдельного клиента.

5. Лучшие компоненты приводов и моторов для качественной и быстрой печати.

6. Корректировка неровностей во время печати (калибровка сопел и платформы).

7. Отладка оборудования до 100% результата.

8. Открытая система материалов позволяет существенно снизить эксплуатационные издержки.

9. Внутренние камеры в принтерах, обеспечивающие дистанционный мониторинг производственного процесса с любого устройства.

10. Простота эксплуатации оборудования и интуитивно понятное ПО Simplify 3D.

Прототип крышки
Оборудование: Discovery 3D Printer, материал: 3D850, размеры: 29 х 19 х 4,5 см, вес: 146 г

Технология и особенности процесса 3D-печати

Технология FFF (Fused Filament Fabrication), используемая в установках Discovery 3D Printer, – полный аналог FDM (Fused Deposition Modeling – моделирование методом послойного наплавления). Это наиболее доступная и популярная аддитивная технология, она знакома всем пользователям домашних 3D-принтеров, но широко применяется и для решения серьезных производственных задач. К ее несомненным преимуществам относятся высокая производительность, возможность изготавливать крупногабаритные изделия и относительно небольшая стоимость оборудования и расходных материалов. Недостатки этого метода – наибольшая среди всех аддитивных технологий степень шероховатости поверхности (качество зависит от диаметра сопла и от материалов), риск растекания пластика и повышенная чувствительность к перепадам температур. Заметим, что модель Super Discovery 3D Printer, оснащенная фрезой, сразу же исправит шероховатость и проведет постобработку изделия прямо в камере принтера.

В качестве расходных материалов используются так называемые филаменты – термопластики или композиты в виде намотанных на катушки нитей или гранул. Их ассортимент очень разнообразен и позволяет выбрать наиболее подходящие для решаемых задач по физико-механическим свойствам материалы – ABS, PLA, нейлон, поликарбонаты, полиамиды, полистирол, полиэтилен и многие другие.

Построение объекта в Discovery 3D Printer

Процесс создания изделия по технологии FDM/FFF включает следующие этапы:

1. Экспорт 3D-модели в программное обеспечение 3D-принтера в формате .stl.

2. Подготовка к печати: деление модели на слои и ориентация на платформе построения, при необходимости – создание поддержек. В результате генерируется G-код, содержащий все настройки печати.

3. Процесс печати путем послойной экструзии (выдавливания) расплавленного материала. Экструдер (печатающая головка) перемещается снизу вверх по осям X и Y, по оси Z движется рабочая платформа.

4. Извлечение напечатанного объекта из 3D-принтера, удаление поддержек, постобработка.

Метод печати филаментами используется в младшей модели линейки Discovery 3D Printer. В установках Discovery Super 3D Printer и Discovery Super 3D Printer Workstation реализована новаторская технология прямой экструзии гранул полимера (Direct Extrusion of Pellet). Отличие от стандартной FDM заключается в том, что расходные материалы имеют вид гранул, а не нитей. Этот способ дает возможность ускорить и сделать более экономичным изготовление крупных объектов.

Вертолетное кресло
Оборудование: Super Discovery 3D Printer, материал: ABS-пластик с углеволокном, размеры: 120 х 70 х 45 см, вес: 20 кг

Статуя
Оборудование: Super Discovery 3D Printer, материал: ABS-пластик с целлюлозным волокном, высота: 1,87 м, вес: 45 кг

Сферы применения Discovery 3D Printer

Каждая отрасль имеет свою специфику, именно поэтому CNC Barcenas адаптирует производимые 3D-принтеры к требованиям конкретных задач и проектов, где требуется быстрое прототипирование или быстрое производство конечных изделий. Discovery 3D Printer могут быть успешно задействованы в следующих отраслях:

• автомобилестроение;

• авиакосмическая индустрия;

• судостроение;

• оборонный сектор;

• железнодорожная промышленность;

• бытовые товары и техника;

• мебельная промышленность;

• архитектура;

• медицина;

• образование;

• промышленный дизайн;

• услуги 3D-печати.

Линейка оборудования

Discovery 3D Printer

Промышленный 3D-принтер на базе технологии FFF предназначен для изготовления крупных деталей из технического пластика в рамках сложных и долгосрочных проектов. В качестве расходных материалов можно использовать все доступные на рынке филаменты, соответствующие стандартному формату 1,75 мм. Принтер оснащен встроенной системой двойной экструзии, которая может использоваться для создания поддержек и деталей из разных материалов разных цветов. Discovery 3D Printer – одно из самых привлекательных решений на рынке по соотношению цены и качества, учитывая габариты печатаемых изделий.

• Работает с пластиками PLA, ASA, ABS, PA, HIPS, 3D850, PETG. ABS Medical, ABS Hi и др.

• Полностью закрытая камера и платформа с нагревом (до 175 °С) с функцией автоматического выравнивания, которая автоматически компенсирует незначительные неровности во время печати

• Размер камеры построения: (Ш х Д х В): 1150 x 800 x 500 мм

• Размер принтера: 1880 х 1550 х 1750 мм

• Вес: 300 кг

• Экструдер (макс. температура): 450 °С

• Рабочая нагрузка: <80 г/ч

• Скорость печати: до 400 мм/с

• Толщина слоя (минимум): 0,1 мм

• ПО: Simplify 3D

Super Discovery 3D Printer

Установка была разработана в качестве универсального решения, отвечающего нуждам Индустрии 4.0, для производства крупноформатных деталей размером до 2,5 м. Принцип работы Super Discovery 3D Printer основан на технологии прямой экструзии гранул полимера, позволяющей снизить затраты на одну деталь, повысить производительность и существенно сократить общие расходы. Возможна индивидуальная конфигурация под любые нужды крупной промышленности.

• Работает с любыми термопластиками, например, ABS, ABS CF, PC CF, PPE CF, 3D850, ASA

• Полностью закрытая камера и платформа с нагревом (до 175 °С) с функцией автоматического выравнивания для самых требовательных материалов

• Автоматическая подача гранул, отсутствие ограничений на количество материала и, как следствие, на вес продукции.

• Размер камеры построения: (Ш х Д х В): заводской стандарт – 1300 x 2500 x 1000 мм, возможна индивидуальная конфигурация

• Размеры принтера с загрузочной воронкой и электрическим шкафом: 2000 х 3590 х 3000 мм

• Вес: 1200 кг

• Экструдер (макс. температура): 450 °С

• Рабочая нагрузка: <6 кг/ч

• Скорость печати: до 200 мм/с

• Толщина слоя (минимум): 0,5 мм

• ПО: Simplify 3D

Super Discovery 3D Printer Workstation

Идеальная комбинация крупноформатного промышленного 3D-принтера и системы фрезерной обработки. Установка предназначена для производства больших партий крупных деталей и прототипов. Принцип работы, так же, как и у модели Super Discovery 3D Printer, основан на прямой экструзии гранул. Особая конструкция позволяет осуществить весь производственный процесс, включая постобработку, поскольку на рабочей платформе присутствует как экструдер, так и фрезеровочный двигатель. Super Discovery 3D Printer Workstation способна выполнять масштабные работы по постобработке, а также производить резку, вырубку или 3D-гравировку по пластику, фотополимеру, пенопласту, дереву и другим материалам.

• Работает с любыми термопластиками, включая ABS, ABS CF, PC CF, PPE CF, 3D850, ASA

• Полностью закрытая камера и платформа с нагревом (до 175 °С) с функцией автоматического выравнивания для самых требовательных материалов

• Автоматическая подача гранул, отсутствие ограничений на количество материала и, как следствие, на вес продукции

• Размер камеры построения: (Ш х Д х В): заводской стандарт – 1500 x 2000 x 1000 мм, возможна индивидуальная конфигурация

• Размер принтера: 2000 х 3590 х 3000 мм

• Вес: 1500 кг

• Экструдер (макс. температура): 450 °С

• Рабочая нагрузка: <6 кг/ч

• Скорость: до 200 мм/с

• Толщина слоя (минимум): 0,5 мм

• Фрезеровочный двигатель: высокочастотный бесщеточный двигатель с воздухоохлаждаемыми керамическими подшипниками, скорость 4500–18000 об/мин.

• Программное обеспечение: Simplify 3D + ПО для ЧПУ

История внедрения: FDM-печать для нужд военно-морского флота

По заказу Военного-Морского Флота Испании государственная судостроительная компания Navantia разработала и внедрила стратегию Shipyard 4.0 («Судоверфь 4.0»). Цель новой бизнес-модели – оптимизация производственного процесса за счет технологий Индустрии 4.0, включая 3D-печать, роботизацию, цифровые двойники, big data, искусственный интеллект, интернет вещей и пр. Подробнее о «Судоверфи 4.0» читайте в статье.

CNC Barcenas приняла участие в двух проектах НИОКР для аддитивного производства. Первый из них носит название 3DCABINS и предполагает производство полностью оборудованных судовых кают с помощью исследований и выбора наиболее подходящих материалов. Так, на установках Discovery 3D Printer и Super Discovery 3D Printer были изготовлены прототипы модульного туалета для военно-морского корабля. По сравнению с традиционными способами производства вес изделий был уменьшен почти на 50% и гораздо снизилась их стоимость. В рамках второго проекта – ADIBUQUE – 3D-принтеры применяются для изготовления сложных компонентов для военно-морского сектора, которые устанавливаются и тестируются на строящихся судах.

Объекты, напечатанные на Super Discovery 3D Printer для проекта 3DCABINS:

– модульный туалет, материал: огнеупорный ABS, размеры: 2200 x 1700 x 1200 мм, вес: 250 кг
– вентиляционная решетка, материал ABS с углеволокном, размеры 59 х 89 х 4,5 см, вес 3500 г

Использование Discovery 3D Printer позволило компании Navantia:

• модернизировать производственный процесс и повысить производительность;

• сократить сроки производства и сборки;

• снизить трудозатраты;

• уменьшить объем работ по обработке и покраске;

• увеличить энергетическую эффективность производства;

• повысить качество продукции.

Итоги: кратко

Discovery 3D Printer – линейка аддитивных установок испанского производства с превосходным соотношением цена/качество для создания изделий и прототипов большого размера. Главные особенности принтеров – крупный формат печати (до 2,5 м), доступная технология FFF/FDM, простота в эксплуатации и уникальные технологические решения – такие, как встроенная система двойной экструзии, корректировка неровностей во время печати, индивидуальная конфигурация принтеров, объединение 3D-печати и постобработки в одной системе. Все эти преимущества позволят оптимизировать производство предприятиям различных отраслей – от автомобильной индустрии и судостроения до медицины и бытовой техники. Discovery 3D Printer подойдет как крупным промышленным производствам, так и инновационным компаниям в сегменте малого и среднего бизнеса.

Автор: Семен Попадюк

Источник