Фатальные ошибки при интеграции оборудования

Добрый день! Сегодня мы рассказываем о том, какие бывают ошибки при интеграции цифрового оборудования в бизнес, производство и образование, а также о том, как их избежать. Материал подготовлен по выступлению Максима Журавлева на «Top 3D Expo. Цифровое образование 2018» и включает в себя видеозапись выступления.

Выставка-конференция «Top 3D Expo. Цифровое образование 2018», как и следует из названия, посвящена образованию, а данное выступление было призвано рассмотреть проблематику включения аддитивного оборудования в процесс обучения.

Задачи

Правильная постановка задачи — половина успеха. 3D-принтеры в наше время предназначены не для игрушек, фигурок, горшков и прочего декора, точнее — на них можно все это печатать, но основные задачи аддитивных технологий сейчас намного глобальнее: это сокращение издержек на производстве.

Все это необходимо понимать и при интеграции аддитивных технологий в процесс обучения.

Сканеры обычно применяются в следующих целях: обратное проектирование, контроль качества, быстрое прототипирование, виртуальная сборка, анализ форм и размеров, составление конструкторской документации.

Одна из проблем цифровых технологий в России сейчас — нехватка квалифицированных специалистов, которые могут решать названные задачи.

В сфере образования кризис с подготовкой специалистов способных работать с современным оборудованием, одна из важнейших задач отрасли — подготовка квалифицированных кадров, которых так не хватает на производстве.

Чтобы готовить этих специалистов, нужно соответствующее оборудование для их обучения.

Прежде, чем говорить о подходящем оборудовании, расскажем о том, которое в учебных целях приобретать смысла нет. Многие рассматривают его как вариант покупки в качестве учебных пособий, чему способствуют низкие цены, но пользы оно принесет мало. Далее — подробнее об этом.

Какое оборудование нельзя покупать для профессионального обучения и производства

Подавляющее большинство принтеров стоимостью до 100 000 рублей. К ним можно отнести различные наборы для сборки и другие китайские принтеры, которые не обладают необходимой жесткостью конструкции и надежностью.

Дешевый 3D-принтер это бесконечные настройки, калибровки, сбои, все это нарушает план обучения и снижает качество выпущенных специалистов.

Схожая ситуация и с 3D-сканерами — сканеры стоимостью ниже 150 000 рублей, как правило, также непригодны для образовательных процессов.

Купив данное оборудование для организации учебного процесса, вы просто выбросите деньги на ветер, это могут подтвердить те, кто его уже приобрел. По нашему опыту общения с различными образовательными учреждениями, которые по незнанию приобрели данные сканеры и пытались с их помощью обучать сканированию, реверс-инжинирингу и организации контроля качества, можем уверенно сказать — эти сканирующие системы не могли.

Потом они обратились к нам и мы решили их проблему.

Подходящее оборудование

Вот так выглядит изнутри оборудование, которое используется на производстве, подходит для образования и для бизнеса:

Здесь мы видим принтер печатающий по технологии PolyJet, обеспечивающей высокоточную печать и используемой для создания прототипов.

Вот так оборудование на предприятиях выглядит снаружи.

Ничего общего с бытовыми любительскими 3D-принтерами, которые по незнанию иногда покупают для решения совсем не тех задач, на которые они рассчитаны.

Оператор на производстве занят печатью, а не настройкой или починкой принтера, в этом основное отличие профессионального оборудования.

SLS

Технология SLS — одна из самых востребованных и применяемых в промышленности, в частности — в машиностроении и литейном производстве.

Ее основное преимущество в отсутствии необходимости в элементах поддержки, ведь поддержкой для модели служит окружающий порошок — материал печати. За счет этого становится доступно множество самых изощренных форм, невозможных для печати на принтерах с другой технологией. Кроме того, технология позволяет заполнять весь объем рабочей камеры принтами, так как нет необходимости их контакта с платформой.

Изделия после печати могут быть использованы как конечный продукт, так как по своим прочностным характеристикам максимально приближены к литым и формованным экземплярам.

Стоимость данного решения ранее начиналась от 10 млн рублей, так что оно было недоступно для большинства образовательных учреждений.

Первый доступный для образования SLS-принтер: Sinterit Lisa.

Sinterit Lisa

Электропитание: 100/130 В или 220/240 В
Размеры, мм: 620 х 400 х 660
Вес, кг: 41
Лазер: IR, 5Вт
Максимальная потребительская мощность: 1,6 кВт
Максимальный размер заготовки: PA12 - 90х110х130 мм, flexa Black - 110х130х150 мм
Минимальная толщина стенки: 0,4 мм
Потребляемая мощность: 0,9 кВт
Рабочая камера: 150 х 200 х 150 мм
Температура в камере: 105 °C
Температура печатного стола: 190 °C
Технология печати: SLS
Толщина слоя от: 0,075 мм
Точность по осям X, Y, мм: 0,1
Формат файла: STL, OBJ, 3DS, FBX
Поддерживаемые материалы: PA12 smooth, flexa Black
Интерфейсы: Wi-Fi
Скорость печати: 15 мм / час

Стоимость комплекса Lisa составляет около 1300 000 рублей. В комплект поставки входит принтер, станция просеивания порошка и пескоструйная камера для обработки принтов.

Это готовое решение промышленного уровня. Может использоваться в медицине, для печати прототипов имплантов и деталей протезов, экзоскелетов, лангетов.

Хорошее решение и для ЦМИТа — они сейчас активно развиваются и получают поддержку от государства, и для технического вуза.

Недавно Sinterit представил также новый принтер — Sinterit Lisa Pro.

Sinterit Lisa Pro

От своего предшественника он отличается увеличенной камерой и печатью в в газовой атмосфере — принтер снабжен встроенной азотной системой, что позволяет использовать большее количество материалов.

Рабочая камера: 150 x 200 x 260 мм
Температура в камере: 192°C
Технология печати: SLS
Толщина слоя от: 75 мкм
Точность печати XY: 50 мкм
Поддерживаемые материалы: PA11, PA12 Smooth, Flexa

Стоимость принтера — менее двух миллионов рублей. Он хорошо подойдет крупному промышленному предприятию, для обкатки применения SLS в производственном цикле и принятия решения о покупке более крупного и дорогостоящего оборудования.

SLA

SLA — общее название технологии. У нее есть несколько проприетарных аналогов разных производителей, таких как PolyJet и MJP, а также разновидности по применяемому источнику света — DLP, LED.

Суть технологии — послойное отверждение фотополимерных смол ультрафиолетом.

В силу своего главного преимущества, самой высокой точности печати, имеет широчайшее применение: медицина, стоматология, ювелирное производство, печать литейной оснастки, мастер-моделей, выжигаемых моделей.

Благодаря популярности в производстве, данная технология востребована и в образовании. Так как есть специализированные SLA-принтеры для стоматологии и ювелирной промышленности, а закупать несколько таких аппаратов в учебное заведение может быть весьма накладно, предлагаем вашему вниманию принтер наиболее универсальный и применимый для обучения.

DWS XFab

Рабочая температура и влажность: 20-25°С / 60%
Электропитание: AC 240/100V / 50-60 Hz
Размеры, мм: 400 x 606 x 642
Программное обеспечение: Fictor, Nauta
Форматы файлов: .stl, .slc, .nauta, .fictor, .mkr, .3dm, .3ds, .ply, .obj, .lwo, .x
Источник света: твердотельный лазер BlueEdge
Операционная система: Windows7 и выше
Рабочая камера: Ø 180x180 мм
Системные требования: 2 Гб памяти, видеокарта совместимая с OpenGL I/O, USB порт, 1 активное интернет-соединение,
Специализация: Дизайн, Сувенирная промышленность, Ювелирное дело, Образование, Производство
Технология печати: SLA
Толщина слоя, от: 10 мкм
Интерфейсы: USB

Он подходит и для производства, и для образования. Стоит он около 700 000, а по точности превосходит все принтеры своего класса и ценового диапазона, большинство принтеров до двух миллионов рублей и некоторые модели стоящие около пяти миллионов. Кроме того, у принтеров серии значительно большая рабочая камера, чем у схожих по цене аналогов других компаний.

Производитель сам разрабатывает расходники и лазерную систему принтера, благодаря чему качество его принтов превосходит аналоги, в частности — по прочности получаемых моделей, среди других SLA-принтеров, ему нет конкурентов.

Широкий спектр материалов значительно увеличивает сферу применения моделей напечатанных на этом принтере.

Самое слабое место всех SLA-принтеров — элементы отвечающие за излучение, поэтому DWS дает пожизненную гарантию на лазерную систему своих 3D-принтеров.

FDM

FDM — самая популярная и распространенная технология 3D-печати. Ее точность постоянно увеличивается и она получает все больше областей применения.

Повышение температуры печати увеличивает список доступных материалов, которые раньше можно было обрабатывать только на крупных производствах и на установках стоимостью от 10 млн рублей. Это ULTEM, PEEK, PEI и другие тугоплавкие конструкционные пластики.

Конкуренцию промышленному оборудованию готов составить принтер латвийской компании MASS PORTAL, работающий с данными материалами и стоящий значительно дешевле.

MASS PORTAL

Размеры, мм: 480x620x855
Программное обеспечение: FabCloud, Simplify3D, FabControl
Страна производитель: Латвия
Форматы файлов: .stl, .obj, .3mf, .gcode
Рабочая камера: 300x300x300 мм
Скорость перемещения: 250 мм/сек
Специализация: Дизайн, Архитектура, Упаковка, Реклама, Макетирование, Сувенирная промышленность, Образование, Производство
Температура печатного стола: до 120° C
Температура экструдера: 75 - 475 °C
Технология печати: FDM
Толщина слоя от: 150 мкм
Поддерживаемые материалы: ABS, ASA, BVOH ,CPE, HIPS, PA (Nylon), PC, PEI, PEEK, PET, PETG, PLA, PMMA, POM, PP, PPSU, PVA, PVB, TPE, TPU
Диаметр нити: 1,75
Диаметр сопла, мм: 0,4
Интерфейсы: USB 2.0, Ethernet, Wi-Fi
Платформа: подогреваемая
Совместимые операционные системы: Linux, MacOS, Windows
Цена: 1 145 155 рублей

Один из наших клиентов стоял перед выбором: приобрести принтер попроще, без возможности печати высокотемпературными пластиками, плюс вакуумный формовщик, чтобы впоследствии заменить принтер на более совершенный, либо сразу купить 3D-принтер соответствующий всем заданным параметрам, а формовщик приобрести позже.

Мы рекомендовали второй вариант, так как он дает больше возможностей сразу и снимает вопрос замены принтера в будущем.

Один из самых доступных, заслуживающих внимания в контексте названной темы 3D-принтеров, это принтер красноярской компании Импринта Hercules 2018.

Hercules 2018

Вес с упаковкой: 26.8 кг
Гарантия: 1 год
Размеры с упаковкой: 471х460х553 мм
Электропитание: 220±15% / 50 Гц, 12/20.8 А
Энергопотребление: 500 Вт
Производительность: 34-50 см3/ч
Размеры, мм: 391х380х496
Вес, кг: 18.9
Материал корпуса: Сталь
Программное обеспечение: Slic3r
Страна производитель: Россия
Форматы файлов: STL, OBJ
Калибровка столешницы: механическая
Максимальная температура платформы для печати: 125°C
Максимальная температура экструдера: 260°C
Подогрев стола: да, съемное стекло
Рабочая камера: 200х200х210 мм
Скорость перемещения: до 150 мм/с
Специализация: Аэрокосмическая промышленность, Дизайн, Архитектура, Упаковка, Реклама, Макетирование, Оборонная промышленность, Автомобильная промышленность, Образование, Производство
Технология печати: FDM
Толщина слоя, от: 20 мкм
Уровень шума: 48 дБ
Поддерживаемые материалы: ABS, PLA, Flex, Rubber, SBS, BF Bronze, Carbon, Nylon, HIPS, PETG
Диаметр нити: 1,75
Диаметр сопла, мм: 0.2, 0.3, 0.5, 0.8, 1
Интерфейсы: USB, SD-карта
Количество печатающих головок: 1
Скорость печати: 100 мм/с
Совместимые операционные системы: Windows, Linux, MacOS
Цена: 104 000 рублей

Принтер, с габаритами рабочей камеры 200 на 200 на 210 миллиметров, обладает нужной жесткостью конструкции и достаточным весом, что положительно влияет на качество печати, а российская сборка дает нам привлекательную цену и доступное гарантийное обслуживание.

Сканирование

Многие желающие купить 3D-сканер для обратного проектирования или контроля даже не подозревают о том, что скан — результат работы 3D-сканера — это еще не готовая 3D-модель со всеми известными параметрами, что для получения конечного результата, скан необходимо обработать подготовленному специалисту на специальном ПО.

Обратное проектирование

Применяемое ПО серии Геомэджик широко применяется на многих предприятиях, т.к. хорошо зарекомендовало себя и фактически является промышленным стандартом.

Geomagic® Design X™ стоит около 1400 000 рублей и не каждое образовательное учреждение готово потратить такие суммы на ПО, но это очень мощный инструмент, без которого не обходится ни одно современное промышленное предприятие.

Контроль

Контроль осуществляется на разных этапах производства — он может быть входной, выходной, промежуточный и так далее. Мы делаем сканирование, получаем скан и сравниваем полученные результаты с CAD-моделью, чтобы увидеть степень соответствия и все возможные отклонения. Это осуществляется с помощью Geomagic® Control X™. Это ПО стоит один миллион рублей, что тоже не каждое образовательное учреждение может себе позволить.

Существует готовое образовательное решение: аппаратно-программный комплекс CREAFORM Academia.

CREAFORM Academia

В комплект входит не только 3D-сканер, с ним также поставляются:

ПО для сканирования, обратного проектирования и контроля качества, с лицензией на 50 рабочих/учебных мест и поддержкой на пять лет,

дидактические материалы для обучения,
видеоуроки,
настраиваемые презентации.

Стоимость образовательного комплекта, Teaching package, начинается с суммы менее миллиона рублей.

Также поставляется инженерный вариант комплекса — Research package.

Его стоимость начинается от 4 млн рублей. Он отличается моделью комплектного сканера — в учебном комплекте это сканер Academy, в исследовательском Research возможны варианты; набором ПО и наличием сертификации как поверочное метрологическое оборудование.

Выводы

Если вы хотите сэкономить время и средства, а обычно это факторы очень тесно связанные, то вам стоит обращаться для подбора оборудования к профессионалам.

Не так страшна потеря каких-то сумм из бюджета учреждения, в связи с покупкой неподходящего оборудования, как провал учебного плана или неактуальные знания в программе. Мы поможем избежать и того, и другого.