3D-принтер для аграрного сектора. CLAAS включается в процесс Пару слов о 3D-печати

Пару слов о 3D-печати

3D-печать – это технология, при которой твердый трехмерный объект создается путем наложения один на другой тонких слоев какого-либо материала: пластика, керамики, композита, металла. Станок с ЧПУ, на котором это делается, называется 3D-принтер.

Одним из распространенных способов 3D-печати (и даже, по мнению многих, слегка устаревшим) является FDM (Fused Deposition Modeling – технология послойного наплавления). Относится к экструзионному типу. Заключается в том, что из раздаточной головки на охлаждаемую основу выдавливаются разогретые капли материала (обычно – пластика). Они быстро застывают и образуют слипающиеся между собой слои, из которых «вырастает» заданный объект.

Кроме FDM, применяются и другие технологии: DIW, SLA, EBM, SLS и т.д.

3D-печать в автомобильной промышленности …

3D-печать активно используется в различных отраслях. На трехмерных принтерах «выращивают» детали для самолетов, протезы, литейные формы, оружие, здания и т.п. Конечно же, автопром тоже никак не мог пройти мимо такого интересного начинания (хотя, вообще-то, эта методика появилась более 30 лет назад).

В качестве примера можно привести концерн Ford. Их специалисты изготавливают на 3D-принтерах не только литейные песчано-полимерные формы, но и более сложные изделия, такие как головки блоков цилиндров. Данную технологию используют также Mercedes-Benz, Audi и другие производители.

… И в аграрном секторе

А как обстоят дела с 3D-печатью у аграриев? Прекрасно! И, чем дальше, тем лучше. Если раньше все было дорого, то сейчас, например, Amazon предлагает трехмерные принтеры по цене меньше двух тысяч долларов. На Staples за 1299 долларов можно купить модель 3D System’s Cube. Перечень используемых материалов, что тоже важно, расширился. Поэтому, кроме больших компаний, в процесс изготовления запчастей все чаще включаются сервисные предприятия и даже эксплуатационщики.

Особенно выручает 3D-печать в тех случаях, когда ломается деталь какого-нибудь устройства, которое продается только в сборе. Например, в одном из с/х предприятий на юге России на принтере Wanhao i3 по технологии FDM напечатали сердечники мембранных водоочистных фильтров на 80 микрон (материал Flex, вес каждого – около 250 грамм). За один картридж, который можно купить лишь в собранном виде, надо было бы заплатить 11 000 рублей. Все изготовленные «домашним» способом детали успешно отработали сезон-2019.

В процессах разработки новых моделей 3D-печать используется почти всеми крупными производителями. С ее помощью технические прототипы получаются намного быстрее и дешевле. Кроме того, на трехмерных принтерах можно изготавливать и полноценные детали: шестеренки, цепи, амортизаторы и многое другое.

CLAAS получает первые результаты

В настоящее время специалисты исследовательского центра CLAAS, расположенного в немецком Харзевинкеле, тоже работают над вопросами применения 3D-принтеров для изготовления запчастей на сельскохозяйственную технику. Первые результаты испытаний обнадеживают. Печать выполнялась по технологии FDM. Для рулевого привода TERRA TRAC (гусеничное шасси) изготовили маятниковый рычаг. Полученная деталь выдерживает такие же механические нагрузки, как и оригинальная, сделанная по традиционной методике. Но весит она на 27% (на 6 кг) меньше.

Перспективы или Зачем это нужно?

Практически все эксперты сходятся во мнении, что 3D-печать, конечно же, не придет на смену традиционному изготовлению запасных частей. Тогда зачем она нужна? У нее есть свои ниши. С помощью данной технологии сервисные организации могут работать намного эффективнее. А находящиеся в разработке опытные образцы агротехники делаются значительно проще.

Особенно полезным 3D-принтер оказывается в том случае, если нужны запасные части для моделей, которые давно не выпускаются. Еще один вариант – мало востребованные детали для действующей техники. Их редко спрашивают, а хранение каждой «железки» стоит денег. Не трудно сделать расчеты, по каким позициям дешевле за пару часов напечатать, чем несколько месяцев держать на складе, ожидая, когда понадобится.

Сказанное выше касается изготовления деталей по готовым чертежам. Даже в этом плане для 3D-печати появляется множество сфер применения. А ведь можно сказать еще и о разработке новых моделей. В сфере проектирования данная технология вообще может … ну, сделать революцию, это, пожалуй, звучит слишком оптимистично. А вот значительно ускорить процесс и упростить его – наверняка.

Сегодня для производства большинства деталей нужны пресс-формы. Если создается новый образец, то по ним отливается почти все необходимое. Техника собирается, настраивается и отправляется на тестирование. После испытаний, вносятся коррективы. Согласно которым, надо кое-что изменить в конструкции. Для этого «кое-что» надо сделать другие детали, а для них – изготовить новые пресс-формы. А потом снова тестирование, и опять корректировка …

При использовании 3D-принтера, пресс-формы не нужны. Берется компьютерная программа CAD, и в ней создается цифровая модель будущей детали. Которая с этой самой модели потом и печатается. Если, после тестирования, вносятся коррективы, то достаточно в CAD подправить чертеж, и по нему сделать другую запчасть – уже с необходимыми изменениями.

Как это делается

В исследовательском подразделении CLAAS работают на различных 3D-принтерах. Сырьем служат не только пластмассы, но также композиты и металлы. Сначала создается трехмерная модель. Затем, в соответствии с ней, на печатную форму, слой за слоем, через сопло подается расплавленная нить. Если форма детали требует создания полости либо выступа, то ставится вспомогательная подложка. На заключительном этапе она легко убирается. Применение данной технологии дает значительную экономию материалов. А главное – позволяет в короткий срок получать необходимые детали любой, даже самой сложной формы. Вплоть до таких, которые как единое целое традиционными технологиями вообще не производятся.

Заключение

В исследовательском центре CLAAS считают, что 3D-печать, как направление развития технологий, имеет большие перспективы. С ее помощью появляется возможность значительно улучшить не только процессы изготовления и обслуживания машин, но даже их технические характеристики. Кроме того, работа конструкторского отдела фирмы дает еще и побочный результат, который проявляется в совершенствовании самой 3D-печати.

Если же говорить в общем, то, похоже, что в обозримом будущем люди станут жить, как герои киноленты «Звездный путь». Если человеку «здесь и сейчас» требуется, например, ваза для цветов, то компьютер ее моментально создает. А, когда цветы завяли и ваза больше не нужна, ее можно удалить – как мы сейчас удаляем графические файлы.