Производственные инновации для профессионалов

Впервые в России создан 3D-принтер для печати высокотемпературными инженерными пластиками

Инновационный прорыв совершила компания «Total Z», с которой наш журнал познакомился полтора года назад. Уже тогда компания крепко стояла на ногах, выпуская промышленные 3D-принтеры для печати самыми распространенными пластиками типа ABS. Параллельно шли интенсивные научные изыскания. Команда работала над опытными образцами принтеров, способных печатать специализированными инженерными высокотемпературными пластиками. И сегодня инженерные принтеры для печати высокотемпературными пластиками уже пошли в серию. Об этом и другом не менее важном обозревателю журнала «Аддитивные технологии» рассказали отцы-основатели компании Алексей Дубинин и Андрей Белоусов.

Долгий путь к серии

Для перехода от обычного 3D-принтера к инженерному нужно было решить несколько задач. «Физические и химические свойства печатаемых изделий — это единственный критерий качества инженерных принтеров. Деталь после печати должна быть литой, то есть должна иметь однородную кристаллическую решетку и нужный коэффициент прочности, в том числе между слоями печати, — объясняют разработчики физику процесса. — Чтобы получить такой результат, предыдущий слой в момент нанесения следующего слоя должен иметь температуру выше температуры стеклования (для инженерных пластиков это 200—300°C). Для этого нужно создать в камере соответствующую среду, устойчивый температурный режим — до 300°C в камере и до 500°C в экструдере. Именно этим определяются сложности проектирования таких принтеров. Ведь рабочая температура любой электроники, любого механического узла, любого мотора и „далее по списку“ максимум 80 градусов, потому необходимо было развести область печати со всеми другими элементами, не забывая о пожарной безопасности, а также безопасности оператора, который ни при каких обстоятельствах не должен обжечься во время работы». И только так, шаг за шагом сводя воедино сложные конструкторские, инженерные и технические задачи, «Total Z» пришел к третьему поколению 3D-принтеров для высокотемпературной печати инженерными пластиками.
Сегодня «Total Z» — единственная компания в России, которая серийно производит 3D-принтеры для печати инженерными высокотемпературными пластиками, в том числе такими материалами, как Ultem 9085/1010, полисульфон (PSU), полифениленсульфон (PPSU), поликетон, PEEK и другие. Реальным конкурентом на российском рынке «Total Z» называет только американскую компанию Stratasys с ее 3D-принтером Fortus.

Впервые в России создан 3D-принтер для печати высокотемпературными инженерными пластиками

Принтеры Anyform 450-PRO и Anyform 650-PRO

Иногда к «Total Z» приходят клиенты, которым нужна высокотемпературная печать, но при этом хочется, чтобы принтер был настольный, «как китайский». Прежде всего, приходится объяснять, что в камере китайского принтера температура 80°C. Какого то «слипания» слоёв можно добиться и при такой температуре, но однородной кристаллической решетки при переходе от одного слоя к другому физически быть не может, а соответственно, не будет и прочности. Недобросовестные поставщики могут предлагать всякие модифицированные пластики под известными названиями либо просто печать материалами, но с сомнительными физическими свойствами получаемых изделий за пределами спецификаций. И настольных габаритов у 3D-принтера для печати инженерными высокотемпературными пластиками тоже не может быть. Просто посчитаем. Скажем, рабочие камеры Anyform серии Pro могут иметь сторону от 450 до 1200 мм. Рабочую камеру, где должно быть 300°C, надо упаковать в теплоизоляцию толщиной 150 мм, что добавляет по горизонтали и по вертикали по 300 мм. Поскольку по осям X и Y в принтере не ременные передачи, а шарико-винтовые пары, то для обеспечения скорости, размера и точности позиционирования габаритный размер еще прирастает. И именно заложенные в принтер технические решения выводят его на «ненастольные» габаритные размеры. «Вообще-то можно, конечно, сделать настольный принтер под камеру с 300°C, но тогда область печати будет с пятачок», — иронизируют разработчики Anyform.
Есть еще один важный для качественных промышленных принтеров момент, на котором акцентировали внимание создатели Anyform. Многие промышленные пластики, например нейлон, капролон, полипропилен, имеют большой коэффициент усадки, и для печати ими обязательно нужен вакуумный стол. Некоторые поставщики заверяют, что можно печатать и без него, но при условии использования только их пластика. «Совершенно очевидно, что это уже не тот нейлон, на который рассчитывает заказчик, и который заложен в его методиках, технических условиях с имеющимися сертификатами, актами испытаний и так далее», — предостерегают в «Total Z».

Нужны всем

Принтеры Anyform могут быть использованы практически в любой предметной области. На всех рынках актуализируются скорость, снижение массы изделий и удешевление, но в «Total Z» говорят, что в нашей стране сегодня наиболее востребованными они оказались для аэрокосмической промышленности, медицины и автомобилестроения. Для аэрокосмической отрасли получаемые изделия привлекательны благодаря негорючести, высокой прочности, удешевлению и значительному снижению массы, что ведет к росту энергоэффективности. Немаловажно и то, что на ULTEM 9085 есть европейские «летные» сертификаты. Для медицины в первую очередь важно, что PEEK биосовместим, ULTEM1010 допускает современные способы стерилизации и, разумеется, обязательно наличие сертификатов. Автомобилестроение, по наблюдениям моих собеседников, сейчас находится в фазе активных экспериментов с материалами, для чего и приобретает принтеры, а вот сельхозмашиностроение демонстрирует нарастающий спрос на 3D-принтеры для печати деталей и пресс-форм. На принтере «Total Z» модель для отливки детали можно напечатать за 2–3 дня, чего нельзя достичь фрезерованием. Для сельхозтехники это невероятно актуально. Уборочный сезон короткий, техника работает с колоссальными нагрузками, и ремонтировать надо едва ли не в считаные минуты. Есть свои резоны и у предприятий ВПК.

Впервые в России создан 3D-принтер для печати высокотемпературными инженерными пластиками

Штурвал (черный)
Материал: ULTEM 9085
Принтер: Anyform 450-PRO(Hot+)

Впервые в России создан 3D-принтер для печати высокотемпературными инженерными пластиками

Анатомический имплант черепа
Материал: PEEK
Принтер: Anyform 650-PRO(Hot+)

Печать металлом: намерения и реальность

«А не замахнуться ли нам на Вильяма нашего Шекспира? — спросила я. — На печать металлом?» Топ-менеджеры «Total Z» реально видят для своей компании и такую возможность, но отдают себе отчет в том, что сегодня рынок печати металлом в нашей стране имеет неопределенные перспективы в связи с дороговизной конечной детали и некоторыми технологическими ограничениями. «Головой об стену биться не хочется, — шутят мои собеседники. — А если серьезно, то в печати пластиком еще не все перспективы исчерпаны. Мы продолжаем разработку различных 3D-принтеров, в том числе со сверхвысокой производительностью, машин под технологию лазерного спекания порошка и пластика SLS. Шаг от SLS к SLM небольшой, и мы с уверенностью можем сказать: к моменту, когда запрос рынка оформится окончательно, нам будет что предложить рынку». Бизнес-процессы в компании отлажены так, что когда опытный образец будет готов, чтобы идти в серию, для запуска в серию всё будет готово: конструкторская документация, сборочные чертежи, технические условия, отдел закупки будет знать, что надо закупить, в каких количествах, вплоть до количества болтов.

Впервые в России создан 3D-принтер для печати высокотемпературными инженерными пластиками

Патрубок, материал печати: ULTEM 9085, принтер: Anyform 650-PRO(HOT+)

Компания с принципами

«У нас есть свои принципы формирования компонентной базы, — излагают свой подход мои собеседники. — Всё ответственное делаем сами. Для менее ответственных деталей по кооперации стараемся найти надежных отечественных поставщиков. Если не находим, то идем по пути развития собственного производства. Что можно купить готовое в России, покупаем тут. А уж если нельзя ни сделать, ни купить в России, закупаем за пределами страны у надежных проверенных производителей промышленного оборудования». На практике это выглядит так. Компания сама делает металлические рамные конструкции, токарную обработку, частично фрезерную. Печатающие головки собственной разработки изготавливает российский партнер. Металл и стекло покупают у российских производителей, а вот шестигранные болты и высокопрочные болты, как рассказали производители 3D-принтеров, у нас в стране никто не делает. Электроника у «Total Z» своя, но вся компонентная база в платах импортная по причине отсутствия отечественной Механическая часть: шарико-винтовые пары, направляющие — только Bosch.
На вопрос, что по деньгам самое дорогое в принтере компании «Total Z», последовал мгновенный ответ с оттенком гордости: «Труд конструкторов и сборщиков высочайшей квалификации, которые работают над тем, чтобы принтер был конкурентоспособным. Это тоже наш принцип. Высококлассный труд должен достойно оплачиваться».

В роли авторитетного эксперта

Разработчики Anyform не привязывают потребителя к определенному производителю пластика, тогда как зачастую производители 3D-принтеров США и Европы предписывают использовать только свой пластик. «У нас крепостного права нет, мы потребителя не ограничиваем, — поясняют в „Total Z“. — И российские производители выпускают очень интересные пластики, которые находят применение в той или иной области. Это Московский институт пластмасс имени Г. С. Петрова, где выпускают высококачественный сертифицированный PEEK, Кабардино-Балкарский государственный университет, НИРП и другие российские компании. Другое наше конкурентное преимущество — цена, которая кратно ниже цены зарубежных поставщиков при сопоставимом качестве. Плюс мы всегда здесь. Мы проводим вместе с заказчиками испытания их пластиков, потому что новый пластик требует не только соответствующего оборудования, но и соответствующих скоростей печати, температурных режимов, и число комбинаций очень большое. Бывает, что клиент получил новый материал, а печатать им не получается, и начинаются взаимные претензии, мол, у вас принтер не тот, а у вас материал не тот. В таких ситуациях требуется экспертное мнение, за которым приходят к нам. У нас есть отработанные технологии по подбору режимов, мы умеем печатать разными пластиками, и мы учим печатать пластиком заказчика. И изготовители пластика приходят к нам, чтобы мы подобрали режим и вообще попробовали их пластик. У некоторых есть возможность напечатать на Stratasys, но они не могут его туда засунуть. И если им удается как-то обмануть машину и каким-то образом нештатный пластик туда поставить, они не могут печатать на нужных режимах, только на стандартных, которые далеко не всегда подходят».
Производители российского Anyform говорят, что им выгодно участвовать в таких работах, причем не всегда эта выгода только финансовая, иногда приходится идти и на дополнительные расходы. Но, во‑первых, такова специфика российского рынка, что другие возможности у потребителей техники для аддитивной печати просто не просматриваются. Во‑вторых, это дополнительный сервис, за что компания получает дополнительный кусок рынка. И, в‑третьих, компания «Total Z» получает и обратную связь, и опыт. А всё вместе это создает «Total Z» имидж открытой компании.
«Total Z» сейчас активно взаимодействует с департаментом станкостроения Минпромторга РФ, где появилась рабочая группа по аддитивным технологиям. Созданная группа начала формировать список предприятий, занимающихся аддитивными технологиями, и выяснилось, что в России производитель промышленных принтеров, печатающих пластиками по технологии FDM, только один. Приехали министерские работники в компанию, познакомились и пригласили «Total Z» в рабочую группу. Первоочередная задача — подготовка изменений в области аддитивных технологий в Постановление 719 «О критериях отнесения промышленной продукции к промышленной продукции, не имеющей аналогов, произведенных в России». Процесс в стадии выработки критериев, которые должны зафиксировать факт наличия/отсутствия зарубежных аналогов российской продукции.
Полагаю, что следующий рассказ о продукции «Total Z» будет посвящен 3D-принтерам для печати металлами. А может быть, и выходу на зарубежные рынки. ■

www.totalz.ru
info@totalz.ru

8 (495) 363-00-29

Зинаида Сацкая

Источник: журнал «Аддитивные технологии» № 1-2019

Источник

Поделиться

Заметили ошибку? Сообщите нам: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy andTerms of Service apply.