3D печать + вакуумная формовка: прототипирование панели приборов автомобиля.

Подписаться на 3Dtoday
3drafter
Идет загрузка
Загрузка
11.07.17
2318
18
печатает на Evolution
Применение
19
Статья относится к принтерам:
Evolution
9fea6408dc0ca01cbec2e833d8e22b1b.jpg
3D печать может оказать значительную помощь при прототипировании нового изделия, сократив сроки проектирования. Несомненным достоинством является возможность создания практически любой геометрии, а недостатком — проблемы при печати деталей больших габаритов. Крупногабаритные детали долго печатаются. При печати их может покоробить. В случае, когда такие детали делают составными, возможна потеря точности при склейке. Чтобы добиться успеха, можно применить «гибрид» 3D печати с какой-нибудь другой технологией. При создании прототипа панели приборов для перспективного автомобиля было решено совместить технологию 3D печати с вакуумной формовкой. Сама панель приборов будет изготавливаться на термопластавтомате. Для ускорения подготовки производства нужно было создать три первых образца по «обходной» технологии. Термо-вакуумная формовка широко применяется в автомобилестроении. Например, некоторые детали салона автобуса «ПАЗ-3205» изготовлены по такой технологии. Это — задний кожух сиденья, панель приборов, кожух механизма открывания дверей и т.д. Из экстерьера — бампер. Кроме того, термо-вакуумную формовку удобно применять, когда вам нужно быстро и недорого создать интерьер класса «люкс» небольшой серии автобусов или микроавтобусов. Для решения такой задачи есть всего несколько вариантов. Первый (самый дорогой): вылепить интерьер из модельного пластилина, снять с него стеклопластиковые матрицы, с матриц – детали. Детали обтягиваются разными тканями, искусственной кожей и т.д. Долго, дорого, много ручного труда. Второй вариант: если есть математические модели кузова или есть 3D сканер, тогда можно разработать интерьер на компьютере, создать оснастку с помощью фрезерного станка с ЧПУ. Детали можно делать методом формования стеклопластика (малая технологичность) или методом термовакуумной формовки. Метод термовакуумной формовки достаточно производителен. Основным его недостатком является то, что не всякую геометрию можно получить. При наличии сложной геометрии, мест с глубокой вытяжкой и др. проблем, обычно делают составные детали. Мы тоже решили пойти по этому пути. Все бобышки и мелкие элементы отпечатали на 3D принтере из АБС пластика и приклеили на разведенный в ацетоне АБС. Например:
4ad9f85af1b0e27d8822c52004e138a4.jpg
Изменили геометрию бобышек, чтобы их можно было отформовать. Верхнюю крестообразную бобышку отпечатали на 3D принтере и приклеили. Так же и с другими деталями:
98f3c47b915ff763bf6d260277c13cd3.jpg
edbeb1e551a222fb23ea498b7e5135cf.jpg
5766bab1e703dcaa68c0aaac26d24536.jpg
Основание панели приборов получилось составным. Некоторые участки отформовали на вакуумной машине. Основную часть отпечатали на 3D принтере с толщиной 2мм из многих частей, которые затем наклеили на усилитель из стеклопластика. Усилитель был сделан по той же геометрии за вычетом толщины печатных деталей.
7e766a98b346089aec1ab3e752d2f264.jpg
0ad650e0daeda74a914a3d2eb8b9b112.jpg
a0be275a10f910ff96837074a808eec4.jpg
a20c3d477d49a02972e66d42b6f895b2.jpg
66b220dd078608c7f289bcab24dc287a.jpg
d0c138e7acc00f883b46c29be743ecc5.jpg
5c5ee27fed5ba45cccdc550325e0771b.jpg
73f295e8bba375213548aa2c764a13aa.jpg
cb8de5e70ee7bc6176bea80127206aae.jpg
0ef3cc0f53e2d2599a491affd376f1ff.jpg
Всю 3D печать выполнил Евгений . Наиболее сложной задачей было, несомненно, напечатать лицевую часть панели приборов. Она была из многих частей и толщиной 2мм. Некоторые части печатались с поддержками, которые занимали большую часть материала. Всего было напечатано 3 образца. На каждый ушло несколько катушек пластика. Пластик АБС от Synthetic Technologies.
Я занимался математическими моделями. В этой работе мне пришлось взять еще нескольких помощников, потому что сроки были очень малы, а объем работ приличный: разделение деталей на части для 3D печати и вакуумной формовки, переделка геометрии для лучшей технологичности, проектирование оснастки для формовки стеклопластиком изнаночной стороны панели приборов. Сборку и склейку 3-х образцов выполнил заказчик.
Из-за коротких сроков, выделенных на изготовление, не все вышло так хорошо, как задумывалось. Многое можно было сделать лучше, если бы мы располагали большим временем. Но, я полагаю, 3D печать вполне можно использовать для таких целей, совмещая ее с другими технологиями.
Подписаться на 3Dtoday
19
Комментарии к статье

Комментарии

12 Июл 09:48
0
а что формуете? АБС? мастер модель не давит? какой тираж планируете с такой формой?
12 Июл 10:14
0
Формовали АБС. Изготовили 3 опытных образца. Серийный выпуск будут делать на термопластавтомате.
мастер модель не давит?
- не понял, поясните
12 Июл 10:20
0
а сколько мм АБС ? при форомвке все таки создается достаточное давление, чтоб сломать модель, если она не достаточно прочная.
12 Июл 10:27
0
Лист АБС толщиной 3мм разогревается до ~100 градусов, затем лист с помощью вакуума "натягивается" на болван. В местах глубокой вытяжки, конечно , толщина материала будет тоньше. Возможны разрывы, при неправильно спроектированной оснастки. В "слабых" местах можно вклеить усилители из того же АБС.
12 Июл 10:30
1
при вакуумной формовке вакуум может раздавить мастермодель
12 Июл 10:41
0
Не разу о таком не слышал. Если только мастер модель сделана из непрочного материала? Фанера, стеклопластик, и, даже, МДФ позволяют получать мастермодели нужной прочности для этой технологии.
12 Июл 10:49
1
точнее у вас модель имеет каркасную форму, а не монолит. Пленка при присасывании вакуумом давит же на модель
Модель может прогибаться под давлением пленки
12 Июл 11:01
0
Мастер модель фрезеруется из массива (МДФ или склеенные листы фанеры). Потом она сверлится во многих точках насквозь, чтобы вакуум смог проникнуть во все полости между листом АБС и мастермоделью. В этом проекте 3D печать была использована, чтобы создать элементы, которые сложно получить вакуумной формовкой: бобышки, сложные геометрические элементы, некоторые ребра жесткости и т.д.
12 Июл 12:05
0
во, ibaxter все правильно разъяснил..
как вакуум формовка работает понятно, лично я сам этим занимаюсь, я хотел узнать про то как форма выдерживает давление при формовании. Судя по вашей форме, ее должно было раздавить при формовке АБС 3мм, в 1мм может быть нет.. Не очень понял чем вы модель усиливали, стекловолокно?
12 Июл 12:24
0
Под словом "форма" подразумевается оснастка (другими словами мастер модель)? Если да, то почему ее должно раздавить при толщине 3мм?
Модель - это само изделие? Основание панели приборов усилено стеклопластиком в тех местах, где лицевая часть отпечатана на 3D принтере. Те места, которые получены вакуумной формовкой - правый низ, правый верх и центральная часть ничем не усилены.
12 Июл 13:51
0
можно раздавить при любой толщине пластика, если мастер модель хлипкая, и странной формы вроде вашей у которой даже нет нормальной крепкой базы. Чтоб отформовать 3мм нужен приличный вакуум, вот и спрашиваю.
модель-форма для вак формовки.
12 Июл 14:04
0
Здесь мастер-модель не показана. Показана сама деталь. Она состоит из нескольких формовок, каждая из которых уже обрезана по линии обрезки. Все мастер модели набраны из нескольких слоев фанеры. Такая оснастка не ломается. После многих циклов формовки она может только трескаться по поверхности или расслаиваться, но это не из-за вакуума, а из-за действия температуры.
12 Июл 14:21
0
ааа ну вот от куда и не понятки.. а можно фото самой мастер-модели?
12 Июл 14:28
0
Могу только в компьютерном варианте. Мастер модели фрезеровал заказчик сам, вакуумную формовку заказывал на стороне. Возможно, сейчас ничего не сохранилось. Дело было зимой... Если в компьютерной графике подойдет, то поищу у себя, сделаю скриншоты экрана.
12 Июл 17:42
0
если мастер модель делали на фрезе то не так интересно, уже видел много) . думал может с 3д печатью как то связывали) спасибо за ответы
15 Июл 12:44
1
Ах, как приятно смотреть на родные технологии!)))
Спасибо за пост! Прям ностальгия накатила)
В былые времена трде баловался габаритным производством :)))
44514a176402fa332842c6dc1a9be7d8.jpg
bf233bf9974a8fbdce730dcb409abc8c.jpg
a27e55c1aec5329b06b8481eba6bbac6.jpg
89f0c5e078963253b0e8473f7c29b1fa.jpg

Правда в основном стеклопластик, ибо было проще с ним работать)
15 Июл 15:22
0
Впечатляет!8)
Дизайн лепили из модельного пластилина?
15 Июл 20:39
0
Благодарю)
Нет, земноводное задушило бы покупать столько пластилина) Его у меня всего килограмм 5 для мелких нужд)
Модель бампера американца делал из экструдированного пенопласта, дёшево и сердито)

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Танцы с волками. Постобработка

Второй российский фестиваль Maker Faire пройдет в НИТУ «МИСиС»

3D-печать и силиконовые формы: новый вишневый торт Динары Касько

3D-печать и реклама. Лед и огненная вода!

3D-сканирование методом погружения

Anet A8. Китайские разъемы