Как снизить издержки компании и повысить производительность с помощью 3D-принтеров?

Сегодня в рубрике 'Применение', мы покажем вам кейс нашего клиента и то, как он удешевил производство благодаря 3d-печати.

-

Компания ЗАО 'ЭНЕРГИЯ' занимается производством трубопроводной арматуры из металла методом литья.

Литьё из металла, очень трудоемкий процесс с большой травмоопасностью. Старые методы изготовления оснасток для литья подразумевают собой мех. обработку, что требует человеческого управления, а новые ЧПУ-фрезеровочные станки стоят дорого.

Как и на любом другом производстве, любая оптимизация себестоимости продукта положительно влияет на рыночные возможности компании. Поэтому, когда вопрос стоит о поисках новых решений, которые позволили бы удешевить производство, компания тщательно рассматривает возможности, плюсы и минусы того или иного метода производства товара так, чтобы издержки при финальном выборе были минимальны.

-

Покупка 3D-принтера была обусловлена низкой ценой и большим объёмом производства, что достаточно сбивает с толку на первый взгляд, ведь ЧПУ фрезер изготавливает оснастку быстрее, если один фрезер сравнивать с одним принтером. К примеру, за 1.200.000 рублей, можно купить один ЧПУ-фрезерный станок который делает одну оснастку за восемь часов. Чтобы сделать одну оснастку на 3d-принтере за тоже время, надо иметь три принтера (3d-модель делится на 3 части). За стоимость ЧПУ фрезера, можно купить восемь 3D-принтеров, которые будут печатать три (с половиной) оснастки, за те же восемь часов, вместо одного на ЧПУ-фрезере (рост производительности в 3.5 раза!!). Принтеры, удобны также по параметру 'оставил-забыл', когда не нужен оператор, который бы следил за процессом создания модели. Вместе с низким электропотреблением, это делает производство оснасток круглосуточным. 3D-принтеры выгодны не только из-за цены и больших объёмов производства по сравнению с ЧПУ станками (критерий: цена 1к1), но и в цене материалов, энергопотреблении. Наш клиент печатает оснастки разного рода. В основном в три этапа.

Модель “кольца” фланеца обжимного фиксирующего (оснастка). Верх. Печать PLA, Сопло 0.8

Модель “кольца” фланеца обжимного фиксирующего (оснастка). Низ.

Вырисовывается радужная картина, которая может показаться уж слишком позитивной для некоторых читателей, и не спроста.

Основным нюансом является постобработка, что при правильном подходе может быть и плюсом, но даже с постобработкой, 3D-принтеры лучшее решение, чем фрезерный станок.

Естественно, если компания впервые берет к себе 3D-принтер под рабочие задачи, то логичной будет “игра” с варьированием настроек принтера. Однако, стоит лишь выбрать нужный профиль для печати, как практически все нюансы решатся. Опыт печати и работы с 3D-объектами в целом влияют на 'акклиматизацию' 3D-принтеров в рабочий процесс, но не сильно, потому что с принтером идет точная и пошаговая инструкция для начала работы с нуля. Павел, сотрудник компании, который занимался поиском и решением производственной задачи по удешевлению производства, уточнил, что у него был небольшой опыт моделирования, но не было опыта в печати. Все давалось относительно легко даже без опыта, но, при работе все равно возникали мелкие недочеты.

Павел (сотрудник компании) - У нашей компании, процесс настройки принтеров занял порядка двух недель. На первой недели мы разбирались в технических аспектах. На второй, делали упор на качество печати и постобработки.

Средняя часть муфты (3D-модель) с постобработкой.

Вообще, к нам часто обращаются сотрудники разных компаний, с разными целями. Для мелкосерийного производства или создания иных вещей, например мастер-моделей как эта. В поисках оптимизации цен, инженеры и руководящие лица часто приходят к мнению, что 3D-печать в целом, удешевляет производство, что не раз доказано нашим опытом работы. Помимо удешевления производства, посредствам закупки принтеров, материалы для печати на 3D-принтере стоят на порядок дешевле и сопутствующие расходы практически уходят (3d печать — это практически безотходное производство и т.д.) Самое главное, что стоит не забывать, это значительное сокращение времени изготовления отдельного образца оснастки, посредствам увеличения количества принтеров на производстве.

Создавались эти модели из пластика PLA, на сопле диаметром 0.8. Печать заняла по времени около 16ти часов. (на двух принтерах)

Муфта (оснастка) в сборе.

Эта муфта нужна для жесткого соединения труб. Клиент печатает обьемную пластиковую модель для создания готовых изделий с помощью отпечатка в смеси песка с смолой.

Форма под заливку, вместе с оснасткой.

В таком процессе литья, сначала изготавливается пластиковый прототип муфты, после помещается в формовочную смесь песка с смолой, затем формовочная смесь застывает (это очень похоже на лепку в песочнице, мокрым песком с помощью формочек). После этого пластиковая форма извлекается из застывшей формовочной смеси, заливается металлом который впоследствии затвердевает в виде формы которая была предана с помощью пластиковой модели изначально.

Вид промежуточного изделия (уже литое).

Финальная, литая версия, муфты универсальной, соединительной (покрашена и в сборе).

Когда компания пришла к выводу что им нужны 3d-принтеры, основным параметром выступал большой размер рабочей камеры для печати, что очень необходимо при производстве крупногабаритных оснасток. Цена также влияла на выбор, но основным параметром была производительность, которую впоследствии регулировали благодаря тестам, которые проводились на нашей старшей модели Hercules Strong (15 года), от 0.5 до 1.2 диаметра сопла. В конце концов выбрали 0.8 сопло, которое оказалось лучшим вариантом по соотношению производительности и точности.

Подведем итоги в цифрах:

3.5. Во столько раз ускорилось производство оснастки.

750.000р. Столько денег сэкономила компания при покупке трех 3D-принтеров вместо ЧПУ станка. (при условии цены в 1.200.000 за один ЧПУ станок и сохранении производительности)

8. Именно столько, 3D-Принтеров можно купить по цене одного ЧПУ-фрезеровочного станка.