Эксперименты с печатью адресных табличек

Добрый день, уважаемые читатели 3Dtoday. Я уже писал о 3D печати адресных табличек. После той статьи получил, среди прочего, много конструктивных замечаний и предложений. Сделал выводы и продолжил работу в прежнем направлении.

Пройдемся по критике.

1. Экономика не очень - длительный цикл производства и небольшая маржа (относительно). Этим обусловлен тот факт, что на рынке до сих пор нет (я не нашел) ничего подобного.

Тем не менее, все заказы принесли мне прибыль и рентабельность была не менее 80%. Чтобы дело стало более привлекательным нужно снизить себестоимость и увеличить объем производства и/или цены (прописные истины).

По ценам есть четкие рамки - таблички должны быть дороже чем плоттерная резка, но дешевле, чем литье металлом. По моим ощущениям цену можно поднять на 20-30%, но я умышленно не делаю этого, потому что технология в целом еще не доведена и могут быть косяки (об этом ниже). 

В части длительности цикла производства - уже попробовал печатать соплом 0,8 мм - заметный прирост в скорости. При этом для размеров изделий, подобных адресным табличкам, детализации всполне достаточно. Думаю можно еще увеличивать размер сопла. Кроме того, можно уменьшить толщину "фона" таблички. В первоначальных вариантах она была 5-6 мм и я не спешил уменьшать, так как пластик PLA достаточно хрупкий и сломать длинную и тонкую табличку очень просто. Но я уже опробовал другие пластики и толщину все же можно уменьшить, при этом потребительские качества изделий только улучшатся (об этом ниже). Первые таблички (450х220х14мм) я печатал по 24-30 часов соплом 0,4 мм и слоем 0,2 мм. Несколько последних изделий таких же размеров печатал соплом 0,8 мм и слоем 0,28 мм - срок сократился до 14 часов. Последнее изделие (не табличка, а логотип Харлея размером 300х260 мм) печатал соплом 0,8 мм, слоем 0,28 мм (толщина фоновой подложки составила в пределах 2-4 мм). Срок печати - 10 часов. При этом 9 часов из этих 10-ти я могу заниматься другими делами, например, готовить к печати другие таблички или делать постобработку предыдущих. Я это к тому, что если срок печати 10 часов, то это не значит, что я как кузнец в кузнице все 10 часов должен махать молотом. Были бы заказы в нужном количестве, а принтеров можно и 20 штук поставить (средний срок печати одной таблички тогда окажется 0,5 часа). При наличии заказов я не вижу здесь проблем.

По снижению себестоимости. Само по себе снижение времени печати уже ведет к снижению себестоимости. К снижению себестоимости ведет также и уменьшение толщины фоновой подложки. Но дело в том, что эти составляющие и так не самые большие, даже с учетом амортизации оборудования. К тому же это переменные затраты, т.е. если я печатаю, то эти затраты имеют место, а если принтеры простаивают, то и затрат нет. Гораздо большие суммы - это постоянные затраты - реклама, аренда помещения (у меня аренды нет), заработная плата наемным работникам (тоже нет пока что). И рецепт простой - основные усилия должны быть направлены на увеличение объемов производства. А если есть объемы, то можно где-то и пластик оптом брать и лакокрасочные материалы тоже оптом и постоянные затраты делятся на весь объем производства и прочее и прочее. 

2. Часть замечаний касалась того, что PLA пластик может расплавиться на улице под солнцем.

Я действительно озаботился этим. Табличку, которую делал для себя специально перевесил на южную сторону и в жару (как раз на прошлой неделе такая была) убедился, что проблема есть. Пластик деформируется. Табличка как бы пытается стать вогнутой. Но там, где она закреплена к стене никаких деформаций нет. Т.е. силы, деформирующие пластик довольно слабые. Под собственным весом табличка не деформируется, но свободные концы, углы изгибаются навстречу солнцу. Пришлось обзвонить немногочисленных клиентов и поинтересоваться как идут дела. Для меня проблем пока не наметилось. У одного табличка висит на северной стороне и  все с ней в порядке. Другой еше не повесил, но висеть будет на северо-востоке в тени деревьев. На примере своей табличку решение уже нашел и успешно испытал  (даже деформированную табличку можно привести в начальное состояние и сделать так, чтобы больше она не деформировалась). Так что для средних и северных широт вполне можно делать таблички и из PLA. Нужно понимать, что PLA изначально был выбран только потому что этот пластик хорошо укладывается при печати и так же хорошо поддается окраске (но шлифуется отвратительно, только по мокрому и неспешно).

Тем не менее я подобрал более качественные лакокрасочные материалы, предназначенные именно для пластика (важную роль играет грунтовка поверхности) и попытался сделать таблички и из других материалов. 

Пока что испытан был HIPS и SBS. HIPS не самый лучший материал, так как в процессе усаживается  и трескается через каждые 10-14 см. Сами трещины без проблем шпаклюются шпаклевками по пластику, но это лишние телодвижения. К тому же есть гораздо бОльшая проблема - трещины образуются резко, со щелчком. При этом верхняя часть детали (а деталь в этот момент печатается) приподнимается на 0,5-1 мм и ударяет по соплу. Или же сопло ударяет по приподнявшейся детали. Последствия плохие. Из этого материала буду печатать только детали, которые не превышают упомянутых 14 см в высоту. Плюсы у HIPS тоже есть - классно обрабатывается любым способом. Очень хорошо красится. Испытания по нагреву под стеклом машины в жаркую погоду показали, что не размягчается и не деформируется. И он самый дешевый из всех видов пластика, что у меня есть. По HIPS у меня на сайте статья есть. Теперь, пожалуй, дополню её новой информацией.

У SBS также есть и плюсы и минусы. Из плюсов: 1. гибкий, что позволяет делать тонкие таблички и прочие изделия и не бояться, что клиент случайно сломает, 2. обрабатывается (сглаживается, склеивается) дешевым сольвентом, 3. дешевле, чем PLA.  Из минусов: 1. усадка тоже есть, но процесс усадки не так происходит как у HIPS - медленно и спокойно. Страдает немного только геометрия. 2. под вопросом адгезия лакокрасочных материалов - требуются дополнительные испытания. 3. под воздействием солнца тоже деформируется, но не так как PLA - не переходит в пластичное состояние. Деформация не сильная, происходит из-за неравномерного температурного расширения и форма возвращается к первоначальной, когда изделие прогревается равномерно. 4. Шлифуется еще хуже. чем PLA (я бы сказал, что вовсе не шлифуется, но неплохо обрабатывается резанием - ножом или Дремелем).

Вот такие эксперименты были проведены. В будущем планирую сделать табличку из PETG. Честно сказать, здесь наибольшие опасения по адгезии лакокрасочных материлов, но на авторынке есть супер-пупер грунтовки по пластику. Буду пробовать. 

Напоследок пару фото.

А это то изделие, которое было сделано из SBS

Как видите на последнем фото, с момента публикации прошлой статьи появились также новые виды окраски (еще больше на сайте). 

С уважением, Николай (minifactura.com)