СМК - Начало начал

Приветствую всех. Прошло достаточно времени моего увлечения 3д печатью, чтобы мне захотелось поделиться своим опытом с начинающими, потому как сформулировать подобные мысли полезно и для себя. Как говорил мой профессор математики: «если смог объяснить другому - значит понял сам».

Изначально я попал в аддитивное производство ещё будучи студентом, на своей первой полноценной работе в 2012 году – на авиаремонтном заводе. Гос.тайна у меня уже кончилась, но номер завода называть все таки не буду.

Моя работа заключалась в проведении исследований по восстановлению авиационных двигателей и продлению их ресурса. Забракованное железо, отсутствие ремфонда, снижение себестоимости ремонта – вот моя сфера деятельности в то время. И как раз в технологиях изготовления и ремонта двигателей применяется много сварки и напылений - «начало начал» аддитивки. По старинке, все работы осваивались и проводились, так скажем вручную.

Чуть позже, более доступными стали автоматизированные комплексы. Проводили попытки их применения для ремонта.

Главное было понять, каким образом проводить послойное наращивание материала чтобы не испортить «родной материал», как сохранить физмех деталей, как восстановить их геометрию.

Именно после постижения этих тонкостей я и рискнул окунуться в 3д печать. Это было уже в 2015 году - передо мной встала задача, вместе с одной клиникой, в качестве технического консультанта, запустить производство элайнеров. Изучал существующие возможности 3д печати, и решил что нужна фотополимерка, хоть про неё и было очень мало известно на тот момент. Хотя, забегая наперёд, я и на фдм принтере исправил прикус десятку пациентов. Но все таки, на фотополимерном принтере зубы печатать удобнее. Главное условие развития профессиональных качеств печатника в то время - инфовакуум. Про 3дтудей тогда я не знал. Разработчиков полимеров - только два. Все предлагаемые материалы носили экспериментальный характер.

Фотополимерные принтеры были достаточно дорогими и мало распространены, и за советом обратиться было не к кому.

Вот и постигал все методом «тыка» и бесконечных тестовых печатей. Даже сам факт паразитной засветки, перспективных искажений моделей был понятен не сразу. Опыт и собственная база знаний так и пополнялась - есть вопрос или непонимание - запустил тестовую печать, чтобы разобраться в физике процесса. Сейчас даже смешно читать, как все плачутся на дороговизну полимера в 3 000 ₽, когда во время моих первых экспериментов ничего дешевле 10 000 ₽ не было.

Главное, что я заметил сейчас - аддитивная отрасль развивается постоянно, но если посмотреть внимательнее на это развитие, то становится понятно, что развитие касается только уменьшения разрешения, увеличения детализации. Но подвох кроется в другом - правильная подготовка моделей перед печатью, правильные настройки, и правильная постобработка. Три этих составляющих вносят намного больший вклад в точность деталей или же отсутсвие точности. Полимеров не имеющих пост усадку и лишенные деформаций так и нет. Слайсеров круто расставляющих поддержки тоже нет, хоть и появляются постоянно новые предложения. Развитие только аппаратное, но по прежнему слишком много зависит от печатника.

Об этом и хочется поговорить подробнее:

1. Понимание  качества и точности.
2. Контролепригодность.
3. Возможности оптики и системы уф засветки.
4. Подготовка модели к печати.
5. Подбор режимов.
6. Пост обработка.

Постараюсь задрать планку и писать по статье раз в две недели. Чтобы осветить все пункты подробнее, рассказать про своё видение точности, своё понимание подбора режимов, и контроля размеров. Ну и вообще о контролепригодности печати.

Глава 1 - СМК

1.1 Качество

Качество - это очень важное слово. Наверно, самое важное в работе. Все должно быть качественно, иначе, зачем вообще что-то делать?

Будучи инженером технологом я постоянно бился за политику развития и контроля менеджмента качества. Но так ли это важно на самом деле?

Когда позже окунулся в 3д печать, ждал подвоха от выбора настроек. Как технолог я понимал, что изменение режимов печати должно на что-то влиять. Осталось только придумать метод оценки этого пресловутого «качества». Свой текущий метод контроля я придумал не сразу. И вообще не сразу сформировал для себя максиму «точность как основной критерий качества».

На первых порах фотополимеры были прозрачными, и сканировать их не получалось. Это уже потом на контрастном полимере я смог сравнивать цифровые модели и сканы.

Челюсть, как объект измерений штангенциркулем - не контролепригодна. Выход я нашёл такой: сначала я сканировал гипс, печатал челюсти, термоформовал по ним капы, и сажал их обратно на гипс. Сформулировал критерий как «хорошо/плохо» капы надеваются, с каким усилием, или вообще болтаются. Менял режимы, и повторял операцию.

Так как же тогда определить правильность своих работ, если можно их описать только «хорошо/плохо»? Обратимся за советом к ГОСТу.

ГОСТ Р ИСО 9000-2008 определяет «качество» как один из терминов категории качества:

3.1.1 Качество: степень соответствия совокупности присущих характеристик (3.5.1) требованиям (3.1.2).

3.1.2 Требование: потребность или ожидание, которое установлено, обычно предполагается или является обязательным.

3.2.1 Система: совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

3.4.1 Процесс: совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих видов деятельности, преобразующая входы в выходы.

3.4.2 Продукция: результат процесса (3.4.1).

3.5.1 Характеристика: отличительное свойство.

3.5.2 Характеристика качества: присущая продукции (3.4.2), процессу (3.4.1) или системе (3.2.1) характеристика (3.5.1), относящаяся к требованию (3.1.2).

Переводя на русский, получаем:

Качество - это обязательная степень соответствия совокупности присущих отличительных свойств потребностям или установленным ожиданиям. Характеристикой качества являются отличительные свойства, присущие результату совокупности взаимосвязанных и взаимосвязывающих действий, по преобразованию исходных данных в конечный, ожидаемый результат.

Переводя совсем просто, получаем:

Качество - это удовлетворение ожиданий. Характеристикой качества является соблюдение заявленных свойств, гарантирующее удовлетворение ожиданий.

Если объяснить терминологию на примере 3д печати, то получаем:

Мы обещаем заказчику «супер модели», «сверхточные», напечатанные из «супер полимеров», покрашенные «супер красками». Отличительные свойства это и есть обещание использования сверх точных принтеров и материалов, что делает наш продукт таким желанным для потребителя.

ГОСТ Р ИСО 9000-2015 решил навести порядок в формулировках, ввел отдельную главу о «качестве». Теперь формулировка звучит так:

2.2.1 Качество: организация, ориентированная на качество, поощряет культуру, отражающуюся в поведении, отношении, действиях и процессах, которые создают ценность посредством выполнения потребностей и ожиданий потребителей и других соответствующих заинтересованных сторон.

Качество продукции и услуг организации определяется способностью удовлетворять потребителей и преднамеренным или непреднамеренным влиянием на соответствующие заинтересованные стороны.

Качество продукции и услуг включает не только выполнение функций в соответствии с назначением и их характеристиками, но также воспринимаемую ценность и выгоду для потребителя.

3.4.1 Процесс: совокупность взаимосвязанных и(или) взаимодействующих видов деятельности, использующих входы для получения намеченного результата.

3.5.1 Система: совокупность взаимосвязанных и(или) взаимодействующих элементов.

3.6.1 Объект: что-либо, воспринимаемое или воображаемое.

3.6.2 Качество: степень соответствия совокупности присущих характеристик (3.10.1)  объекта (3.6.1) требованиям (3.6.4).

3.6.4 Требование: потребность или ожидание, которое установлено, обычно предполагается или является обязательным.

3.10.1 Характеристика: отличительное свойство.

3.10.2 Характеристика качества: присущая объекту (3.6.1) характеристика (3.10.1), относящаяся к требованию (3.6.4).

В целом, в новом ГОСТе попробовали иными словами описать то же самое, что любая качественная работа направлена на удовлетворение потребностей и ожиданий. Главное отличие в том, что теперь термин «качество» относится к категории требований.

А что же является конкретными ожиданиями в отрасли 3д печати? Вот тут и кроется огромный камень преткновения, вызывающий множество споров о принтерах и их возможностях. Есть дизайнеры, моделисты, кому нет никакого дела до точности и подборов режимов. Там главное это покрас напечатанных моделей, способный удовлетворить ожидания заказчиков. Есть спрос на инженерные детали, ювелирку и стоматологию. Вот здесь уже важно оговаривать допуски на размеры. Есть заказчики, сразу определяющие допуски, хотя конечный потребитель может вообще быть не в курсе, что для обеспечения конкретных целей использования изделия должна быть оговорена точность изготовления деталей.

В этом и есть главная трудность, что внутренняя система обеспечения качества становится проблемой печатников.

Всем спасибо за внимание! Продолжение следует!