Безмоторная беговая дорожка. 3Д печать, как высокотехнологичный инструмент в промышленности.

Подписаться на 3Dtoday
nitrolexa
Идет загрузка
Загрузка
17.01.19
1603
12
Применение
30
Данная статья рассказывает, как технология 3Д печати помогает воплотить в жизнь даже очень сложные и современные проекты при минимальных затратах. Причем сделать проект серийным!

В материале приводятся примеры решения не простых вопросов возникающих при создании нового оборудования, где 3Д печать является практически единственным выходом на пути к воплощению изделия.
PREVIEW
Литье, гибка, штамповка, фрезеровка, плазменная, лазерная резка... без этих технологий уже не возможно представить себе мир сегодняшнего промышленного производства. Теперь в этом ряду можно уверенно поставить и технологию 3Д печати, она гармонично дополняет набор современного производства, позволяет производить сложные прочные и надежные изделия из широкого набора материалов. Ну да ладно, об этой технологии можно говорить долго, перейдем к теме.

Данная история начинается весной 2017 года.

Возникла идея создания российской полностью автономной беговой дорожки, аналога именитых заморских конкурентов, только с дополнительными функционалом.

В начале мы занялись изучением самых популярных имеющихся моделей на рынке.
После изучения приняли решение, что задача в принципе выполнимая и решили начать проектирование и собирать макет.

Был разработан крутой дизайн, на самом деле были проработаны десятки различных вариантов. Затем мы адаптировали его под имеющиеся технологии производства в нашем распоряжении, что тоже оказало внушительное влияние на итоговый вид дорожки.
8051c395e7ad32c7aec664c902cd986e.JPG
d9dd8ba478cf36faa36c86f752844a76.JPG
a393f91724e977e7aa89d44f420385cf.JPG
Дорожка имеет встроенный генератор, электронную систему регулирования усилия на полотно для силовых нагрузок на ноги, специальные двойные ручки для расширенного набора упражнений, беспроводное управление с нашего же приложения с возможностью сохранения результатов, статистики, управлением профилем нагрузок.

Если по железным частям и механике было все более-менее понятно, то с со всякими резинками, заглушками, декором, была проблема.

Дело в том, что дорожки данного типа оснащены полотнами, состоящими из набора алюминиевых профилей, покрытых слоем полиуретана, и таких ступенек - 60. Причем ступеньки должны обладать оригинальным рисунком протектора, желательно иметь лого бренда. С ковриками по бокам дорожки такая картина.

Все данные детали должны иметь уникальный дизайн. При том что это еще и макетный образец, и в принципе сам продукт не является массовым в производстве, детали должны иметь не дорогую себестоимость.

Изначально все детали хотели заказывать на стороне...

Пообщавшись с различными фирмами по поводу изготовления обрезиненных ступенек с уникальным дизайном, мы пришли к выводу, что проект становится абсолютно не конкурентным, не укладывающимся в бюджет, потому как стоимость одного только бегового полотна получается в половину стоимости всей дорожки, а по расчетам должно быть не более 25%.
Стали думать, как быть... Поизучали интернет на предмет самостоятельного изготовления полиуретановых изделий... Тогда и возникла идея о 3Д печати деталей и литье полиуретана в силиконовые формы.

Был приобретен 3Д принтер российского производства, так как только у него при его стоимости была приличная рабочая область + важен был закрытый корпус, так как детали нужны были из АБС пластика.

После первых тестовых печатей стала понятна вся мощь доступной нам технологии!

Многие детали изначально планируемые в металле можно заменить на пластик, уменьшив вес и себестоимость! Шкивы полотна, заглушки, корпуса, держатели, декор - все было напечатано на 3Д принтере!
Крупные детали печатали соплом 1.0 мм и слоем 0.5-0.6 мм, небольшие детали в основном 0.5 мм слоем 0.2, а для мастер моделей иногда применяли сопло 0.3 мм и слой 0.1 мм.

Заглушки для труб и для скрытия головок винтов
e5fb8963d394f8d88f5b55f952caec7a.jpg
Элемент наружного декора, напечатан золотым пластиком, потом был покрашен в золотую краску
dbd9afb3ee6260a1166b114f36234209.jpg
Зубчатый шкив для полиуретанового ремня с металлической вставкой под шпонку. Сочетание прочности и веса и цены!
0d3e253e80a1e81b99e8607842df2e73.jpg
10575b055e7da3134d04e36fa64e3347.jpg
Кстати насчет веса тех же шкивов, в отличие от литья, 3Д печать позволяет регулировать процент заполнения внутренностей детали, поэтому вес детали можно значительно уменьшить по сравнению с литьем из аналогичного материала, если по нагрузкам это будет подходить.
f961a8ac127e699c65f8ea3c33753bf4.jpg
Первая версия валов - валы с литыми шкивами, потом от нее отказались в силу технологических сложностей и стоимости по сравнению с просто напечатанными полуосями
d4ef3d26a64cbf4e5135fa70fa22431e.JPG
25ca178762118e1ae6da6e2f21bcc1e6.jpg
Вторая версия валы с печатными шкивами, точнее полуосями - оптимальный вариант оказался и по простоте изготовления и по цене
3410856d5513c968c2fb2e4c10f42713.jpg
Для создания ступенек полотна была распечатана мастер-модель будущей резиновой составляющей.
Далее изготовлены силиконовые формы и необходимая оснастка для центрирования положения металлического основания в форме.
390f4fc87fd9d87095ae1a0eab45d165.jpg
054381f46957b18bbf5d1c1e34a22dba.jpg
Отливалось сразу по 9 ступенек за один раз из отечественного полиуретана с добавлением черного пигмента. Всего необходимо 60 ступенек на одно полотно!

Очень важно в данном процессе соблюдать технологию при заливке, в случае ее нарушения происходили не очень приятные вещи в виде не полного высыхания изделия, излишней пузырьковатости, пачкания при ее касании.
9700fa0c49b22f9359dd4b3b2bb4a786.jpg
После изготовления ступенек собрали полотно. Несмотря на его внушительный вес, крутится оно очень легко!
Затем встал вопрос об изготовлении декоративных ковриков по бокам от полотна дорожки. Была собрана мастер-модель из 5 отдельных частей, обработана, покрашена для придания необходимой текстуры. На ее основе была отлита форма для заливки, а затем отлиты и сами коврики.
c6cb6893032a11aa8e3acf6ca3d480bf.jpg
e4cea95770ed5be40c6f25622247af0f.jpg
Управление дорожкой осуществлялось при помощи штатного монитора разработанного нами, или смартфона с приложением.

Проект монитора на компьютере
df2fe86edf955b455828edc359fdb76e.JPG
Обработка задней крышки монитора
f3a23f4c2b09942469b1974b113bbfc3.jpg
Плата установленная в корпус
c78d6d16aa3f4fa728e3f4c6e6e34fed.jpg
Серийные мониторы в сборе!
9051aabcfd3bf4549b80de729ddb1d80.jpg
Монитор на беговой дорожке
654cf12423519ae41f3045fac038dc16.jpg
Для первой версии монитора спроектировали собрали плату управления сделанной на заказ для нас панели управления. Распечатали корпус, обработали его и собрали монитор. Пару корпусов сделали глянцевыми, для чего пришлось очень аккуратно их отполировать. Далее пошли матовые версии.
В итоге мы получили вот такую вот красотищу. Есть еще над чем работать, но в целом получилась отличная штука!
46470f1b19e9d7724b7c8dae4ea3ca3e.jpg
И весь этот проект стал возможным во многом благодаря технологии 3Д печати, благодаря которой мы смогли изготовить практически все пластиковые, резиновые детали сами, что позволило вписаться в бюджет.

Причем при помощи 3Д печати можно относительно быстро и не дорого менять дизайн проекта, например, по требованию заказчика брендировать тренажер хоть под определенный тренажерный зал!

На данный момент мы профессионально занимаемся 3Д печатью, производим свой 3Д принтер Nephila, так как для наших проектов часто нужны большие детали из ABS пластика, а принтеры имеющиеся на рынке с аналогичными параметрами имеют очень приличный ценник, хотя ничего волшебного в них нет.
Подписаться на 3Dtoday
30
Комментарии к статье

Комментарии

17.01.19 в 09:25
3
Отличный кейс!
Очень интересно и поучительно!
17.01.19 в 10:06
2
А где видео с эксплуатацией?
17.01.19 в 10:55
1
А где видео с эксплуатацией?
Вы мало смотрите трансляции из государственной DOOMы.
17.01.19 в 11:37
0
Честно говоря, мы сами такое не сняли, пока делали партию, мысли были не о видео, тем более этим хотел заниматься заказчик. Есть несколько видео с ранними тестами. Сейчас основная партия ушла к заказчику, у нас есть первый макетный образец, который после приведения в порядок обязательно поучаствует в съемках. Хотя есть одно видео, если найду, то постараюсь выложить.
17.01.19 в 11:20
1
Сомневаюсь что зубья шестеренок долго прослужат.

Ловите кейс: - Заложите в конструкцию возможность их быстрой замены.
17.01.19 в 11:46
2
Первые образцы работают уже полгода - год, ничего с зубьями не произошло особенного, да и произойти не должно. Толщина ABS пластика ~4 мм + сетчатая структура внутри, частота вращения до нескольких десятков герц, назначение - синхронизация. Замена этих колес возможна по конструкции.

Ну а если и произойдет, значит будем дорабатывать, рассмотрим печать другим материалом, либо вернемся к литью, или фрезеровке, вариантов масса, проект свежий и не лишен своих болячек.
17.01.19 в 15:10
1
На каких ремнях держится сама беговая дорожка, что вообще удерживает дорожку от провисания? там должны же быть куча роликов?
17.01.19 в 16:29
0
Совершенно верно, там и есть система с кучей подшипников и роликов (больше ста штук), а в состав полотна входят два ремня специальной формы, которые двигаются по направляющим с роликами и подшипниками. К ним же и крепятся ступеньки.
17.01.19 в 17:51
1
Тип заполнения для шестерен не самый лучший... Кубиком покрепче должно быть с меньшим весом.
17.01.19 в 21:58
1
Вес при литье, тоже можно контролировать. Чет я не понял, у вас конструктор есть по литейным формам?
17.01.19 в 23:38
0
Согласен, можно контролировать, но для нас это было сложнее. Конструктора нет, поэтому оптимальную форму просчитать было трудно. Еще сложность была именно в процессе литья того пластика, который был выбран. Другие пластики литьевые не подходили по цене. В совокупности с проблемой формы литье шкивов было решено заменить на печать. Так как производство не супер массовое, то проще нам было печатать готовые шкивы, без процесса литья. Литье все таки для более массовых тиражей оптимально, как например для ступенек, где тоже пришлось поплясать для уменьшения уровня брака и автоматизации процесса.
18.01.19 в 13:40
0
Вы молодцы! А почему именно безмоторная дорожка?

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Широкоформатный 3D принтер DX Plus . Видео Обзор .

В Екатеринбурге 3D-печать используется в проектировании системы «Умный город»

Минпромторг подготовил каталог отечественных 3D-принтеров

Студенты из КНР изучают 3D-моделирование и 3D-печать летающих дронов в МАИ

Covestro нарастит производство фотополимеров для 3D-принтеров Carbon

Чиним Nikon Coolpix L610 (не фиксируется крышка батарейного отсека)