Обидно, когда причина поломки - крохотная пластиковая шестеренка, а под замену идет дорогущий узел. Потому что купить новую или б/у деталь можно только в сборе за соответствующие деньги. А если не покупать, а распечатать на 3D-принтере?
Началось все с того, что наш генеральный конструктор "Sierrа за 200" озаботился модернизацией своего Scorpio. И столкнулся с проблемой, характерной для любого тюнера и кастомайзера: нужна деталь, а ее нет. Нет в принципе, поскольку в природе не существует. Ну не додумался автопроизводитель до простого и гениального, как считает сам Саша, решения, а посему нужного разветвителя патрубков не предусмотрел.
Что в таких случаях обычно делают? Подыскивают что-то похожее от других автомобилей. А может, и не от автомобилей вовсе - главное, чтобы деталь по форме/размерам/прочим характеристикам подходила. А если нет такого, можно ведь и самостоятельного сделать. Например, из стальных труб сварить.
Но на дворе ХXI век - время пластика и высоких технологий. Соедини первое со вторым - получи 3D-печать! А почему бы и нет? В Беларуси уже вовсю заготовки для черепных коробок печатают, что там эти патрубки на старый Ford!
На самом деле начало истории могло быть и другим, но суть та же: вам вдруг понадобилась некая деталь, которую по той или иной причине не купить. Или же это будет "оригинал" (либо целый узел) стоимостью с добрую треть машины. Зато эту деталь теоретически можно распечатать в пластике. Как это сделать?
Достаточно "загуглить" вопрос, и вы с ходу найдете дюжину компаний, готовых предложить свои услуги по 3D-сканированию, моделированию и распечатке. Стоимость зависит от сложности детали, типа принтера, вида и качества материала, а также от выбранного качества самой печати. Так что если у вас в исходниках только идея, работа "под ключ" может оказаться недешевой (от 60-80 руб. и далее в зависимости от условий). Зато разбираться самому в вопросе не надо, все сделают профессионалы.
Но Саше хотелось решить проблему предельно доступным образом, так что он решил вникнуть в вопрос самостоятельно. А начинать пришлось с создания 3D-модели.
Если вы хотите распечатать на листе бумаги некий рисунок, что для этого надо? Для начала - сам рисунок. Вы можете что-то сфотографировать, нарисовать, а то и все скачать из интернета готовую картинку. Та же история с 3D-печатью. Можно отыскать уже готовый проект. Если есть образец, при помощи 3D-сканера можно получить его 3D-модель. Альтернативный вариант - измерив деталь во всех направлениях или имея чертеж, создать инженерную 3D-модель в CAD-программе.
В нашем случае деталь была лишь в воображении Саши. Поэтому без 3D-моделирования никак не обойтись. Специалисты работают с профессиональными системами автоматического проектирования (САПР/CAD), но для новичка-любителя они, во-первых, очень дороги, во-вторых, слишком сложны. В нашем случае было достаточно бесплатной tinkercad. Полтора часа времени - и с "нуля" Саша смог создать 3D-модель придуманной им детали!
Далее следовало импортировать получившийся проект в формате STL (STereoLithography - объемная литография). Итак, есть 3D-модель, даже в нужном формате. По идее ее можно отдать в печать, как раньше сдавали негативы в фотостудии. Стоимость зависит от варианта печати (и соответственно принтера), материала, а также от качества самой печати. Например, если мы говорим о технологии FDM и термоплавком пластике, то тариф в зависимости от выбранного качества печати составляет от 35 коп. до 1,5 руб. за грамм. Сашина деталь весит 86 граммов - при среднем качестве (60 коп. за грамм) пришлось бы заплатить 51,6 рубля. Ну а если распечатать самостоятельно?
Это легко, если есть хороший друг, который купил себе по случаю 3D-принтер. Зачем? В данном случае - для распечатки деталей-прототипов. Заказывать у сторонних организаций долго и, в общем-то, дорого, а со своим принтером сроки и издержки сокращаются. Так Игорь, приятель Саши, пришел к мысли о целесообразности покупки дельта-принтера по технологии FMD.
FMD, или Fused deposition modeling, - это моделирование методом послойного наплавления. В качестве материала используется термопластик (обычно PLA или ABS), который изначально выполнен в виде свернутой в катушку нити и подается в печатающую головку принтера. Головка ходит в различных направлениях в горизонтальной и вертикальной плоскостях и таким образом наносит слой за слоем расплавленный пластик, "распечатывая" деталь.
Данная технология в силу своей доступности получила очень хорошее распространение, в том числе и в нашей стране. Чтобы было понятно: тот дельта-принтер начального уровня, что вы видите на фото, стоит порядка 250 долларов на "Алиэкспрессе". У нас же такой у официального продавца будет стоить более тысячи! И это, повторимся, одна из простых моделей, более серьезные аппараты будут в разы дороже. Неудивительно, что их пытаются доставать "альтернативными путями" из Китая или мастерят собственные конструкции.
Существуют и иные технологии 3D-печати, где могут использоваться совершенно разные материалы (например, поликарбонад, гипс, сталь и даже титан), но это уже совершенно другое оборудование и соответствующая стоимость.
Но вернемся к процессу FMD-печати. Итак, нанося пластик слой за слоем, принтер постепенно распечатывает деталь, расположенную на неподвижном столе. Кстати, чтобы "нарезать" имеющуюся 3D-модель на слои, которые будет распечатывать принтер, нужна еще одна программа - слайсер. Вариантов много, но, например, это может быть Cura от Ultimaker.
Качество печати зависит от внутреннего диаметра сопла печатающей головки (в данном случае это 0,4 мм), скорости ее движения, а также от толщины слоя - чем он тоньше, тем выше точность изготовления модели. В свою очередь качество влияет на время печати. Например, наши патрубки распечатывались аж шесть с половиной часов! И это притом что был выбран не самый качественный режим!
Зато на выходе получилась весьма неплохая на вид деталь, которая полностью удовлетворила своего создателя. Равно как и цена вопроса, ведь по себестоимости 86 граммов пластика обошлись в 4 рубля плюс потраченное за время печати электричество и полтора часа на моделирование.
Понятно, что, будь деталь сложнее, возможно, пришлось бы обращаться к специалистам по 3D-моделированию. А будь выше требования к прочности и термостойкости, пластик бы уже не сгодился, а стало быть, пришлось бы искать более дорогие технологии печати с другими материалами. В этом случае работа "под ключ" запросто могла бы перевалить и за 200 рублей. Да, часть этой суммы пришлась бы на создание 3D-модели, в дальнейшем ее "распечатки" стоили бы дешевле. Но о какой-либо серийности в случае с 3D-печатью речи не идет. Все-таки данные технологии предназначены для создания единичных или штучных уникальных изделий.
Иван КРИШКЕВИЧ
Фото автора
ABW.BY
Наши материалы заслуживают вашего внимания, подпишитесь на канал ABW.BY в Telegram или следите за паблик-чатом в Viber
