Как создавался функциональный прототип редуктора автоматической коробки передач
Есть распространенное мнение, что 3D‑технологии непременно должны вытеснить традиционные методы в производстве. Если это и верно, то с очень большими оговорками: разные методы дополняют друг друга, позволяя повысить эффективность, сэкономить время и сократить издержки. И сейчас мы покажем, как работает такой единый процесс, включающий традиционные технологии изготовления деталей, прямое и обратное проектирование, 3D‑сканирование и 3D‑печать.
Команда экспертного центра 3D‑решений TWIZE показала пример такого взаимодействия технологий, разработав и изготовив функциональный прототип редуктора автоматической коробки передач. Кейс любопытен еще и тем, что являет удачный пример импортозамещения, поскольку компонент создавался для автомобиля западного производства.
Исходная цель проекта – реализация заднемоторной компоновки, то есть переустановка двигателя в багажник. Задача заключалась в модернизации редуктора АКПП, с тем чтобы он крутился в обратную сторону, при сохранении всех позиционных точек и точек крепления.
Этапы проекта
Вначале специалисты выполнили оцифровку оригинального узла с помощью портативного лазерного 3D‑сканера ZG AtlaScan. Это универсальное и гибкое решение для 3D‑измерений с функцией быстрого захвата отверстий. Скорость устройства – до 3 млн точек в секунду при точности до 0,01 мм. AtlaScan внесен в Государственный реестр средств измерений РФ.
На следующей стадии инженеры провели обратный инжиниринг на основе полученных данных сканирования в программном продукте Geomagic Design X, а рабочая конструкторская документация была воссоздана в российской программе КОМПАС 3D. Также было выполнено прямое проектирование нового узла (внесены изменения в конструкцию, разработаны дополнительные шестерни).
Здесь в игру вступил 3D‑принтер. Опытные образцы корпуса и шестерней были напечатаны из фотополимера на SLA‑установке ProtoFab. Промышленный принтер SLA800EX DLC, не так давно пополнивший парк оборудования TWIZE, имеет область печати 800 × 800 × 550 мм и предназначен для изготовления прототипов, литейных мастер-моделей и конечных изделий в сфере приборостроения, машиностроения, автомобильной промышленности и в других отраслях. Большой плюс принтера – возможность печати крупных прототипов и деталей либо одновременно большого количества небольших объектов.
Когда напечатанные модели были готовы, редуктор осталось собрать. Прототип прошел успешные тестовые испытания и был продемонстрирован заказчику.
Финальным этапом стало изготовление функционального изделия из металла традиционным способом.
Почему SLA‑печать?
SLA‑технология (лазерная стереолитография) основана на послойном отверждении жидкого фотополимера под действием луча лазера. Модели из таких материалов обладают высокой прочностью, термостойкостью и могут быть прозрачными, что позволяет использовать их при решении широкого спектра задач.
SLA‑печать помогает оперативно получить прототип с оригинала изделия или с CAD‑модели. Специальная оснастка и промежуточные этапы обработки не требуются, поэтому на создание готового изделия уходит в среднем несколько часов. Стереолитографическая 3D‑печать может использоваться для изготовления конечных деталей, например, элементов отделки автомобилей и корпусов приборов и электронной техники.
Лазерная стереолитография также идеально подходит для печати сборных подвижных конструкций (наш редуктор с шестернями – тому отличный пример), а также маленьких изделий с особым конструктивом – тонкостенных или ажурных деталей (толщина 0,6 мм).
Месяц вместо шести: о выгодах 3D‑решений
А теперь оценим выгоду: если бы в проекте были задействованы только классические методы, его выполнение заняло бы 6 месяцев. Благодаря применению 3D‑сканирования, реверс-инжиниринга и 3D‑печати специалисты уложились всего за 30 дней.
Такой новаторский подход дает возможность сэкономить при воссоздании поврежденных или недоступных комплектующих, а также повысить эффективность производства за счет использования передовых материалов и технологий.
Перед нами пример создания в короткие сроки сложного изделия, готового к эксплуатации. По словам одного из участников проекта, «эта коробка скоро поедет».
Обращайтесь в TWIZE! Команда высококлассных специалистов готова выполнить проект любой сложности с использованием 3D‑сканирования, обратного проектирования и SLA‑печати.