Найти в Дзене
WP-watch

Сага о 3Д печати. Часть 2 - Заказы

Часть -1 Спустя год (в конце 2018) я стал осторожно предлагать свои услуги 3d печати друзьям и знакомым, договариваясь о том, что результат может отнять много времени, и не всегда все "подойдет" с первой попытки, но и в замен просил лишь цену потраченного пластика, чтобы не работать в убыток. Время потраченное на подбор параметров и проектирование модели я инвестировал. Одно дело, когда надо изготовить простой элемент типа корпуса для электроники, или мебельного кронштейна/крепежа, но чаще всего мне приносили сломанные детали сложной формы которые сперва нужно было отрисовать в модель. Каждый раз это был новый ребус - изобразить точную 3d копию используя инструменты параметрического моделирования. 3D сканеры в ту пору (да и сейчас тоже) стоили невероятно дорого и даже услуги по сканированию предлагали лишь несколько компаний (и это в Питере!) за цену, убивающую на корню всю рентабельность домашнего изготовления. Тогда я пришёл к ещё одному выводу - не стоит рисовать и печатать деталь,

Часть -1

Спустя год (в конце 2018) я стал осторожно предлагать свои услуги 3d печати друзьям и знакомым, договариваясь о том, что результат может отнять много времени, и не всегда все "подойдет" с первой попытки, но и в замен просил лишь цену потраченного пластика, чтобы не работать в убыток. Время потраченное на подбор параметров и проектирование модели я инвестировал. Одно дело, когда надо изготовить простой элемент типа корпуса для электроники, или мебельного кронштейна/крепежа, но чаще всего мне приносили сломанные детали сложной формы которые сперва нужно было отрисовать в модель. Каждый раз это был новый ребус - изобразить точную 3d копию используя инструменты параметрического моделирования. 3D сканеры в ту пору (да и сейчас тоже) стоили невероятно дорого и даже услуги по сканированию предлагали лишь несколько компаний (и это в Питере!) за цену, убивающую на корню всю рентабельность домашнего изготовления. Тогда я пришёл к ещё одному выводу - не стоит рисовать и печатать деталь, если её можно купить за адекватные деньги. Одним из моих заказов была печать небольшой турбины для пылесоса - деталь сложной формы, да ещё и с требованием по точности, чтобы без вибраций вращаться со скоростью не менее 10000об./мин. Я потратил не одну неделю на её изготовление, взяв копейки за работу и в итоге, деталь все равно не прошла испытания.

Так выглядел результат моделирования турбины
Так выглядел результат моделирования турбины

Да, найти и купить такую фабричную запчасть было не просто, не дёшево, но возможно. Я же потратил на это времени столько, что окупил бы покупку нового пылесоса целиком, а гарантированного результата так и не добился. Но я понимал, что этот опыт поможет мне сэкономить кучу ресурсов в будущем.

не стоит рисовать и печатать деталь, если её можно купить за адекватные деньги

Вместе с заказами я ещё старался реализовать и творческий потенциал. Ведь 3d принтер это не только способ изготовления редких запчастей, но и инструмент созидания, благодаря которому можно быстро воплотить и протестировать какие то свои инженерные идеи и возможно создать что то новое и полезное. Глупо было бы утопить такой потенциал в потоке заказов. Первым таким результатом стал маникюрный кабинет для моей любимой жены. После рождения Тимура, Лена уже не могла полноценно работать на прежней работе и очень скоро ей стало необходимо найти занятие, которое отвлекало бы её от воспитательного процесса. Этим выходом стал маникюр, к увлечению которым Лена отнеслась не менее серьёзно, чем я к печати. Возможно это даже послужит темой для очередной большой статьи, но сейчас не об этом. Чтобы делать маникюр на дому и при этом не допускать попадания технической пыли в детскую комнату, нужен отдельный кабинет. Я к тому времени уже утеплил лоджию и супер компактно спроектировал на её площади две рабочих зоны - кабинет для маникюра и мою микро-мастерскую. А первым творческим техническим решением стал складной стол для маникюра, который я полностью разработал и изготовил, обеспечив полноценную рабочую поверхность и возможность легко убрать его, моментально освободив пространство на лоджии. Конструкция предполагала использование прочных шарниров со стопором, которые естественным образом фиксировали ножки стола в разложенном состоянии (помните в 80-90х годах в каждой квартире стоял раскладной стол "книжка"? Я так задолбался его раскладывать в детстве, что теперь приложил все усилия для того, чтобы моя конструкция не унаследовала от него... ничего!). Стол получился очень крутым, я даже думал о том, чтобы тиражировать этот проект, но тогда это все ещё требовало очень много времени и моего опыта явно не хватало, для решения задач связанных с мелкосерийным изготовлением. Но это изобретение в моем бухучете одним махом окупило около 30% средств вложенных в принтер. С тех пор прошло уже больше 6 лет и стол все так же хорош и надежен!

Потом у меня появился шоссейный велосипед и мне было нужно регулярно тренироваться, даже зимой. Встал вопрос о покупке домашнего вело-станка, стенда в котором крепится велосипед, чтобы использовать его как велотренажёр, только в отличие от привычных тренажёров, на велостанке вы тренируетесь именно на своём реальном велосипеде. Стоимость хорошего вело-станка быстро подтолкнула меня к мысли о том, что имея принтер, я вполне могу спроектировать и сделать свой собственный станок. Кстати, второе и не менее важное открытие заключается в том, что не стоит изобретать "велосипед" тратя силы, время и придумывая то, что уже изобретено. В 2019 и по сей день существует множество сообществ таких же как я изобретателей, которые бескорыстно делятся своими наработками. К сожалению, это в основном англоязычные сообщества, а среди наших соотечественников даже сейчас очень мало подобных интернет-ресурсов.

Сперва я прошерстил все ресурсы но готового решения так и не нашёл, зато смог найти удачный проект роллерного вело тренажера (это когда велосипед полноценно едет по трем роликам как по беговой дорожке, оставаясь при этом на месте). При небольших изменениях этот тренажёр подходил под мои задачи и бюджет. Работа закипела, проект, печать, проверка, доработка... Получилось все очень быстро, даже зима не успела закончиться и где то в феврале, я действительно начал домашние тренировки на велотренажёре собственного приготовления. Это изобретение развязало мне руки, т.к. уже полностью окупило затраты на принтер и я смог с чистой совестью приступать к новым финансовым инвестициям в это хобби, без которого я уже просто себя не представлял.

Печать опор для подшипников
Печать опор для подшипников
монтаж опор на алюминиевый профиль
монтаж опор на алюминиевый профиль
сборка роликов
сборка роликов
Готовый результат
Готовый результат

Помните первое правило? Если бы я тянул с решением о покупке до этого момента, то я бы купил несомненно более удобное оборудование и наверное прогрессировал бы чуть быстрее, но я был бы сейчас лишь в самом начале пути.

Через то количество заказов и собственных проектов, которые прошли через меня за три года, я понял, что пластики с которыми я работал до этого времени (PLA и PETG, редко ABS) часто не отвечают предъявляемым требованиям по термостойкости и прочности.

Приведу краткий ликбез по видам применяемых сегодня полимеров:

PLA - один из самых наиболее популярных пластиков. Идеально подходит для быстрых задач вроде изготовления макетов и художественных моделей. Он легко плавится уже при 140°, очень хорошо формируется (достаточно вязкий) и быстро остывает. Причём остыв, имеет очень высокую прочность. Кроме того он безвредный при нагреве и биоразлагаемый (делается из кукурузного молока, pla=полилактид) за что получил широкое признание на западе. Легко режется, точится. Плох низкой термостойкостью. Уже при нагреве до 40° может размягчиться и потерять форму

ABS - думаю что самый распространённый материал не только в 3d печати, но и в литье пластмасс на крупных производствах. Из него сделано более половины пластиковых изделий, которые окружают нас каждый день. Очень дешёвый, устойчив к нагреву до 100°, хороший баланс прочности и эластичности. Легко обрабатывается. В печати не все его любят, т.к. он имеет большую усадку и плавится при высокой температуре, что ограничивает в выборе принтера. Не каждый аппарат сможет печатать abs без доработок. Но для "продвинутого" оборудования это определённо фаворит.

PETG - пожалуй второй по популярности полимер, поскольку в нем удачно сочетается прочность, высокая вязкость и низкая усадка. С ним хорошо справляются самые простые принтеры, он доступный и не очень дорогой, по устойчивости к нагреву он где то посередине между pla и abs. Высокая вязкость делает сложным печать художественных элементов и мелких деталей, но зато он отлично подходит для инженерного применения, если не предполагается работа в горячей среде. Тоже неплохо обрабатывается, хотя и сложнее чем abs и pla.

Особняком стоит полимер PA, он же полиамид, он же нейлон. Пластик обладающий отличными характеристиками прочности, гибкости термостойкости, но к сожалению, печатать таким полимером очень не просто.

Итак, я готов был к обновлению оборудования и в рассрочку заказал новенький принтер flying bear ghost 5. Кстати, старый принтер я вскоре продал и выплатил рассрочку. Новый принтер уже с завода был подготовлен к уверенной печати petg и abs, что значительно расширяло мои возможности. Наладив работу нового принтера, я в основном продолжал экспериментировать печатая различную фурнитуру для своих нужд. Стали появляться заказы из авто клубов и я начал печатать аналоги оригинальных пластиковых деталей для Volvo и Land rover. Я уже неплохо ориентировался в процессах и заказы начали приносить хоть и небольшую, но заметную прибавку к семейному бюджету. Я чаще стал покупать апгрейды и экспериментировать с более дорогими расходниками.

Знакомьтесь: "Летающий медведь"
Знакомьтесь: "Летающий медведь"

Этот период совпал с моим обучением в часовой школе Николая Артюхова, где я не только открыл в себе новые таланты по ремонту часов, но и обнаружил что в сфере часового инструмента есть где развернуться 3d печатнику. Спустя несколько месяцев в моей микро-мастерской уже закипела работа по проектированию часовой мойки "Волчок". До сих пор помню то чувство, когда работал до ночи собирая и тестируя первый прототип, после чего выложил видео в чате часовщиков и пошёл спать, а на следующее утро телефон пестрил сообщениями с просьбой сделать такую мойку на заказ!

На фото один из ранних прототипов народной часовой мойки "Волчок".
На фото один из ранних прототипов народной часовой мойки "Волчок".

Чем дальше, тем чаще я сталкивался с повышенными требованиями к изделиям и вскоре понял что пришло время осваивать такие современные инженерные пластики как нейлон и его производные, что для моего принтера было пока непростой задачей. По случаю, я встретил своего старого приятеля по велоспорту, который, сюрприз(!) тоже занимался 3д печатью. Я очень благодарен Антону за кучу времени потраченного на мои глупые вопросы, и конечно за гору ценных советов и рекомендаций. Так по его рекомендации я вскоре потратился и поменял свой принтер на современный и производительный принтер "Voron". Надо сказать, что средства на его приобретение я взял уже из доходов от изготовления часовых инструментов, в т.ч. и мойки для часовых механизмов. Смена принтера стала для меня значительным прорывом, так как новый принтер позволял уверенно работать с нейлоном, эластичными пластиками а также стеклонаполненными и карбоновыми производными.

С новым принтером я существенно оптимизировал процесс изготовления часовой мойки за счёт высокой скорости и увеличенного объёма печати, более того, теперь я мог приступить к разработке термостойкой версии, с нейлоновыми деталями, что позволяло использовать мойку с нагретыми растворами. Так вскоре для заказа стал доступен волчок-Н (Н - означает Нейлон).

Нейлоновые сетки для часовой мойки. Раньше я и не мечтал о таком качестве печати нейлона
Нейлоновые сетки для часовой мойки. Раньше я и не мечтал о таком качестве печати нейлона

Часть 3