Российская компания 3D-Fab в 2024 году расширила горизонты — буквально.
Производственная площадь увеличена втрое, а в арсенале появился промышленный 3D-принтер нового поколения — FHZL PCM1800HE XL от китайского флагмана аддитивных технологий. Этим шагом компания не только расширила площадь производства, но и существенно развила его потенциал.
От экспериментов к промышленной практике: возможности FHZL PCM1800HE XL
Появление технологии Binder Jetting датируется 1990-ми годами. Изначально технология использовалась для работы с гипсовыми порошками и водно-спиртовыми связующими. В 1996 году компания ExOne получила эксклюзивные права на использование технологии для металлических отливок, а Z Corporation (позже приобретённая 3D Systems) адаптировала её для других применений.
Со временем технологии развились, переместившись из прототипирования к производству форм и непосредственно литью.
Сегодня, в эпоху цифровизации, литейное производство переходит к принципам точного и адаптивного изготовления, заменяя десятилетиями устоявшиеся шаблоны гибкостью и модульностью.
Особенно это актуально для предприятий с переменной загрузкой, будь то сезонные колебания или индивидуальные заказы — цифровые технологии позволяют снижать капитальные затраты, не теряя производственной скорости.
Принтер FHZL PCM1800HE XL принадлежит к классу установок, использующих технологию Binder Jetting — струйное нанесение связующего вещества на слой сыпучего материала, в данном случае — формовочного песка.
Цифры и факты о FHZL PCM1800HE XL:
📌 Тип материалов – кварцевый песок, фурановая смола, кислотный катализатор
📌 Размеры области печати — 1800×1000×1000 мм;
📌 Производительность — до 2 тонн песчаных форм за смену;
📌 Точность — около 400 мкм;
📌 8 печатных головок с 1024 соплами каждая;
📌 Разрешение по оси Z (толщина слоя) – 300 или 500 мкм;
📌 Разрешение по осям XY – 100…160 мкм;
📌 Инновационный левитирующий магнитный подвес вместо подшипников;
📌 Система полуавтоматической очистки.
Несколько лет назад подобные принтеры обеспечивали точность лишь на уровне 600–800 мкм и требовали постоянного технического обслуживания. Увеличение числа печатных головок качественно ускорило процесс — теперь связующее наносится шире, равномернее и быстрее.
Существенным нововведением стал левитирующий подвес печатающих головок на магнитной подушке вместо традиционных подшипников, что не только снижает износ, но и улучшает качество печати. Система полуавтоматической очистки облегчает эксплуатацию и сокращает время на техническое обслуживание.
Влияние объема бункеров на производительность
Ограниченные размеры печатного бункера вынуждают еще на этапе проектирования в CAD разбивать модель на отдельные элементы, чтобы эффективно использовать пространство бункера (что особенно актуально для крупногабаритных форм). Чем больше элементов, тем сложнее их закладка и тем дольше весь процесс.
Новая машина оснащена двумя большими загрузочными бункерами, каждый из которых способен удерживать до двух тонн песка. Это позволяет:
• Изготавливать формы монолитно, разделяя лишь на верхнюю и нижнюю полуформы;
• Упростить процесс проектирования и подготовку к печати, а впоследствии очистку и сборку формы;
• Организовать непрерывный производственный процесс, когда один бункер очищается, а второй уже работает.
Такой подход увеличивает эффективное время работы оборудования — важный фактор для контрактных производств и коротких циклов.
Эффект левитации: инновационная модель привода
Отказ от ременной передачи в пользу линейных магнитных моторов — не техническая экзотика, а рабочий способ повысить надёжность и качество.
Преимущества инновационного подвеса на магнитной подушке:
• Минимальное трение и отсутствие люфтов, что существенно снижает износ и повышает ресурс в 3 раза (до 50 000 моточасов);
• Плавность движения головок способствует стабильности слоев и точности геометрии, снижая погрешность позиционирования на 15%;
• Ускорение печати на 20–25%.
Линейные двигатели, в том числе магнитные приводы снижают энергопотребление на 12–15%, увеличивают точность позиционирования до 0,01 мм и сокращают затраты на обслуживание на 30%.
Система подачи связующего: упрощение для надёжности
В отличие от предыдущих моделей с двумя изолированными в системе давлениями — для удержания и распыления смолы, новая конструкция FHZL PCM1800HE XL использует унифицированную систему подачи, снижая количество деталей и точек отказа.
Преимущества оптимизированной системы подачи связующего:
• Автоматическая регулировка давления;
• Система мониторинга расхода смолы;
• Защита от "сухого хода" печатных головок.
Это решение привело к повышению стабильности и точности подачи связующего и снижению затрат на техобслуживание и ремонт.
Если раньше техническое обслуживание занимало 20 % рабочего времени оператора, то теперь — около 5 %, а частота замены критичных деталей сократилась более чем в 3 раза.
Простое инженерное правило: меньше сложных компонентов — выше надёжность.
Полуавтоматическая очистка — экономия времени и ресурсов
Очистка от неиспользованного песка — обязательная часть производственного цикла, требующая энерго-и временных затрат при ручном способе реализации.
Благодаря полуавтоматической системе при подъёме рабочей поверхности стола песок ссыпается в боковые конусообразные бункеры, а воздушные потоки возвращают его в цикл.
В результате операторы выигрывают время для задач более высокого уровня — контроль качества, упаковку, подготовку к следующему циклу печати.
Применение цифровой печати в производственных сценариях
В отличие от традиционного производства, цифровая печать не требует сложной оснастки — формирующих блоков, моделей, матриц. Поэтому она особенно выгодна в случаях:
• Когда нужно 10–30 уникальных изделий в год;
• Когда проект находится в начальной стадии без готовой оснастки;
• Когда изделия требуют быстрой индивидуализации с нанесением модификаций, логотипов, надписей.
Для средних серий (до 1000 форм в год) технология служит временной заменой традиционных методов, позволяя параллельно тестировать изделия в эксплуатации и разрабатывать оснастку, что экономит месяцы производства.
Контекст и перспективы: почему цифровое литьё — новый стандарт
В условиях частых разрывов глобальных цепочек поставок и перехода к малосерийному производству, такие технологии, как Binder Jetting становятся краеугольным камнем конкурентоспособности. Как отмечает руководитель проекта 3D-Fab А.А. Банников:
«Сейчас, в условиях завершившейся глобализации, наблюдается тенденция к уменьшению серий с миллионов и тысяч и началу разделения мира на производственные кластеры. Вследствие этого размеры серий будут падать, и индивидуализированная печать будет становиться всё более востребованной.»
Что дальше?
Аддитивные технологии в литейном производстве — это не просто улучшение оборудования, а новая парадигма мышления.
Главными преимуществами остается минимизация человеческого фактора и повышение повторяемости,качества, ускоренное и экономичное создание прототипов и мелких серий, сокращение производственных циклов с месяцев и недель до дней.
Компания 3D-Fab уже успешно применяет возможности FHZL PCM1800HE XL в производстве как экспериментальных, так и контрактных партий под заказ.
Текущее положение российского рынка аддитивных технологий
• В 2023–2024 гг. объём рынка аддитивных технологий (АТ) в России вырос с ~12–15 млрд ₽ до 18 млрд ₽;
• По прогнозам Минпромторга и НИУ ВШЭ, к 2030 году российский рынок АТ может достичь ≈ 58 млрд ₽ (базовый сценарий), а при инновационном варианте — до 58 млрд ₽ и выше, возможно порядка 70 млрд ₽
Итог
Промышленная 3D-печать песчаных форм — не эксперимент, а зрелая технология, которая уже сегодня решает практические задачи литейного производства.
P.S. Видео о принтере смотрите на нашем канале RUTUBE:
https://rutube.ru/video/a253c1f5a4f93194e2d8eb60e9025b29/?r=plwm
Напоследок, фото Брата;)