Компания Steam Factory LLC из Сент-Пола, Миннесота, предлагает высоконастраиваемые услуги по проектированию, инженерной разработке, производству и 3D-печати, работая над тем, чтобы сделать технологии 3D-печати доступными для всех. Рик Беддоу, главный инженер и генеральный директор Steam Factory, берется за самые разные проекты, сотрудничая с клиентами для воплощения их идей в жизнь. Он пользуется принтерами Formlabs со времен модели Form 2, а сейчас в его парке 15 различных 3D-принтеров, 10 из которых — это аппараты Formlabs, включая Form 4, Form 4L, Form 3+, Form 3L и Fuse 1.
Проект vRad® Grip: индивидуальный контроллер для радиологов
Проект vRad® Grip был начат Беддоу в 2023 году для компании vRad®, предоставляющей радиологические услуги. vRad Grip — это высококастомизированный контроллер для радиологов с эргономичным дизайном, выпускаемый в двух размерах.
Беддоу начал с печати готового устройства на принтерах Form 3 и Form 3L, но в течение 2024 года перевел производство на модели Form 4 и Form 4L. Благодаря переходу с Form 3/L на Form 4/L, Беддоу удалось увеличить пропускную способность более чем в 4 раза и снизить стоимость детали на 10-15%. Все это — с более короткими сроками производства и меньшими затратами по сравнению с литьем под давлением.
3D-печать против литья под давлением: Снижение затрат и сокращение сроков
vRad® Grip имеет эргономичную форму — обтекаемую, с пространством для кнопок, и состоит из двух 3D-печатных деталей. Стереолитография (SLA) легко позволяет создавать органические формы со сложной геометрией и мелкими отверстиями, что делает ее идеальной для таких изделий, как vRad® Grip.
Компания vRad® хотела получить начальный страховой запас в ~500 единиц с последующим производством 30-40 единиц в месяц. Оснастка для литья под давлением, вероятно, пришлось бы производить за рубежом, и предложенная стоимость составила около $70 000. Это было бы рентабельно для больших объемов — в районе 100 000 штук — но такой объем значительно превышал потребности vRad® и означал бы фиксацию на одной конструкции. Новые продукты меняются с учетом отзывов конечных пользователей. Гибкость дизайна позволяет vRad® применять эти отзывы и со временем улучшать продукт.
«Основная экономия времени связана со сроками поставки, — говорит Беддоу. — Для литья под давлением заказы нужно было бы размещать за 2-3 недели до необходимости в деталях, а первоначальный заказ мог занять 3-4 месяца из-за времени на создание пресс-формы. В отличие от этого, печать деталей на 3D-принтере занимает максимум несколько часов. Литье под давлением проигрывает при малых тиражах. Благодаря использованию оборудования Formlabs мы смогли локализовать все производство рядом с клиентом, сократив сроки поставки и получив больший контроль над процессом».
Печать на SLA-принтерах Formlabs также означает, что Беддоу может достигать гладких поверхностей и жестких допусков, которые ожидаются от литья под давлением.
«Для нас внешний вид очень важен. Мы фактически печатаем на детали узор, похожий на кожу, вместе с насечкой, чтобы придать ей текстуру. Гладкие детали — это здорово, но разрешение Form 4 настолько хорошее, что мы можем передавать тонкие детали, например, фактуру кожи».
Рик Беддоу, главный инженер / CEO, Steam Factory Design and Development
Настройка детали: Преодоление трудностей
Разработка детали не обошлась без трудностей. Производство готовых изделий с помощью SLA-печати требует оптимальной настройки, включая ориентацию детали и расположение поддержек на поверхностях, где безупречный вид не требуется. Беддоу использует PreForm, программное обеспечение Formlabs для подготовки к печати.
«Самая большая проблема для vRad® Grip заключалась в том, чтобы идеально расположить геометрию на платформе», — говорит он.
Это потребовало внесения корректировок в файл в САПР перед импортом в PreForm. Кроме того, «мы не хотели видеть следы поддержек на эргономичной поверхности». Поиск оптимальной ориентации и добавление текстуры в итоге «сработали особенно хорошо, и теперь устройства выглядят очень хорошо».
«Улучшения в PreForm упростили идентификацию потенциальных проблемных зон. Мы также добавили дополнительные внутренние структуры. В итоге у нас все работает идеально. Мы успешно изготовили около 300 шт с очень небольшим процентом брака, особенно на Form 4/4L».
Рик Беддоу, главный инженер / CEO, Steam Factory Design and Development
Возможность кастомизации
«Одно из самых больших преимуществ 3D-печати — это возможность в любой момент изменить дизайн. Это могут быть незначительные изменения, такие как добавление внутренних особенностей для упрощения сборки или изменение текстуры. Мы можем вносить любые необходимые изменения без перерывов в производстве».
Рик Беддоу, главный инженер / CEO, Steam Factory Design and Development
Дополнительное преимущество 3D-печати проявилось, когда кнопки для vRad® Grip столкнулись с резким увеличением сроков поставки. Беддоу смог переработать электронный компонент и напечатать кнопки на 3D-принтере.
«Это значительно снизило стоимость нашей детали и придало устройству гораздо лучший внешний вид».
Для vRad® Grip была полностью использована возможность кастомизации деталей. Это включает номер детали и версии, а также текст, напечатанный на нижней части устройства. Кроме того, vRad® Grips могут быть изготовлены для разных размеров рук и для левшей, от чего многие компании отказываются из-за стоимости производства пресс-форм.
Преимущества перехода на 3D-принтеры Form 4 Series
«Скорость Form 4 по сравнению с Form 3 просто потрясающая. И хотя область построения лишь немного больше, для устройства vRad® Grip это кардинально изменило ситуацию».
Рик Беддоу, главный инженер / CEO, Steam Factory Design and Development
Беддоу начал производство vRad® Grip на Form 3 и Form 3L. Но после перехода на Form 4, а затем и на Form 4L, он обнаружил, что может увеличить производительность не только благодаря increased скорости печати технологии Low Force Display™ (LFD), но и за счет большего объема сборки: Form 4 имеет на 30% больший объем сборки, чем Form 3+, а Form 4L — на 13% больше, чем Form 3L. Это увеличение позволяет Беддоу размещать больше деталей за одну сборку, что значительно увеличивает пропускную способность.
Кроме того, Беддоу отмечает, что «Баки на Form 4 намного лучше баков на Form 3 и служат дольше». Он также говорит, что маскированная стереолитография (MSLA) технологии Form 4 более надежна, чем у Form 3, благодаря меньшему количеству движущихся частей и, следовательно, меньшему количеству потенциальных точек отказа.
Снижение затрат и улучшение отделки с новыми смолами
«Новые материалы великолепны. Новая Clear Resin V5 идеально прозрачна и очень круто выглядит после полировки».
Рик Беддоу, главный инженер / CEO, Steam Factory Design and Development
Выход Form 4 открыл возможность разработки смол, оптимизированных для печати на новом оборудовании, включая новые General Purpose Resins. Помимо того, что Clear Resin V5 более прозрачна и менее желтая, чем Clear Resin V4, Беддоу говорит:
«Black V5 — более темная. У нее также интересный блеск, который виден только при правильном освещении. Это придает ей более высококлассный вид. Она также лучше отмывается, чем V4. Мне нужно меньше поддержек с V5, и точки контакта меньше, что облегчает их удаление».
Помимо эстетики, стоимость смол General Purpose V5 начинается от $79/л, с дополнительными скидками за оптовые заказы. Это означает, что печать на принтерах Form 4 Series с новыми смолами существенно более рентабельна для производства.
«Стоимость печати деталей на Form 4L на 25% ниже, чем когда мы печатали на Form 3L. Это сочетание более низкой стоимости материала и более высоких скоростей».
Рик Беддоу, главный инженер / CEO, Steam Factory Design and Development
Масштабирование
Теперь, когда Steam Factory reliably производит vRad® Grip, vRad® рассматривает возможность добавления новых функций. 3D-печать означает, что это легко по сравнению с литьем под давлением.
Беддоу говорит: «Мы можем добавить дополнительные кнопки, световые индикаторы или любые другие функции без остановки».
Помимо продолжения разработки vRad® Grip, Беддоу масштабирует Steam Factory, добавляя локацию возле кампуса Университета Миннесоты Twin Cities для предоставления услуг 3D-печати, семинаров и занятий для студентов и исследователей.
О компании
TITAN 3D - поставщик и системный интегратор оборудования для 3D-печати, 3D-сканирования и автоматизированного контроля в промышленности, машиностроении, медицине.
Готовы ответить на все Ваши вопросы, проконсультировать по оборудованию, и подобрать лучшее оборудование для решения Ваших задач.
Каталог 3D-принтеров мировых производителей - проработку технологии, подбор оборудования, внедрение, пусконаладку и обучение берем на себя!