Samsung - всемирно известный производитель бытовой электроники, обладающий глубокими знаниями в области промышленного дизайна. Компьютерные и телевизионные мониторы компании продаются более чем в ста странах и неизменно занимают лидирующие позиции по объему ежегодных поставок.
В сегменте игровых мониторов Samsung уделяет особое внимание не только показателям производительности, но и тому, как внешние линии и текстуры материалов влияют на восприятие пользователя.
Целью нового проекта Samsung стал серийный выпуск широкоформатного изогнутого игрового монитора, обладающего футуристическим дизайном. В ходе исследований и разработок Samsung потребовался прототип с соотношением сторон 1:1 для проверки пропорций дизайна, эргономики и возможности сборки.
Современные вызовы опытного производства
Хотя традиционные станки с ЧПУ или машины для литья под давлением позволяют изготавливать большие корпуса, технологи Samsung выявили ряд неизбежных проблем:
Криволинейная поверхность прототипа: при длине корпуса монитора 1,1 м поверхность с большой кривизной будет иметь прерывистые переходы, если обрабатывать ее секциями, что ухудшит качество визуального восприятия модели.
Сжатые сроки НИОКР: на производство первого опытного образца и проверку его внешнего вида было отведено всего 10 дней.
Необходимость в нескольких образцах: в ходе проверки может потребоваться внесение изменений в концепт-модель и производство новой итерации монитора. Традиционные инструменты не способны адаптироваться к таким требованиям.
Задачи проекта
В рамках опытных работ по новому проекту перед специалистами Samsung стояли следующие задачи:
Цельнолитой дизайн: на прототипе не должно быть следов стыков, чтобы не ухудшать визуальное восприятие презентации модели.
Высокоточное производство: точность размеров должна соответствовать требованиям сборки и функциональных испытаний.
Высокое качество поверхности: поверхность должна иметь текстуру, близкую к серийным образцам.
Короткие сроки: время изготовления одного прототипа монитора не должно превышать 7 дней.
Оптимизация стоимости: снижение затрат более чем на 50% при достижении целевых показателей качества.
Решение – широкоформатный 3D принтер CreatBot D1000 HS
Оборудование
Выбор станка был сделан в пользу промышленного 3D принтера CreatBot D1000 HS. Благодаря размерам рабочей камеры 1000×1000×1000 мм, высокоточным линейным направляющим и серводвигателям, аппарат обеспечивает чрезвычайно высокую точность и повторяемость и позволяет печатать дисплей целиком.
Материал
Для одновременного уменьшения неровностей поверхности и обеспечения необходимой прочности был использован композитный пластик PLA-CF. Материал, армированный углеволокном, обеспечивает высокие механические характеристики и гладкую поверхность при печати слоем 0,2 мм.
Гибкость НИОКР
В ходе исследований и разработок модель может быть быстро доработана и напечатана заново, что позволяет за короткое время внести любые изменения в конструкцию.
Предварительное моделирование сборки
Перед печатью новый корпус и существующая базовая модель Samsung были верифицированы с помощью инструментов цифрового моделирования, чтобы убедиться в идеальном соответствии элементов сборки.
Результаты – оптимизация опытно-конструкторских работ с помощью промышленной 3D печати
- Точность производства крупногабаритного прототипа монитора составила 0,3 мм
- Стоимость изготовления был снижена на 10 500$ или на 70% в сравнении с традиционными инструментами
- Срок готовности прототипа составил 5 дней, увеличив тем самым эффективность работ в 4 раза
- Качество поверхности опытного образца полностью соответствует требованиям и позволяет использовать модель для презентации нового продукта
Пример компании Samsung не только демонстрирует практическую ценность 3D печати при создании прототипов, но и предлагает отрасли новый подход к опытному производству.
По мере того как дизайн потребительской электроники становится все более разнообразным, а необходимость в новых итерациях концепт моделей возрастает, промышленная 3D печать будет все чаще использоваться для получения опытных образцов, проверки работоспособности и мелкосерийного производства.
Благодаря своим большим размерам, стабильности работы и широкой номенклатуре поддерживаемых пластиков CreatBot D1000 HS раскрывает огромный потенциал во многих отраслях промышленности.