Эти тестовые патрубки, спроектированные инженером-механиком Брайаном Биллером в кампусе инноваций Siemens Energy в Орландо, сопрягаются с лопатками газовой турбины в испытательном стенде для проверки воздушного потока.
Кампус инноваций Siemens Energy в Орландо (Orlando Innovation Campus, OIC) разрабатывает и реализует проекты «от концепции до завершения» для партнеров из различных отраслей по всему миру. Инженеры там имеют доступ ко всем имеющимся промышленным инструментам; их задача — комбинировать такие производственные технологии, как механическая обработка, литье, автоматизация и 3D-печать, для решения глобальных проблем.
Техник по аддитивным технологиям Мэтью Дойч отвечает за их отдел композитных аддитивных технологий, управляя парком 3D-принтеров, работающих по технологиям моделирования методом послойного наплавления (FDM) и стереолитографии (SLA), включая два настольных SLA-принтера Form 3L. Дойч полагается на универсальность библиотеки материалов Formlabs для создания всего — от быстрых прототипов до вставок для литьевых форм, и работал с Formlabs, чтобы помочь в валидации нового революционного элемента в процессе постобработки крупноформатных SLA-деталей — Build Platform 2L.
Используя запатентованную технологию Quick Release в Build Platform 2L, Дойч загружает свои принтеры Form 3L почти непрерывно и начал печатать крупные детали, такие как формы и оснастка, непосредственно на платформе построения.
Ожидание того стоило. С формами мы можем напечатать и затем начать отливать пластиковые детали методом литья под давлением в течение 24 часов. Это начало новой эры для всей отрасли.
Мэтью Дойч, техник по аддитивным технологиям, Кампус инноваций Siemens Energy в Орландо
Работа в условиях срочности
С момента появления двух принтеров Form 3L и обучения других отделов возможностям SLA-печати, Дойч отмечает, что принтеры работают почти без остановки.
Запросы, поступающие в отдел аддитивных технологий, варьируются от моделей двигателей для выставок до критически важных приспособлений и инструментов для ремонта газовых турбин в разных точках мира. *«Мы работаем в условиях чрезвычайных ситуаций. Siemens Energy обращается к нам с запросом на разработку процессов ремонта компонентов двигателя, иногда во время "отключения" (планового или внепланового простоя). Каждая минута, когда двигатель не вырабатывает электричество, — это огромные убытки. Один из проектов по 3D-печати был направлен на оценку износа лопаток турбины, чтобы избежать будущих отключений электроэнергии»,* — говорит Дойч.
Наличие нескольких 3D-принтеров и разнообразие материалов помогает быстро выполнять такие проекты. Дойч был ответственен за внедрение SLA-технологии в OIC, и сначала его коллеги скептически относились к материалам на основе смол. Увидев преимущества такой универсальной библиотеки материалов, коллеги начали искать новые способы интеграции SLA-деталей в свои рабочие процессы. Теперь Дойч получает больше запросов на печать деталей на Form 3L, чем на любом другом принтере. «Я получаю меньше запросов на другие технологии и больше — на детали из смол, будь то Rigid 10K Resin для вставок литьевых форм, Tough 2000 Resin или Clear Resin. Эти машины не выключались», — говорит Дойч. Tough 2000 Resin стал основным материалом для команды благодаря своей прочности и жесткости. Они используют его как аналог алюминия в таких деталях, как патрубки для воздушного потока, которые требуют прочности и герметичности.
Разнообразие материалов в линейке SLA-продуктов Formlabs означает, что для почти любой проблемы есть решение. Учитывая глобальный масштаб сети Siemens Energy, инструмент, позволяющий реализовывать различные рабочие процессы, является огромным преимуществом. «Каждый запрос разный — никогда не бывает двух одинаковых недель. Способность Form 3L так быстро перестраиваться не имеет себе равных», — говорит Дойч.
Серийное производство и крупногабаритные детали
В сочетании с универсальностью библиотеки материалов, размер камеры построения Form 3L означает, что он может производить одиночные крупные детали, изготавливать множество мелких деталей сериями или даже печатать несколько компонентов сборки одновременно. «Это отличный форм-фактор за очень хорошую цену. Часто, когда начинаешь переходить на более крупные форматы в SLA, стоимость возрастает в десять раз, а здесь — отличная производительность и размер», — говорит Дойч.
Принтеры работают круглосуточно, и для крупных отпечатков, требующих многосуточной печати, Дойч часто оставляет принтер работать на выходные, зная, что на него можно положиться в выполнении сложных задач. «Мы можем делать мелкосерийное производство или крупные детали за выходные. Мы можем поставить на печать сложные детали и прийти в понедельник, а они уже готовы», — говорит Дойч. Однако некоторые детали были недоступны. До появления Build Platform 2L.
Печать крупных вставок для литьевых форм стала проще
В OIC команда Дойча и другие чаще отвечают за создание процессов, а не продуктов. Один 3D-печатный шаблон контрольных меток, используемый для тестирования лопаток турбины, позволил оптимизировать диагностические процессы, создав новый, более эффективный рабочий процесс для обслуживания и ремонта турбин.
Один процесс, который не был возможен без Build Platform 2L, — это создание вставок для литьевых форм малой серии. Литье под давлением по своей природе традиционно ориентировано на большие тиражи — чтобы оправдать высокую стоимость металлической фрезерованной формы, объемы часто исчисляются десятками тысяч. С помощью 3D-печати создание вставок форм собственными силами является недорогим и эффективным, что делает экономически целесообразным производство малых серий.
Печать крупноформатных форм, способных выдержать давление промышленной литьевой машины, была практически невозможна. Однако с технологией Quick Release в Build Platform 2L пользователи теперь могут печатать их непосредственно на платформе построения и легко снимать.
Формы необходимо печатать плоскими, чтобы вся деталь равномерно выдерживала огромное давление промышленной машины для литья под давлением. Однако чем крупнее эти формы, тем сложнее их печатать на Form 3L, поскольку сцепление с платформой построения может затруднить эффективное снятие деталей. С Build Platform 2L печать форм непосредственно на платформе построения теперь возможна — это сокращает время печати, уменьшает время ручного труда и открывает совершенно новые области применения.
Теперь мы можем печатать целые детали весом в килограмм за один раз и гибко снимать их с пластины без поддержек, а раньше мы этого не могли — единственной альтернативой было фрезерование форм.
Мэтью Дойч, техник по аддитивным технологиям, Кампус инноваций Siemens Energy в Орландо
Данные печати: Форма для монет
ПараметрБез Build Platform 2LС Build Platform 2LВремя печати14 часов6,5 часовВремя постобработки1 час10 минутОбщее время15 часов6 часов 40 минутРасход материала391,43 мл363,20 мл
Более короткое время печати без изменения высоты слоя?
Без технологии Quick Release в Build Platform 2L детали приходилось печатать под углом к платформе построения, что увеличивало их высоту по оси Z и удлиняло время печати. С Build Platform 2L Дойч теперь может печатать детали плоско без поддержек, что значительно сокращает как время печати, так и расход материала. «Build Platform 2L экономит нам поистине ошеломляющее количество времени», — говорит Дойч.
Объем камеры построения Form 3L позволяет проектировать крупные герметичные детали, а Build Platform 2L устраняет необходимость в поддержках, упрощая постобработку и улучшая функциональность. Команда недавно напечатала тестовый патрубок, используемый для сопряжения с лопатками газовой турбины в испытательном стенде для воздушного потока. В предыдущих версиях подобных патрубков требовалась обширная шлифовка для удаления следов поддержек и подготовки поверхности под прокладку. Патрубок предназначен для соединения квадратного воздушного коллектора с поверхностью сложной кривизны лопатки, позволяя воздуху проходить беспрепятственно.
Цель этого тестирования — выявить проблемы с каналами и элементами внутри аэродинамического профиля лопатки. «Tough 2000 Resin дает фантастические результаты с точки зрения качества, прочности, ценности и небольшой гибкости для обеспечения компрессии. BP2L позволил нам печатать эти детали плоско на пластине; это означает, что мы достигаем тех же или лучших результатов с меньшей очисткой на 30% быстрее. Плоская поверхность пластины также дает нам идеально плоскую контактную поверхность для отличной герметичности при соединении с воздушным коллектором», — говорит Дойч.
Данные печати: Тестовые патрубки
Снятие ограничений в SLA 3D-печати
Кампус инноваций Siemens Energy в Орландо знает, как расширять границы возможностей своих машин — их прямая задача — проектировать новые процессы и находить решения уникальных проблем. Когда Дойч внедрил принтеры Form 3L, стал возможен целый новый набор решений.
С Build Platform 2L эти решения расширяются еще дальше, поскольку реализуются новые рабочие процессы для сквозного литья под давлением, крупногабаритной оснастки и нестандартных конечных продуктов. *«С Formlabs вы можете разучиться тому, что считали пределами SLA 3D-печати, и делать то, что раньше казалось невозможным»,* — говорит Дойч.
Build Platform 2L обеспечивает промышленное литье под давлением для малых серий деталей, сокращает время печати и делает удаление поддержек делом прошлого.
О нашей 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!
+7 (952) 243-77-75 I 01@titan-3d.ru I www.titan-3d.ru