Функціональні прототипи із настільним 3D-друком SLA з різноманітних матеріалів
Компанія: Велер
Промисловість: Машинобудування
Профіль: Міжнародний виробник у галузі вимірювальних технологій. Заснований у 1932 році, в сімейному бізнесі зараз працює понад 150 людей у центрі Бад-Вюнненберга та за межами Німеччини.
Виклик: Створення прототипу для підготовки продукту до лиття та виготовлення, який виглядає та працює як продукт, що виготовляється.
Рішення: Використовуючи 3D-принтер Form 2 SLA та два різні матеріали Formlabs, Wöhler створив високоякісний корпус та гнучку клавіатуру для свого функціонального прототипу. Це рішення набагато точніше, швидше та дешевше, ніж попереднє рішення для створення прототипів, поєднуючи друк FDM та лиття .
- Час підготовки виробництва скоротився на 70%: з 1 тижня до 2 днів.
- Зниження витрат на створення прототипів на 75%
- Внутрішній 3D-друк дозволив Wöhler протестувати з точним функціональним прототипом, що значно зменшило виробничі ризики
Конструкція лічильника вологи Wöhler HF 5500.
Wöhler - міжнародний виробник обладнання вимірювальної техніки. Вони також розробляють і виготовляють лічильник вологості для деревини Wöhler HF 5500: прилад, що вимірює вміст вологи у дровах та виробах з деревини (наприклад, запалювач та тріска). Під час розробки HF 5500 Себастіану Лейфельсу, одному з дизайнерів продукції компанії, було доручено розробити та створити прототип перед початком виробництва, який виглядає та функціонує як майбутній готовий продукт.
«Ця частина процесу проектування надзвичайно важлива для запобігання потенційним виробничим дефектам. Подальші модифікації під час лиття під тиском та кінцевого продукту - це вже дорогі розваги, вартість яких складає від трьох до п’яти цифр в євро. "
На початку проектування Лейфельс використовував 3D-принтер FDM, який не зміг виготовити корпус пристрою та гнучкі частини клавіатури з точністю та точністю, яку вони очікували. Саме тоді вони звернулися до тривимірного друку SLA з високою роздільною здатністю, що дозволило Лейфельсу та його команді створити функціональний прототип із використанням двох різних сировинних матеріалів із синтетичної смоли, заощадивши як тижні, так і витрати на підготовку.
Прототип корпусу та клавіатури, виготовлені за допомогою настільного принтера SLA Form 2
Прототип лічильника вологості деревини вимагав декількох різних сировинних матеріалів, але перший відбиток FDM був недостатньо точним, щоб його можна було надійно перевірити за допомогою внутрішнього електронного обладнання. Машина FDM, яку вони використовували, також не була здатна виробляти гнучкі елементи, що вимагало складного дизайнерського процесу від Лейфельса до формування форми до лиття, а потім друку FDM та роздільного лиття та довгої обробки гнучких елементів, щоб зробити кожну поверхню гладкою.
«Цей процес зайняв надзвичайно багато часу, і навіть незважаючи на це, ми не змогли придумати достатньо детальних деталей. Зараз ми спростили процес, надрукувавши деталізовані елементи безпосередньо за допомогою 3D-принтера Formlabs Form 2 SLA ».
Щоб мати змогу дотриматися граничного терміну, Лейфельс терміново потребував модифікації свого прототипу. Для цього він обрав 3D-принтер Formlabs Form 2, який використовує технологію SLA для друку точних моделей за лічені години. «За допомогою настільного 3D-принтера Formlabs час виготовлення прототипів скоротився з днів на години. Завдяки можливості виготовляти різні предмети та корпуси на цьому принтері, це зменшило тижні протягом усього процесу розробки. "
Лейфельс та його команда використовували Formlabs Black Resin для будинку та гнучку Resint для ключів. Клавіші потрібно було активувати, коли користувач натискав на них, тому стінки клавіш повинні були бути дуже тонкими, але також міцними. За допомогою прес-форми та виливки, надрукованої за технологією FDM, такого рівня деталізації було б неможливо досягти. 3D-принтери FDM також можуть працювати з гнучкими матеріалами TPU, але роздільна здатність 25 мкм, представлена Формою 2, є проблемою для більшості. Крім того, на відміну від технології FDM, між шарами технології SLA утворюється ізотропний зв’язок, а поверхня відбитків являє собою набагато більш гладку якість формування під тиском, що очікувалося у випадку розробки Волера.
Збірка та створення прототипів вимагали лише денної роботи, тоді як за їх попереднього рішення робота зайняла б тиждень.
Настільний 3D-принтер Form 2 дозволив команді Wöhler посилити контроль над виробництвом прототипів і пришвидшити весь процес проектування. Однак завдяки новій машині Leifels змогла виготовити найважливіші елементи прототипу за один день. Таким чином, у команди є більше можливостей експериментувати з різними матеріалами під час створення прототипів, що може бути ближче до готового стану виробу, що виготовляється. Залишається більше часу на нові ідеї та модифікації, щоб зробити дизайн виробу ідеальним.
"Внутрішній 3D-друк із високою роздільною здатністю на таких функціональних матеріалах, як гнучка смола, дозволив мені та команді провести тестування прототипів без будь-яких пошкоджень та функціональних бар'єрів для деяких елементів".
Використання машини, яка може друкувати 3D з високою точністю з різноманітних матеріалів, відкрило для команди Wöhler безліч нових можливостей для створення прототипів. 3D-друк за допомогою форми 2 не тільки заощадив час і гроші, але й допоміг їм виготовити якісніший готовий продукт.
Остаточний, функціональний прототип у форматі 3D, надрукований у формі 2