среда, 19 февраля 2014 г.

Как выбрать 3D принтер для небольшого ювелирного производства.

Всем привет.

В последнее время участились споры о том, какой же выбрать 3D принтер для запуска на ювелирном производстве, и какой из них лучше или хуже. Чтобы внести некоторую определенность в принятии этого важного решения, постараюсь вкратце разложить все по полочкам.



С появлением все новых 3D принтеров эта тема поднимается все чаще и чаще. Все споры сводятся к нахождению оптимального баланса между такими параметрами как

1. Цена. (включая обслуживание)
2. Качество
3. Производительность.

И, поскольку споры эти продолжаются, то можно смело говорить о том, что оптимальный баланс каждый определяет для себя сам, исходя из собственных задач и возможностей.

Я уже писал небольшой отчет по 3D принтерам ранее, после похода на выставку Junwex, но сегодня я бы хотел рассказать именно о логике подхода к покупке принтера в небольшую ювелирную мастерскую.

Для того, чтобы понимать, о чем пойдет речь дальше, необходимо иметь хотя бы общее представление, о том, что же это за зверь такой - 3D принтер. И тут я советую ознакомиться со следующими аппаратами.

1. MIRA NS CNC 
2. Solidscape
3. EnvisionTec
4. DigitalWax
5. 3dSystems

И обязательно прочитать эту статью на википедии

Итак, как видите, принтеров много, и это только маленькая часть того, что есть на сегодняшний момент на рынке. Но не все из них подходят для малого ювелирного производства, какие то очень большие по размеру и по цене, у каких то страдает качество.

Если разбираться и лезть в дебри настроек, параметров и стоимости - можно с ума сойти и в итоге выбрать не то что нужно. Так что необходимо провести некоторую классификацию и помнить - покупка 3D принтера - это всегда стресс, деньги и время, которое нужно потратить на изучение их работы.

Я бы разделил принтеры по следующим категориям.

1. Принтеры - фрезеры
2. Принтеры однокомпонентные
3. Принтеры двухкомпонентные

А еще можно разложить их свойствам материала модели - воск или не воск. Поскольку воск - вытапливается стандартным режимом прокалки, а не воск - вытапливается танцами с бубном. И что бы не говорили продавцы этих машин, все равно придется приспособиться. Это не критично и нужно терпение чтобы научиться получать хорошие отливки.

1. Фрезеры


(MIRA, ROLAND, Стриж)
Пожалуй, одним из самых важных параметров в 3D принтерах является качество получаемой поверхности как после принтера, так и в отливке. И тут, несомненным лидером всегда будет фрезер. Модель можно получить сразу из воска, в идеальном качестве и быть уверенным за ее размер и толщины. Многие противники фрезерных станков утверждают, что с ними нужно долго разбираться, они вырезают одну модель за раз да и вообще еще не каждую модель на фрезере вырежешь. Все верно, но только научившись создавать стратегии резки для моделей, можно делать это уже достаточно быстро. При этом, фрезер режет быстро и если какие то детали на нем будет сложно вырезать технически, то, скорее всего, эти детали также будет невозможно обработать после отливки, а за счет своей построения, деталь всегда можно разделить на несколько частей и собрать без проблем.

+ Быстро режет
+ Лучшее качество поверхности
+ Можно резать из различных материалов
+ Восковка имеет точные размеры
+ Не требует расходников кроме фрезы, которую нужно иногда менять.

- Нужно включать голову и работать мозгами, чтобы научиться получать модели быстро и хорошо. (Разработчики софта делают все возможное)
- Режет только одну модель за раз
- Довольно дорогая штука  порядка 1 млн. р.
- Есть ограничения по моделям (не все можно просто так вырезать)

2. Однокомпонентные принтеры


(EnvisionTEC, Asiga, DigitalWax)
Что касается этих аппаратов, то у них основное преимущество - это скорость. Создают они модели очень шустро, но за это нужно платить качеством и неудобством в обработке. Стоимость этих принтеров порядка 500 тыс. р. но поддержка для модели (те конструктивные элементы, которые не дают упасть вниз частям модели во время роста) создается из того же материала, что и сама модель. Разработчики применяют различные ухищрения, разрабатывают софт для автоматического создания поддержки, но эти элементы все равно придется удалять либо в литье, либо после выращивания. И в местах соединения поддержки с моделью часто образуются ямы, которые нужно запаивать или зачищать. В общем, тоже веселого мало. Да и качество поверхности у них зависит от свойств света (длины волны), поскольку модель затвердевает при помощи светящейся маски или лазера. При росте толщина слоя задана 25мкм (это оптимальный размер слоя), однако, эта толщина может отличаться немного и быть, к примеру 25,1мкм. А при количестве слоев более 1000 шт. эта погрешность может оказаться значительной, если мы делаем круглую деталь, которую нужно установить куда то в модель.
Поскольку материал модели - это светоотверждаемый полимер, то производителям приходится искать баланс между свойствами запекания в принтере и свойствами вытапливания при литье. И, зачастую, определяющим становится именно качество пластиковой модели, а не отливки. Все модели выращенные по такой технологии имеют зольность и свой особый режим прокалки. 
И еще - не нужно ждать каких то выдающихся результатов если сравнивать два аппарата, работающих по одной и той же технологии. В таких вещах как послойная литография, очень много зависит от свойств самого полимера. И если он появится у одного производителя, значит скоро появится и у другого. 

+ Не нужно включать голову
+ Высокая скорость работы
+ Небольшая (относительно) стоимость
+ Расходники - лампа и материал
+ Маленький размер 

- Проблемы с вытапливанием полимера
- Нужно создавать поддержку, которую потом придется удалять
- Фиговое качество поверхности (особенно заметно после литья)
- Полимер портится от времени

3. Двухкомпонентные принтеры


(Solidscape, 3d systems)
В таких принтерах существует два материала, из которых создается модель. Это материал основы и материал поддержки. В результате этого ухищрения не нужно вообще заботиться о создании поддержки, не нужно думать о том, как обработать модель. Просто поместил на стол, запустил просчет и отправил на принтер, который напечатает такие куски чего то, что в последствии можно будет положить в специальный раствор, в котором, при нагревании останется только модель, которая нам нужна. И тут тоже не все гладко. Поскольку печать происходит при помощи сопла из которого наливается воск на столик для построения, то мы ограничены свойствами материала. Также тут вступают в силу такие параметры как давление, температура и стабильность воздуха в зоне роста. Другими словами - очень капризная штука. Однако, материал, из которого происходит построение - это воск, с некоторыми добавками, чтобы можно было его использовать в принтере. А за счет этого модели отлично вытапливаются без остатка. На сегодняшний день для ювелирки чаще всего применяется принтер Solidscape (3Z) и 3DSystems (Projet). Projet, конечно круче, качественнее и надежнее, но стоимость его раза в 3 больше чем у Solidscape. Поэтому "народным" принтером сегодня является именно Solidscape. А этот аппарат довольно капризный. У него куча сменных деталей, а модели такие хрупкие, что их очень трудно удержать в руке чтобы не сломать. При этом, во время отмывки моделей они немного разбухают и размер может изменяться. Тем не менее, работать с этим принтером можно, и именно за счет своих сменных деталей, его можно держать в "тонусе" долгое время.


+ Простота обработки моделей для печати
+ Материал - воск. Отлично вытапливается
+ 2х компонентный состав модели позволяет удалять поддержку без следа
+ Заменяемые детали
+ Надежно работает долгое время

- качество поверхности не всегда хорошее
- очень капризный
- оооооочень очень капризный
- легко испортить модель, если упустить время отмывки
- последние модификации напичканы автоматикой, которые не очень хорошо работают.
- печатает медленно

Ну и напоследок хотел бы дать несколько советов:

1. Покупка 3D принтера - это анализ и исследование. Наберитесь терпения и изучайте. Чем дольше вы изучаете рынок и технологии, тем лучше они становятся. Сейчас этот рынок развивается семимимимильными шагами и оттягивание покупки будет только на руку.

2. Пока есть возможность заказывать выращивание на стороне, надо это делать. Задумываться о покупке принтера нужно исходя из переизбытка задач, которые уже невозможно сделать без него и заказов на выращивание на стороне.

3. Определитесь, что важнее - качество или объем. Если качество - то фрезер, если количество - solidscape. Если нужно экономить, то лучше сейчас не покупать 3D принтер, а заказать на стороне выращивание. Хороший принтер - от 1 млн. р. Если без принтера уже совсем никак, то нужно взять самый простой вариант - Asiga, и приспособиться работать с ним. Если принтер был куплен под конкретные задачи, то он быстро отобьет свою стоимость и его можно будет заменить.

4. Обращайте внимание - не игрушка ли это. Сейчас очень много производителей создают свои 3D принтеры, но качество построения моделей, подходящее для ювелирных изделий имеют далеко не все из них. Для принтера лучшим параметром оценки качества является толщина слоя и разрешение по осям Х, Y. Оно должно составлять порядка 25 микрон. Если меньше - то на качестве поверхности это не сказывается, а время на построение возрастает. Особенно это заметно для принтеров Solidscape, которые и на 25 мкм не особо торопливы. Например, принтер Picaso 3D Bulder служит для того, чтобы быстро создавать прототипы 3D моделей для промдизайна, но никак не подходит для ювелирки.

5. Можно взять подержанный принтер, но нужно приготовиться к тому что придется заменить некоторые детали (сопла или фрезу если это Solidscape). 

6. Если есть постоянный поток заказов на выращивание и есть желание взять EnvisionTEC, то нужно помнить, что в последних моделях, работа этих аппаратов определяется временем годности полимера (примерно год), а с условием того, что в Россию он идет довольно долго, то остается 6-7 месяцев на расходование всей партии.

Постарался описать все как есть с точки зрения 8-летнего опыта работы на различных 3D принтерах. Мое мнение - это лишь мое мнение и безоговорочное IMHO - попытка помочь в выборе. Желаю удачной покупки. С удовольствием отвечу на вопросы по этому поводу.

---

С уважением, Дмитрий Медведев
j-DESIGN CLASSES / Школа современного ювелирного дизайна. 2014г.