Заказать серебряное кольцо на 3д принтере. Свой бизнес: как открыть ювелирный магазин. Сравнение с традиционной технологией
* В расчетах используются средние данные по России
364 000 ₽
Инвестиции (на покупку 3D-принтера и расходников)
1000 - 10000 ₽
Услуги 3D-моделирования украшений
От 300 руб./см3
Стоимость 3D-печати (по технологии SLA)
В чем заключается технология 3D-печати ювелирных украшений и можно ли на этом быстро заработать? В этой статье рассмотрим основные компоненты нового тренда и проанализируем его возможности.
Если при словах “3D-печать ювелирных украшений и бижутерии” в вашем воображении рисуется нечто вроде уютного домашнего офиса и обычного принтера, который на выходе дает готовое дизайнерское изделие для отправки и продажи клиенту, то вы сильно ошибаетесь. По крайней мере, на момент написания статьи таких бюджетных и простых технологий, доступных рядовому покупателю, еще нет. Что нужно обязательно знать перед тем, как задумываться о покупке 3D-принтера?
В чем суть технологии 3D-печати украшений
Основной принцип 3D-печати - это принцип “добавления”, лежащий в основе так называемых аддитивных технологий. Это означает, что 3D-принтер как бы “выращивает” изделия, слой за слоем накладывая порошкообразный материал, в качестве которого может выступать воск, нейлон или даже металл. После пропечатывания очередного слоя, он покрывается скрепляющим веществом для связки слоев. Как только распечатывается последний слой, происходит удаление лишнего материала, не предусмотренного дизайном. Полученный с помощью 3D-принтера предмет, конечно, может считаться готовым изделием, но если речь идет о создании ювелирных изделий, то он служит лишь в качестве модели, прототипа конечного изделия. Глубоко не вдаваясь в детали, весь процесс изготовления украшений с помощью 3D-печати можно разделить на следующие этапы:
Разработка компьютерной 3D-модели. Дизайнеры визуализируют идею украшения в графических редакторах вроде 3D-Brush или 3dx Max и отправляют на печать.
Распечатка прототипа на 3D-принтере . По описанному выше принципу “добавления” 3D-принтер печатает пластиковый прототип ювелирного изделия. После распечатки происходит оценка модели, вносятся корректировки в дизайн. Распечатанная деталь отделяется от поддержек, промывается, подвергается закрепляющей экспозиции в ультрафиолете, при необходимости - слегка полируется.
Заливка гипсом или специальным раствором . Распечатанные модели припаивают к так называемому восковому стволу, а полученная конструкция заливается гипсом или специальным раствором. Происходит отвердевание.
Обжиг формы в печи. Форма разогревается в печи . Во время обжига воск выплавляется, оставляя литейную форму, которая с точностью повторяет очертания оригинальной модели.
Литье . Полученная форма заливается металлом. После заливки форму охлаждают, заполняющий материал вымывается.
Постобработка . Готовые изделия извлекаются, разделяются и полируются. Вставляются драгоценные камни, если они входят в дизайн
По сути, пока основа технологии производства ювелирных изделий осталась прежней, изменился лишь подход к прототипированию. Теперь можно быстро и дешево проверить, как будет смотреться и носиться конкретный дизайн украшения. Технология 3D-печати позволяет избежать отходов, нет необходимости отливать изделие из драгоценных металлов для оценки его соответствия желаемому образцу. После отливки оно идентично начальным требованиям. Кроме того, 3D-принтер способен создавать мелкие элементы изделий с высокой детализацией.
Что касается технологии самой 3D-печати, то существует две наиболее популярных схемы работы: печать из воска (с ним работает большинство ювелиров) или фотополимера. Нюансов при выборе технологии здесь множество, как и количество различных видов 3D-принтеров, так что в рамках данной ознакомительной статьи вдаваться в подробности не имеет смысла. Однако в целом, эксперты и люди с опытом в 3D-печати отмечают, что качество поверхности прототипов в обоих случаях примерно сопоставимо. Воск выигрывает у фотополимера в качестве изделия после литья, однако фотополимер выигрывает в таких характеристиках, как прочность и цена.
Почему 3D-печать украшений - это тренд
Украшения, созданные с помощью 3D-печати - это мировой тренд. Благодаря возможности воплотить любую идею в реальность в глазах покупателей такие ювелирные изделия значительно выигрывают у традиционных изделий, предлагаемых в магазинах. И это не удивительно, ведь изделие с индивидуальным дизайном можно приобрести на 50% дешевле, чем продукт массмаркета, да ждать выполнения заказа при этом долго не придется.
Бизнес не мог не подхватить новую технологию. 3D-печать в процесс создания украшений внедряют как состоявшиеся ювелирные компании, так и всевозможные стартапы, связанные с 3D-печатью, онлайн-сервисы, позволяющие создавать украшения персонализированного дизайна. Посмотреть наиболее яркие примеры можно в материале “11 стартапов в сфере 3D-печати ювелирных украшений” .
Успеху 3D-печати, как нетрудно догадаться, способствуют происходящие в обществе глобальные тенденции. Сегодня ювелирные украшения служат не столько доказательством успешности владельца, сколько подчеркиванием его индивидуальности. Незатейливые украшения сетевых магазинов, которые не могут удивить потребителя ничем, кроме зигзагов, которые штампуются ювелирными заводами, уходят в прошлое. Теперь, когда у людей есть возможность печатать любые прихоти, вроде колец в виде звуковых волн своего голоса (проект Encode Ring, Япония), кулонов с собственным лицом (Aurobliss, Индия), Эйфелевыми башнями и любыми достопримечательностями (American Pearl) и тому подобное, обычные украшения стали не интересными.
Кто и как может зарабатывать на 3D-печати украшений
Как уже было сказано, мнение о том, что украшение, вышедшее из печати, сразу готово к отправке покупателю, ошибочно. Быть одновременно и дизайнером и производителем в домашних условиях пока невозможно. Однако возможности новой технологии позволяют усовершенствовать бизнес-процессы существующих ювелирных компаний и открывают дорогу для бизнеса в некоторых смежных направлениях. Итак, кому и почему будет выгодно использование 3D-печати.
Ювелирам . 3D-печать хоть и не заменяет, но значительно ускоряет производственный процесс. К примеру, по традиционной технологии, чтобы изготовить колье, сплетенное из нескольких звеньев, сначала нужно изготовить каждое звено по отдельности, а затем скрепить и сварить их между собой. При 3D-печати изделие получается целиком и за один раз. За что ювелиры особенно любят 3D-принтеры, так это за то, что себестоимость распечатки одного украшения фактически становится равной себестоимости сотен украшений. Распечатать можно столько украшений, сколько нужно, не держа лишние складские запасы. Каждое изделие можно делать на заказ, причем сложность и форма не влияют на количество расходного материала. С 3D-принтерами у ювелиров есть возможность быстро выпускать изделия, экспериментировать и печатать прототипы хоть по несколько раз в день, изменяя в 3D-редакторе размер, дизайн и фактуру изделия. Ювелиры приобретают 3D-принтеры в качестве дополнения к фрезерным станкам ЧПУ, которые вытачивают восковки для литья или металлические детали. Для них 3D-печать - это альтернатива и дополнение к производственному процессу.
Сравнение преимуществ и недостатков ЧПУ и 3D-принтеров*
|
Показатель |
3D-принтер |
|
|---|---|---|
|
Скорость |
Выигрывает в скорости создания единичных экземпляров изделий с простой и гладкой поверхностью и без рисунка. Возможность создать изделие за 15 минут (3D-принтер - до полутора часов). Сложные изделия вытачиваются на уровне 3D-принтера (до 6 часов) |
Более эффективен при создании серии изделий. В то время как фрезер вырезает лишь одну деталь, 3D-принтер за один проход создает полную платформу восковок - печатает слоями по всей площади платформы, может сразу печатать так называемую елку моделей для отливки, которую не понадобиться собирать из отдельных элементов. |
|
Точность и качество |
Точность фрезы в ЧПУ-аппаратах достигает 0,001 мм, что выше чем у 3D-принтера. Наибольшая разница в качестве прослеживается на простых формах, где качество фрезерованных деталей будет выше. |
Уступает в точности ЧПУ, поверхность более шероховатой. Толщина слоев на популярных принтерах около 0,025 мм, что в два раза меньше острия любой фрезы (0,14 мм). |
|
Сложность форм и возможности |
ЧПУ имеют конструктивные ограничения, которые не позволяют сразу создавать сложные модели: их приходится компоновать из составных частей. |
3D-принтер за один проход может печатать модели сложной формы, которые не под силу никакому ЧПУ, включая внутренние полости и сложные сочленения. |
|
Экономичность |
Работа фрезера, в пересчете на себестоимость изготовленных изделий, обходится дешевле. Оставшийся воск может быть переплавлен в новые заготовки, другим расходным материалом являются фрезы, которые постепенно стачиваются и нуждаются в замене через 1-2 месяца работы. |
Фотополимеры, которыми печатают стереолитографические принтеры, стоят дороже обычного ювелирного воска. |
*на примере 3D-принтера Form 2
- Дизайнерам . Огромный плюс 3D-печати - это приближение, “демократизация” производства, возможность тестировать свои идеи. Причем даже при отсутствии собственного оборудования, дизайнер может отправить свои модели в сервисы 3D-печати и напечатать их по доступной цене. Можно также зарабатывать на продаже самих моделей украшений для 3D-печати. К примеру, за рубежом подобными сервисами являются Shapeways, 3DExport, Sculpteo и так далее.
Посредникам и агрегаторам. Большие перспективы открываются для проектов, выполняющих посредническую роль между клиентами, дизайнерами и сервисами 3D-печати. Такие площадки могут собирать в одном месте модных дизайнеров, чьи украшения можно распечатать (Stilnest, Германия), представлять собой маркетплейс для продажи 3D-украшений, а можно и вовсе миновать дизайнеров и организовать сервис непосредственно для клиентов, которые могут создать уникальное украшение в режиме онлайн даже без опыта в графических редакторах (Encode Ring, Япония) и отправлять полученные заказы на распечатку партнерам, т.е. владельцам 3D-оборудования.
Владельцам и продавцам 3D-оборудования . Разумеется, зарабатывают на 3D-печати и те, кто, собственно, реализует оборудование ювелирным компаниям и дизайнерам, то есть дистрибьюторы, дилеры и те компании, которые оказывают услуги 3D-печати на собственном оборудовании. Для всех этих компаний украшения и все что с ними связано - это лишь одно из множества направлений бизнеса.
В любом случае в выигрыше остаются клиенты. Им может быть вообще неважно, кто является дизайнером и как именно будет происходить процедура распечатки. У них уже может быть четкое представление о том, как именно будет выглядеть их украшение. В таком случае дизайнеру присылаются референсы (вспомогательные фотографии) или эскизы украшений, по которому создается 3D-модель, а затем отправляется на отливку. Другим клиентам легче выбирать из готового каталога, внося в создание украшения лишь незначительные индивидуальные элементы. Этими элементами могут быть инициалы, материал изделия, вид драгоценных камней, цвет, размер и так далее.
Как проще всего зарабатывать на 3D-печати украшений
Если ответить прямо, то никак. Даже поверхностно вникнув в тему, вы поймете, что никакой пассивности или способов быстрого заработка в 3D-печати, а уж тем более в печати ювелирных украшений, пока не существует. Технология не только дорога (стоимость самого оптимального 3D-принтера для прототипирования ювелирных изделий по соотношению цена/качество (Formlabs Form 2) на момент написания статьи составляет 336 тыс. рублей ), сложна в освоении и использовании, требует дорогих расходников, но и не дает никакой возможности получить быстрый результат, что называется с нуля и в домашних условиях. Если вы, к примеру, увлекаетесь рукоделием и созданием бижутерии в формате хобби-подработки или небольшого бизнеса, то никакого дополнительного и легкого источника доходов от 3D-печати вам искать не стоит. Гораздо легче и выгоднее вам будет продолжать свое дело, покупать заготовки и делать из них уникальную бижутерию, совершенствуя свое искусство и периодически мечтая о том, что когда-нибудь появится такой принтер, который сможет дешево и быстро выполнять вашу работу за вас.
Если же вы умеете моделировать трехмерные объекты и владеете программами вроде AutoCAD, Revit, SolidWorks, ArchiCAD, Revit, Civil 3D, 3ds Max, Maya, Rhinoceros, Z-Brush (кстати, такой пакет знаний считается вступительным условием для записи на практический курс по 3D-печати в учебном центре при МГТУ им. Баумана), то вы также можете просто продавать свои 3D-модели, также полностью минуя этап 3D-печати и вовсе не думая о 3D-принтерах. Многие сервисы позволяют дизайнерам и художникам создавать на своей площадке онлайн-магазины, где можно продавать 3D-модели чего угодно, в том числе и украшений. Такой вариант как раз-таки и может стать источником дополнительного пассивного дохода: общаться и искать клиентов вам не надо, а заказчиками ваших изделий могут стать покупатели из разных стран мира.
Одним из таких сервисов, например, является сайт Shapeways, который используется для загрузки 3D-файлов и распечатки их физических моделей на 3D-принтере с последующей отправкой их по конкретному адресу. На нем дизайнер может создать свой магазин, продавать свои 3D-проекты другим людям и получать комиссию с каждой продажи модели. Цены варьируются от нескольких евро до нескольких тысяч евро. Главная сложность для успеха на таких площадках - высокий уровень конкуренции. При просмотре предложений других авторов, вы обязательно придете к выводу, что покупателей нужно обязательно будет чем-то удивлять. Возможно, правильнее всего будет сосредоточиться на моделировании определенного вида украшений - оригинальных кулонов или колец, браслетов или запонок, серег или зажимов для галстуков. Также потребуется грамотное описание изделий и качественные изображения, так как продавать вы будете не для друзей и семьи, а для большого круга покупателей. Подобные услуги предлагают и многие другие сайты, поэтому лучше всего будет собрать несколько вариантов и сравнить их условия сотрудничества, аудиторию и посещаемость.
Также вы можете создать и собственный магазин 3D-моделей ювелирных изделий и предлагать покупателям готовые модели или создание собственных уникальных моделей: в зависимости от сложности за последние можно брать от 1 до 10 тыс. рублей. Однако такой подход полностью перекладывает на вас вопрос продвижения, а точнее будет сказать - формирование спроса. Почти наверняка у вас не будет не только конкурентов, но и покупателей. Все, что касается продажи 3D-моделей, услуг 3D-прототипирования равно как и 3D-печати на заказ для большей части населения России, прямо скажем, пока является дремучим лесом.
Готовые идеи для вашего бизнеса
В этом вы можете убедиться хотя бы проанализировав статистику ключевых слов на Яндекс.Wordstat, согласно которым по заказу услуг 3D-моделирования делается около 200 запросов, покупке 3D-моделей - около 800 запросов, заказу услуг 3D-печати - порядка 2000-3000 запросов. Зато гораздо больше российские пользователи интересуются стоимостью и возможностью покупки самих 3D-принтеров (33,2 тыс. запросов). Хотя и эти цифры нельзя назвать какими-то громадными. На сегодняшний день наше сограждане чаще ищут возможность приобретения подержанных автомобилей ЗАЗ “Запорожец” (37,8 тыс. запросов), чем 3D-принтеров. Поэтому постарайтесь не строить серьезных иллюзий относительно этой сферы.
380 человек изучает этот бизнес сегодня.
За 30 дней этим бизнесом интересовались 62151 раз.
Калькулятор расчета прибыльности этого бизнеса
аренда + зарплаты + коммунальные услуги и т.п. руб.
Конечный продукт литейного производства это отливки — будущие детали или заготовки. Их масса может составлять как несколько граммов, так и несколько сотен тонн.
Вот так это делается на станкостроительном заводе.
Можно выделить следующие особенности использования литья в производстве:
1) возможность получать изделия с массой от нескольких грамм до сотен тонн, со сложной геометрией и разнообразными механическими и эксплуатационными свойствами;
2) возможность получения изделий, материалы или габариты которых делают невозможным или невыгодным создание их другими методами;
3) отливки максимально приближены, по размерам и форме, к готовым изделиям, в отличие от заготовок полученных объемной горячей штамповкой или ковкой.
Сравнение с традиционной технологией
В традиционном процессе литья мастер-модель можно изготовить вручную или с помощью механической обработки. Вручную некоторые формы реализовать невозможно. Для изготовления мастер-моделей используют пятиосевые обрабатывающие центры с ЧПУ, что значительно увеличивает возможное разнообразие форм, но и стоимость такой восковки или мастер-модели заметно увеличивается. Такой путь получения отливки актуален для массового производства, в малой и средней серии он, чаще всего, экономически нецелесообразен — тут применение 3D-печати более рационально.
График зависимости стоимости модели от кол-ва произведенных экземпляров показывает эффективность применения аддитивных технологий
Алгоритм процесса литья с применением аддитивных технологий
Одна из задач, стоящих перед технологами любого литейного производства: минимизация трудоемких операций по механической обработке заготовок. Решается она тем, что отливки должны быть максимально приближены к параметрам необходимой детали, что также экономит средства и время. Здесь на помощь приходят инновации, в лице аддитивных технологий, которые позволяют ускорить техпроцесс, миновав традиционные первые шаги в технологии изготовления отливки. Производитель может за одну операцию получить необходимую литейную модель или форму.
В красной области - традиционный процесс литья, в зеленой и синей - литье с применением аддитивных технологий
— сроки изготовления уменьшаются в 2-6 раз.
Прямая печать изделия, которая уже внедрена на многих современных производствах, с экономической точки зрения дороже, чем традиционное литье. Поэтому 3D-печать моделей для выплавления и выжигания, а также синтез уже готовых для литья форм и стержней, вызывает особый интерес.
Литье с применением аддитивных технологий экономически выгоднее, чем прямая печать.
Области применения
Мастер-модели и литьевые формы напечатанные на 3D-принтере используются на ювелирных предприятиях, в производстве стоматологических и ортопедических изделий, в конструкторских бюро, для проведения НИОКР, в учебных центрах и центрах прототипирования.
Геометрически сложные отливки, полученные в результате применения аддитивных технологий, находят применение в кино и на телевидении, когда требуется быстро изготовить необычный реквизит сложной формы.
Aston Martin 1960 DB 5 агента 007 к фильму “Координаты: Скайфолл” была создана с помощью аддитивных технологий, ради сохранения оригинального автомобиля в трюковых сценах.
Отливка декораций с использованием песчаных литейных форм напечатанных на 3D-принтере.
3D-принтеры и технологии 3D-печати литейных моделей
Для получения литьевых моделей используют 3D-печать по технологиям FDM (FFF), SLS, SLA, DLP. Эти технологии позволяют напечатать необходимую модель для последующего выплавления или выжигания из образованной вокруг нее литьевой формы. Для выплавляемых моделей используется воск, для выжигаемых — ПММА, CAST-пластик и специальные фотополимеры.
Основной плюс использования такого решения — отсутствие необходимости подготовки специальной оснастки, например — пресс-формы, и низкая зольность материалов при выгорании. Подготовленная 3D-модель сразу отправляется на печать и, после небольшой постобработки, готова к использованию.
FDM (FFF): послойное наплавление
Широко известный профессионалам и любителям аддитивных технологий способ 3D-печати, не требующий дополнительного описания.
Материалом нити для FDM-печати выжигаемых моделей служит специальный пластик, либо композит с высоким содержанием воска.
Принципиальное устройство FDM (FFF) - принтера.
Процесс 3D-печати по FDM - технологии
PICASO 3D Designer X
— FDM-принтер с областью построения 200х200х210 мм, который может печатать такими материалами, как ABS, PLA, HIPS, PVA, ULTRAN 630, ULTRAN 6130, ASA, ABS/PC, PET, PC, FRICTION, CAST, RELAX,ETERNAL, FLEX, RUBBER, SEALANT, PETG, AEROTEX, CERAMO, WAX, SBS, SBS PRO, PROTOTYPERSOFT, PRO-FLEX, TOTAL PRO, NYLON и PEEK со скоростью до 100 см³/ч и с толщиной слоя от 10 мкм.
SLS - Selective Laser Sintering - селективное лазерное спекание
Применяется для изготовления мастер-моделей сложных форм, умеренной точности и относительно больших габаритов.
Как это работает: в рабочей камере, заполненной инертным газом, например азотом, ролик накатывает полистирольный порошок с размером частиц 50-150 мкм на платформу. Новый слой спекается CO2 - лазером (с температурой 100-120 °C) по сечению “тела” CAD-модели. Дальше рабочая платформа опускается на 0.1-0.3 мм, после чего печатается следующий слой.
Принципиальное устройство SLS - принтера.
Печатающаяся модель не требует поддержки, т.к опорной служит сам материал (окружающий порошок). Неизрасходованный материал используется повторно.
Процесс 3D-печати по SLS - технологии
Получаемая на таком принтере модель заливается материалом формы, из которой затем выжигается в прокалочной печи. При выжигании выделяются горючие газы, которые необходимо нейтрализовать. Существует опасность засорения формы золой выгоревшей модели, потому материалы для ее изготовления берут с малой зольностью, в сотые доли процента.
Справа - полистирольная модель, слева - отливка из алюминия
Sentrol SS600G
— SLS 3D-принтер с областью построения 600х400х400 мм, печатающий со скоростью 26 см³/ч, точностью 300 мкм по XY и от 250 по Z.
Voxeljet
Voxeljet - метод послойного склеивания пластикового порошка или песка, разработанный одноименной немецкой компанией. Его аналог — Binder Jet, работает только с песком.
Подобные 3D-принтеры появились в результате сочетания MJ- и SLS- технологий. Используя в качестве материала ПММА, можно получать выжигаемые модели. ПММА - полиметилметакрилат, если проще - измельченное оргстекло с фракцией 85 μm. Печатающая головка укладывает на рабочую платформу слой порошка толщиной от 100 до 150 микрон. Далее наносится связующее вещество, поверх которого снова укладывается слой порошка. Так процесс повторяется до полного изготовления необходимой модели. В случае с песком, мы получаем литьевую форму.
Как и в случае с SLA-технологией, Voxeljet-модель подойдёт для прецизионного литья.
Отливки по ПММА-моделям, без постобработки.
Voxeljet VX 1000
Обеспечивает область печати 1060 х 600 х 500 мм, толщину слоя 100 мкм, точность в 0,3% и скорость до 36 мм/ч по вертикали.
3D-принтеры для изготовления форм
Быстро получить качественную литейную форму можно с помощью технологий Binder Jet и SLS. 3D-принтеры, работающие по данным технологиям, печатают формы из специального литейного песка.
Технология Binder Jet - нанесение связующего вещества
Данная технология позволяет напечатать сложную по геометрии песчаную форму без какой-либо дополнительной обработки. После печати можно сразу приступать к отливке. Основным преимуществом технологии Binder Jet является то, что нет необходимости в каких-то особых условия для работы подобного принтера: печать возможна при комнатной температуре.
Процесс печати по технологии Binder Jet.
Материал, в данном случае — песок, распределяется по рабочей платформе с помощью ролика. Далее, печатающая головка наносит связующий клей поверх порошка. Платформа опускается по толщине слоя модели и объект формируется там, где песок связан с жидкостью (т.е. с клеем). Не использованный материал, по аналогии с SLS-технологией, является поддержкой для будущей модели.
Принципиальное устройство принтера с технологией Binder Jet.
SLS-печать литейных форм
Основное отличие от указанной ранее SLS-технологии — использование в качестве материала для печати литейного песка, предварительно плакированного полимером. Материал спекается лазером, после чего очищается. Полученная форма помещается в прокалочную печь для отверждения, которое происходит при температуре 300-350 °С. Главное отличие от Binder Jet — более высокая детализация готовой литейной формы. Правда, для получения готовой формы требуется больше времени, из-за необходимости дополнительной обработки.
Солнечная 3D-печать
Кстати, есть ещё одна интересная технология печати песком - Solar Sinter. Разработал её немецкий инженер, дизайнер и художник Маркус Кайзер . Солнечная 3D-печать отлично подойдет для создания песчаных литейных форм, хоть и очень невысокой точности.
Стоит обратить внимание, что с собой необходимо взять офис. Маркус Кайзер предлагает пирамидальную палатку со светоотражающим покрытием — отличное укрытие от жаркого солнца.
Если ваше предприятие находится в пустыне, то это оптимальный вариант — кругом песок и солнечный свет, которые доступны в стандартную девятичасовую смену. Необходимо только привезти с собой сам принтер с компьютером. Принтер оборудован линзой Френеля, которая концентрирует солнечный свет в пучок, что дает возможность плавить песок с температурой 1400-1600°C; солнечным трекером, что отслеживает положение солнца и поворачивает линзу к нему; и фотоэлементами, для питания электроприводов установки. Главный плюс — экономия на электроэнергии, материалах и аренде помещения. Но еще важнее, пожалуй, концептуальность.
Процесс печати на солнечном 3D - принтере
Такой принтер, и в силу специфики применения, и из-за невысокой точности получаемых моделей, вряд ли можно использовать для промышленных нужд. Но для художников и ремесленников он станет настоящей находкой. Печатать на нем литьевые формы, пожалуй, занятие сомнительное, а вот арт-объекты — самое оно.
Извлечение модели из рабочей зоны солнечного 3D-принтера производится с помощью столовой ложки.
Можно использовать вилку, но скорость будет ниже.
А если серьезно — кто знает, куда зайдут технологии дальше? Порой безумные проекты открывают новые возможности в нашей повседневной жизни.
Итог
Внедрение делает процесс дешевле и быстрее, позволяет изготавливать модели и формы для литья со сложной геометрией, разнообразными габаритами, не теряя в точности получаемой отливки.
Для получения выплавляемых и выжигаемых моделей рекомендуется использовать принтеры, работающие по технологиям FDM(FFF), SLS, SLA/DLP, Voxeljet. Используемые материалы обладают низким процентом зольности, а печатать модели быстрее, чем изготавливать вручную или с помощью станка с ЧПУ.
Пример технологической цепочки для получения отливки с применением выплавляемой модели
Для получения литейных форм подойдут технологии печати Binder Jet и SLS с подходящим для форм материалом.
Применимы в тех случаях, когда необходимо максимально дешево и быстро получить мастер-модель или форму для будущей отливки, например — в конструкторские бюро и на опытных производствах. Применимы они и в серийном производстве — если микронная точность не требуется, разница в скорости и стоимости работ делает их куда привлекательнее механообработки на фрезере с ЧПУ.
Уже сейчас можно заказать отливку из или и посмотреть на результат применения 3D-печати в литье.
Подобрать 3D-принтер для интеграции в литейное производство или оборудование для литейного цеха можно в .
Прогресс, сделанный 3D печатью в области ювелирного искусства, заставляет лишний раз задуматься о том, какой колоссальный вклад делает эта технология в нашу привычную жизнь. Изготовление ювелирных украшений всегда требовало от мастера максимальной концентрации и точности в движениях. Однако не найдется таких рук, которые смогут превзойти по точности хороший 3D принтер.
Сам процесс изготовления, как правило, проходит по примерно одной и той же схеме. В первую очередь, современный мастер-ювелир должен освоить не станок, а 3D моделирование. Научившись создавать детальные трехмерные модели украшений, дело остается за малым. Далее, чаще всего из готового файла на принтере распечатывается прототип - восковую модель (чаще всего) изделия, по которой отливается металл.
Говоря о преимуществах 3D печати перед классическим подходом, следует выделить целый ряд факторов. Во-первых, 3D моделирование на экране компьютера исключает возможность случайной ошибки, а поскольку первоначальный вид модели является виртуальным, ее можно дорабатывать согласно пожеланиям клиента. Следствием первой причины является вторая - дешевизна таких изделий. Не уступая по качеству рукодельным украшениям, 3D ювелирные изделия не требуют к себе часов, а то и дней пристального внимания мастера, что значит, что у продавца больше нет потребности оплачивать эти драгоценные часы. Более того, точность некоторых 3D принтеров достигает всего нескольких микрометров, а это значит, что у нас есть возможность делать настолько изысканные узоры, что их изгибы могут быть попросту незаметны для невооруженного взгляда.
Даже если убрать всю восторженность от невероятных возможностей современных технологий, и смотреть на вопрос сугубо с точки зрения прагматизма, мы, безусловно, можем гарантировать тот факт, что ювелирные принтеры дают неоспоримое повышение конкурентоспособности для своих обладателей на рынке украшений. Более того, следуя такой тенденции несложно представить сценарий, при котором ювелирные мастерские отказывающиеся пользоваться 3D принтерами, будут обречены на лишение возможности соперничать со своими конкурентами.
Многие ювелиры успешно применяют в своей работе программно-управляемые фрезерные станки, которые вытачивают восковки для литья, а некоторые аппараты - и сразу металлические детали. В этой статье мы рассмотрим 3D-печать как альтернативу и дополнение к этому процессу.
Скорость
При создании детали в единичном экземпляре, ЧПУ-фрезер выигрывает в скорости - фреза станка движется со скоростью до 2000-5000 мм/мин и там, где фрезер управится за 15 минут, принтер может печатать деталь до полутора часов, иногда даже больше.Это справедливо, правда, лишь для простых и гладких изделий, типа обручального кольца простой формы и без рисунка, которые не требуют высокого качества поверхности, т.к. их легко быстро заполировать. Сложные изделия фрезер вытачивает так же неспешно, как их печатает 3D-принтер, а зачастую и дольше - время обработки может доходить до шести часов.
Фото @FormlabsJp
При создании сразу серии изделий ситуация кардинально меняется - за один проход принтер способен распечатать полную платформу восковок - это площадка (на примере принтера Form 2) 145х145 мм, и их там помещается, в зависимости от размера моделей, до 35 штук. При скорости печати 10-30 мм/час (а печатает он слоями, сразу по всей площади платформы), это дает заметное преимущество перед фрезером, который единовременно вырезает лишь одну модель - это либо одна сложная деталь, либо несколько простых, плоских, из одной цилиндрической восковой заготовки.
Кроме того, 3D-принтер может печатать сразу елку моделей для отливки, без необходимости собирать ее из отдельных заготовок. Это тоже экономит время.
Фото @3d_cast
Точность и качество
Точность позиционирования фрезы в ЧПУ-аппаратах достигает 0,001 мм, что выше чем у 3D-принтера. Качество обработки поверхности фрезером зависит еще и от размера самой фрезы, а радиус вершины фрезы - не менее 0,05 мм, но движение фрезы задается программно, обычно это шаг в треть или половину фрезы, соответственно - все переходы сглаживаются.
Фото @freemanwax
Толщина слоя при печати на Form 2, самом популярном но далеко не самом точном принтере, а значит и вертикальная точность, составляет 0,025 мм, что в два раза меньше диаметра острия любой фрезы. Диаметр его луча составляет 0,14 мм, что уменьшает разрешение, но позволяет также получать более гладкую поверхность.
Фото @landofnaud
В целом, качество получаемых изделий на фотополимерном принтере и топовых фрезерных станках сопоставимое. В некоторых случаях, на простых формах, качество фрезерованной детали будет выше. Со сложностью форм история другая - 3D-принтер способен напечатать такое, что ни один фрезер никогда не вырежет, в силу конструктивных ограничений.
Экономичность
Фотополимеры, которыми печатают стереолитографические принтеры, стоят дороже обычного ювелирного воска. Крупные куски воска после фрезера можно переплавить в новые заготовки, хотя это тоже время и лишние действия, но и экономия. Фрезерованный воск выходит дешевле, в пересчете на стоимость каждого единичного изделия аналогичного объема.Воск - не единственный расходный материал в работе фрезера, фрезы тоже постепенно стачиваются и требуют замены, их хватает на 1-2 месяца интенсивной работы, но это не сильно сокращает разрыв.
Работа фрезера, в пересчете на себестоимость изготовленных изделий, обходится дешевле.
Фото @3DHub.gr
Удобство и возможности
Специфика фрезеровки такова, что даже на пятиосевом станке фреза способна достать далеко не везде. Это вынуждает ювелиров создавать составные модели из нескольких частей, которые затем надо спаивать, а то и предварительно дорабатывать вручную. 3D-принтер же способен распечатать модель сколь угодно сложной формы, включая внутренние полости и сложные сочленения, за один проход.Как это происходит
Распечатанные модели припаиваются к восковому стволу, затем получившаяся конструкция заливается гипсом или специальным раствором, после отвердения которого готовая форма разогревается в печи, а потом заливается металлом.Материал восковок без остатка выгорает, позволяя металлу занять все освободившееся место и в точности повторить форму заготовки.
Подробнее:
1. Процесс литья начинается с печати модели и стандартной пост-печатной обработки - распечатанная деталь отделяется от поддержек, промывается, подвергается закрепляющей экспозиции в ультрафиолете, при необходимости - слегка полируется.
2. Далее процесс аналогичен тому, что применяется при литье с применением обычных восковок. Заготовки припаиваются к восковому литнику, который удержит их в правильном положении и создаст канал для распределения металла.
Если количество и размер изделий позволяют, можно пропустить этот этап - если распечатать изделия вместе с литником как единое целое.
3. Литник закрепляется в литьевой колбе. Если колба перфорирована, отверстия стоит закрыть, например - упаковочным скотчем.
4. Заполняющий раствор смешивается в пропорциях указанных производителем.
Потом его заливают в колбу с находящимся внутри литником. Наливают аккуратно, чтоб не повредить модели и не сместить елку.
5. Колба помещается в вакуумную камеру не менее, чем на 90 секунд, чтоб из раствора вышел весь воздух. Потом ее переносят в защищенное от вибрации место, для скорейшего застывания.
6. Литьевые емкости ставят в печь, холодную или разогретую до 167ºC, и постепенно поднимают температуру, до полного выгорания пластика моделей.
Preheat - предварительный нагрев.
Insert flask - поместить колбу в печь.
Ramp - поднять (изменить) температуру.
Hold - держать температуру (пример: 3h = 3 часа)
7. По завершении этого процесса в форму заливают металл.
8. После заливки форму охлаждают, заполняющий материал вымывается.
9. Остается лишь извлечь готовые изделия, разделить их и слегка отполировать.
Form 2 - компактный стереолитографический 3D-принтер, легко помещающийся на рабочем столе.
Благодаря своей точности (25-100 микрон) пользуется большой популярностью у ортодонтов и ювелиров, так как способен печатать множество изделий за один сеанс.
Фото @FormlabsJp
Фотополимер для печати выжигаемых моделей стоит 46 000 рублей за картридж объемом 1 литр.
Многоструйный принтер компании 3D Systems, предназначенный для печати литьевых заготовок материалами VisiJet и функциональных деталей - пластиками.
MJP уступает стереолитографическим принтерам в компактности - он значительно крупнее и не может быть размещен на рабочем столе, но это компенсируется скоростью печати и большей рабочей областью.
ProJet 3600W Max - усовершенствованный вариант модели ProJet 3500 CPX, специализированного 3D-принтера для печати литьевых восковок. Это промышленные 3D-принтеры, используемые на производствах в режиме беспрерывной работы, с большой платформой и высокой производительностью. В принтерах данной серии использована технология многоструйного моделирования (Multi Jet Modeling, MJM), которая увеличивает скорость работы и позволяет использовать специально предназначенные для нее материалы VisiJet.
Используемый в нем новый воск M3 Cast отличается высокой прочностью, модели из него не ломаются в руках при отделении от платформы или случайном падении, что случалось с моделями распечатанными из его предшественника - Hi Cast.
Hunter - новый DLP 3D-принтер компании Flashforge. DLP - стереолитографическая технология использующая вместо лазера проектор.
Эта технология имеет свои плюсы - DLP-печать быстрее и способна дать большую детализацию на сверхмалых масштабах. С другой стороны - DLP-проекция состоит из пикселей, если необходима более гладкая поверхность - лучше выбрать SLA-принтер, например - Form 2.
Flashforge Hunter DLP 3D совместим с третьим поколением стереолитографических смол, что дает пользователю широкий выбор материалов для печати.
по ссылке .
Wanhao Duplicator 7 - недорогой фотополимерный принтер для того, чтоб попробовать стереолитографию. Недостатки этой модели - низкая стабильность работы, невысокое разрешение и проблемы с повторяемостью “из коробки”.
Фото @
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.
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.
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.
