Детали испытательного патрубка, разработанные инженером-механиком Брайаном Биллером в Инновационном кампусе Siemens Energy Orlando, которые взаимодействуют с лопатками газовой турбины на испытательном стенде для проверки воздушного потока.
Инновационный кампус Siemens Energy в Орландо разрабатывает и реализует проекты от концепции до завершения для партнеров в различных отраслях промышленности по всему миру. Инженеры здесь имеют доступ ко всем имеющимся промышленным инструментам; их задача - объединить производственные технологии, такие как обработка, формовка, автоматизация и 3D-печать, для решения глобальных проблем.
Техник по аддитивному производству, Мэтью Дойч, отвечает за отдел аддитивного производства и композитов, управляя парком FDM и SLA принтеров, включая два широкоформатных Form 3L. Дойч полагается на универсальность библиотеки материалов Formlabs для разработки множества моделей, от быстрых прототипов до вставок для литьевых форм, а также сотрудничал с Formlabs, чтобы помочь утвердить новое изменение в рабочем процессе пост-обработки для широкоформатных SLA деталей - Build Platform 2L.
Используя запатентованную технологию быстрого снятия моделей (Quick Release Technology) в Build Platform 2L, Дойч использует свои принтеры Form 3L без остановки и печатает более крупные детали, такие как пресс-формы и производственные приспособления.
«Ожидание того стоило. С помощью пресс-форм мы можем печатать, а затем в течение 24 часов начинать производство пластмассовых деталей, отлитых под давлением. Это генезис для всей отрасли». - Мэтью Дойч, техник аддитивного производства в Инновационном кампусе Siemens Energy Orlando
Действия в чрезвычайных ситуациях
По словам Дойча, после приобретения двух 3D-принтеров Form 3L – они работают практически без остановки.
В отдел AM поступают самые разные запросы - от моделей двигателей для выставок до приспособлений и инструментов, необходимых для ремонта газовых турбин на другом конце света. "Мы работаем в чрезвычайных ситуациях. Siemens Energy обращается к нам с просьбой разработать процессы ремонта компонентов двигателя, иногда во время отключения - запланированного или незапланированного периода времени, в течение которого двигатель не работает. Каждая минута, когда двигатель не вырабатывает электроэнергию — это огромные потери. В рамках одного проекта 3D-печати была проведена оценка износа лопастей турбины, чтобы избежать отключения электроэнергии в будущем", - говорит Дойч.
Наличие нескольких 3D-принтеров и разнообразных материалов помогает быстро завершить эти проекты. Дойч отвечал за внедрение технологии SLA в OIC, и поначалу его коллеги с опаской относились к материалам из смолы. Когда они увидели преимущества наличия такой универсальной библиотеки материалов, его коллеги начали изучать новые способы включения деталей SLA в свои рабочие процессы. Сейчас Дойч получает больше запросов на изготовление деталей на Form 3L, чем на любом другом принтере. "Я получаю меньше запросов на другие технологии и больше запросов на SLA детали, от Rigid 10K Resin для вставок в литьевые формы до Tough 2000 Resin и Clear Resin. Эти машины не выключаются", - говорит Дойч. Tough 2000 Resin стала основным материалом для команды благодаря своей прочности и жесткости. Они использовали ее как аналог алюминия в таких деталях, как патрубки воздушных потоков, которые требуют прочности и герметичности.
Вариативность материалов в линейке SLA продуктов Formlabs означает, что практически для любой задачи найдется решение. Учитывая глобальный масштаб сети Siemens Energy, инструмент, позволяющий использовать различные рабочие процессы, является огромным преимуществом. "Каждый запрос отличается - никогда не бывает одной и той же недели дважды. Способность Form 3L к такому повороту не имеет себе равных", - говорит Дойч.
Серийное производство и крупные детали
В сочетании с универсальностью библиотеки материалов размер Form 3L позволяет изготавливать отдельные крупные детали, серийно производить множество мелких деталей или даже печатать несколько компонентов сборки одновременно. "Это отличный форм-фактор по очень хорошей цене. Часто, как только вы начинаете увеличивать размеры SLA, вы тратите в десять раз больше, но это отличная производительность и размер", - говорит Дойч.
Принтеры работают круглосуточно, а при печати больших тиражей, требующих многодневной работы, Дойч часто оставляет принтер работать на выходные, зная, что на него можно положиться при выполнении сложных работ. "Мы можем печатать небольшие объемы продукции или крупные детали в выходные дни. Мы можем печатать сложные детали и приходить в понедельник, и все будет готово", - говорит Дойч. Однако некоторые детали были недоступны. Так было до появления Build Platform 2L.
Упрощенная печать больших вставок для литьевых форм
В OIC команда Дойча и другие специалисты чаще отвечают за создание процессов, чем продуктов. Один напечатанный шаблон регистрационного знака, используемый для тестирования лопаток турбин, позволил рационализировать процессы диагностики, создав новый, более эффективный рабочий процесс для обслуживания и ремонта турбин.
Одним из процессов, который был невозможен без Build Platform 2L, являются малосерийные вставки для литьевых форм. Литье под давлением по своей природе традиционно является крупносерийным - чтобы оправдать высокую стоимость обработанной металлической формы, количество изделий часто исчисляется десятками тысяч. С помощью 3D-печати создание вставок для пресс-форм своими силами становится недорогим и эффективным, что делает экономически оправданным производство меньших объемов.
Печать больших форм, способных выдержать давление промышленной литьевой машины, была практически невозможна. Однако благодаря технологии Quick Release Technology в Build Platform 2L пользователи теперь могут печатать их прямо на платформе и легко снимать.
Формы необходимо печатать плоскими, чтобы вся деталь могла равномерно выдерживать огромное давление промышленной машины для литья под давлением. Однако, чем больше становятся эти формы, тем сложнее печатать их на Form 3L, так как прилипание к платформе может затруднить эффективное извлечение деталей. С Build Platform 2L печать пресс-форм непосредственно на платформе теперь возможна, что позволяет сократить время печати, уменьшить трудозатраты и открыть совершенно новые области применения.
«Мы можем печатать килограммовые модели за один раз. Благодаря сгибающейся пластине, нет никакой необходимости в поддержках, а модели с легкостью снимаются с платформы», - Мэтью Дойч, техник аддитивного производства в Инновационном кампусе Siemens Energy Orlando.
Сокращение времени печати без изменения высоты слоя
Без технологии Quick Release Technology в Build Platform 2L детали приходилось печатать под углом относительно к платформе, что увеличивало их высоту по оси z и время печати. С Build Platform 2L компания Deutsch теперь может печатать плоские детали без поддержек, значительно сокращая время печати и расход материалов. «Build Platform 2L экономит нам поистине умопомрачительное количество времени», - говорит Дойч, «Область построения SLA 3D-принтера Form 3L позволяет создавать большие герметичные детали, а Build Platform 2L устраняет необходимость в поддержках, облегчая пост-обработку и улучшая функциональность». Недавно команда напечатала испытательный патрубок, используемый для соединения с лопатками газовой турбины на испытательном стенде для проверки воздушного потока. Предыдущие версии деталей, подобных этому патрубку, нуждались в тщательной шлифовке, чтобы удалить следы от поддержек и подготовить деталь к установке прокладки. Мундштук предназначен для соединения квадратного воздушного коллектора с поверхностью лопатки, имеющей сложный радиус, что позволяет воздуху проходить беспрепятственно.
Цель этого испытания - выявить проблемы с проходами и особенностями аэродинамического профиля. "Tough 2000 Resin дала фантастические результаты по качеству, прочности, стоимости и небольшой гибкости при сжатии. Build Platform 2L позволила нам печатать эти детали на плоской поверхности пластины; это означает, что мы достигаем тех же или лучших результатов с меньшим количеством очистки и на 30% сокращая время. Плоская поверхность пластины также дает нам идеально плоскую контактную поверхность, обеспечивающую отличную герметичность по отношению к воздушному коллектору", - говорит Дойч.
Снятие ограничений в SLA 3D-печати
OIC Siemens Energy знает, как расширить возможности своих машин — вся их директива заключается в разработке новых процессов и поиске решений уникальных задач, а когда компания внедрила принтеры Form 3L у себя, появился целый ряд новых решений.
