Перейти к содержимому

Как полиуретановые материалы позволяют создавать массово индивидуальные детали конечного использования

Исторически персонализация была недоступна для обычного потребителя или ограничивалась мягкими товарами, такими как персонализированная вышивка на одежде, постельном белье или обуви. Персонализация товаров длительного пользования, аппаратуры, прочного оборудования и других вещей, требующих прочности, была слишком сложной и дорогостоящей для включения в традиционные производственные процессы, в рамках которых изготавливаются эти товары. 

По мере того, как 3D-печать продолжает продвигаться в массы благодаря внедрению новых материалов и более доступных рабочих процессов, персонализация становится доступной для широкого спектра товаров с различными механическими требованиями.

Конечные, прочные и жесткие напечатанные на 3D-принтере детали не только возможны, но и практически неотличимы от тех, которые создаются с помощью технологий массового производства. Используя настольные 3D-принтеры, такие как Form 3+, в сочетании с материалами PU Rigid 1000 Resin и PU Rigid 650 Resin, пользователи Formlabs могут создавать индивидуальные детали конечного использования, устойчивые к ударам, внешним условиям и многократным нагрузкам.

Полиуретановые смолы Formlabs

На протяжении более десяти лет дизайнеры, инженеры и производители продукции полагались на SLA 3D-принтеры Formlabs для создания деталей с превосходной обработкой поверхности, идеальной точностью и рядом механических свойств, которые могли имитировать литьевые пластмассы. Однако возможности конечного использования были ограничены, в основном, сферой мелкосерийной оснастки или вспомогательного производства.

Чтобы устранить этот пробел, Formlabs потратила годы на разработку совершенно нового химического состава материала, основанного на точном сочетании акрилата и уретана, материала, способного к интенсивному, высокоударному использованию, но с доступным и недорогим рабочим процессом. С PU Rigid 650 и PU Rigid 1000 этот тонкий баланс был достигнут, и та же доступность, масштабируемость и простота использования, которую компания Formlabs привнесла в прототипирование, моделирование и малосерийную оснастку, теперь возможна для конечных, настраиваемых продуктов.

Эксплуатационные материалы для спортивных результатов

В мире спортивных товаров прототипы не просто выглядят - они должны работать. Дизайнеры продукции в этой области, возможно, использовали 3D-печать для поиска первоначальной формы или для эстетической оценки конкретной команды или игрока, но затем заказывали одноразовые литьевые формы для создания рабочих прототипов для тестирования. 

Благодаря PU Rigid 650 Resin и PU Rigid 1000 Resin теперь возможно создание функциональных прототипов, даже для таких продуктов, как эта головка для лакросса, которая будет подвергаться высоким ударным нагрузкам, растяжению, высокой влажности и неблагоприятным погодным условиям в типичном сценарии тестирования.

Высококачественные прототипы, которые также можно использовать для функционального тестирования, позволяют разработчикам продукции получить преимущество в высококонкурентных областях за счет сокращения итерационных циклов и улучшения обратной связи по производительности. Они могут расширить возможности настройки для различных типов игроков или команд с разными стилями, не требуя больших затрат, связанных с многократными итерациями нескольких различных форм.

На Formlabs User Summit 2022 года директор по продукции Formlabs, Давид Лакатос, продемонстрировал ударную прочность и эксплуатационные возможности PU Rigid 650, испытав эту конструкцию головки для лакросса. Вы можете увидеть полное функциональное тестирование в его основной презентации.

Примеры конечного применения напечатанных полиуретановых деталей 

Жесткие полиуретановые смолы Formlabs создают детали, которые отличаются прочностью, жесткостью и долговечностью, что делает их идеальными материалами, требующих длительного износа, давления и воздействия внешних факторов. 

Мотоциклетные рукоятки 

Рукоятки для мотоциклов, мопедов, скутеров и велосипедов имеют уникальный набор требований к свойствам материалов. Они должны быть эргономичными и удобными для руки, обеспечивать достаточную тягу для захвата и быть достаточно прочными, чтобы выдерживать такие воздействия, как дождь, снег, ветер и многократное давление. Ручки для рук традиционно изготавливаются с помощью таких методов, как литье из резины или силикона или литье под давлением.

Эти традиционные методы требуют использования мастер-моделей, которые могут быть дорогими в изготовлении и ограничивают возможные типы геометрии или узоров. По своей природе массовое производство не позволяет учесть любые изменения размера или формы рук пользователя - просто слишком дорого производить их в таких количествах, чтобы учесть все возможные физические различия.

Напечатанная оснастка и формы могут помочь снизить стоимость производства в небольших количествах, но настоящие единичные экземпляры до сих пор были практически финансово невозможны. С улучшением точности и разработкой материалов прямая 3D-печать этих материалов делает возможным изготовление одноразовых рукояток для конечного использования. Смолы Formlabs PU Rigid 650 Resin и PU Rigid 1000 Resin имеют превосходную обработку поверхности и могут выдерживать экстремальные внешние условия, даже в течение длительного времени использования.

Эта индивидуальная рукоятка для мотоцикла, напечатанная из смолы PU Rigid 650, может выдерживать жесткие внешние условия и крутящий момент, обеспечивая при этом гонщику улучшенный контроль, ловкость и комфорт.

Индивидуальные ручные рукоятки, такие как эта, не только повышают комфорт велосипедиста, но и делают управление мотоциклом более безопасным и эффективным. Атмосферостойкость и прочность PU Rigid 650 Resin увеличивает срок службы рукоятки, обеспечивает амортизацию, снижает вибрации и помогает противостоять ударам.

Клиенты готовы платить за индивидуальные опции, а производители могут улучшить свои показатели при минимальных дополнительных трудозатратах. После создания систем для сканирования и создания цифровой модели физической модели заказчика, доступные и масштабируемые варианты, такие как SLA 3D-принтеры Form 3+, легко внедряются.

Этот рабочий процесс также может быть развернут на уровне малого бизнеса и вторичного рынка деталей. Добавление Form 3+, камеры отверждения влажности и необходимой смолы PU Rigid 650 является доступным и может открыть дополнительные источники дохода для небольших мотосалонов, стремящихся удержать клиентов после первоначальной покупки мотоцикла.

Автомобильная индивидуализация 

Замена традиционно изготавливаемых деталей, будь то ремонт, изготовление на заказ, облегчение или улучшение эксплуатационных характеристик, является одной из автомобильных областей применения, которой ранее препятствовало качество материала. Автомобильные детали конечного использования, в частности, должны быть прочными, термостойкими и иметь гладкую, профессиональную отделку поверхности.

Спрос на запчасти растет, и в автомобильной промышленности эти области применения являются возможными способами внедрения напечатанных запасных частей:

  • Легкие замены для повышения скорости или производительности
  • Запасные части для сломанных компонентов
  • Настройка на основе сканирования тела для улучшения комфорта и контроля 
  • Индивидуальная подгонка под эстетические предпочтения

С распространением электромобилей облегчение веса в автомобильном мире стало обычным явлением в процессе разработки и проектирования новых моделей, но 3D-печать также может позволить владельцам старых автомобилей облегчать свои собственные компоненты, улучшая топливную экономичность автомобиля. 

Аналогичным образом, 3D-печатные ремонтные детали позволяют владельцам установить больший контроль над долговечностью своего автомобиля, а не полагаться на то, что OEM-производитель точно предскажет нужное количество и тип ремонтных деталей на годы вперед. Полиуретановые смолы Formlabs идеально подходят для ремонта деталей на приборной панели, таких как ручки, датчики и компоненты ремней безопасности, благодаря гладкой поверхности и высокой ударопрочности. 

Традиционно индивидуализация автомобилей ограничивалась цветом и эстетической отделкой салона. 3D-печать может обеспечить и эстетическую индивидуализацию, например, с помощью индивидуальных штрихов, таких как украшения на капоте или эмблемы, но настоящая индивидуализация, основанная на физической форме водителя, требует высокоточной 3D-печати и материала, который может обеспечить нужные ощущения и прочность. 

Смола PU Rigid 650 идеально подходит для создания индивидуальных деталей, таких как этот переключатель скоростей, смоделированный на основе 3D-сканирования руки водителя. Для автомобиля с механической коробкой передач управление крайне важно, поэтому переключатель передач должен быть удобным для захвата, с отличным сцеплением, а также комфортным для руки.

По мере совершенствования возможностей на каждом этапе рабочего процесса, применение 3D-печатных запасных частей стало источником дохода для многих независимых поставщиков запчастей на вторичном рынке и имеет огромный потенциал для лицензированных автопроизводителей, дилеров и дочерних компаний, желающих предоставлять дополнительные услуги.

Массовая персонализация для потребительских товаров

Персонализация больше не является чем-то, предназначенным только для 1% лучших представителей отрасли. Лучшие спортсмены, например, всегда имели доступ к персонализированным товарам, часто в рамках кампании бренда или в обмен на одобрение продукта. Но эти возможности кастомизации часто дают реальные преимущества в производительности, и из этих экспериментов можно извлечь уроки и применить их к обычному потребителю.

На протяжении большей части прошлого века индивидуальная настройка спортивного снаряжения использовалась для того, чтобы помочь олимпийцам и профессиональным спортсменам добиться высоких результатов. Благодаря доступной 3D-печати и рабочим процессам, которые могут быть освоены профессионалами без большого опыта 3D-печати, индивидуальная настройка для достижения высоких результатов теперь возможна для спортсменов-любителей и обычных потребителей. 

Для лыжных палок 3D-печатные полиуретановые рукоятки повышают комфорт и способствуют более длительным поездкам с меньшими шансами потерять лыжную палку. Преимущества для лыжника очевидны, а возможность предоставить такую услугу делает любого производителя или малый бизнес сразу же востребованным.

Напечатанные ручки для лыжных палок из смолы PU Rigid 650 обеспечивают больший контроль и комфорт, что приводит к более длительному катанию и лучшим результатам.

Предыдущая статья Специальная альфа-версия: новые (рождественские) древовидные поддержки уже в UltiMaker Cura!
Следующая статья Как SiOCAST революционизирует рынок миниатюр с помощью 3D мастер-моделей