Трехмерная печать открывает невиданные ранее горизонты в сфере производства. Возможно, уже через несколько десятилетий можно будет просто взять и распечатать любой предмет или устройство в специальном салоне или даже дома. не исключено, что среди распечатываемых вещей окажутся и автомобилию. Во всяком случае уже сегодня их создают при помощи 3D-принтеров.
Другой красавчик Женевского автосалона 2016 – Soulmate. Машина также является концептуальной. Печатных деталей в ней всего 50% от общего числа, с другой стороны Soulmate балует шикарным набором гаджетов и расширенным функционалом.
Достойным дополнением этого списка станет .
Автомобильная тематика знакома и близка многим. Мы любим смотреть на красивые и быстрые автомобили, а некоторые счастливчики управляют такими автомобилями или их создают.
Сегодня поговорим о применении технологии 3D печати и 3D сканирования в автомобилестроении.
Мы не будем рассматривать амбициозные и спорные проекты компаний по печати автомобиля целиком, а рассмотрим более простое и доступное применение данной технологии.
Печать изношенных или сломанных деталей, изготовленных из пластиков
Клиенты неоднократно обращаются с заказами на печать заглушек на колесные диски с уникальной эмблемой или на замену потерявшимся. Также люди ищут замену изношенных шестерен в привод стеклоподъемников или элементы салазок люка.
Часть крепления для дворников
Подобные узлы, установленные во многих дорогих автомобилях, часто продаются в сборе с остальными узлами, неким модулем. Само собой данные запчасти не могут стоить дешево, и в данном случае технология 3D печати отлично подходит для решения задачи.
Автомобильная крышка на диск
Клипса внутренней обшивки Nissan
Заглушки колесных дисков Work Equip
Втулки на автомобиль
Стоит упомянуть, что не все детали могут быть распечатаны на обычном 3D принтере без растворимых поддержек из-за сложной геометрии модели. Печатаемая модель может иметь множество тонких элементов, которые могут сломаться во время печати или непосредственной эксплуатации. Благо подобных деталей подавляющее меньшинство и они встречаются крайне редко.
Все, что вам необходимо, чтобы выполнять подобные заказы:
Печать декоративных элементов и элементов кузова, не несущих серьезную нагрузку
Пожалуй начнем с примеров амбициозных проектов:
Печать логотипа Chrysler
Печать колец для ДХО на BMW X5
Прототипирование
Применение термовакуумной формовки и 3d-печати
При необходимости создания партии тонкостенных изделий простой формы, например обтекателей можно использовать термовакуумную формовку. Сначала изготавливается мастер модель, так называемый шаблон, это должен быть прочный, устойчивый к температуре материал, обычно используют дерево или специальные пластики, мастер модель фрезеруется, либо послойно нарезается на ЧПУ станке, во втором случае ее необходимо будет еще склеить и доработать шлифовальной машинкой. Когда шаблон готов, его укладывают на специальный станок, имеющий насос снизу, нагревательные панели сверху и специальную подвижную раму для крепления листового материала, после нагревания, материал опускается на шаблон, насосы откачивают воздух и после остывания лишний материал обрезается – изделие готово. Из плюсов тут можно назвать дешевизну, ЧПУ резка и листовой материал довольно дешевы, а подобный станок можно собрать даже самому в гараже. Из недостатков – можно изготавливать изделия только простых форм и только тонкостенные, чем больше детали нужно изготавливать, тем соответственно больше требований к насосам и нагревательным элементам, и они могут стоить уже довольно много.
Печать мастер моделей под последующее литье имеет довольно много преимуществ – без проблем можно изготовить зеркальные мастер модели, легкая доводка поверхности по сравнению, например с послойным изготовлением на ЧПУ. Для небольших изделий это идеальный вариант, поскольку печать их быстра и довольно дешева. Но на габаритных деталях, размером больше, например 20 см все уже не так радужно, уходит довольно много материала, печать может длиться несколько суток и появляются требования к температурному режиму внутри принтера, чтобы изделие не расслаивалось и не загибалось при печати, принтеры с большой областью печати стоят дороже небольших собратьев, а печать по частям требует соответственно склейки и обработки швов.
Вакуумная формовка деталей обвеса F-51 Red Wheels 3
3D-сканирование
Современные сканеры и средства автоматизированного проектирования позволяют создавать достаточно точные компьютерные модели. С помощью них возможно получить цифровую модель имеющегося узла, например элемент кузова (“обвеса”) автомобиля, или создать на ее основе новую. Имея цифровую модель, можно произвести любые прочностные, массовые или аэродинамические расчеты в кратчайшие сроки и с минимальными затратами. А имея в распоряжении дешевый, “домашний” FDM принтер можно быстро получать макеты в натуральную величину, или уже готовые узлы для автомобиля.
Изменение – если вы хотите внести функциональную модификацию в существующий элемент, например добавить держатель для телефона к какому либо элементу приборной панели, используя сканирование, можно получить копию нужного элемента и затем смоделировать дополнительный элемент, а потом изготовить изделие.
Замеры – основное направление 3D сканирования в моддинге автомобилей. Не все элементы автомобиля можно легко замерить, радиусные поверхности, плавные изгибы, все это сложно поддается замерам и при изготовлении обвеса, ваше смоделированное изделие может просто не сойтись с самим автомомбилем и все придется переделывать. Сканирование же позволяет избежать подобных проблем, вы получаете достаточно точную копию поверхности автомобиля и можете примерять ваш обвес еще в цифровом виде и вносить нужные изменения непосредственно до изготовления.
Те кто профессионально занимаются изготовлением элементов моддинга обычно используют 3D сканирование для замеров поверхности и создания идеально подходящей к кузову модели, затем изготовляется мастер модель, методом 3D печати или послойной склейкой с ЧПУ станка, с этой мастер модели снимается форма в которую затем отливается полиуретановый пластик, он достаточно стойкий к внешней среде, прочный и прекрасно красится, с формы можно сделать множество отливок идеально подходящих к нужной модели автомобиля.
3D сканирование может отлично помочь в подобном направлении деятельности, большинство элементов кузова имеют округлые сложные для измерений формы, которые прекрасно может захватить 3D сканер и обмерить машину можно будет непосредственно в программе 3D моделирования, а не ползая по ней с рулеткой. К тому же это достаточно быстро, на сканирование автомобиля ручным сканером уходит 1-2 часа времени. К сожалению сканеры низкой ценовой категории для таких целей обычно не подходят, так как точность их слишком невелика, а вот сканеры средней цены такие как Shining 3D EinScan-Pro или Artec Eva Lite для подобных целей подходят прекрасно.
3D-сканы креплений для датчиков на Land Rover
3D-сканы кузова на УАЗ
Используемое оборудование:
3D-принтеры для печати небольших изделий (FDM)
Для печати небольших изделий в отличном качестве прекрасно подойдут такие 3D-принтеры, как Picaso 3D Designer , Ultimaker 2+ , которые прекрасно себя зарекомендовали.
3D-принтер Picaso 3D Designer
Цена: 117 500 рублей; Технология печати: FDM; Область печати: 200х200х210; Материалы: ABS , PLA , HIPS , ASA , ABS/PC , NYLON , PET
Picaso 3D Designer – 3D принтер от российской компании PICASO, в котором используется технология, позволяющая печатать с рекордно высокой точность в 50 микрон!
Picaso 3D Designer разработан таким образом, что вся механика скрыта за изящным и эргономичным корпусом. Picaso 3D Designer с легкостью впишется в интерьер рабочего кабинета, мастерской или учебного класса. Принтер имеет довольно компактные размеры 365×386×452 мм, что немаловажно для устройств, ориентированных на персональное использование.
Ultimaker 2 Plus
Ultimaker 2 Plus - 235 000 рублей; Технология печати: FDM; Область печати: 223 x 223 x 205; Материалы:
3D принтеры постепенно заполоняют нашу планету. На них печатается уже практически все, что можно представить. Почему бы не напечатать на нем классический автомобиль?
Пришло нам с вами время готовиться к новой волне трехмерной печати, когда детишки будут кататься на напечатанных велосипедах, а родители будут ездить в магазин на напечатанных автомобилях. Пока что это дорого и сложно, но вскоре все изменится.
Вы спросите: «Каким образом 3D печать связана с любовью человека к классическим автомобилям?». «Напрямую» - ответит на ваш вопрос американец Айвен Сентч, любитель трехмерной печати и автоэнтузиаст. Ему захотелось поставить в свой гараж Aston Martin DB4, но оригинальная машина стоит слишком дорого, поэтому пришлось изворачиваться.
Изначально Айвен имел несколько вариантов. Первый, а также самый простой - вырезать кузов из пеноблока на местной фабрике. Такая процедура обошлась бы в 12.000 - 15.000 долларов, что не устраивало энтузиаста. Поэтому он подумал, что можно сделать некий каркас, а затем залить его пеной, дождаться высыхания и обработать ее, но это слишком энергозатратный, долгий процесс. Поэтому Айвен пошел в ногу со временем и решил напечатать свою тачку на принтере.
С этой целью он приобрел 3D модель Aston Martin, которая, по его словам, вышла весьма удачной. Ему лишь осталось добавить пару воздухозаборников, подправить капот, и вуаля! Автомобиль готов. Затем он просто разбил весь кузов на секции, подходящие по размеру его трехмерному принтеру, и начала печатать свою мечту.
Неудивительно, что процесс оказался довольно сложным. С капотом пришлось очень долго экспериментировать, но финальный результат удовлетворил владельца.
Первый блин - комом, детали оказались слишком большими для принтера. Во второй раз они идеально вошли по размеру, но Айвен решил немного пересмотреть конструкцию, поэтому они тоже полетели в мусорное ведро. На третий раз часть деталей развалилась, в связи с тем, что пластик с трудом отставал от стеклянной поверхности, на которой находилась деталь, однако немного плёнки и лака для волос решили эту проблему.
Идеальный размер детали был определен опытным путем, и он составил 105х105мм. Отклонение на 1мм приводит к полному развалу детали. За один заход Айвен печатает пять индивидуальных деталей, и ему потребуется 500 заходов для печати всего кузова.
На данный момент готов капот, двери и более 80% кузова, осталось совсем недолго. После сборки деталей останется лишь нанести специальную шпатлевку и затереть все до идеально гладкого состояния.
Пришло время для секрета. Вы считаете, что Айвен собрался ездить на напечатанной на 3D принтере машине? Не совсем так. Напечатанный кузов он использует для отлива формы, которую потом зальет стекловолокном, так что в конечном варианте кузов будет выполнен именно из этого материала.
В качестве донора внутренностей выступит Nissan Skyline GTS25T. Он подходит по всем параметрам: колесная база, управляемость, отличный движок. Кстати, о движке. Айвен подумывает о том, чтобы взять вместо него двигатель BMW V12, но это пока еще не окончательное решение.
Естественно, помимо железа, Скайлайн пожертвует всю электрику, сиденья и приборную панель. Когда вся работа будет закончена, владелец займется отделкой интерьера карбоновыми вставками.
Почему же Айвен выбрал DB4? Прежде всего, ему нужна была машина с четырьмя сиденьями, и его не интересовали современные автомобили. Кроме того, он большой фанат классических Aston Martin, и таким образом он воплотит свою давнюю мечту. Скорее бы увидеть финальный вариант!
Создать робота очень трудно и очень дорого. Это требует больших затрат, внушительного опыта в ряде дисциплин, а также готовности идти на определенные компромиссы по практическим соображениям. Но многие препятствия исчезли теперь, когда стало возможным напечатать робота на 3D-принтере, используя жидкие и твердые материалы одновременно.
Революционное открытие сделано в Массачусетском технологическом институте (MIT). Там придумали новый процесс 3D-печати, который прозвали «печатаемой гидравликой». Он позволяет изготавливать одновременно твердые и мягкие элементы робота, пишет Wired.
Метод основан на использовании струйного принтера, который создает материал слой за слоем. Каждый такой слой меньше половины ширины человеческого волоса. После того как слой нанесен, он испытывает на себе воздействие ультрафиолетового света высокой интенсивности. В ходе этого этапа материал, который должен стать в итоге твердым, затвердевает, а жидкие части остаются жидкими. Таким образом, твердые и мягкие элементы робота изготавливаются одновременно, а когда процесс печати завершен, робот может перемещаться самостоятельно.
В качестве опытного образца ученые напечатали небольшого робота весом около 680 граммов, длиной порядка 15 сантиметров. Процесс печати занял 22 часа, при этом он проходил практически без вмешательства людей: все, что от них требовалось, это прикрепить электродвигатель и батарейку.
«Возможность одновременной печати твердых веществ и жидкостей позволит создать совершенно новый класс подвижных механизмов. Этот процесс сокращает и упрощает ручную сборку, и это сделает возможным более широкое использование роботов, сделает их более доступными. Сейчас на то, чтобы сделать робота любой сложности, уходят годы. Вы должны быть экспертом в области механики, электроники, вычислительной техники, программного обеспечения. У вас должно быть много опыта. Но с помощью этого инструмента вы сможете подняться на уровень выше, сможете печатать все тело робота без необходимости собирать его вручную», — говорит руководитель исследовательской группы Даниэла Рус.
Ускорение процесса изготовления роботов позволит легче ставить эксперименты, создавать новые прототипы, отметая лишние функции и оставляя полезные. Дешевле и проще изготовить небольшой прототип с помощью 3D-принтера, изучить его функционал, а только потом делать модель в реальном размере.
Кроме того, новая технология открывает новые перспективы в сфере использования роботов. Например, это делает возможным создание одноразовых роботов, которые могли бы войти в опасные для человека районы, например, в места, подвергшиеся сильному ядерному излучению. Есть ситуации, когда не справится не только человек, но и обычная электроника, и в таких случаях могли бы помочь одноразовые роботы, которые можно относительно быстро и недорого напечатать. Когда процесс 3D-печати подвижных конструкций будет отлажен полностью, конструирование робота будет ненамного сложнее, чем создание куклы. Но конечный результат будет гораздо более полезным.
Технологии
Компания Local Motors разработала революционный автомобиль под названием Strati.
Самое интересное это то, что автомобиль был построен с помощью 3D принтера.
Впервые в истории кузов и ходовая часть автомобиля были "напечатаны" на 3D принтере.
Что отличает Strati от других автомобилей, так это время, за которое он создается, и рентабельность.
На постройку данного автомобиля нужно всего 44 часа. Кузов и ходовая часть сделана из пластика на основе акрилонитрила, укрепленного углеволокном.
Машина состоит из примерно 50-ти деталей, что мало, если сравнивать с обычными автомобилями, состоящими из тысяч частей.
Стоимость автомобиля составляет около 18 000 долларов США, и его собираются выпустить уже в 2016 году, пророча революцию в автомобилестроении будущего.
Стоит отметить, что сегодня 3D принтеры используются в различных сферах.
В будущем космонавты будут находиться долгое время вдали от Земли, путешествуя на Марс и другие планеты. Доставка пищи будет невозможной, и им придется самим создавать еду.
