3D-печать в цвете

Как Ricoh интегрировала 3D-печать в свое предложение и что ждет в будущем эту революционную технологию окраски деталей?

Что заставило Ricoh переориентироваться на 3D-печать?

Компания Ricoh является мировым лидером в области производственной 2D-печати с 1936 г., поэтому инновации в области 3D-технологий стали естественным шагом вперед. Первоначально мы вышли на этот рынок, поставляя наши струйные головки производителям 3D-принтеров и используя технологию внутри группы в наших собственных продуктах и производственных операциях.

В 2019 году мы запустили ряд услуг аддитивного производства, направленных на то, чтобы сделать 3D-печать доступной через онлайн-платформу для расчета цен и заказов. Наша миссия - «больше, чем принтер - партнер», потому что мы сильно отличаемся от традиционного сервисного бюро.

От уникального выбора материалов SLS (селективное лазерное спекание) и FDM (моделирование наплавленного осаждения) (см. Вставку с терминологией ниже), до сертифицированных инженерных услуг, адаптированных для удовлетворения потребностей клиента, до полных производственных возможностей с использованием правильной промышленной технологии производства - мы берем на себя честный подход к роли 3D-печати как производственного инструмента.

Вы видите аддитивное производство (AM), в котором цвет заложен как единое целое?

Существуют технологии, при которых цвет и даже совпадения Pantone печатаются как часть состава материала; однако они, как правило, предназначены только для репрезентативных моделей. Ricoh специализируется на производстве деталей для конечного использования и имеет ряд технологий печати, в которых основное внимание уделяется высококачественным инженерным материалам для конечных приложений. В настоящее время они не позволяют применять цвет во время печати. Если заказчик требует, чтобы детали были окрашены, это обычно делается с помощью постобработки, такой как окраска распылением.

Как вы видите развитие полноцветного моделирования в решениях AM?

Поскольку 3D-печать в настоящее время становится серьезным производственным инструментом, предлагающим широкий спектр материалов для конечного использования, возможность нанесения цвета на эти детали или для окрашивания сырья в исходном виде должна развиваться, чтобы обеспечить широкое использование.

При литье под давлением мы можем применять точные эталоны цвета в процессе формования в соответствии с требованиями заказчика. Сегодня, когда 3D-печать из материалов промышленного класса, мы должны делать это с помощью решений для постобработки, что увеличивает производственные затраты. Это затрудняет обоснование технологии для приложений, в которых важен цвет.

Литье под давлением - надежный и экономичный способ производства в средних и больших объемах

Существуют технологии нанесения цвета, но выбор материала обычно оставляет желать лучшего. В настоящее время рынок разделен на 3D-печать для конечного использования с высокопроизводительными материалами и 3D-печать для визуальных моделей с небольшими характеристиками. Мы считаем, что эти два понятия не должны быть взаимоисключающими, и что возможность добавлять определенные цвета либо на стадии исходного материала, либо, что еще лучше, во время процесса печати, когда можно получить разноцветные детали, - это следующий этап 3D-печати.

Каков размер и масштаб вашей операции по 3D-моделированию?

Операция по 3D-печати Ricoh представлена во всем мире - со специализированными сайтами в Великобритании, США и Японии, специализирующимися на различных областях AM. Наша штаб-квартира в Японии находится в центре разработки оборудования для 3D и 2D. Благодаря культуре обмена знаниями на каждом сайте и между ними, Ricoh постоянно исследует и разрабатывает технологии будущего.

За последние пару лет было инвестировано более 1,35 миллиона фунтов стерлингов в создание передового центра 3D-печати на нашем участке площадью 50 акров в Телфорде, где есть ряд технологий и специализаций, подходящих для европейского рынка. Выделенные производственные ячейки определяют стандарты управления технологическими процессами для ключевых секторов, включая медицину и автомобилестроение.



В этом году мы добавили медицинский стандарт ISO 13485 к нашему набору сертификатов ISO. Это обеспечивает наши возможности по охране окружающей среды, информационной безопасности и управлению качеством. В наш портфель оборудования входят SLS, FDM и Multi Jet Fusion, а также ряд технических услуг и технологий вспомогательного офиса.

Этот набор систем дает нам возможность тестировать и разрабатывать новые материалы, а также создавать нестандартные компоненты и детали. Зона была спроектирована так, чтобы включать в себя специальные производственные зоны и зоны обработки порошка, которые ограничивают загрязнение и позволяют команде соответствовать требованиям и стандартам ключевых секторов рынка.

Мы гордимся тем, что являемся чем-то большим, чем просто типографом - наши технические специалисты охватывают решения по постобработке и метрологии, а также услуги по определению характеристик материалов, поддержке проектирования и обеспечению качества. Мы верим в совместный подход с нашими клиентами, работая вместе с ними и развивая наши возможности, чтобы каждый проект AM был настолько успешным, насколько это возможно.

Какое приложение 3D-печати для визуального маркетинга?

3D-печать уже давно ассоциируется с визуальным прототипированием, поскольку она позволяет экономично и быстро производить детали, которые могут быть доставлены на стол для печатных плат за считанные часы. Его можно использовать для целого ряда приложений визуального маркетинга - от выбора концепции до утверждения продукта.

Сегодня нет другой технологии, предлагающей такой эффективный цикл разработки продукта. Это поощряет итеративный процесс проектирования, когда для выбора продукта создается серия визуальных прототипов, что было бы совершенно недопустимо по стоимости или времени при традиционном производстве. Часто говорят, что жизнь визуальной модели составляет семь секунд к тому времени, когда она попадает в руки лиц, принимающих решения. Мы считаем, что эстетика и функциональность могут и должны быть реализованы в одной части, поэтому мы отточили наши технологии и специализацию, чтобы принять участие от концепции до производства.

Каким вы видите прогресс в производстве автомобильных запчастей?

3D-печать идеально подходит для автомобильной промышленности благодаря ее возможностям настройки и легкости, а также свойствам материала, включая огнестойкость и химическую стойкость. Здесь, в Ricoh 3D, мы уже видим технологии, специально ориентированные на автомобильную промышленность, при этом Ricoh Japan лидирует в разработке бамперов и крупногабаритных компонентов в виде отдельных частей с использованием FDM.

Наш уникальный полипропиленовый материал также пользуется большим спросом в автомобилестроении благодаря своим выдающимся механическим свойствам и ударопрочности. Тем не менее, из-за того, что автомобильная промышленность требует больших объемов, 3D-печать сегодня по-прежнему в значительной степени является инструментом для создания прототипов, который используется для тестирования соответствия, формы и функций. Есть несколько сценариев, в которых 3D-печать жизнеспособна для производства компонентов конечного использования, которые устанавливаются на автомобиль, но это, как правило, небольшие серии, скрытые детали или высококлассные нишевые автомобили.

Автомобильная промышленность всегда была первопроходцем - даже пионером - в области производственных инноваций. Многие производители оригинального оборудования (OEM) имеют собственные технологии 3D-печати, но в большинстве случаев ограничиваются тем, что доступно сегодня на рынке, поэтому при дорогостоящих внутренних операциях становится сложно внедрять новые технологии по мере их развития.



Ожидается, что с нашими программами развития технологий, материалов и постобработки роль бюро технического обслуживания в автомобильном секторе будет только расти. Мы уверены, что по мере развития материалов и снижения цен из-за их широкого внедрения в автомобилестроение будет появляться все больше и больше деталей, предназначенных для 3D-печати, с ростом в таких областях, как вторичный рынок и индивидуализация для таких ключевых рынков, как автомобили для инвалидов.

Сами заказчики создают этот спрос с растущим желанием изготовить индивидуализированные 3D-печатные детали для транспортных средств, поскольку технология становится все более известной в основных средствах массовой информации, а молодое поколение получает доступ через образование. Это создало поколение потребителей, которые ищут индивидуальные, нишевые продукты.

Как AM повлияет на принтеры в будущем?

Каждый день к нам поступают запросы от клиентов, желающих узнать цену AM на деталь, которую они уже производят традиционными методами, и в краткосрочной перспективе мы видим, что эволюция AM лежит в образовании и понимании этой технологии.



Преимущества AM выходят далеко за рамки сравнения цен по частям и позволяют создавать действительно инновационные продукты, которые можно производить только с помощью этой технологии; преимущества цепочки поставок за счет своевременного вывода на рынок и производства на месте с помощью цифрового складирования, что снижает потребности в складских запасах и хранении; и действительно экологичное производство с минимальными отходами материалов. Пока клиенты не начнут понимать и применять все непрерывные преимущества 3D-печати, широкое распространение и рост конечных компонентов будет медленным. Мы видим, что большая часть нашей роли заключается в обучении наших клиентов и предоставлении им инструментов, позволяющих в полной мере использовать всю мощь этой преобразующей технологии.

В долгосрочной перспективе интеграция с хорошо зарекомендовавшими себя заводскими прикладными системами, которые планируют, отслеживают и обслуживают, жизненно важна для любой технологии, которая легко вписывается в производственные экосистемы, и именно здесь мы видим истинную эволюцию технологии 3D-печати.

Терминология 3D-печати

• SLS: селективное лазерное спекание, или наплавление в порошковой среде, считается технологией «рабочей лошадки» поставщиков 3D-печати из-за больших объемов сборки и ряда инженерных термопластов, что делает ее идеальным выбором для серийного производства и сложных форм произвольной формы. для приложений конечного использования. Тонкий слой предварительно нагретого полимерного порошка наносится на строительную платформу, который затем выборочно плавится лазерами. Затем строительная платформа опускается на заданную толщину слоя, и на слой наносится еще один слой порошка.
• FDM: Моделирование наплавленного осаждения - наиболее доступный процесс 3D-печати. FDM конструирует детали путем экструзии полимера через нагретое сопло и нанесения расплавленного материала слой за слоем. Затем материал основы смывается детергентом в процессе дополнительной стирки.
• Литье под давлением: процесс литья под давлением традиционно включает создание твердого инструмента, изготовленного из стали. Внедрение высокоскоростной обработки означает, что мягкая оснастка из алюминия также стала экономически выгодной для малых и средних объемов. Сегодня, когда повысилась точность станка и улучшились свойства материала, можно создать 3D-прототип вставки с помощью 3D-печати. Эти инструменты могут производить небольшие объемы компонентов, которые являются репрезентативными для конечных деталей.
• Multi Jet Fusion: струйная головка наносит теплопоглощающие чернила на поверхность порошкового слоя в областях, которые должны быть спечены для создания деталей. Затем эти чернила поглощают тепло от инфракрасной лампы и ряда нагревателей внутри принтера, формируя детали, напечатанные на 3D-принтере.