Вы уже решили использовать быстрое прототипирование? Теперь нужно определиться, стоит ли приобрести 3D-принтер или же передать этот процесс на аутсорсинг поставщику специализированных услуг. Есть и третья опция, имеющая неоспоримые преимущества, — аренда оборудования. Посмотрим, какой сценарий может быть экономически более выгодным для вашего бизнеса.

 

Своим опытом делится Дмитрий Подковыров, руководитель московского центра быстрого прототипирования TWIZE. Дмитрий уже шесть лет работает в сфере 3D-услуг и во всех деталях знаком с потребностями и болями пользователей аддитивных технологий.

 

 

Что выгоднее — свой 3D-принтер, аренда или услуги печати?

 

Владение 3D-принтером

 

Первоочередной вопрос, который нужно задать: есть ли у вас систематическая потребность в 3D-печати? Если есть, конечно, рентабельнее иметь свой 3D-принтер (или несколько машин). Если у вас есть готовая площадка, то аддитивная установка — идеальное добавление к уже существующему комплексу оборудования.

 

Тем самым вы получите еще большую оперативность при изготовлении образцов и сможете сократить сроки выхода продукта на рынок и расходы. Это касается и прототипирования, и создания оснастки, и мелкосерийного производства функциональных изделий.

 

Если принтер планируется использовать длительное время (для разработки продуктов и выполнения однотипных повторяющихся проектов), его покупка и эксплуатация его в течение всего срока службы, скорее всего, будет более экономичным решением.

 

Собственный 3D-принтер в производственном процессе выгоден, когда вам требуются:

• модели примерно одного размера;
• материалы одного типа;
• массовое производство и/или регулярное обновление продукции.

 

Главное ограничение, связанное с владением аддитивной установкой, — необходимость крупных начальных инвестиций в оборудование и материалы.

 

Услуги 3D-печати

 

К провайдерам услуг следует обращаться, когда:

• проекты аддитивного производства носят непостоянный или разовый характер;
• вы хотите протестировать решение производственных задач перед приобретением 3D-оборудования.

 

Явное преимущество этого варианта перед предыдущим — отсутствие вложений в оборудование и затрат на его обслуживание, наем и обучение персонала. А еще будет выбор между различными аддитивными технологиями и расходными материалами, и вы сможете действовать с большей гибкостью (рис. 1).

 

Рис. 1. Кронштейн, напечатанный компанией TWIZE на SLA-принтере ProtoFab. Заказ выполняется за 1–2 дня.

 

Итак, дополнительными условиями для выбора этой опции будут:

• необходимость в создании моделей разного размера;
• потребность в широком спектре материалов;
• сложные проекты, включающие тщательную окраску, сборку или гибридные методы изготовления;
• разные методы обработки;
• мелкосерийное производство в рамках освоения продукта.

 

К минусам аутсорсинга отнесем отсутствие:

• прогнозируемого результата;
• контроля за сроками и качеством исполнения заказов;
• возможности развития компетенций внутри компании (что особенно важно, если организация стратегически развивает направление аддитивных технологий).

 

 

Аренда оборудования

 

Нет достаточного начального капитала на приобретение 3D-принтера? Аренда позволит получить необходимое оборудование, не разорившись на покупке.

 

Еще один плюс — доступ к новейшим технологиям и машинам, поскольку вы сможете чаще обновлять принтер до более новой модели. Учтем здесь же, что аренда — это статья расходов, а не капиталовложений, и процесс утверждения в вашей организации будет менее проблематичным и долгим.

 

Расскажу о программе аренды от компании ProtoFab, которую мы испробовали на себе. В 2023 году компания iQB Technologies поставила нам крупноформатный промышленный 3D-принтер ProtoFab SLA800EX DLC в рамках уникальной акции «3D-принтер по цене расходных материалов». Это новая бизнес-­модель, предполагающая бесплатную аренду с правом выкупа оборудования. Советуем воспользоваться этим предложением как провайдерам 3D-услуг, так и производственным предприятиям, НИИ и образовательным учреждениям.

 

 

Просуммируем плюсы и минусы

 

В таблице 1 представлены плюсы и минусы выбранного варианта использования аддитивных технологий. Причем какой бы из трех вариантов вы ни выбрали, прежде всего рекомендуется выполнить пробную печать, чтобы проверить соответствие технологии существующему рабочему процессу.

 

Критерии окупаемости принтера

 

 

Остановимся на самой затратной и сложной по внедрению опции — владении 3D-принтером. Окупаемость — фактор, интересующий нас в первую очередь.

 

Стоимость производственного и 3D-оборудования, его эксплуатации и расходных материалов сильно варьируется — от десятков тысяч долларов за профессиональную FDM-машину до сотен тысяч (иногда до нескольких миллионов) долларов за систему 3D-печати металлами.

 

В TWIZE мы используем несколько аддитивных технологий, из них самая универсальная и оптимальная для оказания коммерческих услуг — лазерная стереолитография (SLA).

 

Почему? Во-первых, SLA-принтер обеспечивает высокую прочность и другие превосходные механические свой­ства напечатанных изделий, идеальную гладкость поверхности моделей. Отсюда широкий спектр решаемых задач при создании прототипов, выжигаемых мастер-­моделей и конечных изделий в самых разных отраслях: от производства сувениров до автомобилестроения и авиационной техники (рис. 2, 3). Во-вторых, речь идет о надежности 3D-принтеров.

 

Рис. 2. Одна из самых распространенных задач, решаемых TWIZE с помощью SLA-принтера, – создание корпусов различных приборов

 

Рис. 3. Сложные изделия с мелкими деталями, напечатанные из фотополимера

 

 

Сроки возврата вложений

 

Период окупаемости одной крупноформатной промышленной SLA-машины в сфере услуг 3D-печати — примерно три-четыре года, если вы занялись этим направлением с нуля. Вы получили оборудование, не знаете, как им пользоваться, у вас нет экспертных знаний и понимания, какую аудиторию охватывать, и т. д.

 

При этом мы уже прошли этот путь и имеем большой опыт, которым готовы поделиться, обучив вашего специалиста. В этом случае ваше предприятие сможет быстрее внедрять 3D-печать, закрывать собственные производственные потребности и, возможно, получать дополнительную выгоду за счет самостоятельного оказания 3D-услуг. Таким образом, в реальности период окупаемости может быть и меньше, в том числе за счет того, что рынок аддитивного производства и услуг растет.

 

Если мы говорим про высокотехнологичные производства, то здесь 3D-принтер позволить сэкономить достаточно серьезные средства на сокращении производственного цикла, если посчитать всю экономику процесса, начиная с сокращения потребления электроэнергии.

 

 

Оператор и ресурсы

 

С ресурсами все просто — это, по сути, только расходные материалы, заказываемые у производителя. Материал для SLA-печати — фотополимерная смола, поставляемая в контейнерах.

 

Один оператор может обслуживать один или несколько промышленных принтеров. Ему не требуется квалификация продвинутого 3D-моделлера, и таких специалистов сейчас много на рынке. Принтер предварительно калибруется, процесс печати автоматизирован, и задача оператора — загрузка материала, импорт файла, запуск печати, извлечение и постобработка моделей.

 

 

Требования к помещению

 

Нужен кондиционер для поддержания микроклимата плюс источник бесперебойного питания, чтобы печать не остановилась из-за возможных скачков напряжения или перебоев с электричеством.

 

В TWIZE площадь одного помещения, где работает принтер, — примерно 20 кв. м. Также есть отдельная комната с вытяжкой, где выполняется постобработка — отделение поддержек, очистка моделей в ванне с изопропиловым спиртом и с помощью пневматической воздуходувки, шлифование. Один стереолитографический принтер находится в одном помещении с УФ-печью, идущей в комплекте, она предназначена для дозасветки напечатанных моделей.

 

 

Обслуживание

 

Хочу остановиться на надежности наших фотополимерных установок. Когда я открываю любой другой принтер (допустим, MJP или SLM), я вижу множество узлов, каждый из которых имеет износ, влияющий на качество печати. В SLA-системах узлов практически нет, кроме двух шарико­винтовых передач, двигающих платформу вверх-вниз. Единственный расходник — это лазер.

 

Говоря об обслуживании, самое главное, что я бы выделил при выборе 3D-принтера, — наличие полноценной поддержки и обратной связи со стороны поставщика. У нас машины работают круглосуточно, они должны отбивать свою стоимость, и минимальный простой из-за каких-либо ошибок или поломок — минус к нашей экономике. Поэтому важнейший момент — оперативная поддержка.

 

 

С чего начать?

 

• Техническое задание: определение задач.
• Технико-­экономическое обоснование: аддитивные или традиционные методы, внедрение или аутсорсинг.
• Реализация: подбор/разработка оптимального решения/тестовая печать.
• Специалисты для работы с 3D-принтером: наем/обучение.
• Наработка компетенций.

 

 

Компания iQB Technologies, https://blog.iqb.ru

 

Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 5-2024