Одной из наиболее ярких инновационных экспозиций на выставке Интерпластика 2017 выступила технология 3D-печати. Об особенностях инновации, которая может кардинально изменить всю структуру и технологию производства пластиковых окон, рассказывает портал ОКНА МЕДИА.
3D-печать:новый мир нового века
фото: 3D-принтер, работающий методом послойного наплавления пластиковой нити
Метод 3D-печати способен поразить воображение самого искушенного в технологиях заказчика. В течение получаса компьютер способен обработать созданную согласно пожеланиям клиента цифровую модель, отправить ее на печать в специальный 3D-принтер одним нажатием кнопки Пуск и начать изготовление заказа путем послойного наплавления пластиковой нити по алгоритму, прописанному программой. То, что еще несколько лет казалось фантастикой и до сих пор выглядит описанием реальности далекого будущего, на самом деле уже происходит в настоящем. Сегодняшний мир 3D-печати знаком со списком из более чем десяти технологий цифровой объемной репродукции, осуществляемой по заданной модели с использованием самых различных материалов.
3D-репродукция: безграничность возможностей
Помимо катушек с разноцветными пластиковыми нитями 3D-принтеры работают с металлами, гипсом, фотополимерными смолами, термопластиками, резиной, песком и воском, активно используя в изготовлении готовой продукции ультрафиолетовое и лазерное излучение, светодиодные проекции и ламинирование.
При этом размеры готовых «напечатанных» объектов колеблются от высокоточных миллиметровых до масштабных метровых, а их количество может быть как единичным, так и серийным.
3D-принтер: от уникальности к популярности
Большинство 3D-технологий появилось в США, Европе или Израиле в 80-90-е годы 20 века. Несмотря на почти тридцатилетнюю историю, скорость распространения и широта использования этой инновации только набирает обороты. До сих пор такие низкие темпы внедрения инновации были связаны, прежде всего, с высокой стоимостью необходимого для 3D-производства оборудования и его сервисного обслуживания. Однако в последние годы технология становится все более доступной и популярной для широкого круга пользователей.
Возможности, которые она предоставляет в плане оперативности, высокоточности и уникальности производимой продукции дополняются очевидным снижением расходов на рабочий персонал и энергозатраты, что повышает рентабельность 3D-печати в глазах производителей, а значит делает ее все более привлекательной и перспективной.
Пластиковые нити в трехмерном пространстве
Из всего спектра возможностей 3D-печати непосредственное отношение к рынку окон имеет технология послойного наплавления пластиковой нити FDM (иногда можно встретить другое ее название - FFF) и технология многоструйного моделирования MJM, работающая с термопластиками и фотополимерными смолами и позволяющая создавать уникальные высокоточные объекты с микро-детализацией.
Принтеры, работающие по FDM-технологии, используют в качестве материалов полиэфиримид, поликарбонат, ABS, полифенилсульфон. Поэтому иногда среди услуг по 3D-печати можно встретить наименование печать ABS. Во случаях, где используются такие аббревиатуры, в качестве сырья для изготовления продукции применяются катушки с прутками или нитями из пластика разного цвета.
Разные виды репродукции путем наплавления нитей слоями по цифровой модели называют также аддитивными. Понятие слоя вошло в производственный лексикон вследствие того, что печать 3D-объекта начинается с обработки цифровой компьютерной модели: она делится на слои, которые определенным образом ориентируются в программе для печати.
Программой предусматривается наличие в объекте свисающих элементов, для которых могут понадобиться временные опоры. Они легко удаляются после завершения процесса изготовления объекта. Также программой предусмотрено использование разных цветов одного и того же материала (пластика) при производстве одной единицы продукции.
Наплавление представляет собой процесс выдавливания частиц расплавленной пластиковой нити из экструдера на опору. Изделие формируется послойно, снизу вверх.
Примером созданных в таком принтере объектов являются мерцающие статуэтки премии «Золотое окно 2016», которые можно будет увидеть и даже взять в руки 29 марта 2017 года.
3D-печать может кардинально изменить структуру оконного рынка
Распространение 3D-печати может кардинальным образом изменить многие рынки, и в частности оконный рынок. Технология прототипирования пока относительно новая и несовершенная, однако, учитывая скорость развития технологий в мире в целом, можно предположить, что приблизительно через четверть века, 3D-печать может перейти из разряда производства штучных моделей к массовому производству. В сегменте производства оконного ПВХ-профиля и пластиковых окон в том числе, и тогда отрасль ожидают большие изменения.
Производство оконного профиля и, частично, окон может перейти в сферу 3D-исполнения. Выгоды такой перспективы очевидны: это позволит исключить из цикла производства окон этап экструзии оконного профиля, изготовление уплотнителя и его протягивание; исключит некоторые основные, привычные этапы производства окон: нарезку оконных рам, армирование, сваривание. На 3D-принтере можно будет печатать готовые оконные рамы (уже порезанные, с уплотнителем, армированные и сваренные), под размер заказчика и в кратчайшие сроки.
Технология 3D-печати не требует изготовления дорогостоящего инструмента для экструзии, необходима только электронная 3D-модель. Это дает существенную экономию по сравнению с обычной экструзией.
Таким образом, технология 3D-печати при должной ее доработке может кардинальным образом изменить весь процесс производства пластиковых окон. Вместо сложного многозвеньевого процесса производство окон может превратиться в простой технологический процесс.
Что нужно для прогресса
Чтобы прогноз осуществился в реальности, должны произойти изменения в рецептуре оконного профиля, который на данный момент не может обойтись без армирования. Возможность печати готовой к использованию рамы, устойчивой к статическим нагрузкам, позволило бы произвести новый технологический прорыв в сфере производства окон. Рынок избавился перешел бы к инновационной цепочке «производитель окон – покупатель». Новая технология - полная противоположность классическому процессу изготовления окон. Также, непосредственно в компании, печатались бы и подоконники.
Роль оконной компании в производстве стала бы преобладающей, а ее клиент получил бы возможность неограниченного индивидуального выбора оконной рамы - любого имеющего в программном обеспечении размера и цвета, которую бы могла произвести сама оконная компания чуть ли не в присутствии покупателя.
Место производителей экструзионного инструмента заняли бы поставщики программного обеспечения для 3D-принтеров, которое предоставило бы оконщику важную базу данных профильных систем для печати.
Подобные размышления могут показаться фантастическими только на первый взгляд, более тесное знакомство с 3D-технологией и современной ситуацией на рынке окон, позволяют говорить о прогнозе по широкому использованию 3D-печати, как о весьма реалистичной перспективе развития оконного рынка в диапазоне ближайших 20-25 лет.
Пока 3D-печать продолжает быть достаточно дорогостоящей технологией производства, а потому сфера ее использования распространяется в основном на изготовление штучных, экспериментальных прототипов для тестирования сложных, микро-детализированных продуктов серийного производства. Однако наблюдая темпы развития и внедрения самых сложных технологий в массовое производство только за последние десять лет на примере мобильных устройств, беспроводных сетей Интернет, LED-технологий, т. н. машин поколения 4.0 и многих других высокотехнологичных инновационных направлений, можно с большой уверенностью говорить о переходе метода 3D-печати из разряда элитарного и узкопрофильного в область повсеместно используемого через какую-нибудь четверть века или даже меньше.
Портал ОКНА МЕДИА рекомендует : Профиль ПВХ: технологии окрашивания на заводе profine в Берлине (часть 2)
