Фермер сэкономил деньги, напечатав на 3D-принтере детали для сеялки
Фермер из Великобритании Джонни Лич (Jonny Leech) разработал сеялку с системой точного дозирования семян, чтобы сделать урожайность кукурузы более предсказуемой. Самостоятельное проектирование агрегата и 3D-печать деталей позволили сэкономить десятки тысяч фунтов стерлингов.
Фермер из Великобритании Джонни Лич (Jonny Leech) разработал сеялку с системой точного дозирования семян, чтобы сделать урожайность кукурузы более предсказуемой. Самостоятельное проектирование агрегата и 3D-печать деталей позволили сэкономить десятки тысяч фунтов стерлингов.
За год до начала проекта
Джонни Лич посеял кормовую кукурузу, используя стандартную машину бренда Great Plains Centurion и сделал выводы о том, что растения, посаженные тесно друг к другу, слабее тех, которым было предоставлено больше места.
Соответственно, для стабильного урожая ему требовалась сеялка, способная разделять семена.
В большинстве систем посева кукурузы для разделения семян используется вакуум, присасывающий семена к ячейкам на вращающемся диске. Таким образом, сеялка захватывает семена и высевает их по одному. Операторы могут менять скорость вращения диска и, соответственно, скорость падения семян в почву.
Крупнейшие производители сеялок довели эту систему до совершенства. Однако устройства оказываются очень дорогими при покупке в розницу.
За год до начала проекта
Джонни Лич посеял кормовую кукурузу, используя стандартную машину бренда Great Plains Centurion и сделал выводы о том, что растения, посаженные тесно друг к другу, слабее тех, которым было предоставлено больше места.
Соответственно, для стабильного урожая ему требовалась сеялка, способная разделять семена.
В большинстве систем посева кукурузы для разделения семян используется вакуум, присасывающий семена к ячейкам на вращающемся диске. Таким образом, сеялка захватывает семена и высевает их по одному. Операторы могут менять скорость вращения диска и, соответственно, скорость падения семян в почву.
Крупнейшие производители сеялок довели эту систему до совершенства. Однако устройства оказываются очень дорогими при покупке в розницу.
Решение
Лич предпочел разработать и собрать сеялку с шестью рядами самостоятельно. В этом ему помог опыт работы инженером. Чтобы печатать пластиковые детали в собственной мастерской, фермер купил 3D-принтер за 175 фунтов стерлингов (ок. 18 тыс. руб.).
Фермер Джонни Лич:
Я получил диплом инженера-агронома и некоторое время работал инженером-конструктором, поэтому не хотел тратить 60 000 фунтов стерлингов на новую сеялку. Я знал, что могу построить ее сам за гораздо меньшую сумму. Дело было не столько в экономии денег, сколько в снижении рисков, потому что 3D-печать очень дешева.
Решение
Лич предпочел разработать и собрать сеялку с шестью рядами самостоятельно. В этом ему помог опыт работы инженером. Чтобы печатать пластиковые детали в собственной мастерской, фермер купил 3D-принтер за 175 фунтов стерлингов (ок. 18 тыс. руб.).
Фермер Джонни Лич:
Я получил диплом инженера-агронома и некоторое время работал инженером-конструктором, поэтому не хотел тратить 60 000 фунтов стерлингов на новую сеялку. Я знал, что могу построить ее сам за гораздо меньшую сумму. Дело было не столько в экономии денег, сколько в снижении рисков, потому что 3D-печать очень дешева.
Система разделения
При проектировании вращающегося диска самой большой сложностью стал поиск способа контролировать вакуум таким образом, чтобы ровно одно семечко падало в почву в конкретной точке прохождения сеялки.
Для решения этой задачи Лич разработал собственную схему. Он вносил в конструкцию десятки изменений, пока не добился превосходного результата. После множества доработок машина в 99 случаях из 100 высевала ровно одно семечко в лунку. При этом устройство работало со скоростью 12 км/ч.
Потребовалось три месяца, чтобы напечатать детали для всех шести рядов сеялки. Это обошлось в 60 фунтов стерлингов (ок. 6 тыс. руб.). Для сравнения: на рынке стоимость сеялки достигает 500 фунтов стерлингов (ок. 52 тыс. руб.) за ряд.
Система разделения
При проектировании вращающегося диска самой большой сложностью стал поиск способа контролировать вакуум таким образом, чтобы ровно одно семечко падало в почву в конкретной точке прохождения сеялки.
Для решения этой задачи Лич разработал собственную схему. Он вносил в конструкцию десятки изменений, пока не добился превосходного результата. После множества доработок машина в 99 случаях из 100 высевала ровно одно семечко в лунку. При этом устройство работало со скоростью 12 км/ч.
Потребовалось три месяца, чтобы напечатать детали для всех шести рядов сеялки. Это обошлось в 60 фунтов стерлингов (ок. 6 тыс. руб.). Для сравнения: на рынке стоимость сеялки достигает 500 фунтов стерлингов (ок. 52 тыс. руб.) за ряд.
Контроль засева семян
Для экономичности и простоты конструкции каждый узел высева, отвечающий за точное дозирование и подачу семян в почву, имеет цепной привод от задних прижимных колес сеялки.
При этом ведомая звездочка передачи сделана из нержавеющей стали, а ведующая напечатана из пластика. На 3D-принтере можно изготавливать шестерни любого размера и с любым количеством зубьев. Это позволяет экспериментировать со скоростью вращения диска и, соответственно, скоростью высевания семян.
Пластиковые звездочки выдержали обработку 70 га земли без признаков износа. Преимущество пластиковых деталей в том, если что-то заклинит, то они сломаются, таким образом предотвращая повреждение более ценных компонентов сеялки.
Контроль засева семян
Для экономичности и простоты конструкции каждый узел высева, отвечающий за точное дозирование и подачу семян в почву, имеет цепной привод от задних прижимных колес сеялки.
При этом ведомая звездочка передачи сделана из нержавеющей стали, а ведующая напечатана из пластика. На 3D-принтере можно изготавливать шестерни любого размера и с любым количеством зубьев. Это позволяет экспериментировать со скоростью вращения диска и, соответственно, скоростью высевания семян.
Пластиковые звездочки выдержали обработку 70 га земли без признаков износа. Преимущество пластиковых деталей в том, если что-то заклинит, то они сломаются, таким образом предотвращая повреждение более ценных компонентов сеялки.
Сошники
Фермер взял двухдисковые сошники оригинальной сеялки Great Plain и серьезно изменил их конструкцию, заменив крепление дисков с простого шарнира на подвеску в форме параллелограмма. Новая геометрия помогла сошникам идти ровно, а семенам падать строго вертикально.
Лич пытался напечатать на 3D-принтере трубки, по которым семена падают в землю, но отказался от идеи из-за шершавой поверхности пластика и просто купил новые трубки и светодиодные датчики, считающие каждое упавшее семя.
Сошники
Фермер взял двухдисковые сошники оригинальной сеялки Great Plain и серьезно изменил их конструкцию, заменив крепление дисков с простого шарнира на подвеску в форме параллелограмма. Новая геометрия помогла сошникам идти ровно, а семенам падать строго вертикально.
Лич пытался напечатать на 3D-принтере трубки, по которым семена падают в землю, но отказался от идеи из-за шершавой поверхности пластика и просто купил новые трубки и светодиодные датчики, считающие каждое упавшее семя.
Предварительные результаты
Раньше трактору нужно было проехать по полю четыре раза. Модифицированная сеялка Лича позволяет выполнить все необходимые операции за два прохода. Это экономит время, топливо и сохраняет структуру почвы.
После использования сеялки на площади 70 га всхожесть семян составила около 100%. Результат был достигнут несмотря на сложную ситуацию, когда после посева поверхность почвы покрылась коркой.
Предварительные результаты
Раньше трактору нужно было проехать по полю четыре раза. Модифицированная сеялка Лича позволяет выполнить все необходимые операции за два прохода. Это экономит время, топливо и сохраняет структуру почвы.
После использования сеялки на площади 70 га всхожесть семян составила около 100%. Результат был достигнут несмотря на сложную ситуацию, когда после посева поверхность почвы покрылась коркой.
Параметры сеялки
- Ширина: 3 м
- Опоры рыхлителя: 6
- Рабочая глубина рыхлителя: 35,56 см
- Бункеры для семян: 2 x 400 литров
- Сошники: конструкция из двух дисков
- Расстояние между рядами: 50 см
- Дисковая система разделения семян при высевании
- Требуемая мощность: 200 л. с.
- Рабочая скорость: 8 км/ч
Стоимость самодельной машины в целом составила 10 тыс. фунтов стерлингов (ок. 1 млн. руб.). Часть деталей досталась Личу бесплатно.
Параметры сеялки
- Ширина: 3 м
- Опоры рыхлителя: 6
- Рабочая глубина рыхлителя: 35,56 см
- Бункеры для семян: 2 x 400 литров
- Сошники: конструкция из двух дисков
- Расстояние между рядами: 50 см
- Дисковая система разделения семян при высевании
- Требуемая мощность: 200 л. с.
- Рабочая скорость: 8 км/ч
Стоимость самодельной машины в целом составила 10 тыс. фунтов стерлингов (ок. 1 млн. руб.). Часть деталей досталась Личу бесплатно.
Перспективы
Фермер собирается усовершенствовать машину и уже разработал новый вращающийся диск, задача которого — высевать семена на расстоянии примерно 5 см друг от друга со скоростью 40 семян на кв. м.
Действующее устройство для разделения семян показало стабильную работу на скорости 7-8 км/ч, что эквивалентно посеву 12 семян в секунду на каждом ряду.
В будущем Лич планирует вернуться к более традиционной схеме разделения семян при помощи вакуума, поскольку нашел пластик для печати гибких уплотнителей. Такие детали позволяют делать качественную герметизацию для вакуума на большей части диска.
Перспективы
Фермер собирается усовершенствовать машину и уже разработал новый вращающийся диск, задача которого — высевать семена на расстоянии примерно 5 см друг от друга со скоростью 40 семян на кв. м.
Действующее устройство для разделения семян показало стабильную работу на скорости 7-8 км/ч, что эквивалентно посеву 12 семян в секунду на каждом ряду.
В будущем Лич планирует вернуться к более традиционной схеме разделения семян при помощи вакуума, поскольку нашел пластик для печати гибких уплотнителей. Такие детали позволяют делать качественную герметизацию для вакуума на большей части диска.
Печать деталей для тракторов
Не только отдельные фермеры, но и производители сельскохозяйственной техники используют 3D-печать. Так, немецкая компания John Deere напечатала тысячи терморегулирующих клапанов для тракторов.
Компания использует 3D-печать уже более 20 лет, но в 2022 году впервые использовала ее для изготовления металлической детали двигателя.
3D-печатные клапаны из нержавеющей стали оказались примерно на 50% дешевле аналогов, изготовленных традиционными способами.
Печать деталей для тракторов
Не только отдельные фермеры, но и производители сельскохозяйственной техники используют 3D-печать. Так, немецкая компания John Deere напечатала тысячи терморегулирующих клапанов для тракторов.
Компания использует 3D-печать уже более 20 лет, но в 2022 году впервые использовала ее для изготовления металлической детали двигателя.
3D-печатные клапаны из нержавеющей стали оказались примерно на 50% дешевле аналогов, изготовленных традиционными способами.
Терморегулирующие клапаны для тракторов
Терморегулирующие клапаны для тракторов
