Как стартап обогнал конкурентов благодаря 3D-печати

Антон Сильванов

Инженер по внедрению 3D-оборудования

Многие летчики, особенно женщины, стараются потреблять меньше жидкости во время работы, потому что справлять нужду в кабине неудобно. Но такое ограничение часто приводит к обезвоживанию, а в крайних случаях — и к потере сознания. Стартап AIRION разработал устройство, позволяющее летчикам поддерживать водный баланс без лишнего дискомфорта. Благодаря 3D-печати компания обогнала конкурентов и первой вывела продукт на рынок.

Задача

Инновационное подразделение Военно-воздушного министерства США AFWERX предложило инженерам по всей стране разработать решение проблемы обезвоживания у летчиков: они часто отказываются пить воду во время полета из-за того, что им неудобно справлять нужду.

Среди тех, кто ответил на вызов, был стартап AIRION (Лос-Анджелес). Чтобы понять, каким должно быть устройство для опорожнения мочевого пузыря, компания работала с действующими и отставными пилотами. Инженеры ежедневно совершенствовали прототипы на основе отзывов.

Среди множества требований к продукту были следующие:

устройство должно работать в экстремальных условиях;
конструкция должна меняться в зависимости от самолета, на котором летают пилоты. В процессе тестирования выяснилось, что это важно.

Задача

Инновационное подразделение Военно-воздушного министерства США AFWERX предложило инженерам по всей стране разработать решение проблемы обезвоживания у летчиков: они часто отказываются пить воду во время полета из-за того, что им неудобно справлять нужду.

Среди тех, кто ответил на вызов, был стартап AIRION (Лос-Анджелес). Чтобы понять, каким должно быть устройство для опорожнения мочевого пузыря, компания работала с действующими и отставными пилотами. Инженеры ежедневно совершенствовали прототипы на основе отзывов.

Среди множества требований к продукту были следующие:

устройство должно работать в экстремальных условиях;
конструкция должна меняться в зависимости от самолета, на котором летают пилоты. В процессе тестирования выяснилось, что это важно.

Гаджет в собранном виде. Слева - интерфейс для настройки, в центре - контроллер и съемный насос, справа - коллектор жидкости

Команда дизайнеров и инженеров понимала, что им нужно выпустить работающий продукт быстрее, чем это сделают конкуренты. Оказалось, что только 3D-печать может выдавать функциональные детали для итеративного тестирования в тот же день.

При этом заказ печати подрядчику оказался слишком дорогим и слишком медленным.

Главный инженер AIRION Джастин Джейкоб:

Мы поняли, что нам нужно внедрить 3D-принтер в производство — это позволит нам двигаться просто со скоростью света.

Команда дизайнеров и инженеров понимала, что им нужно выпустить работающий продукт быстрее, чем это сделают конкуренты. Оказалось, что только 3D-печать может выдавать функциональные детали для итеративного тестирования в тот же день.

При этом заказ печати подрядчику оказался слишком дорогим и слишком медленным.

Главный инженер AIRION Джастин Джейкоб:

Мы поняли, что нам нужно внедрить 3D-принтер в производство — это позволит нам двигаться просто со скоростью света.

Устройство должно было быть безопасным, удобным и надежным

Технология 3D-печати

Для печати была выбрана технология SLS (Selective Laser Sintering), основанная на послойном спекании порошковых материалов с помощью луча лазера.

SLS часто выбирают для печати прочных и одновременно точных промышленных изделий для функциональных тестов. SLS-принтеры не нуждаются в полном расплавлении частиц материала, что позволяет им работать гораздо быстрее других порошковых 3D-принтеров.

Еще одно преимущество SLS-машин — большие камеры построения, позволяющие изготавливать целые партии небольших моделей за одну печатную сессию.

Технология 3D-печати

Для печати была выбрана технология SLS (Selective Laser Sintering), основанная на послойном спекании порошковых материалов с помощью луча лазера.

SLS часто выбирают для печати прочных и одновременно точных промышленных изделий для функциональных тестов. SLS-принтеры не нуждаются в полном расплавлении частиц материала, что позволяет им работать гораздо быстрее других порошковых 3D-принтеров.

Еще одно преимущество SLS-машин — большие камеры построения, позволяющие изготавливать целые партии небольших моделей за одну печатную сессию.

SLS-система позволила печатать полные объемы продукции за ночь и половину объемов в течение дня

Материалы

1. TPU 90A

Для печати основного компонента продукта инженеры выбрали TPU 90A — прочный, износостойкий и эластичный, но при этом ощутимо жесткий материал. Этот порошок нетоксичен и безопасен для кожи, чтобы было критически важно. TPU 90A позволяет создавать функциональные прототипы из того же материала, что и конечный продукт.

2. Nylon 12

Другие компоненты печатали из порошка Nylon 12, который обеспечивает точность размеров и повторяемость, не повышая стоимость детали.

Nylon 12 и TPU 90A прошли стандартные заводские испытания, в том числе испытания на удары, вибрацию, экстремальные температуры, электромагнитные помехи, испытания под давлением. Оба материала показали пригодность для функционирования в экстремальных условиях.

Материалы

1. TPU 90A

Для печати основного компонента продукта инженеры выбрали TPU 90A — прочный, износостойкий и эластичный, но при этом ощутимо жесткий материал. Этот порошок нетоксичен и безопасен для кожи, чтобы было критически важно. TPU 90A позволяет создавать функциональные прототипы из того же материала, что и конечный продукт.

2. Nylon 12

Другие компоненты печатали из порошка Nylon 12, который обеспечивает точность размеров и повторяемость, не повышая стоимость детали.

Nylon 12 и TPU 90A прошли стандартные заводские испытания, в том числе испытания на удары, вибрацию, экстремальные температуры, электромагнитные помехи, испытания под давлением. Оба материала показали пригодность для функционирования в экстремальных условиях.

SLS-печать

Результат

В настоящее время доступно пять размеров устройства AIRUS, и на подходе еще больше конструкций, включая систему для пилотов-мужчин. Чтобы нарастить производство для удовлетворения спроса, компания расширила масштабы производства.

Команде пришлось отстроить 24-часовой график печати.

Главный инженер AIRION Джастин Джейкоб:

Можно печатать целыми днями, и настроить производств, чтобы у меня была партия для постобработки, когда я просыпаюсь, а также в конце дня, и тестировать между ними. Эти принтеры — наши рабочие лошадки.

Компоненты готовой системы

Результат

В настоящее время доступно пять размеров устройства AIRUS, и на подходе еще больше конструкций, включая систему для пилотов-мужчин. Чтобы нарастить производство для удовлетворения спроса, компания расширила масштабы производства.

Команде пришлось отстроить 24-часовой график печати.

Главный инженер AIRION Джастин Джейкоб:

Можно печатать целыми днями, и настроить производств, чтобы у меня была партия для постобработки, когда я просыпаюсь, а также в конце дня, и тестировать между ними. Эти принтеры — наши рабочие лошадки.