Как работают мобильные центры 3D-печати?

Как это выглядит?

Часто мобильные центры (или станции) 3D-печати размещаются в стандартных транспортных контейнерах, оснащенных системой электропитания, климат-контролем, изоляцией и защитой от окружающей среды.

Внутри контейнера находятся один или несколько 3D-принтеров, склад материалов, рабочее место и оборудование для постобработки деталей.

Переносные печатные установки бывают разной комплектации и разных размеров. Например, система MasterPrint Deployable представляет собой два соединенных контейнера для размещения гибридной крупноформатной установки.

Преимущества

Экономия затрат: на 30-90% уменьшаются расходы на перевозку, хранение и складирование. В строительстве и промышленности это может существенно снизить общую стоимость проекта.

Гибкость размещения: мобильные установки можно использовать прямо на месте работ: на стройплощадке, в цеху заказчика, в полевых условиях или на временных объектах. Это снижает зависимость от стационарной инфраструктуры.

Сокращение логистики и сроков: печать выполняется там, где нужен результат. Это особенно важно для крупных изделий и срочных задач.

Печать крупногабаритных объектов: мобильные системы часто рассчитаны на печать объектов, которые трудно или невозможно доставить в готовом виде.

Адаптация под условия задачи: установку можно быстро перенастроить под конкретный проект, материал или геометрию изделия, включая ремонт и доработку существующих конструкций.

Эффективность в удаленных и аварийных зонах: мобильные станции 3D-печати востребованы в местах с ограниченным доступом к производственным мощностям, например, при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, в военных, научных и инфраструктурных проектах.

Ограничения

Развертывание контейнерной установки для 3D-печати требует тщательного планирования инфраструктуры, оборудования, материалов, квалификации операторов и общего рабочего процесса.

• Погода, влажность, пыль, ветер и перепады температур напрямую влияют на процесс и результат печати.

• Перед размещением мобильного печатного блока в удаленном месте необходимо оценить, насколько хорошо это место может обеспечить стабильное и непрерывное производство.

• Мобильные установки требуют автономных источников питания, которые могут быть ограничены по мощности и времени работы.

• Частая транспортировка приводит к сбоям в настройках, износу узлов и необходимости регулярной настройки.

• Оператору приходится учитывать нестандартные условия, быстро устранять неполадки и контролировать процесс вручную.

• Для быстрой работы в поле желательно иметь под рукой цифровую библиотеку деталей.

Возможности применения

Мобильные станции 3D-печати применяются, когда критически важны оперативность и автономность, особенно в удаленных и труднодоступных условиях. Например, в зоне чрезвычайной ситуации может быть необходимо быстрое производство запчастей для восстановления инфраструктуры, медицинских принадлежностей, инструментов и средств индивидуальной защиты.

Автономные 3D-печатные установки востребованы в таких сферах как:

• строительство и инфраструктура;

• энергетика и добывающие отрасли;

• перевозки грузов;

• ликвидация чрезвычайных ситуаций;

• научные экспедиции;

• военные операции.

Технологии

Для печати в поле применяются те же технологии, что и для работы в обычных условиях. Чаще всего это печать пластиковой нитью (FDM) или пластиковыми гранулами (FGF). Последний способ имеет преимущество как наиболее экономичный.

В период пандемии Covid-19 компания Re:3D (США) разработала мобильную лабораторию для 3D-печати. Ее основой стал принтер для экструзии гранул Gigabot X, способный также печатать измельченными отходами пластика. Разработка стала ответом на проблемы с доставкой средств индивидуальной защиты.

Сейчас Re:3D развивает мобильные лаборатории, размещенные в модифицированных транспортных контейнерах и оборудованные 3D-принтером GigabotX, гранулятором и сушилкой для материалов.

Также для мобильных центров адаптируют технологии печати металлическими материалами.

Пример такой разработки: XSPEE3D — 3D-принтер для печати металлом, разработанный для использования в экспедициях и в отраслях, работающих в удаленных условиях. Машина транспортируется в стандартном морском контейнере.

XSPEE3D использует запатентованный процесс сверхзвукового осаждения (SP3D), который в 1000 раз быстрее других методов аддитивного производства и позволяет изготавливать металлические детали всего за несколько минут.

XSPEE3D может печатать качественные металлические детали из более чем 12 металлических сплавов, включая медь, нержавеющую сталь, титан, высокопрочный алюминий и карбиды на основе никеля, и выдерживает экстремальные температуры и пересеченную местность в полевых условиях.

Кейсы

Печать деталей на нефтепромыслах

Нефтяная компания ConocoPhillips развернула промышленные 3D-принтеры на месторождении Купарук-Ривер на севере Аляски.

В этих отдаленных арктических условиях традиционные поставки комплектующих могут занимать недели или даже месяцы. Благодаря производству по требованию ConocoPhillips смогла обойти логистические ограничения и обеспечить бесперебойную работу необходимого оборудования.

Судоходство

Южнокорейская судоходная компания HMM установила бортовую систему 3D-печати на контейнеровозе HMM GREEN. Для производства компонентов используется металлический порошок.

Компания рассчитывает, что внедрение этой системы позволит сократить сроки поставки компонентов, обеспечивая быстрое производство необходимых деталей по требованию.

Таким образом получится своевременно производить необходимые детали, минимизируя затраты на складские запасы и предотвращая дополнительные расходы и простои во время технического обслуживания судна.

Узнать все о печати металлом >>

Ремонт транспортных средств

Компания Kongsberg Ferrotech использует робота Nautilus, который при помощи 3D-печати может ремонтировать металлические конструкции под водой. Он может работать на глубине до 1500 м и подходит для таких установок, как платформы для добычи углеводородов.

Военное дело

ExOne, производитель промышленных машин для печати по собственной технологии, разработала для Министерства обороны США портативную фабрику 3D-печати.

Прочный модуль будет установлен в стандартном транспортном контейнере длиной до 12 метров и может быть доставлен непосредственно в полевые условия по морю, воздуху или суше.

3D-принтеры ExOne способны производить детали из более чем 20 металлических, керамических и композитных материалов.