Обратный инжиниринг и изготовление мастер-модели отливки с помощью 3D-печати

Статья

История одного небольшого но очень важного заказа при выполнении которого клиент неожиданно для себя перешел на новую технологию производства и ремонта. - © «Evolution 4»

Предыстория. Предприятие, ремонтирующее и выпускающее сложную сельхозтехнику столкнулось с проблемой - у них сломалась очень сложная деталь от иностранного комбайна. Данная деталь устанавливается на роторный вал для уборки сельхоз.продукции. Заказать такую деталь за границей оказалось проблематично, во-первых очень дорого.

Предприятие решило изготовить эту деталь самостоятельно методом литья. У них не получалось иготовить чертеж этой сложной криволинейной детали, которая к тому-же была повреждена и изрядно изношена. Бились над этой проблемой долго но безрезультатно. Они обратились к нам с этой задачей – изготовить конструкторско-технологическую документацию (нарисовать чертеж).
Мы сразу решили создать трехмерную CAD-модель, т.к. это упрощало бы образмеривание сечений и разрезов в традиционном бумажном чертеже.

Этап 1. Сначала мы провели 3D-сканирование детали.

Исходная поврежденная деталь

Деталь, отсканированноя с помощью 3-D сканера. Скриншот с экрана.

Этап 2. После сканирования наш конструктор разработал CAD-модель и восстановил недостающие элементы.

 

Здесь у заказчика начались организационные проблемы, т.к. конструкторы и технологи начали спорить между собой. Консенсус у них вышел плохой – деталь нужно значительно упростить, т.к. обычный "бумажный" чертеж (как изначально хотел заказчик) получается слишком сложным, к тому-же они не верили в точность нашей модели.

После сканирования наш конструктор разработал 3D CAD-модель и восстановил недостающие элементы.

Были проведены расчеты методом конечных элементов.  и усилена конструкция в тех местах, где происходил усиленный износ.

Этап 3.  Для проверки CAD-модели мы выполнили пробную 3D-печать разработанной модели.

 

Чтобы ускорить процесс мы за 1 день изготовили прототип детали на FDM 3D-принтере и сравнили ее с оригиналом. Кроме того, заказчик установил этот прототип на комбайн и все сомнения рассеялись - ОК. После этого мы напечатали точную-мастер-модель.

Верификация. Макет детали, напечатанный на 3D-принтере был примерян на технологической оснастке, а затем установлен прямо на комбайне

Этап 4  Клиент остался доволен выполненной нами работой и сделал отливки данной детали.

Металлическая отливка детали, выполненная по мастер-модели. Фото с обратной стороны, где посадочные места и поверхности (к сожалению, фото обратной стороны с ребрами не сделали).

Подводя итоги:


1. Вместо 3-4 месяцев традиционной конструкторско-технологическкой разработки с трудозатратами в 12 человеко-месяцев мы справились с этой работой за 9 дней, включая согласования  (реверс-инжиниринг, проектирование, расчет на прочность, улучшение конструкции, 3D-печать прототипа и мастер модели) силами наших 2-х специалистов.


2. Конструкция детали была улучшена. Мы провели ее расчет методом конечных элементов и усилили слабые места 


3. Заказчик сэкономил деньги, время и ресурсы. На наглядном примере понял что компьютерное прректирование эффективней традиционного. 


Какие трудности были у заказчика? Только организационные. Они долго не могли решиться изготовить деталь без чертежей. Выход нашли гениальный – на мастер-модель нанесли подписи всех служб, запечатали ее в пластиковый мешок и поместили в архив технической документации!

Печать оснастки для литьевых моделей производим на 3D-принтере Z 510

ProJet 3510 SD изготавливает пластиковые детали для проектно-конструкторских работ, включая функциональное тестирование, проверку соответствия формы и размера, оперативное изготовление прототипов, демонстрацию дизайна, быстрое изготовление форм