Пользователь
0,0
рейтинг
20 февраля 2014 в 10:43

Прототип. От идеи до опытной партии

В данной статье хочу рассказать о своем опыте создания опытной партии достаточного простого изделия — ручки для экшн-камеры.

Идея родилась после посещения прекрасного горнолыжного курорта Брей-Червинья, что в Италии. Катаясь там, камеру крепили к обломанной горнолыжной палке, палка с большим рычагом очень хорошо поглощает вибрации и себя удобно снимать. Но вот для съемки в не в «боевых» условиях хотелось обычной удобной держалки (к этим требованиям потом добавилась функция поплавка). Интернет конечно же выдал кучу готовых и продающихся решений, но решено было по возвращению сделать свое.



Начнем. По возвращению я конечно же заболел, и это было дополнительным стимулом начать проектирование, так как делать дома особо нечего было. Решено было двигаться по следующему алгоритму:

1. 3D-модель.
2. Мастер-модель распечатанная на 3D принтере.
3. Создание силиконовой формы по модели.
4. Отливка опытной партии в силиконовые формы.

Проектирование


Ожидаемый результат этого этапа: готовая к 3D-печати модель в формате STL.

До этого момента я чертил что-либо только в Московском Авиационном Институте, поначалу руками потом в Компасе. Сейчас из всего многообразия CAD и 3D редакторов я выбрал Blender, основным критерием выбора редактора была простота освоения (плюс к тому бесплатность и открытость, кроссплатформенность (делал все на маке)). Как ни странно Блендер можно превратить в сносный CAD.



Через пару дней туториалов, что-то стало получаться. Для людей желающих повторить мой путь, скажу три вещи, которые бы мне сэкономили много времени:
1. Для реальных размеров объектов в настройках Scene->Unit выбрать Metric\Degrees и Scale указать 0.001, таким образом все размеры и координаты будут метрические.
2. Ничего не делайте «от руки», то есть, например при вытягивании или перенесении объекта, не делайте это мышкой (даже при попадании в сетку будут дробные числа), для каждого инструмента можно численно вбить его параметры, например перенести объект на 5см по оси Y.
3. Саму деталь продумывайте с учетом возможности ее дальнейшего изготовления, любая дополнительная полость или углубление может в разы увеличить стоимость изготовления.

Принтер может отпечатать почти все что угодно. Но при литье пластика в силикон нужно учитывать нюансы, в моем случае есть полость внутри ( все-таки это поплавок), т.о. надо делать две составные детали, в верхнем креплении сквозное отверстие — нужно будет просверливать уже готовую деталь. И еще — нужно как можно меньше делать мелких деталей, они сильно понижают ресурс силиконовой формы.

Далее надо было создать модель в формате STL, блендер может делать экспорт в этот формат, но чтобы быть уверенным, что все прошло хорошо, файл нужно будет проверить в специальной программе, она проверит все-ли нормали у вас смотрят правильно, нет ли дырок в объекте и тд. Я использовал Netfabb Studio.



Также она сможет показать окончательные размеры и заполняемый деталью объем (понадобиться, т.к. обычно цена на печать прототипа рассчитывается по объему изделия).

Итак, netfabb ни на что не ругается — отдаем в печать.

Мастер-модель


Ожидаемый результат этого этапа: обработанная мастер-модель

Для начала взял у друга всем известный «российский» 3Д принтер на базе RepRap. После недели мытарств понял, что данное изделие для моих задач не подходит. Слишком низкая точность, качество поверхности и проработка мелких деталей. Соединения получаются очень плохо. Решено было заказывать печать на фото\гипсополимере на стороне. Контору искал долго, так как через нее же хотел делать формы и отливки. Адекватную по цене нашел только в Питере (даже с доставкой в белокаменную получалось намного дешевле). Мастер-модель решил заказывать из гипсополимера (почти в 7-10 раз дешевле фотополимера, глянцевая поверхность и чуть большая точность фотополимера мне не требовались). Также контора взялась за обработку уже готовой мастер-модели (шлифовка острых углов, заделывания дырок, покрасили зачем-то и тд). И вот что получилось:




Местами грубовато, но все равно в 100500 раз лучше, чем мои эксперименты с RepRapом.

Формы и отливки в них


Ожидаемый результат этого этапа: опытная партия изделий (20 штук)

По данной мастер-модели изготовили формы, а в них в вакууме отлили детали. И вот наконец мне пришла заветная посылка, с тщательно упакованными изделиями (упакованы были как в фильмах запрещенные вещества).





Тестим





Получилось почти то, что ожидал. Немного промахнулся с размерами верхнего крепления — чтобы камера хорошо была зафиксирована приходится сильно закручивать болт. И соединение верхней и нижней части тоже немного свободно, но там будет резиновый уплотнитель. Если бы делал с фотополимером, то выглядело бы менее грубо.

Итог


Если хотите что-то делать — делайте. Современные технологии позволяют создавать прототипы и опытные партии ваших изделий без использования дорогостоящих промышленных средств производства. Если у вас стартап (например девайс, плата есть, надо сделать корпус), просто ради интереса или еще чего-нибудь — делайте.

P.S.


Пока ждал посылку изучил и опробовал технологию литья в силикон, соберусь с силами тоже напишу пост, в этот раз долго собирался — все вышеописанное происходило в прошлом феврале-марте.
SergeyVoyteshonok @SergeyVoyteshonok
карма
32,5
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (23)

  • +1
    Интересно, где и почем можно заказать мелкую партию, и что для этого нужно подготовить, чтобы у производителя не было вопросов.
    • 0
      Где и почем — это вам Гугл расскажет, для изготовления через литье в силикон понадобится точная мастер-модель сделанная из чего угодно ( отпечатанная, слепленная, выструганная из дерева и тд ), если есть только модель на компе, то предварительно, как в моем случае, распечатать на хорошем 3д принтере
      • +12
        Гугл ведет в хабр, хабр в гугл отправляет. Замечательно.
      • 0
        Интересно с кем Вы работали, так как контор то много, но результат может быть непредсказуемым, а тут уже есть положительный опыт работы с кем-то.
        • +3
          Работал с 3dvision.su, особых нареканий не было, информировали оперативно о ходе процесса, присылали фотки и тд., немного задержали сроки отливки (на неделю, сказали, что получился брак с одной из форм, пришлось переделывать, хотя сказать то они конечно все могут =) )
      • +2
        Кстати, я тоже сначала на домашнем принтере пытался сделать и разочаровался, а посоветовали сделать мастер-модели из полиамида по технологии sls — can-touch.ru/materials/bezhevyj/, он чуть-чуть дороже гипса, но качество гораздо лучше получается и сама модель гораздо крепче. Я саму мастер-модели и тестировал на собираемость, а теперь с нее форму из силикна сделали и пробную серию льем.
    • +2
      Полностью весь цикл от 3D-моделирования и 3D-печати мастер-модели до мелкой серии можно заказать в онлайн-сервисе 3D-печати can-touch.ru, сейчас как раз там делаю себе серию шестеренок для своего конструктора, ребята очень хорошо помогают и все объясняют, хороший сервис.
  • +2
    А что будет если одна из нормалей у модели смотрит не туда? Принтер откажется её печатать или дырка будет, или ещё что?

    В блендере есть инструмент который автоматом исправляет все нормали.
    • 0
      Если в модели нормали перевернуты, то принтер не сможет построить эту модель, потому что она не будет восприниматься как объемный объект. Но это легко исправляется в автоматическом режиме, для этого есть отличный бесплатный софт Netfabb. А проверить на все ошибки и пригодность файла можно в системе расчета стоимости 3D-печати.
      • 0
        Это если все нормали разом или хотя бы одна?
    • 0
      Да, в блендере есть инструмент, который исправляет нормали, однако, если деталь сложная или допущены ошибки ввиде дырок в покрытии объемной фигуры, то может не справится. Netfabb уверенней с этим справляется, а если не справится, то красненьким выделит, что ему конкретно не нравится. Принтер не возьмет на печать просто.
  • +1
    Понимаю, конечно, что все от конкретной задачи зависит, но интересно было бы узнать для ориентировки финансовую сторону вопроса…
    • 0
      Да, тут очень все индивидуально. Для примера 3D-печать с разрешением 28 мкм вот такой мастер-модели фигурки робота для настольной игры Battletech обошлась в 1700 руб. Сейчас она перерабатывается, поэтому литье пока не считали и зависить тут все будет от количества штук.
      image
    • +3
      У меня получилось как-то так:
      1. изготовление мастер-модели из гипсополимера (35 руб за куб. см):
      верх — 1500
      низ — 1500
      обработка — 2000

      2. изготовление силиконовой формы
      верх — 3755
      низ — 3380

      3. литье (из расчета максимального показателя живучести формы) 100руб отливка
      верх — 20шт — 2000
      низ — 20шт — 2000

      Итого: 16135 + доставка
      • 0
        И какой ресурс у такой формы?
        • 0
          Ну мне по 20 штук сделали. Когда потом сам этим занимался, понял что если деталь вынимается легко ( т.е. ее просто можно вынуть вверх, не сильно изгибая форму) то хватит и на 30 и на 50, а если деталь сложная ( мелкие детали, острые края, вынимается тяжело (нужно сильно растягивать форму)) то может и на 20 не хватить.
          • 0
            А какова партия? Если интересует печать из абс пластика — обращайтесь в личку. Интересует масса изделия. Просто если брать мои расценки, то на 16 тысяч рублей, я смогу напечатать вам изделий на 500 грамм весом. А может даже по более. Если требования по технологичности касаемо абс пластика Вас устраивают-пишите;)
  • +1
    По возвращению я конечно же заболел, и это было дополнительным стимулом начать проектирование

    Себя прям узнал :)
  • 0
    А что это за странный держатель у камеры такой? Почему бы не вкручивать ручку, как штатив?
    • +1
      Это универсальное крепление камер GoPro. Как вариант: есть переходник с него на дырку под штатив.
  • +2
    В плане моделирования можно обратить внимание на недавно появившийся бесплатный Design Spark Mechanical. Глубоко с ним не разбирался, т.к. использую в работе на постоянной основе более мощный платный продукт, но установил и глянул. По-моему среди бесплатных CAD у него просто нет конкурентов сегодня.
  • +1
    Вот положительный опыт изготовления пресс-формы для литья силикона на 3D принтере (ультимейкер) Хотя конечно не обошлось без ручной обработки.
  • 0
    На прошедших выхах как раз опробовал телескопическую держалку с AliExpress на сноуборд покатушках в горах. Из минусов китайцев — постоянно угол сбивался вниз, особенно после прыжков и больших кочек.
    А у этой кастомной держалки — есть большой плюс — поплавок. Я когда на вейкборде катал по воде, делал самодельный поплавок на заднюю крышку из плотного пенопалста.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.