Начните с малого и расширяйтесь: От хобби на карантине до профессионального инжинирингового сервиса

3D Nation — это профессиональный поставщик услуг 3D-печати, специализирующийся на автомобильной и аэрокосмической отраслях. Компания, расположенная на юге Германии, была создана после того, как инженерное хобби на карантине переросло в полноценный бизнес.

Сегодня 3D Nation занимается разработкой и созданием прототипов новых продуктов и бренд-концепций для автомобильных компаний и производителей частных самолетов. Молодая компания в настоящее время наращивает свои производственные мощности для выпуска конечных изделий с помощью большого парка SLA и SLS 3D-принтеров, включая восемь селективных лазерных спекающих (SLS) принтеров серии Fuse, а также передовых технологий постобработки, таких как паровое сглаживание.

Мы поговорили с Джоном Йетсом, основателем 3D Nation, о том, как он превратил свой 30-летний опыт в инженерии и интерес к 3D-печати в успешный 3D-печатный бизнес.

От занятия в карантине до масштабирования до профессионального сервисного бюро
Основанная в 2021 году, история 3D Nation началась годом ранее как хобби во время карантина из-за COVID-19 в 2020 году. Как и многие другие, Йетс в первые недели изоляции искал способы занять себя. Имея инженерное образование и пару идей для небольших продуктов, нельзя было придумать лучшее время, чтобы попробовать что-то новое, поэтому он купил недорогой FDM-принтер и взялся за дело. К счастью, один из его первых дизайнов мгновенно стал успешным.

«Нашим первым крупным заказом стали практичные держатели для масок FFP2, которые можно было прикрепить к лыжному шлему. Я сделал дизайн примерно за 10 минут в CAD, а на следующий день уже 150 из них были на лыжных склонах. За три месяца мы продали 17 600 пар держателей для масок. И именно это оплатило наши вторые два принтера от Formlabs», — рассказывает Йетс.

После первоначального успеха он перешел на принтер Fuse 1, превратив карантинное хобби в реальный побочный бизнес. Вначале подобные B2C-дизайны и запчасти для старинных автомобилей были основным источником бизнеса для 3D Nation. Теперь они работают с известными именами в автомобильной и автоспортивной индустрии, а также в секторе частной авиации, сотрудничая над крупными инженерными проектами.

«Наш бизнес действительно рос на полной скорости. Мы начали с 3D-принтера за 250 евро с Amazon, а сейчас в нашей мастерской оборудование на сумму более 300 000 евро».

Джон Йетс, основатель 3D Nation

Парк принтеров 3D Nation в настоящее время включает восемь SLS 3D-принтеров серии Fuse, SLA 3D-принтеры Form 3L и Form 3, а также несколько FDM 3D-принтеров.

Неуклонно растущий парк 3D-принтеров 3D Nation насчитывает восемь SLS 3D-принтеров Fuse 1, один крупноформатный SLA-принтер Form 3L, три настольных SLA-принтера Form 3, а также три FDM-принтера и ряд машин для постобработки, включая две установки для парового сглаживания, которые потенциально могут ускорить рост бизнеса еще больше в будущем.

Комбинирование SLA и SLS 3D-печати для автомобильных применений
Широкий спектр 3D-принтеров и материалов позволяет 3D Nation также предлагать широкий спектр услуг и применений 3D-печати.

Начиная с быстрого прототипирования при разработке новых инженерных концепций в автомобильной сфере и автоспорте, печати единичных запасных частей и теперь также переходя к серийному производству внутренних и внешних деталей автомобилей с помощью недавно внедренных установок парового сглаживания.

Йетс тесно сотрудничает с инженерами автомобильных OEM-производителей над CAD-моделями и поддерживает их на протяжении всего процесса итераций.

«Один из наших клиентов менял дизайн ежедневно. Они давали нам заказ утром, а днем забирали детали, тестировали их и вносили изменения. Затем на следующий день мы печатали следующий прототип, пока не добирались до конечного продукта».

Джон Йетс, основатель 3D Nation

Дизайн автомобильного диска, напечатанный на Fuse 1 из порошка Nylon 12 GF.

Для производства конечных автомобильных деталей сочетание технологий SLA и SLS использует высокую термостойкость и водонепроницаемость SLA-материалов, таких как High Temp Resin и Rigid 4000 Resin, а также высокую термостойкость и ударную прочность SLS-деталей.

«Нам часто требуются очень малые допуски в наших проектах, и с SLA 3D-принтерами мы довели это до совершенства. Я имею в виду, что мы добиваемся точности до пяти десятых миллиметра, и это именно то, что нужно инжиниринговым компаниям», — объясняет Йетс.

Для большинства корпусных и внешних деталей в автомобильном секторе 3D Nation использует свои SLS 3D-принтеры Formlabs. С помощью процесса парового сглаживания детали из порошка Nylon 12 и Nylon 12 GF обеспечивают визуально и функционально выдающиеся результаты, которые можно надежно использовать в качестве конечных изделий.

Комбинация этих двух технологий 3D-печати позволяет им предоставлять услуги, которые были бы невозможны традиционными методами, и удовлетворять индивидуальные требования и стандарты качества клиентов.

«С января 2022 года, когда мы их получили, наши машины в среднем наработали около 5000 часов. Это практически 24 часа в сутки, 7 дней в неделю».

Джон Йетс, основатель 3D Nation

Паровое сглаживание: конкурентное преимущество 3D Nation в аддитивном производстве
Постобработка деталей, напечатанных на SLS 3D-принтере, — это очень востребованная услуга, особенно когда речь идет о конечных изделиях. С приобретением двух установок для парового сглаживания (AMT PostPro 50 & Powerfuse S) 3D Nation вывела свой бизнес на новый уровень.

«Используя технологию парового сглаживания, мы можем пропустить процесс литья под давлением после фазы быстрого прототипирования. Детали, которые мы печатаем на наших принтерах Fuse 1 и обрабатываем паром, очень похожи на литые под давлением и имеют очень впечатляющие механические свойства», — объясняет Йетс.

Паровое сглаживание улучшает качество поверхности деталей, напечатанных на SLS 3D-принтере.

Паровое сглаживание герметизирует поверхность SLS-деталей, так что они могут контактировать с жидкостями, химикатами и маслами без впитывания. Кроме того, обработанные паром SLS-детали могут быть безопасны для контакта с пищевыми продуктами и лекарствами, что делает их пригодными для широкого спектра применений в медицинской и инженерной отраслях.

Превосходное качество поверхности деталей после парового сглаживания, даже без дальнейшей покраски или покрытия, делает их подходящими для конечных применений, где отделка, текстура и отсутствие дефектов имеют первостепенное значение.

«Для любых деталей, которые будут испытывать большие нагрузки или должны выдерживать значительные перепады температур, мы используем паровое сглаживание. Например, для воздуховодов охлаждения тормозов на гоночных автомобилях, потому что спереди воздуховод забирает холодный воздух, а сзади температура может достигать 150–200 °C. Здесь идеально справляется деталь, обработанная паром, из порошка Nylon 12 GF», — говорит Йетс.

SLS-детали для классических автомобилей
3D Nation по-прежнему предлагает B2C-услуги для классических автомобилей, несмотря на то, что это теперь меньшая часть их бизнеса, поскольку заказы от промышленных клиентов выросли. Страсть и опыт Йетса по-прежнему лежат в автомобильной сфере, поэтому работа над классическими автомобилями — это приятный перерыв от более транзакционных заказов.

Владельцы классических автомобилей часто сталкиваются с трудностями в поиске запасных частей для поддержания своих автомобилей в рабочем состоянии. Здесь на помощь приходит обратное проектирование. Йетс 3D-сканирует сломанные детали на автомобиле, воссоздает оригинальный дизайн, а затем печатает на 3D-принтере конечные детали для замены, которые могут включать как внешние, так и внутренние элементы автомобилей.

«Мы использовали [обратное проектирование и 3D-печать] для ретромобиля — пластиковых уголков для бампера. Мы напечатали их для клиента из порошка Nylon 12 GF и обработали паром. Вы не отличите их от оригинальных деталей».

Джон Йетс, основатель 3D Nation

Замена традиционных методов производства современным парком 3D-принтеров
Для 3D Nation самое большое преимущество работы с принтерами — это быстрые сроки выполнения заказов. Без 3D-принтера клиентам в их отрасли обычно приходилось бы соглашаться на сроки поставки от трех до шести недель. Благодаря комбинации различных технологий 3D-печати 3D Nation может предлагать сроки поставки всего от одного до трех дней.

«Сроки выполнения — это самое большое отличие. Этого никогда нельзя было бы сделать на станке с ЧПУ или с помощью литья под давлением».

Джон Йетс, основатель 3D Nation

Аддитивное производство также позволяет изготавливать сложные детали, такие как переплетенные элементы или очень мелкие детали.

«Однажды мы изготовили внутренние детали для насоса. Способ их конструкции ранее позволял производить их только методом литья под давлением. Но пока вы получите пресс-форму для литья, может пройти до трех месяцев. Когда вы затем изготавливаете деталь и понимаете, что она неверна, вы теряете драгоценное время и деньги. Это, по моему мнению, большое преимущество 3D-печати, особенно когда дело доходит создания прототипов. Скорость, а также низкая стоимость деталей», — заявляет Йетс.

Начните с малого и расширяйтесь
Для Йетса 3D-принтеры Formlabs идеально подошли для начала его бизнес-модели и последующего непрерывного наращивания мощностей.

«Когда я начинал, у меня не было много денег. [Традиционные] SLS-принтеры стоили в ценовых диапазонах, которые я не мог себе позволить, поэтому принтеры Formlabs были идеальны для запуска моего маленького бизнеса. Я думал, что с принтерами за такие деньги я смогу масштабировать бизнес, как только его построю, и я уже на хорошем пути», — говорит Йетс.

3D Nation движется к своему самому большому скачку роста. Они выросли из своего первого помещения, где родилась первоначальная идея и выполнялись первые заказы, и в этом году открывают вторую площадку для расширения мощностей.

Благодаря большей мощности и постоянно растущему спектру технологий и экспертизы, 3D Nation будет готова удовлетворить растущий спрос на прототипы, а также расширить производство конечных деталей. Для этого Йетс планирует в ближайшее время расширить свой парк принтеров Formlabs моделью Fuse 1+ 30W и в конечном итоге масштабироваться до парка из примерно 30 машин в общей сложности.