Каждая ювелирная мастерская в процессе развития сталкивается с потребностью увеличения производительности за счет автоматизации производства. Одним из способов решения проблемы является приобретение машины по изготовлению восковых форм для литья украшений. В настоящее время существует два типа таких машин, основанных на разных технологических подходах. И перед владельцем мастерской встает вопрос выбора. Что лучше купить - фрезеровочный станок или 3d принтер? Какие плюсы и минусы имеет каждый вариант? Оба автомата востребованы ювелирным производством, но чтобы выбрать правильно, нужно четко осознавать специфику и возможности конкретной мастерской.
В чем заключается разница между фрезерным станком и 3d принтером, и что выбрать мастерской в первую очередь, руководствуясь спецификой своей работы?
Начнем с того, что поговорим о фрезеровании.
Фрезеровка, которая в наше время осуществляется на станках с ЧПУ, - это процесс обработки материалов, известный уже около ста лет. Как скульптор, используя молот и долот, придает камню форму, также и фрезерный станок вырезает с помощью сверла восковую модель. Ювелиры могут выбрать один из трех типов таких станков в зависимости от нужд производства.
Трехосные машины стоят от 50 тысяч рублей и хороши для резки плоских предметов. Головка станка движется в трех осях координат: вверх-вниз, из стороны в сторону, вперед и назад. Если мастерская специализируется на изготовлении подвесок или штамповочных матриц, то трехосный станок полностью соответствует ее потребностям. Однако если в основном приходится изготавливать кольца, то лучше обратить внимание на станок, работающий в 4 осях – он дополнительно вращает восковую заготовку во время резки. Стоить такая машина будет уже от 100 до 900 тысяч рублей.
Машина, работающая в пяти координатных осях, может вырезать больше воска, чем 3-х и 4-хосные типы. Чтобы представить, как она работает, поднимите левую руку и сожмите пальцы в кулак. Палец правой руки приложите перпендикулярно к кулаку. Поверните запястье левой руки. Как бы кулак не вращался, удерживайте прижатый палец в том же положении. Обратите внимание, как кулак меняет угол относительно пальца. Хотя стоимость станка, использующего эту технологию, приближается к 2,5 миллионам рублей, производители оборудования стремятся удешевить производство 5-осной машины для ювелиров до 700 тысяч. В целом 4-хосные машины более приемлемы для большинства ювелирных мастерских из-за цены, особенно с учетом того, что только одна программа для пятиосного станка стоит порядка 350 тысяч рублей. Чтобы за год отбить затраты на 4-осный станок ювелиру придется вырезать на нем не менее 6 восковок в месяц.
Может ли фрезерный станок обрабатывать не только воск, но и золото?
Существуют различные классы фрезеров. Одни могут резать воск, другие – металлы. Если вы хотите фрезеровать металл, то имейте в виду, что золото – вязкий материал и его стружка может навернуться на режущее сверло. Также такой обработке сопутствуют некоторые потери металла.
Можно ли с помощью фрезерного станка вырезать металлические формы?
И да, и нет. Металл не так гибок, как резина. Чтобы создать металлическую пресс-форму придется прибегнуть к компоновке элементов. Вопрос в том – сколько металлических форм для штампования вам необходимо в год. Если не так и много, то лучше доверить изготовление той фирме, которая специализируется на их производстве.
Какие же плюсы для ювелирной мастерской дает использование фрезерного станка?
Во-первых, цена запуска производства с ним невысока. Расходный материал – воск – стоит копейки, а продление гарантийного обслуживания станка обойдется недорого. Во-вторых, воск обрабатывается при низких температурах и модель по нему легко отливается. Также воск отлично подходит для вырезания на нем различных символов, например, даты свадьбы на обручальных кольцах. Из него получаются превосходные формы для отливки плоских объектов: подвесок и брошей. Из воска получаются довольно гладкие отливки, что позволяет легко использовать его для выплавки платиновых украшений.
Но кроме озвученных ранее плюсов, есть у фрезерования и свои минусы. Фрезеровочный станок может вырезать только по одному шаблону одновременно, несмотря на то, что плоские объекты могут быть сгруппированы или объединены на одной восковой тубе. Некоторые фрезерные станки не могут вырезать в воске так глубоко, как требует программа, так что оператору придется потом вручную дорабатывать восковую модель, убирая лишний воск. Выходом в такой ситуации может послужить конструирование украшения из нескольких простых частей вместо того, чтобы пытаться вырезать с помощью фрезы целостную форму с труднодоступными для сверла углублениями и участками. Мелкие детали ювелиру можно вообще не моделировать в 3d программе, а вырезать вручную, экономя время.
Еще один важный момент. Фрезерные станки требуют инструмента, отвечающего на, так называемый, G-код, предназначенный для запрограммированной смены инструмента, а также сообщающий программе его длину. Одни продавцы включают в цену полный комплект из программного обеспечения, генератора G-кодов и самого станка. Другие предлагают их по отдельности, и если вы собрали комплект от разных поставщиков, то в случае ошибок несовместимости придется обращаться к каждому индивидуально, чтобы распознать и решить проблему.
Если фрезерный станок не отвечает вашим требованиям, то рассмотрите вариант использования 3d принтера. Как следует из названия эта машина «печатает» готовые восковки. Правильное название метода – стереолитография или скорое прототипирование. По сравнению с ЧПУ фрезерованием эта технология считается относительно новой, в последнее время она значительно улучшилась и стала более доступной. Малые принтеры можно приобрести по цене от 350 до 900 тысяч рублей.
Какое разрешение дает принтер при «печати» восковых форм?
Проблема разрешения всегда была присуща технологии скорого прототипирования. Ювелирные украшения требуют более изящных линий и гладких поверхностей, чем скажем автомобили или промышленный ширпотреб. Тем не менее, комбинации новых видов смол и воска помогают создавать более гладкие поверхности с допуском меньше микрона.
Машины скорого прототипирования для ювелиров стоят в районе 650 тысяч рублей, но могут и почти 10 миллионов – все зависит от объема создаваемых принтером объектов. Большинство компаний, имеющих в штате двух и более операторов 3d моделирования, склоняются к выбору принтеров большой емкости стоимостью порядка 1,5 миллиона рублей. Такие машины позволяют производить от 15 различных моделей одновременно. Аппараты поменьше, дешевле 350 тысяч, могут производить за раз до 8 восковых моделей, к примеру, обручальных колец и обслуживаться одним оператором. Крупные объекты вроде габаритных подвесок обязательно потребуют доработки восковой формы ювелиром. Время прототипирования зависит от высоты модели, хотя определяющим все-таки является тип используемого принтера. Одни типы созданы с большой платформой и работают, как правило, медленнее, другие спроектированы с меньшей площадкой «печати» для того чтобы работать более быстро.
Во сколько обходится функционирование 3d принтера?
В среднем за год гарантийное и техническое обслуживание стоят от 70 тысяч до 1,5 миллионов. Затраты на расход смолы для одной модели варьируются в пределах 50-100 рублей, в то время как электролампы и сменные сопла обходятся в сумму от 40 до 70 тысяч рублей. К этому добавьте и высокую цену драгоценных металлов, из которых льются заготовки ювелирных украшений.
Фрезерный станок использует конические фрезы, которые при проработке на восковой модели мелких деталей, оставляют излишний воск. Его будет немного, но цены на золото все-таки высоки, а при доработке отливки потери металла будут обязательно. 3d принтер лишен этого недостатка, он «напечатает» восковку ровно в тех размерах, что были заданы программой.
Обучение и техническая поддержка.
Освоение ЧПУ станка и 3d принтера гораздо проще, чем обучение моделированию в CAD-программе, и многие поставщики оборудования предлагают к нему прохождение двухдневных курсов. Но можно за день и самому осилить производство восковой или смоляной формы.
Тем не менее, нельзя занижать важность обучения и технической поддержки. Конечный успех напрямую зависит от них. Если вы что-то упустите в процессе создания модели и потеряете время, пытаясь разрешить проблему с неповоротливой техподдержкой, то, скорее всего, потеряете заказчика, который не будет ждать и входить в ваше положение и уже не порекомендует вашу мастерскую своим знакомым, а то и ославит в какой-нибудь социальной сети.
Если вы хотите иметь инструменты, подходящие для решения разнообразных задач, то лучше всего приобрести и фрезерный ЧПУ станок, и 3d принтер. Но в этом случае планируйте расходы и на их обслуживание, и на оклады операторов, а также учитывайте, что деятельность вашей мастерской должна окупить хотя бы за год затраты на покупку оборудования.