Московский метрополитен отмечает в этом году прекрасную дату — 90 лет со дня своего рождения. Сегодня, когда 3D печать вагонов метро становится все более актуальной, мы вспоминаем прошлое: 15 мая 1935 года первые пассажиры проехали по новенькой линии «Сокольники» — «Парк культуры» протяженностью более девяти километров с десятью станциями. Заработало и ответвление от нее «Александровский сад» — «Смоленская» с тремя станциями.
Спустя 90 лет поезда типа “А”, умчавшиеся в подземную даль в далеком 1935-ом, вернулись на станции Сокольнической, Люблинско-Дмитровской и Кольцевой линий в виде моделей ретро-вагонов, изготовленных фабрикой 3D-печати братьев Просвирниных. Это был первый случай 3D печати вагонов метро для празднования юбилея.
Точные уменьшенные копии моделей подвижного состава разной модификации — «А», «Е», «Москва-2020» — вместе с праздничными украшениями заняли место под сводами станций, благодаря технологии 3D печати вагонов метро.
Как все начиналось
Заказчик обратился на фабрику братьев Просвирниных с необычным заказом — изготовлением 20 моделей вагонов московского метрополитена, курсировавших в разные годы в столичной подземке.
Задача казалась нетривиальной: в срок чуть больше недели необходимо было адаптировать 3D-модели подвижного состава, учесть, что изделия будут подвешиваться в многолюдных местах, выполнить печать, провести сложную обработку и сборку, подготовить к художественному окрашиванию и осуществить его. Это лишь часть работ, которые предстояло выполнить сотрудникам фабрики.
“Длина каждого вагона составляла около полутора метров и изделие включало множество небольших, но важных элементов, которые нужно было произвести с ювелирной точностью: фары, светильники, разнообразные детали шасси. Всего в проекте было задействовано 17 наших специалистов: инженеры-конструкторы, инженеры-технологи, операторы принтеров, специалисты по постобработке, сборке и подсветке, художники”, — говорит Анатолий Просвирнин.
Работа началась с изменений предоставленных 3D-моделей вагонов, которые не подходили для использования в трёхмерной печати, имели множество уязвимых мест и нуждались в серьёзной переработке. Во многих моделях отсутствовали корректно замкнутые контуры, не были заданы толщины стенок — особенно критично это для крупных объектов, таких как вагоны. Кроме того, конструкции содержали чрезмерное количество мелких фасок и округлений, которые на практике либо не печатались, либо разрушались во время постобработки. Некоторые элементы шасси и облицовки пересекались друг с другом в одной плоскости, что делало невозможным прямой slicing без вмешательства. Клиенту были предложены варианты коррекции, он утвердил их, и два инженера-конструктора в сжатые сроки переделали модели и представили заказчику.
Скорый поезд набирает ход
Сложность заказа заключалась в том, что готовые изделия предназначались для подвешивания на станциях метро. А это места с интенсивным пассажиропотоком и переменными воздушными потоками. Поэтому в каждой модели необходимо было предусмотреть надёжную систему крепления и одновременно сохранить прочность конструкции.
Дополнительную сложность вносило то, что вагоны изнутри оставались полыми: внутри должна была размещаться светодиодная подсветка. Это делало модели более хрупкими и требовало дополнительных инженерных решений.
На этапе проектирования инженеры предусмотрели важные конструктивные доработки:
- Добавлены технологические отверстия для скрытого подвеса.
- Использовалась специальная пластина из прочного пластика. Она связывала все части вагона и придавала конструкции необходимую жёсткость.
“Пожелание заказчика состояло и в том, чтобы окна вагонов светились, создавая эффект освещённого салона. Мы разработали проводку, проложили светодиодную ленту по внутренним углам корпуса, а кабель питания вывели наружу через отверстие в крыше — так его было удобно подключать к сети метрополитена. Всего ушло почти 100 метров светодиодной ленты”, — уточняет Анатолий Просвирнин.
3D-печать: масштаб и точность
Для изготовления моделей вагоны были разделены на сотни фрагментов. В итоге было напечатано более 400 деталей. Производство велось на 60 промышленных 3D-принтерах с использованием технологии послойного наплавления (FDM) и материала PETG.
Постобработка: как превратить напечатанное изделие в экспонат
После печати каждый фрагмент проходил обязательную шлифовку, склейку и финишную обработку. Особое внимание при выполнении проекта уделялось соединениям. Швы тщательно шпаклевались автомобильной шпаклёвкой, следы от поддержек и «ступеньки» печати устранялись вручную.
Даже прозрачные окна на время покраски закрывались полиэтиленом, чтобы сохранить чистый белый цвет изнутри, — уточняет Екатерина.
Перед окраской наносился специализированный грунт, который обеспечивает надёжную адгезию краски как к пластику, так и к шпаклёвке. Далее начиналась художественная окраска — в строгом соответствии с утверждённой палитрой.
Сложности добавляли десятки мелких элементов: поручни, эмблемы, фары, декоративные вставки. Они окрашивались отдельно, требовали аккуратности и опыта художников.
“Испытанием стало именно количество мелких деталей. Вручную прорабатывать каждый элемент — это ювелирная работа. Особенно когда сроки сжаты”, — делится участник команды по покраске.
Он мчит по кругу нас магическим кольцом
Проект выполнили в кратчайшие сроки. Вся команда фабрики 3D-печати братьев Просвирниных справилась с задачей на 100%. В результате каждая модель соответствовала не только техническому заданию, но и эстетическим требованиям городской среды.
“Этот проект стал вызовом. Ограниченное время, сложная конструкция, насыщенность деталями, необходимость электрических решений — всё это потребовало слаженной работы команды и инженерной точности. Мы справились”, — резюмирует Виталий Просвирнин.
🎉 Поздравляем Московский метрополитен с 90-летием!
Пусть миллионы пассажиров каждый день продолжают путь в комфортных и красивых поездах.
