„Основното нещо, което 3D принтирането може да направи, е да изстиска максимума от структурите“
— 3D принтирането винаги е било област, в която има
— В Русия има група хора, бих ги нарекълентусиасти от религиозен тип, които обожествяват FDM технологията (изграждане чрез послойно отлагане - бел.ред.), те знаят абсолютно всичко за нея: знаят как да сглобят принтер от импровизирани материали, получават суровини. Това знание вече е напълно проучено. FDM е сравнително лесен, евтин и бърз, широко разпространен, няма ограничения по отношение на санитарните стандарти и основното му очарование е, че може да се прилага в ежедневието. Скобата се счупи, трябва да отпечатате стойката? Те са лесни за печат.
Но металният печат сега е зоната на здрачаима елементи, които не му позволяват да стане повсеместен. Това е доста скъпо, изисква много ресурси и сложна инфраструктура, която може да си позволи само успешно предприятие с подходящ персонал.
Следователно, познания за метален печат в началотоне бяха толкова много, но това е самият случай на добра заводска практика, когато майсторът започва като шлосер или стругар, работи с ръцете си, за да разбере как функционира всичко това. И след това прилага знанията за инсталациите като пълноправен инженер.
Евгений Болховецки
— Как се развива металният 3D печат сега?
— Адитивната технология не е абстракция, аедин от технологичните компоненти. Няма нужда да се разпечатва всичко навсякъде, най-важното е да се получи технически и икономически ефект. Грубо казано, печатният продукт трябва да предоставя предимства в сравнение с продукт, който е бил разтопен и заточен. Например, огънатите листови конструкции не трябва да бъдат отпечатани - те са по-евтини и по-бързи за производство в класическото машиностроене, където процесът е разработван от десетилетия. Индустриите, които правят това, може никога да не стигнат до 3D печат.
Но основното нещо, което 3D печатът може да направи, е да изстискаструктури максимум. Например, може да помогне да се направи продукт по-лек, като същевременно се запази здравината, намаляване на потреблението на материали или създаване на уникален модел за протезиране - класическият начин да направите това ще бъде дълъг и скъп. Или друга задача - да направи двигателя по-лек, като същевременно запази функционалността, производителността и здравината. Така например изглежда, че новите лопатки на авиационни двигатели със сложни охлаждащи канали увеличават своя ресурс и издръжливост.
Тези решения се появиха само защото инжсе справи с проблема. Той осъзна, че може да опита нов подход - да направи решетъчна структура с тънка черупка, която ще направи елемента на двигателя с 20% по-лек и с 15% по-икономичен. Така самолетът ще лети по-далеч, ракетата ще консумира по-малко гориво, изстрелванията ще станат по-икономични и полезният товар може да се увеличи.
Всичко това може да се направи само с 3D печат.Тези организации, които искат да облекчат дизайна и бързо да получат прототип, а не да чакат, да речем, година и половина, отиват на печат. В нашата област е възможно да се направят няколко повторения на критичните двигателни компоненти на авиационния комплекс за няколко месеца, да се тества елементът и да се разбере как ще работи. Ползите от използването на печат са очевидни, но това не е панацея, няма да замени всичко, но ще намери своето място там, където използването му е икономически изгодно.
— Имате ли примери за отделни елементи, които са направени по традиционни начини, но сега са отпечатани?
— Помогнахме да прехвърлим управлението на единхеликоптерна технология върху алуминий и я отпечата. Сега цялата верига на кинематиката стана по-лесна и по-бърза, дизайнът може да бъде тестван, да разберете какво може да се промени и да получите актуализиран продукт в рамките на седмица или две.
По-сложен пример:отделни елементи на авиационни двигатели. За да направим това, разговаряхме със специалисти, те контролираха продукти, които преди това бяха направени чрез леене. Да, леко поскъпнаха, но скоростта на производство се увеличи десетократно - можем да предоставим кутии, които ще се използват за стендови тестове, те ще го нагряват, течността и горивото ще циркулират там под налягане, ще се постави в условията в който ще се работи.
По-малко известни примери:оптика за елементи на носима електроника или очила с добавена реалност. Гамата е много широка - от части, от които не зависи работата на инсталациите, до устройства, които се монтират на самолетен двигател.
„Мнозина не знаят за адитивните технологии, те носят продукти и казват „ние искаме да печатаме точно същото“
Как изглежда процесът на разработване на продукта с помощта на печат?
— В Русия има много организации, къдетоработят професионалисти, те знаят всичко за своята област. Но когато дойдат да научат нещо ново, не знаят откъде да започнат. Затова много хора задават банален въпрос: „Имаме такъв продукт, искаме да го отпечатаме.“ След това има техника, която хитро се нарича проверка на осъществимостта. Казано по-просто, това е селекция - параметрите, по които можете да разберете дали даден продукт си струва да бъде отпечатан, не си струва или има потенциал да бъде отпечатан.
Ако отпечатването е неуспешно или ще се случискъпо, ние сме честни за това. Клиентът сам преценява дали му пасва. Ако продуктът има потенциал, ние предлагаме нови дизайнерски и технологични решения: добавете или променете нещо, за да подобрите дизайна. Така ще има по-малък риск да не успеем да отпечатаме продукта или да намалим времето за изработката му и количеството материал.
И има клиенти, които са изработили всичко, ипродуктът трябва да бъде отпечатан "в челото". Комуникацията с клиентите е различна, защото това не е класическо машиностроене, което се прави от десетилетия, където има всички чертежи и всеки разбира как работи един струг или фреза. Всичко това са нови технологии. Малко хора знаят как работи металният 3D печат.
Кое е най-трудното нещо за печат?
- Бих разделил сложността по отношение на формата ипроизводствен компонент. Вероятно по-трудно от генеративен бионичен дизайн с различни видове решетъчни структури все още не е изобретен. Но това е сложна форма - такова предизвикателство се създава от самия клиент.
И има чисто технологични трудности - това еголеми продукти на авиационен двигател с различни видове повърхности. Например затворени канали със сложни вътрешни връзки за твърдост на перфорацията. Отделно това са прости елементи, но като цяло е изключително трудно да се направи това. А за продуктите с големи размери основните трудности са свиването, деформацията и напукването.
„Ако производството не се развива, започва деградация. Невъзможно е да стоим на едно място и да просперираме.”
— Сигурни ли сте, че сте изправени пред скептицизма на производителите? Какво обикновено казват за вас и как ги убеждавате?
— Дори бих казал, че това е двуполюсен процес. Има хора, които не вярват, че 3D принтирането изобщо работи, докато други го идеализират и вярват, че може да направи абсолютно всичко.
Инерцията на мисленето е присъща на хората с определенавъзраст, които работят в производството 30 години подред и знаят точно как изглежда процесът, смятат, че няма нужда да го променят. Има и страстни хора, които се интересуват от концепцията за дигитализация и искат да опитат нещо ново. Не защото са принудени - това е вътрешна потребност на един инженер. И той има аргументи - можете да го направите по-бързо, да добавите уникална форма, да увеличите ефективността и да преведете всичко това на езика на числата. Това е правилният подход - ако не се развиваш, започва деградация. Невъзможно е да стоиш на едно място и да процъфтяваш.
Когато скептичен клиент се свърже с нас -Честно казваме, че нашият технологичен процес има ограничения. Но също така показваме как може да печели. Ние предлагаме нашите решения - вместо пет отделни елемента, ние ги оптимизираме в един, отпечатваме няколко тестови случая безплатно. Ако не им хареса, няма проблем, те придобиха опит, а ние получихме нова комуникация.
Сега стартира информационният компонентразвиват се по-бързо и производството ще наваксва. И 3D принтирането ще бъде ключова област, защото иначе тези сложни, ефективни продукти просто не могат да бъдат получени. Тези клиенти, които игнорират тази област, ще бъдат губещите и ще понесат загуби. Това е преувеличена и песимистична картина на света, но е по-добре да се изправим пред истината.
„Много хора задават тривиален въпрос: «Имаме такъв продукт, искаме да го отпечатаме»»
— Какво друго ви пречи да комбинирате адитивни технологии и масово производство?
- Не искам да преувеличавам, но винаги отстраниклиентът остава с управленския апарат, който въпреки мнението на инженера и неговата инициатива може да реши, че няма ресурс. Производството на добавки е скъпо, така че е обичайно да има пряка икономическа полза от олекотяване и оптимизиране на дизайни, като например в космическата индустрия. И тези, които нямат пряка полза от адитивното производство тук и сега, не го прилагат, защото досега всички са доволни от всичко.
— Как да съчетаем традиционното производство и 3D принтирането?
— Ако проследим как научно-техническитереволюция и как тя е свързана с производството - отначало занаятчиите правеха всичко в едно копие по поръчка. Тогава се появяват първите машини, производството се разширява. Започнахме да произвеждаме продукти на склад, за да можем да реализираме асортимента на пазара. Когато преминахме към поточната линия, производството стана масово и унифицирано. Това намалява разходите за производство - по-лесно е да се направи една форма и 10 хиляди идентични копия. Но ние се развиваме, процесът на дигитализация се ускорява, има много изчислителна мощност, развиват се оптимизацията и компютърната симулация на технологичните цикли.
Има и концепция за по-нататъшното развитие на обществото— промените в техническите и икономически формации водят до промени в начина на живот на хората. В най-развитите общества икономичното боравене с ресурси вече се развива - всичко това се вписва много добре в 3D принтирането. Не е нужно да печатаме хиляди еднакви продукти с надеждата, че клиентът ще ги купи. Той идва със своя случай и не чака три години, за да подготвим инфраструктурата и да направим това, от което се нуждае. Броенето продължава седмици и месеци.
Следователно печатът ще стане органичен компонентпроизводство и ще намери своето място в него. В същото време печатането на някои неща все още ще бъде безсмислено - няма нужда да печатате листови структури, това е неикономично и трудно. А сложните и уникални продукти се отпечатват по-лесно и се постига максимална ефективност.
</ P>Към кого се фокусирате, кой е основният ориентир в тази област сега?
Сега лидерите в индустрията са европейски иАмерикански компании с дългогодишен натрупан опит. Например Boeing и Airbus, Aston Martin или Ferrari въвеждат адитивни решения в продуктите си от няколко години. Опитваме се да бъдем равни на големите глобални корпорации и да се учим от тези, които са в началото на индустрията на добавките.
Сравнително наскоро бяхме обучени вмеждународна програма Additive Minds. Например, като част от обучението бяха демонстрирани редица реализации на дизайна. И тогава човек, който не знае къде да гледа, ще види красива картина, а професионалист ще види страхотно решение, което може да се използва в работата им. Разбира се, ние обръщаме внимание на такива неща и ги прилагаме в нашите изследвания.
Руската арена също има свои лидери и„пионери на пазара“, ние работим с тях в сътрудничество, в една и съща лодка. Обменяме решения и идеи, иначе няма да оцелеем. На първо място, това са предприятия от веригата UEC: UEC-Saturn, UEC-Aviadvigatel и UEC-UMPO.
— Какво очаквате в тази област през следващите 5-10 години?
- В посока печат с метали бихказа техническа ирония. Има оборудване и GOSTs, с които работим. И виждаме очевидни неща, които могат да бъдат подобрени или дори премахнати, за да се направят сложните продукти по-бързи, по-евтини и по-добри.
Но има области, които са извън кръганашето знание и по този начин може да доведе до най-радикални промени. Например, ускореното развитие на изкуствения интелект ще доведе до факта, че целият печатен комплекс вероятно ще бъде компресиран в едно приложение, където продуктът ще бъде разгледан и моделът ще направи всичко за човек поради алгоритми. И служителите ще могат да отделят това време за по-нататъшното развитие на сферата. Не съм футурист, но ми се струва, че това е очевидна промяна.
Случват се и неочевидни пробиви - например, кой би помислил, че нарастването на изчислителната мощност благодарение на криптовалутите, видеоигрите и интерактивните забавления ще помогне при изчисляването на генетичния код?
Прочетете още:
На пирамидата в Китай е намерен портрет на "царя на предците". Той е управлявал преди повече от 4000 години
Продължителността на земния ден се увеличава. Учените не знаят защо
Инженери създадоха "вечен двигател" за преносими атомни часовници