„Hlavní věc, kterou dokáže 3D tisk, je vymáčknout ze struktur maximum“
— 3D tisk byl vždy oblastí, kde existuje
— V Rusku je skupina lidí, nazval bych jenadšenci náboženského typu, kteří zbožšťují FDM technologii (stavba vrstva po vrstvě - pozn. red.), vědí o ní naprosto vše: umějí sestavit tiskárnu z improvizovaných materiálů, dostávají suroviny. Tento soubor znalostí byl již plně prozkoumán. FDM je relativně snadné, levné a rychlé, široce dostupné, neexistují žádná omezení hygienických norem a jeho hlavním kouzlem je, že jej lze aplikovat v každodenním životě. Držák se zlomil, potřebujete vytisknout stojan? Snadno se tisknou.
Ale kovová pečeť je nyní zónou soumrakumá prvky, které mu neumožňují stát se všudypřítomným. To je poměrně drahé, vyžaduje spoustu zdrojů a složitou infrastrukturu, kterou si může dovolit pouze úspěšný podnik se správnými zaměstnanci.
Proto znalosti o tisku kovů na začátkunebylo jich tolik, ale to je právě ten případ dobré tovární praxe, kdy mistr začíná jako zámečník nebo soustružník, pracuje rukama, aby pochopil, jak to celé funguje. A poznatky o instalacích pak aplikuje jako plnohodnotný inženýr.
Jevgenij Bolchovecký
— Jak se nyní vyvíjí kovový 3D tisk?
— Aditivní technologie není abstrakce, alejedna z technologických součástí. Není potřeba vše všude tisknout, nejdůležitější je technický a ekonomický efekt. Zhruba řečeno, tištěný produkt by měl poskytovat výhody ve srovnání s produktem, který byl roztaven a nabroušen. Například ohýbané plechové konstrukce se nemusí tisknout - jsou levnější a rychlejší na výrobu v klasickém strojírenství, kde se postup propracovává desítky let. Odvětví, která to dělají, možná nikdy nedosáhnou 3D tisku.
Ale to hlavní, co 3D tisk umí, je vymáčknoutstruktury maximálně. Může například pomoci odlehčit výrobek při zachování pevnosti, snížit spotřebu materiálu nebo vytvořit jedinečný model pro protetiku – klasický způsob bude zdlouhavý a drahý. Nebo jiný úkol – odlehčit motor při zachování funkčnosti, výkonu a pevnosti. Zdá se tedy, že například nové lopatky leteckých motorů se složitými chladicími kanály zvyšují jejich zdroje a životnost.
Tato řešení se objevila jen proto, že inženýrproblém vyřešil. Uvědomil si, že by mohl vyzkoušet nový přístup – vytvořit tenkou skořepinovou příhradovou strukturu, díky níž by byl prvek motoru o 20 % lehčí a o 15 % úspornější. Letadlo tedy poletí dále, raketa bude jíst méně paliva, starty se stanou ekonomičtějšími a nosnost se může zvýšit.
To vše lze provést pouze pomocí 3D tisku.Ty organizace, které chtějí odlehčit design a rychle získat prototyp, a ne čekat třeba rok a půl, jdou do tisku. V našem oboru je možné během několika měsíců provést několik iterací kritických komponentů motoru leteckého komplexu, otestovat prvek a pochopit, jak bude fungovat. Výhody použití tisku jsou zřejmé, ale nejedná se o všelék, nenahradí vše, ale najde si své místo tam, kde je jeho použití ekonomicky výhodné.
— Máte příklady jednotlivých prvků, které byly vyrobeny tradičními způsoby, ale nyní jsou vytištěny?
— Pomohli jsme přenést řízení jednohovrtulníkovou technologií na hliník a vytiskl ji. Nyní se celý kinematický řetězec stal jednodušším a rychlejším, design lze testovat, porozumět tomu, co lze změnit, a během týdne nebo dvou obdržet aktualizovaný produkt.
Složitější příklad:jednotlivé prvky leteckých motorů. K tomu jsme mluvili se specialisty, dohlíželi na výrobky, které se dříve vyráběly odléváním. Ano, mírně zdražily, ale rychlost výroby se zvýšila desetinásobně - umíme zajistit pouzdra, která poslouží pro zkoušky na stolici, zahřejí to, pod tlakem tam bude cirkulovat kapalina a palivo, dá se to do podmínek ve kterém se bude pracovat.
Méně známé příklady:optika pro prvky nositelné elektroniky nebo brýle pro rozšířenou realitu. Sortiment je velmi široký – od dílů, na kterých nezávisí výkon instalací, až po zařízení, která se instalují na letecký motor.
„Mnozí neznají aditivní technologie, přinášejí produkty a říkají „chceme tisknout úplně stejné“
Jak vypadá proces vývoje produktu pomocí tisku?
— V Rusku je mnoho organizací, kdeprofesionálové pracují, vědí vše o svém oboru. Když se ale přijdou naučit něco nového, nevědí, kde začít. Mnoho lidí si proto klade banální otázku: „Máme takový produkt, chceme ho vytisknout.“ Pak existuje technika, která se chytře nazývá screening proveditelnosti. Zjednodušeně řečeno jde o výběr – parametry, podle kterých poznáte, zda se produkt vyplatí vytisknout, nevyplatí se nebo má potenciál k vytištění.
Pokud tisk selže nebo selžedrahé, jsme v tom upřímní. Zda mu to vyhovuje, rozhodne zákazník sám. Pokud má produkt potenciál, nabízíme nová designová a technologická řešení: přidejte nebo změňte něco pro zlepšení designu. Bude tedy menší riziko, že nebudeme moci produkt vytisknout nebo zkrátit dobu jeho stavby a množství materiálu.
A jsou zákazníci, kteří vše vyřešili aprodukt musí být vytištěn „na čele“. Komunikace se zákazníky je jiná, protože nejde o klasické strojírenství, které se dělá desítky let, kde jsou všechny výkresy a každý rozumí tomu, jak soustruh nebo frézka funguje. To vše jsou nové technologie. Málokdo ví, jak funguje kovový 3D tisk.
Co je nejtěžší vytisknout?
- Složitost bych rozdělil z hlediska formy avýrobní složka. Pravděpodobně obtížnější než generativní bionický design s různými druhy mřížových struktur ještě nebyl vynalezen. To je ale složitá forma – takovou výzvu si vytváří sám zákazník.
A existují čistě technologické potíže - to jevelké produkty leteckého motoru s různými typy povrchů. Například uzavřené kanály se složitými vnitřními články pro tuhost perforace. Samostatně se jedná o jednoduché prvky, ale celkově je to extrémně obtížné. A u výrobků velkých rozměrů jsou hlavními obtížemi smrštění, deformace a praskání.
„Pokud se výroba nerozvine, začíná degradace. Není možné stát na místě a prosperovat.“
— Jste si jisti, že čelíte skepsi výrobců? Co o vás obvykle říkají a jak je přesvědčíte?
— Dokonce bych řekl, že jde o bipolární proces. Jsou lidé, kteří nevěří, že 3D tisk vůbec funguje, jiní si ho naopak idealizují a věří, že dokáže úplně všechno.
Setrvačnost myšlení je vlastní lidem určitéhověku, kteří ve výrobě pracují již 30 let v kuse a přesně vědí, jak proces vypadá, věří, že není potřeba jej měnit. A jsou zapálení lidé, které koncept digitalizace zajímá a chtějí zkusit něco nového. Ne proto, že by byli nuceni – to je vnitřní potřeba inženýra. A má argumenty – můžete to udělat rychleji, přidat unikátní tvar, zvýšit efektivitu a to vše převést do řeči čísel. To je správný přístup – pokud se nevyvíjíte, začíná degradace. Není možné stát na místě a vzkvétat.
Když nás kontaktuje skeptický zákazník -Upřímně říkáme, že náš technologický proces má svá omezení. Ale také ukazujeme, jak umí vyhrávat. Nabízíme naše řešení – místo pěti samostatných prvků je optimalizujeme do jednoho, vytiskneme zdarma několik testovacích případů. Pokud se jim to nelíbilo, je to v pořádku, získali zkušenosti a my jsme získali novou komunikaci.
Informační složka nyní začínávyvíjet rychleji a výroba bude dohánět. A klíčovou oblastí bude 3D tisk, protože jinak tyto složité, efektivní produkty jednoduše získat nelze. Zákazníci, kteří tuto oblast ignorují, budou poražení a utrpí ztráty. To je přehnaný a pesimistický obraz světa, ale lepší je podívat se pravdě do očí.
"Mnoho lidí si klade triviální otázku: «Máme takový produkt, chceme ho vytisknout»"
— Co vám ještě brání kombinovat aditivní technologie a masovou výrobu?
- Nechci přehánět, ale vždy stranouklientovi zůstává řídící aparát, který i přes názor inženýra a jeho iniciativu může rozhodnout, že prostředky nemá. Aditivní výroba je drahá, takže je běžné, že odlehčení a optimalizace konstrukcí, jako je tomu v leteckém průmyslu, má přímý ekonomický přínos. A kdo z aditivní výroby tady a teď přímo netěží, tak ji nerealizuje, protože zatím jsou všichni se vším spokojeni.
— Jak spojit tradiční výrobu a 3D tisk?
— Sledujeme-li, jak vědecký a technickýrevoluce a jak to souviselo s výrobou - řemeslníci nejprve dělali vše v jediném exempláři na zakázku. Pak se objevily první stroje, výroba se rozšířila. Začali jsme vyrábět produkty na sklad, abychom mohli sortiment prodávat na trhu. Když jsme přešli na montážní linku, výroba se stala masivní a sjednocená. To snižuje náklady na výrobu - je jednodušší vyrobit jeden formulář a 10 tisíc stejných kopií. Ale rozvíjíme se, zrychluje se proces digitalizace, je velký výpočetní výkon, rozvíjí se optimalizace a počítačová simulace technologických cyklů.
Existuje také koncepce dalšího rozvoje společnosti— změny v technických a ekonomických formacích vedou ke změnám ve způsobu života lidí. V nejrozvinutějších společnostech se již rozvíjí hospodárné nakládání se zdroji – to vše velmi dobře zapadá do 3D tisku. Nepotřebujeme tisknout tisíce stejných produktů v naději, že si je zákazník koupí. Přichází se svým případem a nečeká tři roky, než připravíme infrastrukturu a uděláme, co potřebuje. Počítání trvá týdny a měsíce.
Proto se tisk stane organickou složkouvýroby a najde si v ní své místo. Tisknout některé věci přitom stejně bude nesmyslné – není potřeba tisknout archové struktury, je to neekonomické a náročné. A složité a jedinečné produkty se snadněji tisknou a dosahují maximální efektivity.
</ p>Na koho se zaměřujete, kdo je nyní hlavním referenčním bodem v této oblasti?
Nyní jsou vůdci tohoto odvětví evropští aAmerické společnosti s mnohaletými zkušenostmi. Aditivní řešení do svých produktů již několik let zavádí například Boeing a Airbus, Aston Martin nebo Ferrari. Snažíme se vyrovnat velkým globálním korporacím a učit se od těch, kteří stojí u zrodu aditivního průmyslu.
Relativně nedávno jsme byli vyškoleni vmezinárodní program Additive Minds. V rámci školení byla například předvedena řada designových realizací. A pak člověk, který neví, kam se dívat, uvidí krásný obrázek a profesionál uvidí skvělé řešení, které lze použít při jeho práci. Samozřejmě, že takovým věcem věnujeme pozornost a aplikujeme je na náš výzkum.
Ruská aréna má také své vlastní vůdce a„průkopníky trhu“, spolupracujeme s nimi na jedné lodi. Vyměňujeme si řešení a nápady, jinak nepřežijeme. Především se jedná o podniky okruhu UEC: UEC-Saturn, UEC-Aviadvigatel a UEC-UMPO.
— Co očekáváte v této oblasti v příštích 5–10 letech?
- Ve směru tisku s kovy bychřekla technická ironie. Existuje zařízení a GOST, se kterými pracujeme. A vidíme zřejmé věci, které lze vylepšit nebo dokonce odstranit, aby byly složité produkty rychlejší, levnější a lepší.
Ale jsou oblasti, které jsou za kruhemnaše znalosti, a přitom mohou vést k nejradikálnějším změnám. Například zrychlený vývoj umělé inteligence povede k tomu, že se možná celý tiskový komplex zkomprimuje do jedné aplikace, kde se bude myslet na produkt a model bude kvůli algoritmům dělat vše za člověka. A zaměstnanci budou moci tento čas věnovat dalšímu rozvoji sféry. Nejsem futurista, ale zdá se mi, že jde o zjevnou změnu.
Dochází také k neviditelným průlomům – kdo by si například myslel, že růst výpočetního výkonu díky kryptoměnám, videohrám a interaktivní zábavě pomůže při výpočtu genetického kódu?
Přečtěte si více:
Na pyramidě v Číně byl nalezen portrét "krále předků". Vládl před více než 4000 lety
Délka pozemského dne se prodlužuje. Vědci nevědí proč
Inženýři vytvořili „perpetuum mobile“ pro přenosné atomové hodiny