“Lo principal que puede hacer la impresión 3D es exprimir al máximo las estructuras”
— La impresión 3D siempre ha sido un área donde hay
— Hay un grupo de personas en Rusia, yo los llamaríaentusiastas de tipo religioso que deifican la tecnología FDM (construcción por deposición capa por capa - ed.), saben absolutamente todo al respecto: saben cómo ensamblar una impresora a partir de materiales improvisados, reciben materias primas. Este cuerpo de conocimiento ya ha sido explorado completamente. FDM es relativamente fácil, barato y rápido, está ampliamente disponible, no hay restricciones en los estándares sanitarios y su principal atractivo es que se puede aplicar en la vida cotidiana. El soporte se rompió, ¿necesita imprimir el soporte? Son fáciles de imprimir.
Pero el sello de metal es ahora la zona de penumbratiene elementos que no le permiten volverse ubicuo. Esto es bastante costoso, requiere muchos recursos y una infraestructura compleja que solo una empresa exitosa con el personal adecuado puede permitirse.
Por lo tanto, el conocimiento sobre la impresión de metales al principiono eran tantos, pero este es el caso mismo de la buena práctica fabril, cuando el maestro se inicia como cerrajero o tornero, trabaja con las manos para entender cómo funciona todo. Y luego aplica el conocimiento sobre las instalaciones como un ingeniero de pleno derecho.
Evgeny Bolkhovetsky
— ¿Cómo se está desarrollando ahora la impresión 3D en metal?
— La tecnología aditiva no es una abstracción, sinouno de los componentes tecnológicos. No es necesario imprimir todo en todas partes, lo más importante es conseguir un efecto técnico y económico. En términos generales, un producto impreso debería ofrecer beneficios en comparación con un producto fundido y afilado. Por ejemplo, no es necesario imprimir las estructuras de láminas dobladas: son más baratas y más rápidas de fabricar en la ingeniería mecánica clásica, donde el proceso se lleva desarrollando durante décadas. Es posible que las industrias que hacen esto nunca lleguen a la impresión 3D.
Pero lo principal que puede hacer la impresión 3D es exprimirmáximo de estructuras. Por ejemplo, puede ayudar a hacer que un producto sea más liviano manteniendo la resistencia, reducir el consumo de material o crear un modelo único para prótesis; la forma clásica de hacerlo será larga y costosa. U otra tarea: hacer que el motor sea más liviano manteniendo la funcionalidad, el rendimiento y la fuerza. Entonces, por ejemplo, las nuevas palas de motores de aviones con canales de enfriamiento complejos parecen aumentar su recurso y durabilidad.
Estas soluciones aparecieron solo porque el ingenieroabordó el problema. Se dio cuenta de que podía probar un nuevo enfoque: hacer una estructura de celosía de capa delgada que haría que el elemento del motor fuera un 20 % más liviano y un 15 % más eficiente en combustible. Así, el avión volará más lejos, el cohete consumirá menos combustible, los lanzamientos serán más económicos y se podrá aumentar la carga útil.
Todo esto solo se puede hacer con la impresión 3D.Aquellas organizaciones que quieran aligerar el diseño y conseguir rápidamente un prototipo, y no esperar, digamos, un año y medio, pasan a imprimir. En nuestro campo, es posible realizar varias iteraciones de los componentes críticos del motor del complejo de aviación en un par de meses, probar el elemento y comprender cómo funcionará. Los beneficios de utilizar la impresión son evidentes, pero esto no es una panacea, no lo reemplazará todo, pero encontrará su lugar donde su uso sea económicamente beneficioso.
— ¿Tiene ejemplos de elementos individuales que se hicieron de manera tradicional, pero que ahora están impresos?
— Ayudamos a trasladar la dirección de unotecnología de helicópteros en aluminio y lo imprimimos. Ahora toda la cadena cinemática se ha vuelto más fácil y rápida, se puede probar el diseño, comprender qué se puede cambiar y recibir un producto actualizado en una semana o dos.
Ejemplo más complejo:elementos individuales de motores de aviones. Para ello conversamos con especialistas, ellos supervisaron productos que antes se hacían por fundición. Sí, han aumentado ligeramente de precio, pero la velocidad de producción se ha multiplicado por diez: podemos proporcionar cajas que se utilizarán para pruebas de banco, lo calentarán, el líquido y el combustible circularán allí bajo presión, se pondrán en las condiciones. en el que se trabajará.
Ejemplos menos conocidos:óptica para elementos de electrónica portátil o gafas de realidad aumentada. La gama es muy amplia, desde piezas de las que no depende el rendimiento de las instalaciones hasta dispositivos que se instalan en el motor de un avión.
“Muchos no saben de tecnologías aditivas, traen productos y dicen “queremos imprimir exactamente igual”
¿Cómo es el proceso de desarrollo de productos utilizando la impresión?
— Hay muchas organizaciones en Rusia dondetrabajan los profesionales, saben todo sobre su campo. Pero cuando vienen a aprender algo nuevo, no saben por dónde empezar. Por lo tanto, muchas personas hacen una pregunta banal: "Tenemos ese producto, queremos imprimirlo". Luego existe una técnica que se llama hábilmente evaluación de factibilidad. En pocas palabras, esta es una selección: los parámetros mediante los cuales puede comprender si vale la pena imprimir un producto, si no vale la pena o si tiene el potencial de ser impreso.
Si la impresión falla ocaro, somos honestos al respecto. El propio cliente decide si le conviene. Si el producto tiene potencial, ofrecemos nuevas soluciones tecnológicas y de diseño: agregue o cambie algo para mejorar el diseño. Así habrá menos riesgo de que no podamos imprimir el producto o reducir el tiempo de su construcción y la cantidad de material.
Y hay clientes que han resuelto todo, yel producto debe estar impreso "en la frente". La comunicación con los clientes es diferente, porque esto no es ingeniería mecánica clásica, que se hace desde hace décadas, donde están todos los planos y todos entienden cómo funciona un torno o una fresadora. Todo esto son nuevas tecnologías. Pocas personas saben cómo funciona la impresión 3D en metal.
¿Qué es lo más difícil de imprimir?
- Dividiría la complejidad en términos de forma ycomponente de producción. Probablemente más difícil que aún no se ha inventado un diseño biónico generativo con varios tipos de estructuras reticulares. Pero esta es una forma compleja: tal desafío lo crea el propio cliente.
Y hay dificultades puramente tecnológicas: esto esgrandes productos de un motor de avión con diferentes tipos de superficies. Por ejemplo, canales cerrados con enlaces internos complejos para la rigidez de perforación. Por separado, estos son elementos simples, pero en total es extremadamente difícil hacer esto. Y para productos de gran tamaño, las principales dificultades son la contracción, la deformación y el agrietamiento.
“Si no se desarrolla la producción, comienza la degradación. Es imposible quedarse quieto y prosperar”.
— ¿Estás seguro de que te enfrentas al escepticismo de los fabricantes? ¿Qué suelen decir de ti y cómo les convences?
— Incluso diría que este es un proceso bipolar. Hay personas que no creen que la impresión 3D funcione en absoluto, mientras que otros la idealizan y creen que puede hacer absolutamente cualquier cosa.
La inercia de pensar es inherente a las personas de ciertaedad, que han estado trabajando en producción durante 30 años seguidos y saben exactamente cómo es el proceso, creen que no hay necesidad de cambiarlo. Y hay personas apasionadas que están interesadas en el concepto de digitalización y quieren probar algo nuevo. No porque sean forzados, esta es una necesidad interna de un ingeniero. Y tiene argumentos: puede hacerlo más rápido, agregar una forma única, aumentar la eficiencia y traducir todo esto al lenguaje de los números. Este es el enfoque correcto: si no se desarrolla, comienza la degradación. Es imposible quedarse quieto y florecer.
Cuando un cliente escéptico se pone en contacto con nosotros -Honestamente decimos que nuestro proceso tecnológico tiene limitaciones. Pero también mostramos cómo puede ganar. Ofrecemos nuestras soluciones: en lugar de cinco elementos separados, los optimizamos en uno, imprimimos varios casos de prueba de forma gratuita. Si no les gustó, está bien, obtuvieron experiencia y obtuvimos una nueva comunicación.
El componente de información ya está comenzandose desarrollará más rápido y la producción se pondrá al día. Y la impresión 3D será un área clave, porque de lo contrario estos productos complejos y eficientes simplemente no se pueden obtener. Aquellos clientes que ignoren esta área serán los perdedores y sufrirán pérdidas. Esta es una imagen exagerada y pesimista del mundo, pero es mejor enfrentar la verdad.
“Mucha gente hace una pregunta trivial: «Tenemos un producto así, queremos imprimirlo»”
— ¿Qué más les impide combinar tecnologías aditivas y producción en masa?
- No quiero exagerar, pero siempre del ladoel cliente se queda con el aparato de gestión, que, a pesar de la opinión del ingeniero y su iniciativa, puede decidir que no tiene los recursos. La fabricación aditiva es costosa, por lo que es común que exista un beneficio económico directo al aligerar y optimizar los diseños, como en la industria aeroespacial. Y los que no se benefician directamente de la fabricación aditiva aquí y ahora no la implementan, porque hasta ahora todo el mundo está contento con todo.
— ¿Cómo combinar la producción tradicional y la impresión 3D?
— Si rastreamos cómo la ciencia y la técnicarevolución y cómo estaba conectado con la producción - al principio, los artesanos hacían todo en una sola copia por encargo. Luego aparecieron las primeras máquinas, la producción se expandió. Empezamos a hacer productos en stock para poder vender el surtido en el mercado. Cuando cambiamos a la línea de montaje, la producción se volvió masiva y unificada. Esto reduce el costo de producción: es más fácil hacer un formulario y 10 mil copias idénticas. Pero nos estamos desarrollando, el proceso de digitalización se está acelerando, hay mucho poder de cómputo, se están desarrollando la optimización y la simulación por computadora de los ciclos tecnológicos.
También existe un concepto sobre el mayor desarrollo de la sociedad.— los cambios en las formaciones técnicas y económicas conducen a cambios en el modo de vida de las personas. En las sociedades más desarrolladas ya se está desarrollando un manejo económico de los recursos; todo esto encaja muy bien con la impresión 3D. No necesitamos imprimir miles de productos idénticos con la esperanza de que el cliente los compre. Viene con su caso y no espera tres años a que preparemos la infraestructura y hagamos lo que necesita. El recuento continúa durante semanas y meses.
Por tanto, la impresión se convertirá en un componente orgánico.producción y encontrará su lugar en ella. Al mismo tiempo, imprimir algunas cosas seguirá siendo inútil: no es necesario imprimir estructuras de hojas, es antieconómico y complicado. Y los productos complejos y únicos son más fáciles de imprimir y obtienen la máxima eficiencia.
</ p>¿En quién te enfocas, quién es el principal referente en esta área ahora?
Ahora los líderes de la industria son europeos yEmpresas americanas con muchos años de experiencia acumulada. Por ejemplo, Boeing y Airbus, Aston Martin o Ferrari llevan varios años introduciendo soluciones aditivas en sus productos. Intentamos estar a la altura de las grandes corporaciones globales y aprender de quienes están en los orígenes de la industria de los aditivos.
Hace relativamente poco tiempo, hemos sido capacitados enprograma internacional Additive Minds. Por ejemplo, como parte de la capacitación, se demostraron varias implementaciones de diseño. Y luego, una persona que no sabe dónde mirar verá una imagen hermosa, y un profesional verá una solución genial que puede usar en su trabajo. Por supuesto, prestamos atención a esas cosas y las aplicamos a nuestra investigación.
La arena rusa también tiene sus propios líderes y"pioneros del mercado", trabajamos con ellos en colaboración, en el mismo barco. Intercambiamos soluciones e ideas, de lo contrario no sobreviviremos. En primer lugar, estas son empresas del circuito UEC: UEC-Saturn, UEC-Aviadvigatel y UEC-UMPO.
— ¿Qué espera en esta área en los próximos 5-10 años?
- En la dirección de la impresión con metales, me gustaríadijo ironía técnica. Hay equipos y GOST con los que trabajamos. Y vemos cosas obvias que se pueden mejorar o incluso eliminar para hacer que los productos complejos sean más rápidos, más baratos y mejores.
Pero hay áreas que están más allá del círculo.nuestro conocimiento, y al hacerlo puede conducir a los cambios más radicales. Por ejemplo, el desarrollo acelerado de la inteligencia artificial conducirá al hecho de que todo el complejo de impresión posiblemente se comprimirá en una sola aplicación, donde se considerará el producto y el modelo hará todo por una persona debido a los algoritmos. Y los empleados podrán dedicar este tiempo a un mayor desarrollo de la esfera. No soy futurista, pero me parece que este es un cambio obvio.
También ocurren avances no obvios; por ejemplo, ¿quién hubiera pensado que el crecimiento del poder de cómputo debido a las criptomonedas, los videojuegos y el entretenimiento interactivo ayudaría a calcular el código genético?
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