„A 3D nyomtatás a legfontosabb, hogy a maximumot ki tudja préselni a struktúrákból”
— 3D-печать всегда была сферой, где есть
— Van egy embercsoport Oroszországban, úgy hívnám őketaz FDM technológiát (rétegről rétegre lerakással építő – a szerk.) istenítő vallásos típusú rajongók abszolút mindent tudnak róla: tudnak rögtönzött anyagokból nyomtatót összeállítani, nyersanyagokat kapnak. Ezt az ismeretanyagot már teljesen feltárták. Az FDM viszonylag egyszerű, olcsó és gyors, széles körben beszerezhető, a higiéniai előírásoknak nincs korlátozása, fő varázsa pedig az, hogy a mindennapi életben is alkalmazható. Eltört a tartó, ki kell nyomtatni az állványt? Könnyen nyomtathatók.
De a fémtömítés most az alkonyi zónaolyan elemei vannak, amelyek nem teszik lehetővé, hogy mindenütt jelen legyen. Ez meglehetősen drága, sok erőforrást és összetett infrastruktúrát igényel, amit csak egy sikeres vállalkozás engedhet meg magának megfelelő személyzettel.
Ezért a fémnyomtatással kapcsolatos ismeretek az elejénnem volt annyi, de ez a jó gyári gyakorlat, amikor a mester lakatosnak vagy esztergályosnak indul, kézzel dolgozik, hogy megértse, hogyan is működik mindez. Majd teljes értékű mérnökként alkalmazza a telepítésekkel kapcsolatos ismereteit.
Jevgenyij Bolhovetszkij
— Hogyan fejlődik most a fém 3D nyomtatás?
— Az additív technológia nem absztrakció, hanemaz egyik technológiai komponens. Nem kell mindenhol mindent nyomtatni, a legfontosabb, hogy műszaki-gazdasági hatást érjünk el. Nagyjából elmondható, hogy a nyomtatott terméknek előnyöket kell nyújtania egy megolvadt és kihegyezett termékhez képest. Például a hajlított lemezszerkezeteket nem kell nyomtatni - olcsóbb és gyorsabb a klasszikus gépészetben, ahol az eljárás évtizedek óta kidolgozott. Azok az iparágak, amelyek ezt csinálják, talán soha nem jutnak el a 3D nyomtatáshoz.
De a legfontosabb dolog, amit a 3D nyomtatás tud, az az, hogy kinyomjaszerkezetek maximum. Például segíthet egy termék könnyebbé tételében, miközben megtartja szilárdságát, csökkentheti az anyagfelhasználást, vagy egyedi protézismodellt hozhat létre – ennek klasszikus módja hosszú és drága lesz. Vagy egy másik feladat - a motor könnyebbé tétele a funkcionalitás, a teljesítmény és az erő megőrzése mellett. Így például úgy tűnik, hogy az új repülőgép-hajtóművek összetett hűtőcsatornákkal növelik erőforrásaikat és tartósságukat.
Ezek a megoldások csak azért jelentek meg, mert a mérnökkezelte a problémát. Rájött, hogy kipróbálhat egy új megközelítést - egy vékony héjú rácsszerkezetet, amely 20%-kal könnyebbé és 15%-kal üzemanyag-hatékonyabbá teszi a motorelemet. Így a gép tovább fog repülni, a rakéta kevesebb üzemanyagot fogyaszt, gazdaságosabbak lesznek a kilövések, és növelhető a hasznos teher.
Mindez csak 3D nyomtatással valósítható meg.Azok a szervezetek, amelyek könnyíteni akarnak a tervezésen és gyorsan be akarnak szerezni egy prototípust, és nem várnak mondjuk másfél évet, nyomtatásra mennek. A mi szakterületünkön lehetőség van a repülési komplexum kritikus hajtóműelemeinek több iterációjára pár hónap alatt, tesztelni az elemet és megérteni, hogyan fog működni. A nyomtatás előnyei nyilvánvalóak, de ez nem csodaszer, nem helyettesít mindent, hanem megtalálja a helyét, ahol a használata gazdaságilag előnyös.
— Van példája egyedi elemekre, amelyeket hagyományos módon készítettek, de már nyomtattak?
— Segítettünk áthelyezni az egyik kormányáthelikopter technológiát alumíniumra és kinyomtatta. Mostanra a teljes kinematikai lánc könnyebbé és gyorsabbá vált, a dizájn tesztelhető, megérthető, mi változtatható, és egy-két héten belül frissített terméket kaphatunk.
Bonyolultabb példa:repülőgép-hajtóművek egyes elemei. Ennek érdekében szakemberekkel beszélgettünk, olyan termékeket felügyeltek, amelyek korábban öntéssel készültek. Igen, enyhén drágultak, de a gyártási sebesség megtízszereződött - tudunk biztosítani olyan tokokat, amiket próbapadi tesztekhez használnak, felmelegítik, ott nyomás alatt kering a folyadék és az üzemanyag, olyan körülmények közé kerül. amelyben munka lesz.
Kevésbé ismert példák:optika hordható elektronikai elemekhez vagy kiterjesztett valóságú szemüvegekhez. A választék nagyon széles - az alkatrészektől, amelyektől a telepítés teljesítménye nem függ, a repülőgép-hajtóművekre szerelt eszközökig.
"Sokan nem ismerik az additív technológiákat, hoznak termékeket, és azt mondják, hogy pontosan ugyanazt akarjuk nyomtatni"
Hogyan néz ki a nyomtatással végzett termékfejlesztés folyamata?
— Oroszországban sok olyan szervezet van, aholszakemberek dolgoznak, mindent tudnak a szakterületükről. De amikor valami újat tanulnak, nem tudják, hol kezdjék. Ezért sokan feltesznek egy banális kérdést: "Van egy ilyen termékünk, ki akarjuk nyomtatni." Aztán van egy technika, amit okosan megvalósíthatósági szűrésnek neveznek. Leegyszerűsítve ez egy válogatás – azok a paraméterek, amelyek alapján megértheti, hogy egy terméket érdemes-e nyomtatni, nem, vagy megvan-e benne a nyomtatás lehetősége.
Ha a nyomtatás nem sikerül, vagy meg fogdrága, ebben őszinték vagyunk. Az ügyfél maga dönti el, hogy megfelel-e neki. Ha a termékben van potenciál, új tervezési és technológiai megoldásokat kínálunk: adjunk hozzá vagy változtassunk valamit a dizájn javítása érdekében. Így kisebb lesz annak a veszélye, hogy nem tudjuk kinyomtatni a terméket, illetve csökkenteni az elkészítésének idejét és az anyagmennyiséget.
És vannak olyan ügyfelek, akik mindent kidolgoztak, ésa terméket a „homlokba” kell nyomtatni. Más a kommunikáció az ügyfelekkel, mert ez nem a klasszikus gépészet, amit évtizedek óta csinálnak, ahol minden rajz megvan, és mindenki érti, hogyan működik egy eszterga- vagy marógép. Mindezek új technológiák. Kevesen tudják, hogyan működik a fém 3D nyomtatás.
Mit a legnehezebb nyomtatni?
- A komplexitást formailag ésgyártási komponens. Valószínűleg nehezebb, mint egy generatív bionikus tervezés különféle rácsszerkezetekkel, még nem találták fel. De ez egy összetett forma – egy ilyen kihívást maga az ügyfél hoz létre.
És vannak tisztán technológiai nehézségek - ez vanegy repülőgép-hajtómű nagyméretű termékei különböző típusú felületekkel. Például zárt csatornák összetett belső láncszemekkel a perforáció merevsége érdekében. Külön-külön ezek egyszerű elemek, de összességében rendkívül nehéz ezt megtenni. A nagy méretű termékeknél pedig a fő nehézségek a zsugorodás, a vetemedés és a repedés.
„Ha a termelést nem fejlesztik, megkezdődik a degradáció. Lehetetlen megállni és boldogulni.”
— Biztos, hogy szkepticizmussal néz szembe a gyártókkal szemben? Mit mondanak rólad általában, és hogyan győzöd meg őket?
— Még azt is mondhatnám, hogy ez egy bipoláris folyamat. Vannak, akik nem hiszik el, hogy a 3D nyomtatás egyáltalán működik, míg mások idealizálják, és azt hiszik, hogy abszolút bármire képes.
A gondolkodás tehetetlensége benne rejlik egy bizonyos emberbenkorúak, akik zsinórban 30 éve dolgoznak a termelésben, és pontosan tudják, hogy néz ki a folyamat, úgy gondolják, hogy ezen nem kell változtatni. És vannak szenvedélyes emberek, akiket érdekel a digitalizáció koncepciója, és szeretnének valami újat kipróbálni. Nem azért, mert kényszerítve vannak – ez egy mérnök belső szükséglete. És vannak érvei – gyorsabban megteheti, egyedi formát adhat hozzá, növelheti a hatékonyságot, és mindezt lefordíthatja a számok nyelvére. Ez a helyes megközelítés – ha nem fejlődsz, elkezdődik a leépülés. Lehetetlen egy helyben állni és virágozni.
Amikor egy szkeptikus ügyfél felveszi velünk a kapcsolatot -Őszintén kijelentjük, hogy technológiai folyamatunknak korlátai vannak. De azt is megmutatjuk, hogyan tud nyerni. Saját megoldásokat kínálunk - öt különálló elem helyett egybe optimalizáljuk, több tesztesetet nyomtatunk ingyenesen. Ha nem tetszett nekik, nem baj, tapasztalatot szereztek, mi pedig új kommunikációt.
Az információs komponens most kezdődikgyorsabban fejlődik és a termelés felzárkózik. A 3D nyomtatás pedig kulcsfontosságú terület lesz, mert különben ezeket az összetett, hatékony termékeket egyszerűen nem lehet beszerezni. Azok az ügyfelek, akik figyelmen kívül hagyják ezt a területet, vesztesek lesznek, és veszteségeket szenvednek el. Ez egy eltúlzott és pesszimista világkép, de jobb szembenézni az igazsággal.
"Sokan feltesznek egy triviális kérdést: «Van egy ilyen termékünk, szeretnénk kinyomtatni»"
— Mi akadályozza még abban, hogy az additív technológiákat a tömeggyártással kombinálja?
- Nem akarok túlzásba vinni, de mindig mellette állokaz ügyfélre marad a vezetői apparátus, amely a mérnök véleménye és kezdeményezése ellenére dönthet úgy, hogy nem rendelkezik erőforrással. Az additív gyártás költséges, ezért gyakori, hogy a könnyítés és az egyszerűsítés közvetlen gazdasági előnyökkel jár, például a repülőgépiparban. Akinek pedig itt és most nem származik közvetlen haszna az additív gyártásból, az nem valósítja meg, mert eddig mindenki mindennel elégedett.
— Hogyan lehet ötvözni a hagyományos gyártást és a 3D nyomtatást?
— Ha nyomon követjük, hogyan a tudományos és műszakiforradalom és hogyan kapcsolódott össze a termeléssel - eleinte a kézművesek mindent egyetlen példányban készítettek megrendelésre. Aztán megjelentek az első gépek, bővült a gyártás. Elkezdtük raktáron lévő termékek gyártását, hogy a választékot a piacon értékesíthessük. Amikor áttértünk a futószalagra, a termelés tömegessé és egységessé vált. Ez csökkenti az előállítási költségeket - könnyebb egy nyomtatványt és 10 ezer azonos példányt készíteni. De fejlődünk, felgyorsul a digitalizáció folyamata, nagy a számítási teljesítmény, fejlődik a technológiai ciklusok optimalizálása, számítógépes szimulációja.
Van egy koncepció a társadalom további fejlődéséről is- a műszaki és gazdasági formációk változása az emberek életmódjának változásához vezet. A legfejlettebb társadalmakban már kialakulóban van az erőforrások gazdaságos kezelése – mindez nagyon jól illeszkedik a 3D nyomtatáshoz. Nem kell több ezer egyforma terméket nyomtatnunk abban a reményben, hogy a vásárló megvásárolja azokat. Jön az ügyével, és nem vár három évet, hogy előkészítsük az infrastruktúrát, és megtegyük, amire szüksége van. A számolás hetekig és hónapokig tart.
Ezért a nyomtatás szerves összetevővé váliktermelést, és megtalálja a helyét benne. Ugyanakkor bizonyos dolgok nyomtatása továbbra is értelmetlen lesz - nincs szükség lapszerkezetek nyomtatására, gazdaságtalan és nehéz. Az összetett és egyedi termékek pedig könnyebben nyomtathatók, és maximális hatékonyságot érhetnek el.
</ p>Kire fókuszál, ki a fő hivatkozási pont most ezen a területen?
Most az iparág vezetői az európai ésAmerikai cégek sok éves tapasztalattal. Például a Boeing és az Airbus, az Aston Martin vagy a Ferrari több éve vezeti be termékeibe az adalékanyagokat. Igyekszünk felnézni a világ nagyvállalataira, és tanulni azoktól, akik az adalékanyag-ipar élvonalába tartoznak.
Viszonylag mostanában kaptunk képzéstnemzetközi program Additive Minds. Például a képzés részeként számos tervezési megvalósítást mutattak be. És akkor az, aki nem tudja, hová nézzen, egy gyönyörű képet lát, a szakember pedig egy klassz megoldást, amelyet a munkájában hasznosíthat. Természetesen az ilyesmire odafigyelünk, és alkalmazzuk kutatásaink során.
Az orosz arénának is megvannak a maga vezetői ill„a piac úttörői”, velük együttműködve, egy csónakban dolgozunk. Megoldásokat, ötleteket cserélünk, különben nem éljük túl. Először is ezek az UEC-vállalkozások: UEC-Saturn, UEC-Aviadvigatel és UEC-UMPO.
— Mire számít ezen a területen a következő 5-10 évben?
- A fémekkel való nyomtatás irányában én tenném– mondta a technikai irónia. Vannak berendezések és GOST-ok, amelyekkel dolgozunk. És nyilvánvaló dolgokat látunk, amelyeken javítani, vagy akár eltávolítani is lehet, hogy az összetett termékeket gyorsabban, olcsóbbá és jobbá tegyük.
De vannak olyan területek, amelyek túlmutatnak a köröntudásunkat, és ezáltal a legradikálisabb változásokhoz vezethet. Például a mesterséges intelligencia felgyorsult fejlődése oda vezet, hogy esetleg a teljes nyomtatási komplexumot egyetlen alkalmazásba tömörítik, ahol a terméket figyelembe veszik, és az algoritmusok miatt a modell mindent megtesz az emberért. A dolgozók pedig ezt az időt a szféra további fejlesztésére fordíthatják majd. Nem vagyok futurista, de számomra úgy tűnik, hogy ez nyilvánvaló változás.
Nem nyilvánvaló áttörések is történnek – például ki gondolta volna, hogy a kriptovaluták, a videojátékok és az interaktív szórakoztatás miatti számítási teljesítmény növekedése segít a genetikai kód kiszámításában?
Olvass tovább:
A kínai piramison az "ősök királyának" portréját találták. Több mint 4000 évvel ezelőtt uralkodott
A földi nap hossza növekszik. A tudósok nem tudják, miért
A mérnökök egy "örökmozgógépet" készítettek hordozható atomórákhoz