“La cosa principale che la stampa 3D può fare è spremere il massimo dalle strutture”
— La stampa 3D è sempre stata un’area in cui c’è
— C'è un gruppo di persone in Russia, li chiamereiappassionati di tipo religioso che divinizzano la tecnologia FDM (costruzione per deposizione strato per strato - ndr), ne sanno proprio tutto: sanno assemblare una stampante da materiali improvvisati, ricevono materie prime. Questo corpus di conoscenze è già stato completamente esplorato. FDM è relativamente facile, economico e veloce, ampiamente disponibile, non ci sono restrizioni sugli standard sanitari e il suo fascino principale è che può essere applicato nella vita di tutti i giorni. La staffa si è rotta, devi stampare il supporto? Sono facili da stampare.
Ma il sigillo di metallo ora è la zona crepuscolareha elementi che non gli permettono di diventare onnipresente. Questo è piuttosto costoso, richiede molte risorse e un'infrastruttura complessa che solo un'impresa di successo con il personale giusto può permettersi.
Pertanto, la conoscenza sulla stampa dei metalli all'inizionon erano tanti, ma questo è proprio il caso della buona pratica di fabbrica, quando il maestro inizia come fabbro o tornitore, lavora con le mani per capire come funziona il tutto. E poi applica le conoscenze sulle installazioni come ingegnere a tutti gli effetti.
Evgeny Bolchovetsky
— Come si sta sviluppando ora la stampa 3D in metallo?
— La tecnologia additiva non è un'astrazione, mauna delle componenti tecnologiche. Non è necessario stampare tutto ovunque, l'importante è ottenere un effetto tecnico ed economico. In parole povere, un prodotto stampato dovrebbe offrire vantaggi rispetto a un prodotto fuso e affilato. Ad esempio, le strutture in lamiera piegata non hanno bisogno di essere stampate: sono più economiche e veloci da realizzare nell'ingegneria meccanica classica, dove il processo è stato elaborato per decenni. Le industrie che lo fanno potrebbero non arrivare mai alla stampa 3D.
Ma la cosa principale che la stampa 3D può fare è spremerestrutture al massimo. Ad esempio, può aiutare a rendere un prodotto più leggero mantenendo la resistenza, ridurre il consumo di materiale o creare un modello unico per protesi: il modo classico per farlo sarà lungo e costoso. O un altro compito: alleggerire il motore mantenendo funzionalità, prestazioni e resistenza. Quindi, ad esempio, le nuove pale dei motori aeronautici con complessi canali di raffreddamento sembrano aumentare le loro risorse e la loro durata.
Queste soluzioni sono apparse solo perché l'ingegnereaffrontato il problema. Si rese conto che avrebbe potuto provare un nuovo approccio: realizzare una struttura reticolare a guscio sottile che avrebbe reso l'elemento motore il 20% più leggero e il 15% più efficiente nei consumi. Quindi l'aereo volerà più lontano, il razzo consumerà meno carburante, i lanci diventeranno più economici e il carico utile potrà essere aumentato.
Tutto questo può essere fatto solo con la stampa 3D.Quelle organizzazioni che vogliono alleggerire il design e ottenere rapidamente un prototipo, e non aspettare, diciamo, un anno e mezzo, vanno in stampa. Nel nostro campo, è possibile effettuare diverse iterazioni dei componenti critici del motore del complesso aeronautico in un paio di mesi, testare l'elemento e capire come funzionerà. I vantaggi dell'uso della stampa sono evidenti, ma questa non è una panacea, non sostituirà tutto, ma troverà il suo posto dove il suo utilizzo è economicamente vantaggioso.
— Hai esempi di singoli elementi realizzati in modo tradizionale, ma che ora vengono stampati?
— Abbiamo aiutato a trasferire lo sterzo di unotecnologia dell'elicottero su alluminio e l'ha stampata. Ora l'intera catena cinematica è diventata più facile e veloce, il design può essere testato, capire cosa può essere cambiato e ricevere un prodotto aggiornato entro una o due settimane.
Esempio più complesso:singoli elementi dei motori aeronautici. Per fare questo, abbiamo parlato con specialisti, hanno supervisionato i prodotti che erano stati precedentemente realizzati mediante fusione. Sì, sono leggermente aumentati di prezzo, ma la velocità di produzione è decuplicata - possiamo fornire casse che verranno utilizzate per le prove al banco, lo riscalderanno, liquido e carburante circoleranno lì sotto pressione, verrà messo nelle condizioni in cui sarà lavoro.
Esempi meno conosciuti:ottica per elementi di elettronica indossabile o occhiali per realtà aumentata. La gamma è molto ampia: dalle parti da cui non dipendono le prestazioni delle installazioni ai dispositivi installati sul motore di un aereo.
“Molti non conoscono le tecnologie additive, portano prodotti e dicono “vogliamo stampare esattamente lo stesso”
Che aspetto ha il processo di sviluppo del prodotto utilizzando la stampa?
— Ci sono molte organizzazioni in Russia dovei professionisti lavorano, sanno tutto del loro campo. Ma quando vengono per imparare qualcosa di nuovo, non sanno da dove cominciare. Pertanto, molte persone fanno una domanda banale: "Abbiamo un prodotto del genere, vogliamo stamparlo". Poi c'è una tecnica che viene abilmente chiamata screening di fattibilità. Per dirla semplicemente, questa è una selezione: i parametri in base ai quali puoi capire se un prodotto vale la pena stampare, non ne vale la pena o ha il potenziale per essere stampato.
Se la stampa non riesce o lo faràcostoso, siamo onesti al riguardo. Il cliente stesso decide se gli si addice. Se il prodotto ha del potenziale, proponiamo nuove soluzioni progettuali e tecnologiche: aggiungi o cambia qualcosa per migliorare il design. Quindi ci sarà meno rischio che non saremo in grado di stampare il prodotto o ridurre i tempi di costruzione e la quantità di materiale.
E ci sono clienti che hanno risolto tutto, eil prodotto deve essere stampato "in fronte". La comunicazione con i clienti è diversa, perché questa non è la classica ingegneria meccanica, che si fa da decenni, dove ci sono tutti i disegni e tutti capiscono come funziona un tornio o una fresatrice. Tutte queste sono nuove tecnologie. Poche persone sanno come funziona la stampa 3D in metallo.
Qual è la cosa più difficile da stampare?
- Dividerei la complessità in termini di forma ecomponente di produzione. Probabilmente più difficile di quanto non sia stato ancora inventato un progetto bionico generativo con vari tipi di strutture reticolari. Ma questa è una forma complessa: una tale sfida è creata dal cliente stesso.
E ci sono difficoltà puramente tecnologiche - questo ègrandi prodotti di un motore aeronautico con diversi tipi di superficie. Ad esempio, canali chiusi con collegamenti interni complessi per la rigidità della perforazione. Separatamente, questi sono elementi semplici, ma in totale è estremamente difficile farlo. E per i prodotti di grandi dimensioni, le difficoltà principali sono il restringimento, la deformazione e la fessurazione.
“Se la produzione non viene sviluppata, inizia il degrado. È impossibile restare fermi e prosperare”.
— Sei sicuro di affrontare lo scetticismo dei produttori? Cosa dicono di solito di te e come li convinci?
— Direi anche che questo è un processo bipolare. Ci sono persone che non credono affatto che la stampa 3D funzioni, mentre altri la idealizzano e credono che possa fare assolutamente qualsiasi cosa.
L'inerzia del pensiero è inerente alle persone di un certoetà, che lavorano in produzione da 30 anni di seguito e sanno esattamente come si presenta il processo, credono che non sia necessario cambiarlo. E ci sono persone appassionate che sono interessate al concetto di digitalizzazione e vogliono provare qualcosa di nuovo. Non perché siano forzati: questa è una necessità interna di un ingegnere. E ha argomenti: puoi farlo più velocemente, aggiungere una forma unica, aumentare l'efficienza e tradurre tutto questo nel linguaggio dei numeri. Questo è l'approccio giusto: se non ti sviluppi, inizia il degrado. È impossibile rimanere fermi e prosperare.
Quando un cliente scettico ci contatta -Diciamo onestamente che il nostro processo tecnologico ha dei limiti. Ma mostriamo anche come può vincere. Offriamo le nostre soluzioni: invece di cinque elementi separati, li ottimizziamo in uno, stampiamo diversi test case gratuitamente. Se non gli è piaciuto, va bene, hanno acquisito esperienza e abbiamo ricevuto una nuova comunicazione.
Il componente informativo sta ora iniziandoразвиваться быстрее и производство будет подтягиваться. А 3D-печать будет ключевой сферой, потому что другим образом эти сложные эффективные изделия просто не получить. Те заказчики, которые игнорируют эту сферу, — будут в проигрыше и понесут убытки. Это утрированная и пессимистичная картина мира, но лучше посмотреть правде в глаза.
"Molte persone si pongono una domanda banale: «Abbiamo un prodotto del genere, vogliamo stamparlo»"
— Cos'altro ti impedisce di combinare tecnologie additive e produzione di massa?
- Non voglio esagerare, ma sempre di latoal cliente resta l'apparato gestionale che, nonostante il parere dell'ingegnere e la sua iniziativa, può decidere di non disporre delle risorse. La produzione additiva è costosa, quindi è comune che ci sia un vantaggio economico diretto nell'alleggerire e ottimizzare i progetti, come nel settore aerospaziale. E coloro che non beneficiano direttamente della produzione additiva qui e ora non la implementano, perché finora tutti sono contenti di tutto.
— Come combinare produzione tradizionale e stampa 3D?
— Se tracciamo come scientifico e tecnicorivoluzione e come fosse collegata alla produzione: all'inizio, gli artigiani facevano tutto in un'unica copia su ordinazione. Poi sono apparse le prime macchine, la produzione si è ampliata. Abbiamo iniziato a realizzare prodotti in stock in modo da poter vendere l'assortimento sul mercato. Quando siamo passati alla catena di montaggio, la produzione è diventata massiccia e unificata. Ciò riduce i costi di produzione: è più facile creare un modulo e 10 mila copie identiche. Ma ci stiamo sviluppando, il processo di digitalizzazione sta accelerando, c'è molta potenza di calcolo, si stanno sviluppando l'ottimizzazione e la simulazione al computer dei cicli tecnologici.
C'è anche un concetto sull'ulteriore sviluppo della società— i cambiamenti nelle formazioni tecniche ed economiche portano a cambiamenti nello stile di vita delle persone. Nelle società più sviluppate si sta già sviluppando una gestione parsimoniosa delle risorse: tutto questo si adatta molto bene alla stampa 3D. Non abbiamo bisogno di stampare migliaia di prodotti identici nella speranza che il cliente li acquisti. Viene con il suo caso e non aspetta tre anni perché prepariamo le infrastrutture e facciamo ciò di cui ha bisogno. Il conteggio va avanti per settimane e mesi.
Pertanto la stampa diventerà una componente organicaproduzione e troverà il suo posto al suo interno. Allo stesso tempo, stampare alcune cose sarà comunque inutile: non è necessario stampare strutture in fogli, è antieconomico e difficile. Inoltre, i prodotti complessi e unici sono più facili da stampare e ottengono la massima efficienza.
</ p>Su chi ti concentri, chi è il principale punto di riferimento in questo settore ora?
Ora i leader del settore sono europei eAziende americane con molti anni di esperienza accumulata. Ad esempio, Boeing e Airbus, Aston Martin o Ferrari hanno introdotto soluzioni additive nei loro prodotti per diversi anni. Cerchiamo di essere uguali alle grandi aziende globali e di imparare da coloro che sono alle origini dell'industria additiva.
Relativamente di recente, siamo stati formati inprogramma internazionale Additive Minds. Ad esempio, nell'ambito della formazione, sono state dimostrate numerose implementazioni di progettazione. E poi una persona che non sa dove guardare vedrà una bella foto e un professionista vedrà una soluzione interessante che può essere utilizzata nel proprio lavoro. Naturalmente, prestiamo attenzione a queste cose e le applichiamo alla nostra ricerca.
Anche l'arena russa ha i suoi leader e"pionieri del mercato", lavoriamo con loro in collaborazione, sulla stessa barca. Ci scambiamo soluzioni e idee, altrimenti non sopravviveremo. Si tratta innanzitutto di imprese del circuito UEC: UEC-Saturno, UEC-Aviadvigatel e UEC-UMPO.
— Cosa ti aspetti in quest'area nei prossimi 5-10 anni?
- Nella direzione della stampa con metalli, lo fareidetta ironia tecnica. Ci sono attrezzature e GOST con cui lavoriamo. E vediamo cose ovvie che possono essere migliorate o addirittura rimosse per rendere i prodotti complessi più veloci, più economici e migliori.
Ma ci sono aree che sono oltre il cerchiola nostra conoscenza, e così facendo può portare ai cambiamenti più radicali. Ad esempio, lo sviluppo accelerato dell'intelligenza artificiale porterà al fatto che l'intero complesso di stampa sarà eventualmente compresso in un'unica applicazione, in cui verrà considerato il prodotto e il modello farà tutto per una persona grazie agli algoritmi. E i dipendenti potranno dedicare questo tempo all'ulteriore sviluppo della sfera. Non sono un futurista, ma mi sembra che questo sia un cambiamento evidente.
Si verificano anche scoperte non ovvie: ad esempio, chi avrebbe mai pensato che la crescita della potenza di calcolo dovuta a criptovalute, videogiochi e intrattenimento interattivo avrebbe aiutato a calcolare il codice genetico?
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