"Galvenais, ko var darīt 3D drukāšana, ir maksimāli izspiest no struktūrām"
— 3D drukāšana vienmēr ir bijusi joma, kur tā ir
— Krievijā ir cilvēku grupa, es viņus sauktureliģioza tipa entuziasti, kuri dievina FDM tehnoloģiju (būvniecība ar slāni pa slāņa uzklāšanu - red.), viņi par to zina pilnīgi visu: prot salikt printeri no improvizētiem materiāliem, saņem izejvielas. Šī zināšanu kopums jau ir pilnībā izpētīts. FDM ir salīdzinoši viegls, lēts un ātrs, plaši pieejams, nav nekādu ierobežojumu attiecībā uz sanitārajiem standartiem, un tā galvenais šarms ir tas, ka to var pielietot ikdienā. Kronšteins salūza, jādrukā statīvs? Tos ir viegli izdrukāt.
Bet metāla zīmogs tagad ir krēslas zonatajā ir elementi, kas neļauj tai kļūt visuresošam. Tas ir diezgan dārgi, prasa lielus resursus un sarežģītu infrastruktūru, ko var atļauties tikai veiksmīgs uzņēmums ar atbilstošu personālu.
Tāpēc zināšanas par metāla apdruku sākumānebija tik daudz, bet šis ir tieši tas labas rūpnīcas prakses gadījums, kad meistars sāk par atslēdznieku vai virpotāju, strādā ar rokām, lai saprastu, kā tas viss funkcionē. Un tad viņš pielieto zināšanas par instalācijām kā pilntiesīgs inženieris.
Jevgeņijs Bolhovetskis
— Kā šobrīd attīstās metāla 3D druka?
— Piedevu tehnoloģija nav abstrakcija, bet ganviena no tehnoloģiskajām sastāvdaļām. Nevajag visur visu drukāt, svarīgākais ir iegūt tehniski ekonomisku efektu. Aptuveni runājot, drukātam produktam ir jāsniedz priekšrocības salīdzinājumā ar produktu, kas tika izkausēts un uzasināts. Piemēram, liektas lokšņu konstrukcijas nav jādrukā – tās lētāk un ātrāk izgatavojamas klasiskajā mašīnbūvē, kur process ir izstrādāts gadu desmitiem. Nozares, kas to dara, iespējams, nekad nenonāks līdz 3D drukāšanai.
Bet galvenais, ko var darīt 3D drukāšana, ir izspieststruktūras maksimāli. Piemēram, tas var palīdzēt padarīt izstrādājumu vieglāku, vienlaikus saglabājot izturību, samazināt materiālu patēriņu vai izveidot unikālu protezēšanas modeli – klasiskais veids, kā to izdarīt, būs ilgs un dārgs. Vai arī cits uzdevums – padarīt dzinēju vieglāku, saglabājot funkcionalitāti, veiktspēju un izturību. Tā, piemēram, šķiet, ka jaunas lidmašīnas dzinēju lāpstiņas ar sarežģītiem dzesēšanas kanāliem palielina to resursus un izturību.
Šie risinājumi parādījās tikai tāpēc, ka inženierisrisināja problēmu. Viņš saprata, ka varētu izmēģināt jaunu pieeju – izveidot plānas apvalka režģa konstrukciju, kas padarītu dzinēja elementu par 20% vieglāku un 15% efektīvāku degvielas patēriņu. Tātad lidmašīna lidos tālāk, raķete ēdīs mazāk degvielas, palaišana kļūs ekonomiskāka un kravnesība var tikt palielināta.
To visu var izdarīt tikai ar 3D drukāšanu.Tās organizācijas, kuras vēlas atvieglot dizainu un ātri iegūt prototipu, nevis gaidīt, teiksim, pusotru gadu, dodas drukāt. Mūsu jomā pāris mēnešu laikā ir iespējams veikt vairākas aviācijas kompleksa kritisko dzinēju komponentu iterācijas, pārbaudīt elementu un saprast, kā tas darbosies. Drukas izmantošanas priekšrocības ir acīmredzamas, taču tā nav panaceja, tā neaizstās visu, bet atradīs savu vietu, kur tās izmantošana ir ekonomiski izdevīga.
— Vai jums ir atsevišķu elementu piemēri, kas izgatavoti tradicionālā veidā, bet tagad ir iespiesti?
— Vienam palīdzējām pārcelt stūrihelikoptera tehnoloģiju uz alumīnija un izdrukāja to. Tagad visa kinemātikas ķēde ir kļuvusi vienkāršāka un ātrāka, dizainu var pārbaudīt, saprast, ko var mainīt un nedēļas vai divu laikā saņemt atjauninātu produktu.
Sarežģītāks piemērs:atsevišķi gaisa kuģu dzinēju elementi. Lai to izdarītu, mēs runājām ar speciālistiem, viņi uzraudzīja produktus, kas iepriekš tika izgatavoti ar liešanu. Jā, tie ir nedaudz sadārdzinājušies, bet ražošanas ātrums ir palielinājies desmitkārtīgi - varam nodrošināt korpusus, kas tiks izmantoti stenda testiem, viņi to sildīs, šķidrums un degviela cirkulēs tur zem spiediena, tas tiks ievietots apstākļos kurā tas būs darbs.
Mazāk zināmi piemēri:optika valkājamas elektronikas elementiem vai paplašinātās realitātes brillēm. Diapazons ir ļoti plašs – no detaļām, no kurām instalāciju veiktspēja nav atkarīga, līdz ierīcēm, kas tiek uzstādītas uz lidmašīnas dzinēja.
"Daudzi nezina par piedevu tehnoloģijām, viņi atved produktus un saka "mēs gribam drukāt tieši to pašu"
Kā izskatās produkta izstrādes process, izmantojot drukāšanu?
— Krievijā ir ļoti daudz organizāciju, kurstrādā profesionāļi, viņi visu zina par savu jomu. Bet, kad viņi ierodas, lai uzzinātu ko jaunu, viņi nezina, ar ko sākt. Tāpēc daudzi cilvēki uzdod banālu jautājumu: "Mums ir šāds produkts, mēs vēlamies to izdrukāt." Tad ir tehnika, ko gudri sauc par priekšizpēti. Vienkāršoti sakot, šī ir atlase – parametri, pēc kuriem var saprast, vai preci ir vērts drukāt, nav tā vērts, vai arī tam ir potenciāls drukāt.
Ja drukāšana neizdosies vai tā neizdosiesdārgi, mēs par to esam godīgi. Klients pats izlemj, vai tas viņam ir piemērots. Ja precei ir potenciāls, piedāvājam jaunus dizaina un tehnoloģiskos risinājumus: kaut ko pievienot vai mainīt, lai uzlabotu dizainu. Tātad būs mazāks risks, ka nevarēsim izdrukāt preci vai samazināt tā izgatavošanas laiku un materiāla daudzumu.
Un ir klienti, kas visu ir nostrādājuši, unproduktam jābūt uzdrukātam "pierē". Komunikācija ar klientiem ir dažāda, jo tā nav klasiskā mašīnbūve, kas tiek darīta gadu desmitiem, kur ir visi rasējumi un visi saprot, kā strādā virpa vai frēzmašīna. Tās visas ir jaunas tehnoloģijas. Tikai daži cilvēki zina, kā darbojas metāla 3D druka.
Kas ir visgrūtāk izdrukāt?
- Es sadalītu sarežģītību pēc formas unražošanas sastāvdaļa. Droši vien vēl nav izgudrots sarežģītāks nekā ģeneratīvs bioniskais dizains ar dažāda veida režģa struktūrām. Bet šī ir sarežģīta forma – šādu izaicinājumu rada pats pasūtītājs.
Un ir tīri tehnoloģiskas grūtības - tas irlieli gaisa kuģa dzinēja izstrādājumi ar dažāda veida virsmām. Piemēram, slēgti kanāli ar sarežģītām iekšējām saitēm perforācijas stingrībai. Atsevišķi tie ir vienkārši elementi, taču kopumā to ir ārkārtīgi grūti izdarīt. Un liela izmēra izstrādājumiem galvenās grūtības ir saraušanās, deformācija un plaisāšana.
“Ja ražošana netiek attīstīta, sākas degradācija. Nav iespējams stāvēt uz vietas un plaukt.
— Vai esat pārliecināts, ka saskaraties ar skepsi pret ražotājiem? Ko viņi parasti saka par tevi un kā tu viņus pārliecini?
— Es pat teiktu, ka tas ir bipolārs process. Ir cilvēki, kuri netic, ka 3D druka vispār darbojas, savukārt citi to idealizē un uzskata, ka ar to var izdarīt pilnīgi jebko.
Domāšanas inerce ir raksturīga cilvēkiem ar noteiktuvecuma, kuri ražošanā strādā jau 30 gadus pēc kārtas un precīzi zina, kā process izskatās, uzskata, ka nav jāmaina. Un ir kaislīgi cilvēki, kuri interesējas par digitalizācijas koncepciju un vēlas izmēģināt ko jaunu. Ne tāpēc, ka viņi ir spiesti – tā ir inženiera iekšēja vajadzība. Un viņam ir argumenti - jūs varat to izdarīt ātrāk, pievienot unikālu formu, palielināt efektivitāti un tulkot to visu skaitļu valodā. Tā ir pareizā pieeja – ja neattīsties, sākas degradācija. Nav iespējams stāvēt uz vietas un plaukt.
Kad ar mums sazinās skeptisks klients -Mēs godīgi sakām, ka mūsu tehnoloģiskajam procesam ir ierobežojumi. Bet mēs arī parādām, kā viņš var uzvarēt. Mēs piedāvājam savus risinājumus - piecu atsevišķu elementu vietā optimizējam tos vienā, izdrukājam vairākus testa gadījumus bez maksas. Ja viņiem tas nepatika, nekas, viņi ieguva pieredzi, un mēs ieguvām jaunu saziņu.
Informācijas komponents tagad sākasattīstīties ātrāk un ražošana panāks. Un 3D druka būs galvenā joma, jo pretējā gadījumā šos sarežģītos, efektīvos produktus vienkārši nevarēs iegūt. Tie klienti, kuri ignorēs šo jomu, būs zaudētāji un cietīs zaudējumus. Tā ir pārspīlēta un pesimistiska pasaules aina, taču labāk ir stāties pretī patiesībai.
"Daudzi cilvēki uzdod triviālu jautājumu: «Mums ir šāds produkts, mēs vēlamies to izdrukāt»"
— Kas vēl traucē apvienot piedevu tehnoloģijas un masveida ražošanu?
– Negribu pārspīlēt, bet vienmēr nostājuklientam tiek atstāts vadības aparāts, kas, neskatoties uz inženiera viedokli un viņa iniciatīvu, var nolemt, ka viņiem nav resursu. Piedevu ražošana ir dārga, tāpēc parasti ir tiešs ekonomisks ieguvums no dizaina atvieglošanas un optimizēšanas, piemēram, aviācijas un kosmosa rūpniecībā. Un tie, kuriem šeit un tagad nav tieša labuma no piedevu ražošanas, to neievieš, jo līdz šim visi ar visu ir apmierināti.
— Kā apvienot tradicionālo ražošanu un 3D drukāšanu?
— Ja mēs izsekojam, kā zinātniski un tehniskirevolūcija un kā tā bija saistīta ar ražošanu - sākumā amatnieki visu darīja vienā eksemplārā pēc pasūtījuma. Tad parādījās pirmās mašīnas, ražošana paplašinājās. Sākām ražot produktus noliktavā, lai sortimentu varētu pārdot tirgū. Kad pārgājām uz montāžas līniju, ražošana kļuva masīva un vienota. Tādējādi tiek samazinātas ražošanas izmaksas – ir vieglāk izgatavot vienu veidlapu un 10 tūkstošus identisku eksemplāru. Bet mēs attīstāmies, digitalizācijas process paātrinās, ir liela skaitļošanas jauda, attīstās optimizācija un tehnoloģisko ciklu datorsimulācija.
Ir arī koncepcija par sabiedrības tālāko attīstību— izmaiņas tehniskajos un ekonomiskajos veidojumos izraisa izmaiņas cilvēku dzīvesveidā. Attīstītākajās sabiedrībās jau attīstās ekonomiska apstrāde ar resursiem – tas viss ļoti labi iederas 3D drukāšanā. Mums nav jādrukā tūkstošiem identisku produktu, cerot, ka klients tos iegādāsies. Viņš nāk ar savu lietu un negaida trīs gadus, kamēr mēs sagatavosim infrastruktūru un darīsim to, kas viņam vajadzīgs. Skaitīšana turpinās nedēļas un mēnešus.
Tāpēc druka kļūs par organisku sastāvdaļuražošanu un atradīs tajā savu vietu. Tajā pašā laikā dažu lietu drukāšana joprojām būs bezjēdzīga - nav jādrukā lokšņu struktūras, tas ir neekonomiski un grūti. Sarežģītus un unikālus produktus ir vieglāk izdrukāt, un tie nodrošina maksimālu efektivitāti.
</ p>Kam tu koncentrējies, kurš šobrīd ir galvenais atskaites punkts šajā jomā?
Tagad nozares līderi ir Eiropas unAmerikāņu uzņēmumi ar daudzu gadu uzkrāto pieredzi. Piemēram, Boeing un Airbus, Aston Martin vai Ferrari jau vairākus gadus savos produktos ievieš piedevu risinājumus. Mēs cenšamies būt līdzvērtīgi lielajām globālajām korporācijām un mācīties no tiem, kas ir piedevu nozares aizsācēj.
Salīdzinoši nesen mēs esam apmācītistarptautiskā programma Additive Minds. Piemēram, apmācību ietvaros tika demonstrētas vairākas dizaina realizācijas. Un tad cilvēks, kurš nezina, kur meklēt, ieraudzīs skaistu bildi, un profesionālis ieraudzīs foršu risinājumu, ko var izmantot savā darbā. Protams, mēs šādām lietām pievēršam uzmanību un pielietojam tās savos pētījumos.
Arī Krievijas arēnā ir savi līderi un"tirgus pionieri", mēs ar viņiem strādājam sadarbībā, vienā laivā. Apmaināmies risinājumiem un idejām, citādi neizdzīvosim. Pirmkārt, tie ir UEC ķēdes uzņēmumi: UEC-Saturn, UEC-Aviadvigatel un UEC-UMPO.
— Ko jūs sagaidāt šajā jomā nākamajos 5-10 gados?
- Drukāšanas virzienā ar metāliem es to darītuteica tehniskā ironija. Ir aprīkojums un GOST, ar kuriem mēs strādājam. Un mēs redzam acīmredzamas lietas, kuras var uzlabot vai pat noņemt, lai sarežģītus produktus padarītu ātrākus, lētākus un labākus.
Bet ir jomas, kas atrodas ārpus apļamūsu zināšanas, un, to darot, tas var novest pie visradikālākajām izmaiņām. Piemēram, mākslīgā intelekta paātrinātā attīstība novedīs pie tā, ka viss drukas komplekss, iespējams, tiks saspiests vienā aplikācijā, kur tiks izskatīts produkts un modelis algoritmu dēļ visu izdarīs cilvēka vietā. Un darbinieki šo laiku varēs veltīt sfēras tālākai attīstībai. Es neesmu futūrists, bet man šķiet, ka tās ir acīmredzamas pārmaiņas.
Notiek arī nepārprotami sasniegumi – piemēram, kurš gan būtu domājis, ka skaitļošanas jaudas pieaugums kriptovalūtu, videospēļu un interaktīvās izklaides dēļ palīdzēs ģenētiskā koda aprēķināšanā?
Lasīt vairāk:
Uz piramīdas Ķīnā tika atrasts "senču karaļa" portrets. Viņš valdīja vairāk nekā pirms 4000 gadiem
Zemes dienas garums palielinās. Zinātnieki nezina, kāpēc
Inženieri ir izveidojuši "mūžīgo kustību mašīnu" pārnēsājamiem atompulksteņiem