„Hlavná vec, ktorú dokáže 3D tlač, je vytlačiť zo štruktúr maximum“
— 3D tlač bola vždy oblasťou, kde existuje
— V Rusku je skupina ľudí, nazval by som ichnadšenci náboženského typu, ktorí zbožňujú FDM technológiu (stavba vrstvením - pozn. red.), vedia o nej úplne všetko: vedia zložiť tlačiareň z improvizovaných materiálov, dostávajú suroviny. Tento súbor vedomostí už bol plne preskúmaný. FDM je relatívne jednoduché, lacné a rýchle, široko dostupné, neexistujú žiadne obmedzenia týkajúce sa hygienických noriem a jeho hlavným kúzlom je, že sa dá aplikovať v každodennom živote. Držiak sa zlomil, potrebujete vytlačiť stojan? Ľahko sa tlačia.
Ale kovová pečať je teraz zóna súmrakumá prvky, ktoré mu neumožňujú stať sa všadeprítomným. Je to dosť drahé, vyžaduje si veľa zdrojov a komplexnú infraštruktúru, ktorú si môže dovoliť len úspešný podnik so správnymi zamestnancami.
Preto znalosti o kovovej tlači na začiatkunebolo ich až tak veľa, ale to je práve prípad dobrej továrenskej praxe, keď majster začína ako zámočník alebo sústružník, pracuje rukami, aby pochopil, ako to celé funguje. A poznatky o inštaláciách potom aplikuje ako plnohodnotný inžinier.
Jevgenij Bolchovecký
— Ako sa teraz vyvíja kovová 3D tlač?
— Aditívna technológia nie je abstrakcia, alejeden z technologických komponentov. Nie je potrebné všetko tlačiť všade, najdôležitejšie je dosiahnuť technický a ekonomický efekt. Zhruba povedané, tlačený produkt by mal poskytovať výhody v porovnaní s produktom, ktorý bol roztavený a nabrúsený. Napríklad ohýbané plechové konštrukcie nie je potrebné tlačiť – lacnejšie a rýchlejšie sa vyrábajú v klasickom strojárstve, kde je tento proces vypracovaný desiatky rokov. Odvetvia, ktoré to robia, možno nikdy neprídu k 3D tlači.
Ale to hlavné, čo dokáže 3D tlač, je vytlačiťštruktúry maximálne. Môže napríklad pomôcť odľahčiť výrobok pri zachovaní pevnosti, znížiť spotrebu materiálu alebo vytvoriť jedinečný model pre protetiku – klasický spôsob, ako to urobiť, bude dlhý a drahý. Alebo iná úloha – odľahčiť motor pri zachovaní funkčnosti, výkonu a pevnosti. Zdá sa teda, že napríklad nové lopatky leteckých motorov so zložitými chladiacimi kanálmi zvyšujú ich zdroje a životnosť.
Tieto riešenia sa objavili len preto, že inžinierriešil problém. Uvedomil si, že môže vyskúšať nový prístup – vytvoriť mriežkovú štruktúru s tenkým plášťom, vďaka ktorej by bol prvok motora o 20 % ľahší a o 15 % úspornejší. Lietadlo teda poletí ďalej, raketa spotrebuje menej paliva, štarty sa stanú hospodárnejšími a nosnosť sa môže zvýšiť.
To všetko sa dá dosiahnuť iba pomocou 3D tlače.Tie organizácie, ktoré chcú odľahčiť dizajn a rýchlo získať prototyp a nečakať povedzme rok a pol, idú do tlače. V našom odbore je možné urobiť niekoľko iterácií kritických komponentov motora leteckého komplexu za pár mesiacov, otestovať prvok a pochopiť, ako bude fungovať. Výhody použitia tlače sú zrejmé, nie je to však všeliek, nenahradí všetko, ale nájde si svoje miesto tam, kde je jej využitie ekonomicky výhodné.
— Máte príklady jednotlivých prvkov, ktoré boli vyrobené tradičným spôsobom, ale teraz sú vytlačené?
— Jednému sme pomohli preniesť riadeniehelikoptérovou technológiou na hliník a vytlačil ju. Teraz je celý kinematický reťazec jednoduchší a rýchlejší, dizajn je možné otestovať, pochopiť, čo sa dá zmeniť, a získať aktualizovaný produkt do týždňa alebo dvoch.
Zložitejší príklad:jednotlivé prvky leteckých motorov. Aby sme to urobili, hovorili sme so špecialistami, dohliadali na výrobky, ktoré sa predtým vyrábali odlievaním. Áno, mierne zdraželi, ale rýchlosť výroby sa zväčšila desaťnásobne - vieme zabezpečiť puzdrá, ktoré sa použijú na skúšobné stolice, zohrejú to, pod tlakom tam bude cirkulovať kvapalina a palivo, dá sa to do podmienok v ktorom bude prac.
Menej známe príklady:optika pre prvky nositeľnej elektroniky alebo okuliare s rozšírenou realitou. Rozsah je veľmi široký – od dielov, na ktorých nezávisí výkon inštalácií, až po zariadenia, ktoré sa inštalujú na letecký motor.
„Mnohí nevedia o aditívnych technológiách, prinášajú produkty a hovoria „chceme tlačiť presne to isté“
Ako vyzerá proces vývoja produktu pomocou tlače?
— V Rusku je veľa organizácií, kdepracujú profesionáli, vedia všetko o svojom odbore. Keď sa však prídu naučiť niečo nové, nevedia, kde začať. Mnoho ľudí si preto kladie banálnu otázku: "Máme taký produkt, chceme ho vytlačiť." Potom je tu technika, ktorá sa šikovne nazýva skríning uskutočniteľnosti. Zjednodušene povedané, ide o výber – parametre, podľa ktorých pochopíte, či sa produkt oplatí vytlačiť, neoplatí alebo má potenciál na potlač.
Ak tlač zlyhá alebo sa to stanedrahé, sme v tom úprimní. Či mu to vyhovuje, rozhodne zákazník sám. Ak má produkt potenciál, ponúkame nové dizajnové a technologické riešenia: pridajte alebo zmeňte niečo na zlepšenie dizajnu. Takže bude menšie riziko, že nebudeme môcť produkt vytlačiť alebo skrátiť čas jeho výstavby a množstvo materiálu.
A sú zákazníci, ktorí všetko vyriešili avýrobok musí byť vytlačený „na čele“. Komunikácia so zákazníkmi je iná, pretože nejde o klasické strojárstvo, ktoré sa robí desiatky rokov, kde sú všetky výkresy a každý rozumie, ako funguje sústruh či fréza. Toto všetko sú nové technológie. Málokto vie, ako funguje kovová 3D tlač.
Čo je najťažšie vytlačiť?
- Zložitosť by som rozdelil z hľadiska formy avýrobný komponent. Pravdepodobne ešte nebol vynájdený zložitejší ako generatívny bionický dizajn s rôznymi druhmi mriežkových štruktúr. Ide ale o zložitú formu – takúto výzvu si vytvára zákazník sám.
A existujú čisto technologické ťažkosti - to jeveľké produkty leteckého motora s rôznymi typmi povrchov. Napríklad uzavreté kanály so zložitými vnútornými väzbami pre tuhosť perforácie. Samostatne sú to jednoduché prvky, ale celkovo je to mimoriadne ťažké. A pri veľkých výrobkoch sú hlavnými problémami zmršťovanie, deformovanie a praskanie.
„Ak sa výroba nerozvinie, začína degradácia. Nie je možné stáť na mieste a prosperovať.“
— Ste si istý, že čelíte skepticizmu výrobcov? Čo o vás zvyčajne hovoria a ako ich presvedčíte?
— Dokonca by som povedal, že ide o bipolárny proces. Sú ľudia, ktorí neveria, že 3D tlač vôbec funguje, iní si ju naopak idealizujú a veria, že dokáže úplne čokoľvek.
Zotrvačnosť myslenia je vlastná ľuďom určitéhoveku, ktorí pracujú vo výrobe už 30 rokov po sebe a presne vedia, ako proces vyzerá, veria, že ho netreba meniť. A sú zapálení ľudia, ktorých koncept digitalizácie zaujíma a chcú vyskúšať niečo nové. Nie preto, že by boli nútení – to je vnútorná potreba inžiniera. A má argumenty – môžete to urobiť rýchlejšie, pridať jedinečný tvar, zvýšiť efektivitu a preložiť to všetko do reči čísel. Toto je správny prístup – ak sa nevyvíjate, začína degradácia. Nie je možné stáť na mieste a prekvitať.
Keď nás kontaktuje skeptický zákazník -Úprimne hovoríme, že náš technologický proces má obmedzenia. Ale tiež ukazujeme, ako vie vyhrať. Ponúkame naše riešenia – namiesto piatich samostatných prvkov ich optimalizujeme do jedného, vytlačíme niekoľko testovacích prípadov zadarmo. Ak sa im to nepáčilo, je to v poriadku, získali skúsenosti a my sme dostali novú komunikáciu.
Informačná zložka sa teraz začínavyvíjať rýchlejšie a výroba dobehne. A práve 3D tlač bude kľúčovou oblasťou, pretože inak sa tieto zložité a efektívne produkty jednoducho zohnať nedajú. Tí zákazníci, ktorí ignorujú túto oblasť, budú porazení a utrpia straty. Toto je prehnaný a pesimistický obraz sveta, ale lepšie je pozrieť sa pravde do očí.
„Mnoho ľudí si kladie triviálnu otázku: „Máme takýto produkt, chceme ho vytlačiť“
— Čo vám ešte bráni kombinovať aditívne technológie a masovú výrobu?
- Nechcem preháňať, ale vždy bokomklientovi zostáva riadiaci aparát, ktorý napriek názoru inžiniera a jeho iniciatíve môže rozhodnúť, že nemá prostriedky. Aditívna výroba je drahá, takže je bežné, že odľahčovacie a zefektívňujúce konštrukcie poskytujú priame ekonomické výhody, ako napríklad v leteckom priemysle. A tí, ktorí tu a teraz z aditívnej výroby priamo neprofitujú, ju nerealizujú, pretože zatiaľ sú všetci spokojní so všetkým.
— Ako spojiť tradičnú výrobu a 3D tlač?
— Ak sledujeme, ako vedecko-technickýrevolúcia a ako to súviselo s výrobou - najskôr remeselníci robili všetko v jedinom exemplári na objednávku. Potom sa objavili prvé stroje, výroba sa rozšírila. Začali sme vyrábať produkty na sklad, aby sme sortiment mohli predávať na trhu. Keď sme prešli na montážnu linku, výroba sa stala masívnou a zjednotenou. To znižuje náklady na výrobu – jednoduchšie je vyrobiť jeden formulár a 10 tisíc rovnakých kópií. Ale vyvíjame sa, zrýchľuje sa proces digitalizácie, je veľký výpočtový výkon, rozvíja sa optimalizácia a počítačová simulácia technologických cyklov.
Existuje aj koncepcia ďalšieho rozvoja spoločnosti— zmeny v technických a ekonomických formáciách vedú k zmenám v spôsobe života ľudí. V najrozvinutejších spoločnostiach sa už rozvíja hospodárne nakladanie so zdrojmi – to všetko veľmi dobre zapadá do 3D tlače. Nepotrebujeme tlačiť tisíce rovnakých produktov v nádeji, že si ich zákazník kúpi. Prichádza so svojím prípadom a nečaká tri roky, kým pripravíme infraštruktúru a urobíme, čo potrebuje. Počítanie trvá týždne a mesiace.
Preto sa tlač stane organickou súčasťouvýroby a nájde si v nej svoje miesto. Tlačiť niektoré veci bude zároveň stále nezmyselné – netreba tlačiť hárkové štruktúry, je to neekonomické a náročné. A zložité a jedinečné produkty sa ľahšie tlačia a dosahujú maximálnu efektivitu.
</ p>Na koho sa zameriavate, kto je teraz hlavným referenčným bodom v tejto oblasti?
Teraz sú lídrami v tomto odvetví európski aAmerické spoločnosti s dlhoročnými skúsenosťami. Aditívne riešenia do svojich produktov už niekoľko rokov zavádzajú napríklad Boeing a Airbus, Aston Martin či Ferrari. Snažíme sa vzhliadať k významným svetovým korporáciám a učiť sa od tých, ktorí sú v popredí aditívneho priemyslu.
Relatívne nedávno sme boli zaškolení vmedzinárodný program Additive Minds. V rámci školenia bolo napríklad predvedených množstvo dizajnových realizácií. A potom človek, ktorý nevie, kam sa má pozerať, uvidí krásny obrázok a profesionál uvidí skvelé riešenie, ktoré môže použiť pri svojej práci. Samozrejme, takýmto veciam venujeme pozornosť a aplikujeme ich na náš výskum.
Ruská aréna má tiež svojich lídrov a„priekopníkov trhu“, spolupracujeme s nimi na jednej lodi. Vymieňame si riešenia a nápady, inak neprežijeme. V prvom rade ide o podniky okruhu UEC: UEC-Saturn, UEC-Aviadvigatel a UEC-UMPO.
— Čo očakávate v tejto oblasti v najbližších 5 – 10 rokoch?
- V smere tlače s kovmi by sompovedala technická irónia. Existuje vybavenie a GOST, s ktorými pracujeme. A vidíme zrejmé veci, ktoré možno zlepšiť alebo dokonca odstrániť, aby sa komplexné produkty vyrábali rýchlejšie, lacnejšie a lepšie.
Ale sú oblasti, ktoré sú mimo kruhunaše vedomosti, a tým môže viesť k najradikálnejším zmenám. Napríklad zrýchlený vývoj umelej inteligencie povedie k tomu, že celý tlačový komplex bude možno skomprimovaný do jednej aplikácie, kde sa bude brať do úvahy produkt a model vďaka algoritmom urobí všetko za človeka. A zamestnanci budú môcť tento čas venovať ďalšiemu rozvoju sféry. Nie som futurista, ale zdá sa mi, že ide o očividnú zmenu.
Dejú sa aj neočividné objavy – kto by si napríklad myslel, že rast výpočtovej sily vďaka kryptomenám, videohrám a interaktívnej zábave pomôže pri výpočte genetického kódu?
Čítaj viac:
Na pyramíde v Číne sa našiel portrét „kráľa predkov“. Vládol pred viac ako 4000 rokmi
Dĺžka pozemského dňa sa predlžuje. Vedci nevedia prečo
Inžinieri vytvorili „perpetum mobile machine“ pre prenosné atómové hodiny