Како штампати авион: шта је метална 3Д штампа и како ће променити производњу

„Главна ствар коју 3Д штампање може да уради је да истисне максимум из структура“

— 3Д штампа је увек била област где постоји

има доста независних ентузијаста. Сада их је све мање и штампарија је више продрла у индустрију. Зашто се то догодило?

— У Русији постоји група људи, ја бих их назваоентузијасти религиозног типа који обожењавају ФДМ технологију (градња депозицијом слој по слој – прим. прим.), они о томе знају апсолутно све: знају да склопе штампач од импровизованих материјала, добијају сировине. Ово знање је већ у потпуности истражено. ФДМ је релативно лак, јефтин и брз, широко доступан, нема ограничења у погледу санитарних стандарда, а његова главна чар је што се може применити у свакодневном животу. Носач је покварен, треба да одштампате постоље? Лако се штампају.

Али метални печат је сада зона сумракаима елементе који му не дозвољавају да постане свеприсутан. Ово је прилично скупо, захтева много ресурса и сложену инфраструктуру коју само успешно предузеће са правим особљем може себи да приушти.

Дакле, знање о металној штампи на почеткуније их било много, али то је баш случај добре фабричке праксе, када мајстор почиње као бравар или стругар, ради рукама да схвати како све то функционише. А онда примењује знање о инсталацијама као пуноправни инжењер.

Евгениј Болкховецки

— Како се сада развија метална 3Д штампа?

— Адитивна технологија није апстракција, већједна од технолошких компоненти. Нема потребе да се све штампа свуда, најважније је да се добије технички и економски ефекат. Грубо говорећи, штампани производ треба да пружи предности у поређењу са производом који је отопљен и наоштрен. На пример, конструкције савијених лимова не морају да се штампају - оне се јефтиније и брже израђују у класичној машинству, где је процес разрађен деценијама. Оне индустрије које то раде можда никада неће доћи до 3Д штампања.

Али главна ствар коју 3Д штампање може да уради је да се истиснеструктуре максимално. На пример, може помоћи да се производ учини лакшим уз задржавање снаге, смањи потрошњу материјала или створи јединствени модел за протетику - класичан начин да се то уради биће дуг и скуп. Или још један задатак - учинити мотор лакшим уз одржавање функционалности, перформанси и снаге. Тако, на пример, изгледа да нове лопатице мотора авиона са сложеним каналима за хлађење повећавају свој ресурс и издржљивост.

Ова решења су се појавила само зато што је инжрешио проблем. Схватио је да би могао да испроба нови приступ – прављење решеткасте структуре од танке љуске која би учинила елемент мотора 20% лакшим и 15% ефикаснијим у потрошњи горива. Дакле, авион ће летети даље, ракета ће појести мање горива, лансирања ће постати економичнија и носивост се може повећати.

Све ово се може урадити само уз 3Д штампање.Оне организације које желе да олакшају дизајн и брзо добију прототип, а не чекају, рецимо, годину и по дана, иду у штампу. На нашем терену је могуће направити неколико итерација критичних компоненти мотора ваздухопловног комплекса за пар месеци, тестирати елемент и разумети како ће он функционисати. Предности коришћења штампе су очигледне, али ово није панацеја, неће све заменити, већ ће наћи своје место где је његова употреба економски исплатива.

—&нбсп;Да ли имате примере појединачних елемената који су направљени на традиционалан начин, а сада су штампани?

— Помогли смо да пренесемо управљање једнимхеликоптерску технологију на алуминијуму и штампао га. Сада је цео ланац кинематике постао лакши и бржи, дизајн се може тестирати, разумети шта се може променити и добити ажурирани производ у року од недељу или две.

Сложенији пример:поједини елементи авионских мотора. Да бисмо то урадили, разговарали смо са специјалистима, они су надгледали производе који су претходно направљени ливењем. Да, мало су поскупели, али брзина производње је десетоструко повећана – можемо да обезбедимо кућишта која ће се користити за тестове на клупи, они ће то загрејати, течност и гориво ће циркулисати тамо под притиском, биће стављено у услове у којој ће то бити рад.

Мање познати примери:оптика за елементе носиве електронике или наочаре проширене стварности. Распон је веома широк - од делова од којих не зависе перформансе инсталација, до уређаја који се уграђују на мотор авиона.

„Многи не знају за адитивне технологије, доносе производе и кажу „ми желимо да штампамо потпуно исто“

Како изгледа процес развоја производа коришћењем штампања?

— У Русији постоји много организација гдераде професионалци, знају све о својој области. Али када дођу да науче нешто ново, не знају одакле да почну. Због тога многи људи постављају банално питање: „Имамо такав производ, желимо да га штампамо. Затим постоји техника која се паметно зове скрининг изводљивости. Поједностављено речено, ово је избор – параметри по којима можете да разумете да ли је производ вредан штампања, није вредан тога или има потенцијал да се одштампа.

Ако штампање не успе или хоћескупо, искрени смо о томе. Купац сам одлучује да ли му то одговара. Ако производ има потенцијал, нудимо нова дизајнерска и технолошка решења: додати или променити нешто да побољшамо дизајн. Тако ће бити мањи ризик да нећемо моћи да штампамо производ или смањимо време његове израде и количину материјала.

А има купаца који су све разрадили, ипроизвод мора бити одштампан "у чело". Комуникација са купцима је другачија, јер ово није класично машинство, које се ради деценијама, где постоје сви цртежи и сви разумеју како ради струг или глодалица. Све су то нове технологије. Мало људи зна како функционише 3Д штампање метала.

Шта је најтеже штампати?

- Сложеност бих поделио на форму ипроизводна компонента. Вероватно тежи од генеративног бионичког дизајна са различитим врстама решеткастих структура још није измишљен. Али ово је сложен облик - такав изазов ствара сам купац.

А ту су и чисто технолошке потешкоће - ово јевелики производи авионског мотора са различитим врстама површина. На пример, затворени канали са сложеним унутрашњим везама за ригидност перфорације. Одвојено, ово су једноставни елементи, али укупно је то изузетно тешко учинити. А за производе великих димензија, главне потешкоће су скупљање, савијање и пуцање.

„Ако се производња не развије, почиње деградација. Немогуће је стајати мирно и напредовати.”

— Јесте ли сигурни да се суочавате са скептицизмом произвођача? Шта обично говоре о вама и како их убеђујете?

— Чак бих рекао да је ово биполарни процес. Има људи који не верују да 3Д штампа уопште функционише, док је други идеализују и верују да може апсолутно све.

Инерција мишљења је својствена људима извесногстарости, који 30 година заредом раде у производњи и тачно знају како тај процес изгледа, сматрају да нема потребе да се мења. А има и страствених људи који су заинтересовани за концепт дигитализације и желе да пробају нешто ново. Не зато што су присиљени - то је унутрашња потреба инжењера. И он има аргументе - можете то учинити брже, додати јединствени облик, повећати ефикасност и све ово превести на језик бројева. Ово је прави приступ - ако се не развијате, почиње деградација. Немогуће је мирно стајати и цветати.

Када нам се јави скептичан купац -Искрено кажемо да наш технолошки процес има ограничења. Али такође показујемо како може да победи. Нудимо наша решења - уместо пет засебних елемената, оптимизујемо их у један, штампамо неколико тест случајева бесплатно. Ако им се није допало, у реду је, они су стекли искуство, а ми нову комуникацију.

Информациона компонента сада почињеразвијати брже и производња ће сустићи. А 3Д штампа ће бити кључна област, јер се у супротном ови сложени, ефикасни производи једноставно не могу добити. Они купци који игноришу ову област биће губитници и трпе губитке. Ово је преувеличана и песимистична слика света, али боље је суочити се са истином.

„Многи људи постављају тривијално питање: «Имамо такав производ, желимо да га штампамо»”

— Шта вас још спречава да комбинујете адитивне технологије и масовну производњу?

- Не желим да претерујем, али увек на страниклијенту остаје управљачки апарат, који и поред мишљења инжењера и његове иницијативе може одлучити да нема ресурса. Адитивна производња је скупа, тако да је уобичајено да постоји директна економска корист од осветљења и оптимизације дизајна, као што је у ваздухопловној индустрији. А они који немају директну корист од адитивне производње овде и сада то не примењују, јер су до сада сви задовољни свиме.

— Како спојити традиционалну производњу и 3Д штампање?

— Ако пратимо како се научно-техничкиреволуција и како је то било повезано са производњом – у почетку су занатлије све радиле у једном примерку по наруџбини. Тада су се појавиле прве машине, производња се проширила. Почели смо да правимо производе на лагеру како бисмо асортиман могли да продамо на тржишту. Када смо прешли на монтажну траку, производња је постала масовна и обједињена. Ово смањује трошкове производње - лакше је направити један образац и 10 хиљада идентичних примерака. Али ми се развијамо, процес дигитализације се убрзава, има много рачунарске снаге, развија се оптимизација и компјутерска симулација технолошких циклуса.

Постоји и концепт о даљем развоју друштва— промене техничких и економских формација доводе до промена у начину живота људи. У најразвијенијим друштвима се већ развија економично руковање ресурсима – све се то врло добро уклапа у 3Д штампање. Не морамо да штампамо хиљаде идентичних производа у нади да ће их купац купити. Он долази са својим случајем и не чека три године да припремимо инфраструктуру и урадимо оно што му треба. Бројање траје недељама и месецима.&нбсп;

Стога ће штампање постати органска компонентапроизводње и наћи ће своје место у њој. Истовремено, штампање неких ствари ће и даље бити бесмислено - нема потребе да се штампају структуре листова, то је неекономично и тешко. А сложени и јединствени производи се лакше штампају и добијају максималну ефикасност.&нбсп;

</ п>

На кога се фокусирате, ко је сада главна референтна тачка у овој области?

Сада су лидери индустрије европски иАмеричке компаније са дугогодишњим акумулираним искуством. На пример, Боинг и Ербас, Астон Мартин или Ферари већ неколико година уводе адитивна решења у своје производе. Трудимо се да будемо једнаки великим глобалним корпорацијама и учимо од оних који су на почетку индустрије адитива.

Релативно недавно смо обучени умеђународни програм Аддитиве Миндс. На пример, као део обуке, демонстрирано је неколико имплементација дизајна. А онда ће особа која не зна где да гледа видети прелепу слику, а професионалац ће видети кул решење које се може користити у свом раду. Наравно, на такве ствари обраћамо пажњу и примењујемо их у нашим истраживањима.

Руска арена такође има своје лидере и„пионири тржишта“, радимо са њима у сарадњи, у истом чамцу. Размењујемо решења и идеје, иначе нећемо опстати. Пре свега, то су предузећа круга УЕЦ: УЕЦ-Сатурн, УЕЦ-Авиадвигател и УЕЦ-УМПО.

— Шта очекујете у овој области у наредних 5-10 година?

- У правцу штампе металима бихрече техничка иронија. Постоји опрема и ГОСТ-ови са којима радимо. И видимо очигледне ствари које се могу побољшати или чак уклонити како би сложени производи били бржи, јефтинији и бољи.

Али постоје области које су изван круганаше знање, и притом може довести до најрадикалнијих промена. На пример, убрзани развој вештачке интелигенције довешће до тога да ће цео штампарски комплекс евентуално бити компримован у једну апликацију, где ће се производ разматрати и модел ће због алгоритама учинити све за човека. А запослени ће ово време моћи да потроше на даљи развој сфере. Нисам футуриста, али чини ми се да је ово очигледна промена.

Догађају се и неочигледни помаци – на пример, ко би помислио да ће раст рачунарске снаге због криптовалута, видео игрица и интерактивне забаве помоћи у израчунавању генетског кода?

Опширније:

На пирамиди у Кини пронађен је портрет "краља предака". Владао је пре више од 4000 година

Дужина земаљског дана се повећава. Научници не знају зашто

Инжењери су направили „вечни мотор“ за преносиве атомске сатове