"Головне, що вміє 3D-друк, - вичавлювати з конструкцій максимум"
— 3D-друк завжди був сферою, де є
— У Росії є група людей, я назвав би їхентузіастами релігійного типу, які обожнюють FDM-технологію (побудова шляхом пошарового наплавлення - ред.), знають про неї все: вміють збирати принтер з підручних матеріалів, отримують сировину. Цей обсяг знань вже вивчений. FDM – це відносно легко, дешево та швидко, загальнодоступно, там немає обмежень за санітарними нормами, і основна його принада – можна застосувати у повсякденному житті. Зламався кронштейн, чи потрібно роздрукувати підставку? Їх легко надрукувати.
Але металевий друк зараз зона сутінків, уїї є елементи, які дозволяють стати повсюдно поширеною. Це досить дорого, потребує багато ресурсів та складної інфраструктури, яку може дозволити собі лише успішне підприємство із потрібними кадрами.
Тому знань з металевого друку на стартібуло не так багато, але це той самий випадок гарної заводської практики, коли майстер починає слюсарем чи токарем, працює руками, аби зрозуміти, як усе це функціонує. А потім знання про установки застосовує як повноцінного інженера.
Євген Болховецький
— Як зараз розвивається 3D-друк металом?
- Адитивна технологія - це не абстракція, аодна з технологічних складових. Не треба друкувати все, найголовніше — отримувати техніко-економічний ефект. Грубо кажучи, надрукований виріб має приносити вигоду порівняно з виробом, який плавили та точили. Наприклад, гнуті листові конструкції друкувати не потрібно - їх дешевше і швидше робити в класичному машинобудуванні, де процес відпрацьований вже десятками років. Ті виробництва, які цим займаються, можливо ніколи не прийдуть до 3D-друку.
Але головне, що вміє 3D-друк, — вичавлювати зконструкцій максимум. Наприклад, вона може допомогти зробити продукт легшим із збереженням міцності, зменшити матеріаломісткість або створити унікальну модель для протезування – класичним способом робити це буде довго та дорого. Або інше завдання — зробити двигун легшим із збереженням функціональності, працездатності та міцності. Так, наприклад, з'являються нові лопатки авіадвигунів зі складними каналами охолодження, щоб збільшити їхній ресурс і стійкість.
Ці рішення з'явилися лише тому, що інженерзайнявся проблемою. Він зрозумів, що можна спробувати новий підхід — зробити ґратчасту структуру з тонкою оболонкою, яка зробить елемент двигуна на 20% легшим і на 15% економічнішим. Так літак літатиме далі, ракета їстиме менше палива, запуски стануть економнішими і корисне навантаження можна буде збільшити.
Все це можна зробити лише за допомогою 3D-друку.Ті організації, які хочуть полегшити конструкції і швидко отримати прототип, а не чекати, скажімо, півтора року, йдуть до друку. У нашій сфері можна за кілька місяців зробити кілька ітерацій відповідальних вузлів двигуна авіаційного комплексу, протестувати елемент та зрозуміти, як він працюватиме. Вигода від застосування друку очевидна, але це не панацея, вона не замінить усе, а знайде своє місце там, де її застосування економічно вигідне.
- У вас є приклади окремих елементів, які робили традиційними способами, але тепер друкують?
— Ми допомогли перевести рульове керування однієювертолітної техніки на алюміній і надрукували його. Тепер весь ланцюжок передачі кінематики став легшим і швидшим, конструкцію можна протестувати, зрозуміти, що можна змінити і отримати оновлений виріб протягом тижня або двох.
Більш складний приклад:окремі елементи авіаційних двигунів. Для цього ми спілкувалися з фахівцями, вони займалися курінням виробів, які раніше робилися литтям. Так, вони трохи зросли в ціні, але швидкість виробництва зросла в десятки разів — ми можемо надавати корпуси, які підуть на стендові випробування, його грітимуть, там циркулюватиме рідина та паливо під тиском, його поставлять у ті умови, за яких він буде працювати.
Із менш відомих прикладів:оптика для елементів електроніки, що носиться, або окулярів доповненої реальності. Спектр дуже великий - від деталей, від яких не залежить працездатність установок, до пристроїв, які стоять на авіаційному двигуні.
«Багато хто не знає про адитивні технології, вони приносять вироби і кажуть “хочемо надрукувати таке саме”»
— Як виглядає процес розробки виробу за допомогою друку?
— У Росії є дуже багато організацій, депрацюють професіонали, вони знають про свою сферу всі. Але коли приходять вивчати щось нове, — не знають, чого розпочати. Тому багато хто звертається з банальним питанням: «У нас є такий виріб, ми хочемо його надрукувати». Далі є методика, яка розумно називається техніко-економічним скринінгом. Якщо сказати по-простому, це відбір — параметри, за якими можна зрозуміти, чи варто друкувати виріб, чи не варто, чи має потенціал до друку.
Якщо надрукувати не виходить чи це будедорого, ми чесно про це говоримо. Замовник сам вирішує, чи це влаштовує його. Якщо виріб має потенціал, пропонуємо нові конструктивно-технологічні рішення: щось додати або змінити, щоб покращити конструкцію. Так буде менше ризику, що ми не зможемо надрукувати продукт або зменшимо час його побудови та кількість матеріалу.
А є замовники, які все пропрацювали, таВиріб треба надрукувати «в лоб». Комунікація із замовниками складається різна, бо це не класичне машинобудування, яким займалися десятки років, де є всі креслення та всі розуміють, як працює токарний чи фрезерний верстат. Все це – нові технології. Як працює металева 3D-друк, знають мало хто.
— Що найскладніше надрукувати?
— Я б розділив складність з погляду форми тавиробничої складової. Напевно, складніше, ніж генеративний біонічний дизайн з різними ґратчастими структурами поки що не придумали. Але це складна форма – такий виклик створює сам замовник.
А є суто технологічні складності — цевеликі вироби авіаційного двигуна із різними типами поверхонь. Наприклад, замкнуті канали зі складними внутрішніми ланками для жорсткості перфорації. Окремо це нескладні елементи, але у сумі зробити це дуже важко. І для великогабаритних виробів основні складності - усадка, короблення та розтріскування.
«Якщо не розвиватиме виробництво, починається деградація. Стояти на місці та процвітати неможливо»
— Ви, напевно, стикаєтеся зі скепсисом виробників? Що вони зазвичай говорять про вас і як ви їх переконуєте?
— Я навіть сказав би, що це двополярний процес. Є люди, які взагалі не вірять, що 3D-друк працює, а інші його ідеалізують і вважають, що він може абсолютно все.
Інерція мислення властива людям певноговіку, які 30 років поспіль працюють на виробництві та точно знають, як виглядає процес, вважають, що його нема чого міняти. А є люди пасіонарні, яким цікава концепція цифровізації та хочеться спробувати щось нове. Не тому, що їх змушують — це внутрішня потреба інженера. І він має аргументи — можна зробити швидше, додати унікальну форму, підвищити ККД і перекласти все це мовою цифр. Це правильний підхід — якщо не розвиватись, починається деградація. Стояти на місці та процвітати неможливо.
Коли до нас звертається скептичний замовник.Чесно говоримо, що наш технологічний процес має обмеження. Але ми показуємо те, як він зможе виграти. Пропонуємо свої рішення – замість п'яти окремих елементів оптимізуємо їх в один, безкоштовно друкуємо кілька тестових прикладів. Якщо їм не підійшло — нічого страшного, вони здобули досвід, а ми — нову комунікацію.
Інформаційна складова зараз починаєрозвиватиметься швидше і виробництво підтягуватиметься. А 3D-друк буде ключовою сферою, бо інакше ці складні ефективні вироби просто не отримати. Ті замовники, які ігнорують цю сферу, будуть у програші і зазнають збитків. Це перебільшена і песимістична картина світу, але краще подивитися правді у вічі.
«Багато хто звертається з банальним питанням: «У нас є ось такий виріб, ми хочемо його надрукувати».
— А що ще заважає поєднати адитивні технології та масове виробництво?
- Я не хочу згущувати фарби, але завжди на сторонізамовника залишається апарат керівництва, який, незважаючи на думку інженера та його ініціативу, може вирішити, що вони не мають ресурсів. Адитивне виробництво дороге, тому воно поширене тим, що полегшення та оптимізація конструкцій дає прямий економічний зиск — це, наприклад, авіакосмічна галузь. А ті, кому адитивне виробництво не приносить прямої вигоди тут і зараз, — не впроваджують його, адже поки що всіх усе влаштовує.
— Як поєднати традиційне виробництво та 3D-друк?
— Якщо ми простежимо, як йшли науково-технічніреволюції і як це було пов'язано з виробництвом, спочатку ремісники робили все в одиничному екземплярі на замовлення. З'явилися перші верстати, виробництво розширилося. Почали робити продукцію запас, щоб можна було на ринку продавати асортимент. Коли ми перейшли на конвеєр, виробництво стало масовим та уніфікованим. Це здешевлює продукцію — простіше зробити одну форму та 10 тис. ідентичних копій. Але ми розвиваємося, прискорюється процес цифровізації, з'являється багато обчислювальних потужностей, розвивається оптимізація та комп'ютерна симуляція технологічних циклів.
Ще є концепція щодо подальшого розвитку суспільства- Зміна техніко-економічних формацій призводить до того, що і спосіб життя людей змінюється. У найрозвиненіших суспільствах вже розвивається економне поводження з ресурсами — це дуже добре лягає на 3D-друк. Нам не потрібно друкувати тисячі однакових виробів, сподіваючись, що замовник їх купить. Він приходить зі своїм кейсом і не чекає на три роки, поки ми підготуємо інфраструктуру і зробимо те, що йому потрібно. Рахунок йде на тижні та місяці.
Тому друк стане органічною складовоювиробництва та знайде своє місце всередині нього. При цьому друкувати деякі речі все одно буде безглуздо – не треба друкувати листові конструкції, це неекономно та складно. А складні та унікальні вироби простіше надрукувати та отримати максимум ефективності.
</ P>— На кого ви орієнтуєтесь, хто зараз головний орієнтир у цій сфері?
Зараз лідерами галузі вважаються європейські таамериканские компании с многолетним накопленным опытом. Например, в Boeing и Airbus, Aston Martin или Ferrari не первый год внедряют аддитивные решения в свои продукты. Мы стараемся равняться на крупные мировые корпорации и обучаться у тех, кто стоит у истоков аддитивной отрасли.
Нещодавно ми пройшли навчання зміжнародної програми Additive Minds. Наприклад, у рамках навчання демонструвалася низка конструкторських виконань. І тут людина, яка не знає, куди дивитися, побачить гарну картинку, а професіонал — класне рішення, яке можна використовувати у своїй роботі. Звичайно, ми звертаємо увагу на такі речі та застосовуємо їх зі своїми дослідженнями.
На російській арені теж є свої лідери та"Піонери ринку", ми працюємо з ними в колаборації, в одному човні. Обмінюємося рішеннями та ідеями, інакше не вижити. Це насамперед підприємства контуру ОДК: ОДК-Сатурн, ОДК-Авіадвигун та ОДК-УМПО.
— Що ви чекаєте у цій сфері у найближчі 5–10 років?
— У напрямку друку металами є, я бсказав технічна іронія. Є обладнання та ГОСТи, з якими ми працюємо. І ми бачимо очевидні речі, які можна поліпшити або навіть прибрати, щоб робити складніші вироби швидше, дешевше і якісніше.
Але є області, які знаходяться за коломнашого знання, і при цьому можуть призвести до найрадикальніших змін. Наприклад, прискорений розвиток штучного інтелекту призведе до того, що весь комплекс друку, можливо, буде стиснутий до одного додатка, де вважатиметься виріб і модель за рахунок алгоритмів все робитиме за людину. А співробітники зможуть витратити цей час на розвиток сфери. Я не футуролог, але мені здається, що це очевидна зміна.
Трапляються й неочевидні прориви — наприклад, хто б міг подумати, що зростання обчислювальних потужностей через криптовалют, відеоігри та інтерактивні розваги допоможе у розрахунку генетичного коду?
Читати далі:
На піраміді у Китаї знайшли портрет «царя предків». Він правив понад 4 000 років тому
Тривалість земного дня зростає. Вчені не знають чому
Інженери створили «вічний двигун» для портативних атомних годинників