3d-принтер: спасательный круг промышленности?

Как я уже писал, начался второй этап перехода непосредственно к неофеодализму. Неофеодализм – константа циклического развития человечества. Оно испытывает резкое сжатие, минимизацию (численности населения, прав и свобод, государственных и бизнес -структур, материальных благ). Пусть и не всегда строго одновременно. При этом в разных обществах могут слабеть разные элементы уклада. Некоторые другие, наоборот, могут продолжать активно развиваться. Но чаще всего социум коренным образом меняется.

 

При этом неофеодализм, как и любая эпоха перемен, порождает новые опасности и новые возможности. Их достаточно ясно видят: первых хотят избежать; вторые – использовать. Поэтому к неофеодализму переходят в т.ч. отчасти сознательно. В том числе геополитические конкуренты России.

«Президент США Дж. Байден поддержал инициативу AM Forward, направленную на повышение конкурентоспособности малого и среднего бизнеса, создание высокооплачиваемых рабочих мест и повышение устойчивости цепей поставок за счёт дальнейшего развития и более широкого внедрения технологий 3D-печати.

 

Программа AM Forward носит форму добровольного соглашения между крупными компаниями и мелкими поставщиками по локализации цепочек поставок за счёт более широкого внедрения аддитивных производственных технологий. Инициаторами выступили такие промышленные гиганты, как GE Aviation, Honeywell, Lockheed Martin, Raytheon и Siemens Energy. По сути, речь идёт о своеобразном импортозамещении — локализации производства с привлечением малого и среднего американского бизнеса и более широким использованием технологий 3D-печати.

GE Aviation будет привлекать мелких поставщиков к половине тендеров на услуги по 3D-печати и доведёт долю малого и среднего бизнеса в поставках 3D-печатных изделий до 30% от общего объёма.

 

Raytheon также доведёт участие малого и среднего бизнеса в тендерах на производство с использованием аддитивных технологий до 50%, а заодно направит усилия на упрощение процесса закупок» (1). Таким образом американцы хотят повысить самодостаточность своей экономики, уменьшить зависимость от макроэкономических колебаний, резко снизить расходы на логистику и транспорт. К тому же «неофеодальные ремесленники» с 3d-принтерами могут относительно гибко менять ассортимент производимых товаров, выполнять заказы на разные типы изделий. 3d-технологии порой позволяют им сравнительно просто сделать нечто сложное, снижается потребность в квалифицированных узких специалистах.

Не стоят на месте и в нашей стране. Например, разработаны новые технологии 3д-печати, которые могут резко удешевить производство антенн для высокоточных устройств. «Московский физико-технического института (МФТИ) исследовал производственную технологию, основанную на FDM 3D-печати заготовок с последующей электрохимической металлизацией. Метод позволяет создавать сложные объёмные конструкции, актуальные при производстве высокоточных устройств, например, антенн 5G и 6G.

 

Важность разработки заключается в возможности обеспечении качественной и однородной связи для бесперебойной работы сложного промышленного и логистического оборудования,сообщает Минобрнауки РФ. Во избежание образования мёртвых зон необходимо устанавливать несколько маршрутизаторов, либо создавать специализированные антенны, производство которых осложняется нетривиальной конфигурацией. Возникает вопрос: из чего сделать такие антенны?

 

Стереолитографические и FDM 3D-принтеры, печатающие полимерами, на порядки дешевле систем для 3D-печати металлами, однако получаемые на таких 3D-принтерах структуры не проводят электрический ток. С другой стороны, недорогие пластмассовые модели совместимы с различными сплавами. Металлы с высокой проводимостью позволяют достигать превосходных электромагнитных характеристик: обычно для диапазона частот 1-10 ГГц достаточно нескольких микрон меди. Таким образом, с помощью тончайшего металлического слоя на пластмассовой конструкции можно получить высокоточную антенну, себестоимость которой намного ниже 3D-печати непосредственно металлами» (2).

3d-принтер всё больше проникает и в тяжёлое машиностроение. «С ноября 2021 года Опытное конструкторское бюро машиностроения имени И.И. Африкантова, входящее в состав машиностроительного холдинга «Атомэнергомаш» государственной корпорации «Росатом», эксплуатирует аддитивное оборудование разработки Института лазерных и сварочных технологий СПбГМТУ.

 

ОКБМ имени И. И. Африкантова — разработчик и производитель реакторных установок и другого оборудования для атомных станций и судов. Как сообщает отраслевое издание «Страна Росатом», ОКБМ пробует новые методы изготовления деталей для удешевления производства и уже около двух лет осваивает аддитивные технологии. В ноябре прошлого года бюро получило промышленный 3D-принтер по технологии прямого лазерного выращивания, сконструированный Институтом лазерных и сварочных технологий (ИЛИСТ) Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ, Корабелка).…

 

На 3D-принтерах в ОКБМ пробуют делать макеты основных изделий в натуральную величину. Например, часть вытеснителя — детали реакторной установки «РИТМ-200». На образце отрабатывали режимы и добивались нужной геометрии. С вытеснителя начали потому, что он сложен в изготовлении обычным способом — выстругиванием рельефа в металлическом бруске. При обработке заготовка изгибается дугой. Чтобы снять напряжение в металле и выпрямить изделие, прибегают к специальным приёмам. Выращенный на 3D-принтере вытеснитель получается прямым без дополнительных усилий и соответствует проектным характеристикам.

 

«Одно тестовое изделие изготавливалось на 3D-принтере двадцать семь часов. Классическим методом его делают порядка сорока дней. Конечно, механическая обработка потребует ещё примерно семь дней, но все равно выигрыш очевиден», — рассказал Александр Лукоянов» (3).

3d- технологии - будущее отечественного авиастроения. «Уральский завод гражданской авиации займётся производством лёгких многоцелевых турбовинтовых самолётов ЛМС-901 «Байкал» на замену Ан-2. На серийные машины планируется устанавливать двигатели с 3D-печатными компонентами. …Как пояснил технический директор завода Леонид Худорожков, отечественная силовая установка создаётся с применением деталей, напечатанных на 3D-принтерах». «Ростех разработал в Перми вакуумный 3D-принтер. Устройство позволит создавать сверхпрочные детали для самолетов и космических кораблей.

 

Особенность принтера — наличие всеракурсного робота-манипулятора. Он позволяет «выращивать» изделия любой сложности, форм и размеров (до 0,2 мм). Для создания деталей принтер использует электронно-лучевую технологию. При этом все предметы изготавливаются в вакууме.Этот метод исключит окислительные реакции и увеличит прочность материала при меньшей толщине и объеме изделия, что необходимо в авиации. Например, предел прочности заготовок нержавеющей стали, полученных данным способом, повышается на 16%.

 

Принтер способен печатать предметы из титана, стали, меди, алюминия и редких сплавов. К концу 2022 года Ростех в сотрудничестве с НИТИ «Прогресс» и компанией «РТ-Капитал» планирует выпустить несколько опытных образцов нового устройства». По словам Александра Зылева, заместителя генерального директора по науке и производству НИТИ «Прогресс: «Главная цель — внедрение данной технологии в широкое промышленное использование, в том числе на предприятиях авиационного кластера Ростеха» (4).

 

Всё чаще эксперименты с и использованием вторичного сырья для 3d-печати выходят на промышленный уровень. «Компания REC, российский производитель расходных материалов для FDM/FFF 3D-принтеров, предлагает позаботиться одновременно о природе и семейном бюджете с помощью недорогих филаментов rPETG из переработанного пластика, практически не уступающих материалам из первичного сырья.

 

Как пояснил 3Dtoday исполнительный директор компании REC Дмитрий Миллер, сырьём для rPETG служит переработанный пластик, в основном получаемый из деталей бытовой пищевой техники, например, кухонных комбайнов. Пластик сортируется, дробится, химически восстанавливается и экструдируется в филамент.… Дешёвым такое производство назвать нельзя: на самом деле переработка отходов обходится дороже, чем покупка первичного сырья, зато позволяет компании делать свой вклад в заботу об окружающей среде» (5).

 

Всё это очень и очень хорошо. Однако на нынешнем этапе конкуренции с Соединёнными Штатами, в том числе – экономической, этого совершенно недостаточно. Нужна централизованная программа поддержки использования 3d-технологий как в крупном, так и в мелком производстве. Необходима также более масштабная научно-исследовательская работа. Особенно важно быстро расширить сферу применения 3d-печати, удешевить производство расходных материалов, расширение спектра используемого сырья, особенно вторичного.

 

При этом, конечно же, не стоит относиться к 3d-технологиям, как Н.С. Хрущёв к кукурузе. Заменять 3d-принтерами всё подряд явно не стоит. Прежде всего, 3d-печать надо внедрять там, где иные технологии производства слишком медлительны и энергозатратны. А также требуют высокой квалификации работников, которой может как раз недоставать. И, конечно же там, где 3d-печать позволяет достичь высокого качества изделия.

 

 

Примечания

1.США запускают программу развития аддитивной отрасли AM Forward. URL.:

https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/ssa-zapuskayut-programmu-razvitiya-additivnoi-otrasli-am-forward(дата обращения: 30 05. 2022).

2.Учёные МФТИ предложили бюджетный способ изготовления высокоточных антенн связи. URl.: https://3dtoday.ru/blogs/news3today/ucenye-mfti-predlozili-byudzetnyi-sposob-izgotovleniya-vysokotocnyx-antenn-svyazi (дата обращения: 30 05. 2022).

3.ОКБМ имени Африкантова осваивает 3D-печать металлами. URL.: https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/okbm-imeni-afrikantova-osvaivaet-3d-pecat-metallami (дата обращения: 30 05. 2022).

4.В Екатеринбурге запустят серийное производство самолётов «Байкал». URL.:https://3dtoday.ru/blogs/news3dtoday/v-ekaterinburge-zapustyat-seriinoe-proizvodstvo-samoletov-baikal (дата обращения: 30 05. 2022); Лактюшин Н. Новое российское оборудование будет «выращивать» сверхпрочные детали. URL.: https://hi-tech.mail.ru/news/58148-novoe-rossiyskoe-oborudovanie-pozvolyaet-vyraschivat-sverhprochnye-detali-ekskly/ (дата обращения: 12. 06. 2022).


Материал недели
Главные темы
Рейтинги
АПН в соцсетях
  • Вконтакте
  • Facebook
  • Telegram