Аддитивные технологии

Главное – настроить повторяемость

Инжиниринговая компания 3DSYSTEMPRO – это еще и интернетмагазин, специализирующийся на продаже 3D-техники, комплектующих и расходных материалов. Технический директор компании Александр Перес в интервью «Умнпро» сопоставил возможности российского FDM-оборудования в сравнении с импортными брендами, а также поделился своим видением относительно развития аддитивных технологий (АТ) в промышленности и в социуме.
13 февраля 2020

Российским производителям FDM-принтеров не хватает объёмов

– Насколько отечественные производители FDM-оборудования, по вашим оценкам, конкурентоспособны на внутреннем рынке?

Российские разработки постепенно появляются на рынке, но о каком-то прорыве в сегменте FDM-принтеров пока, к сожалению, говорить преждевременно. Среди поставщиков FDM-техники есть несколько относительно крупных местных брендов, готовых стать если не крупносерийными, то по крайней мере среднесерийными производителями. На рынке они достаточно давно, стараются идти в ногу со временем, делать свои машины конкурентоспособными, и у них это неплохо получается. Однако объёмы производства у них не столь значительные, чтобы доминировать даже на внутреннем рынке. В последнее время появляется много фирм, продвигающих свои весьма интересные концепты и решения, но до стабильных серийных производств им пока далековато.

– FDM-технология – одна из самых старейших АТ. В мире существует довольно много крупных производителей, рынок в этом сегменте в целом устоялся. Можно принести в это направление что-то принципиально новое или же у FDM-печати уже не тот потенциал развития?

С 2014 года некоторые «эксперты» утверждают, что FDM-технологию развивать бессмысленно. Однако в моём понимании сейчас наступил этап зрелости, технология стабилизировалась и готова для дальнейшего улучшения. Конечно, большинство FDM-принтеров, за исключением профессионального и полупрофессионального сегмента, страдают нестабильностью. Работая на них, нельзя предсказать результат со стопроцентной уверенностью. Чтобы вырастить качественную деталь, необходимо тщательно подбирать материалы для печати и не менять настройки. Только так можно достигнуть стабильного результата.

– Как вы полагаете, в каких направлениях следует развивать FDMтехнологию, чтобы достигнуть ожидаемых улучшений?

В первую очередь настроить точность повторения. Весь смысл аддитивных технологий – в повторяемости, чтобы снова и снова получать модель с заданными размерами. Несколько экструдеров, увеличенная камера построения и другие инновации, развивающие FDM, – по сути являются вторичными факторами. Важно настроить повторяемость выращиваемых деталей, а потом заниматься усовершенствованием остальных элементов.

Человеческий фактор и доступная автоматизация

– Является ли скорость печати столь же важным фактором для серийного применения 3D-принтеров?

Вопрос довольно неоднозначный. Конечно, высокая скорость печати приближает желаемый результат быстрее. В то же время высокая скорость не гарантирует нам получение одинаковых деталей. Опять же, если принтер печатает быстро, придётся гораздо чаще извлекать из камеры построения готовые детали и заряжать материал. В условиях серийного производства рядом с высокопроизводительным принтером, обладающим высокой скоростью печати, должен всегда дежурить человек. А это, в свою очередь, – дополнительные затраты и пресловутый человеческий фактор, ведь оператор может отвлечься или забыть вовремя обслужить принтер и тем самым спровоцировать простой оборудования и убытки. Те же 3D-фермы, которых с каждым днём становится всё больше и больше, также сталкиваются с проблемой человеческого фактора. Существуют и автоматизированные фермы, но подобных решений – единицы, в первую очередь из-за неоправданно высокой цены на оборудование и инсталляцию. Да и автоматизированные фермы нуждаются в операторе. Серийное АТ-производство подразумевает возможность автоматической загрузки и выгрузки печатного стола из принтера без активного участия оператора. Задача оператора в данном случае сводится к тому, чтобы один раз в сутки забирать готовые заготовки и загружать в машину пустые печатные столы и материал.

Таким образом, скорость печати – далеко не главное, важнее печатать постоянно – 24 часа в сутки. Безлюдная загрузка и выгрузка печатных столов из принтера реализуются не средствами дополнительной автоматизации, не коботами, а базовой функцией самой печатной машины, заложенной производителем. Такое FDM-оборудование с встроенными инструментами автоматизации существует, и оно доступно по цене даже для малого и среднего бизнеса. Например, принтер Tiertime X5 после завершения печати выдвигает печатный стол через боковую стенку, достаточно лишь приставить роликовую ленту-транспортёр. В кассете у принтера помещается 12 пустых печатных столов. Даже при минимальных тиражах печати Tiertime X5 будет загружен как минимум на 12 часов. Несколько лет назад мы помогали оснастить 3D-ферму одной компании, занимающейся медицинскими роботами. На тот момент такие решения, как у Tiertime X5, стоили заоблачных денег, и мы поставили 15 принтеров без автоматизированных решений под оператора. Именно тогда мы воочию убедились в проблеме человеческого фактора.

Принтеры улучшаются и дешевеют

– Приведите примеры качественных и относительно доступных моделей российских и зарубежных FDM-принтеров, которые можно использовать для серийного промышленного производства.

Для серийного производства в рамках классической фермы можно использовать практически любое FDMоборудование, лишь бы его обслуживал квалифицированный персонал. Благодаря разнообразию дополнительных электронных компонентов и устройств в ферму реально интегрировать даже несетевой принтер. Из отечественных производителей я бы выделил принтеры Picaso Designer и PrintBox3D. Среди импортных особняком стоит упоминаемый мной ранее Tiertime X5. Эти машины дольше всего работают без отказов, их не нужно калибровать: достал из коробки, включил – всё, можно печатать. К тому же подбор оборудования зависит от того, что именно конкретное предприятие планирует печатать. Минимальный ценовой диапазон за качественный промышленный принтер составляет от 200 до 400 тысяч рублей – за такие деньги сейчас подержанный автомобиль очень сложно найти. Раньше принтеры стоили совсем иных денег, сейчас АТ-оборудование стремительно дешевеет, а самое главное, что качество принтеров при этом растёт.

– Прошёл ли бум на открытие сервисных компаний, оказывающих услуги по печати изделий на заказ? Рентабельно ли сейчас открывать бизнес в этом направлении?

Безусловно, сервисный сегмент продолжает быть прибыльным бизнесом. Хотя ажиотажный спрос на АТ заметно спал, эта технология становится частью обыденной жизни наших производств.

– Давайте попробуем дать примерный прогноз, когда спрос на АТоборудование и на сервисные услуги по печати изделий на заказ упадёт. Сколько нужно десятилетий, чтобы общество и промышленность прошли основной этап насыщения аддитивными технологиями?

Спрос на АТ иссякнет не скоро, ведь это начало новой революции в промышленности. Чего-то кардинально нового и эффективного пока не придумали. Всё равно всё медленно, но верно затягивается в цифровое производство. Останутся и долгое время будут востребованы термопластавтоматы и технология литья под низким и высоким давлением. Насыщение сотовыми телефонами произошло за 20 лет. Если рассмотреть данный разрез, то я думаю, что через десять лет произойдёт еще более заметное насыщение АТ в промышленности, абсолютное насыщение во всех сферах производства и жизни можно ожидать к 2040 году. Однако надо понимать, что все прогнозы здесь – чисто гипотетические. Ведь уже через пять лет цифровые технологии сделают нынешнее поколение принтеров безнадежно устаревшим.

Нет инвестиций – нет материалов

– Какова сейчас в России ситуация с FDM-материалами? Насколько остро стоит вопрос о качественном филаменте от местных производителей?

Львиная доля материалов, в том числе для FDM-печати, приобретается за рубежом. В России никто не производит биоразлагаемый пластик для 3D-печати в промышленных масштабах. И это при том, что во всём мире агрессивно продвигается тренд на экологичность. Те, кто пытается делать нить для печати, приобретают сырье за рубежом. Более того, у нас и с АБСпластиком не всё так гладко. Несмотря на то, что Россия – нефтяная держава, качество очистки и обработки нефтепродуктов в финальное сырьё очень нестабильно. Поэтому даже часть АБСсырья экспортируется, так как наш аналог не обладает прогнозируемым качеством. Вообще сырье и материалы для АТ – на данный момент очень маленькая ниша для государственных интересов. Она пока неинтересна и крупным предприятиям. Чтобы наладить конкурентоспособное производство отечественных материалов, необходимы серьезные инвестиции в строительство профильных заводов по переработке сырья. Безусловно, качественные материалы также влияют на повторяемость печати готовых изделий. Активное использование биоразлагаемого пластика в мире связано не только с экологией, а еще и с лёгкостью печати этим материалом.

– Компания 3DSYSTEMPRO занимается исключительно продажей и внедрением оборудования, материалов и комплектующих или у вас есть собственное производство принтеров?

Некоторое время назад у нас функционировал отдел, занимающийся производством принтеров. Но, увы, мы столкнулись с проблемой роста, и чтобы не тратить время на продукт, который не будет серийным и не сможет обеспечить стабильное качество, мы свернули свои разработки. Чтобы завершить проект до конца, требуются серьезные денежные вливания – порядка 20-30 миллионов рублей. Пока занимаемся продажей и инжинирингом. Опять же, мы не зацикливаемся только на АТ, мы помогаем клиентам выбрать оптимальное решение для производства.