Аддитивные технологии

Новое сырье возвращает старые технологии к жизни

Промышленная 3D-печать привлекает к себе все большее внимание руководителей производственных компаний различных масштабов и направлений деятельности. Но что изменилось в индустрии аддитивных технологий (АТ), пока бушевала первая волна пандемии коронавируса, и на какие тренды в сфере умного производства следует обратить особое внимание сегодня? Обо всем этом генеральный директор компании F2 Innovations Евгений Матвеев рассказал в интервью «Умнпро».
4 декабря 2020

— 3D-печать основательно захватывает как массовые, так и специализированные рынки. Но насколько в каждом случае высока эффективность каждого конкретного ответвления данной АТ, линейки устройств или продукции фирм-производителей? Уместно ли говорить о КПД?

Если говорить именно про печать полимерами и композитами, которыми занимаемся наша компания, то в АТ классический показатель КПД – это достаточно философский момент, так как просчитать его довольно сложно. Для двигателей автомобилей, например, определить КПД проще: пока двигатель работает, есть обороты, машина едет. 3D-принтер – это машина, которая не всегда может быть загружена, но при этом она все равно будет экономить ресурсы производства. Не секрет, что выгоднее именно печатать детали на 3D принтерах, если их тираж меньше 1000 изделий, особенно если для изготовления нужны стандартные материалы, которые есть на рынке. Классический производственный процесс не такой гибкий и не может обеспечить производство 100 деталей одного типа сегодня, еще 100 деталей другого типа завтра, а послезавтра изготовить 3-4 деталей третьего типа. АТ как раз для этого и нужны: необходимо просто создать новую 3D-модель и загрузить в ПО устройства необходимые параметры. Эффективность использования АТ зависит от инженерной школы технолога или конструктора. Классический подход, который применяется для создания токарных, фрезерованных или листовых деталей, в аддитивном производстве не подойдет — нужен принципиально другой подход к проектированию. На заводах такие специалисты только начинают появляться, но существует устоявшаяся парадигма, что на FDM/FFF-принтере можно напечатать абсолютно любую деталь. К сожалению, это не так. Иногда, конечно, получается создать деталь, спроектированную под другой процесс производства, но в большинстве случаев приходится ее адаптировать: добавлять фаски, утолщать, переносить отверстие, или применять топографическую оптимизацию, которая позволяет понизить вес детали, сократить время и расходы на производство.

— То есть КПД может быть высчитан индивидуально, и целесообразнее говорить об эффективности технологии производства в зависимости от запросов заказчика или рынка?

Да, вместо термина «КПД» я бы лучше использовал словосочетание «эффективное производство».

— Быстро ли проходит адаптация конечных потребителей 3D-печати к различным инновациям сегодня? Все ли способны научиться продуктивно использовать каждую из их возможностей? Все ли следят за новинками?

Заказчики, как правило, крайне редко следят за новинками рынка. В 2020 году многие из новинок были презентованы на онлайн-площадках профильных форумов, от участия в которых часть компаний, к сожалению, отказалась. Стоит отметить, что сегодня многие компании задумываются не только над механикой производимых машин, но и над программным обеспечением, над архитектурой. Мы, например, хотим сделать наши продукты удобными для пользователя, сами разрабатываем интерфейс, изучаем пользовательские сценарии работы с принтерами. Когда мы берем в руки новый телефон, например, мы уже интуитивно знаем куда нажать, чтобы сделать звонок или написать сообщение, хотя инструкций никаких нет. Мы хотим сделать наши принтеры такими же удобными и приятными в обращении. Мы задумываемся над тем, под каким углом должен быть наклонен сенсорный экран, чтобы он не отсвечивал, чтобы было одновременно удобно на него смотреть и производить на нем действия; на какой высоте расположить ручку для открывания камеры печати; сколько нужно касаний для совершения итогового действия; какова будет температура отдельных узлов; как будет выполняться транспортировка устройства и так далее. Чем техника удобнее, быстрее в обращении, тем больше нам ее хочется покупать. Иногда кажется, что производители забывают об этом принципе.

— Недавно вы отмечали, что наблюдается внезапный возврат к технологии FDM в 3D-печати из-за качественной модификации их сырья. Получается, что в старую технологию вдохнули новую жизнь. Соответственно, может случиться так, что и более совершенные технологии со временем могут перехватить «пальму первенства». Не получится ли замкнутого круга с высокими финансовыми, временными и трудовыми затратами?

В данном вопросе основной барьер — цена. Вообще технологию FDM рано списывать со счетов и даже отводить ей вторые роли, потому что по статистике она до сих пор остается наиболее распространенной как в промышленном, так и в любительском сегменте рынка. Но да, так получается, что новые материалы под FDM-печать сейчас намного эффективнее остальных — они выдерживают все более высокие температуры и агрессивное химическое воздействие. Их можно с успехом применять в авиации, в нефтегазовой отрасли, в машиностроении. И так как детали из подобных материалов имеют сложные формы, их намного проще и дешевле делать на 3D-принтерах именно с применением технологии FDM. Мы, например, сегодня исследуем и готовим к производству технологию непрерывной печати термопластичным композитным филаментом с цельным углеволокном. Физико-механические свойства этого материала на выходе превышают аналоги у классических алюминиевых деталей в несколько раз: они легче, не горят и их температура плавления доходит до 300 градусов по Цельсию.

— Какие вы видите перспективы технологии FDM на рынке? Есть ли смысл внедрять ее в производство, либо придется ввязываться в гонку технологий, адаптируясь к инновациям?

На самом деле, технологии FDM и фотополимеров — не самые инновационные, первые разработки относятся еще к 1980-ым годам, но даже спустя примерно 40 лет они остаются актуальной для рынка. Многие предприятия не осознают выгоду от покупки 3D-принтеров, видя в 3D-печати лишь возможность создания конечной детали, которая, естественно, уступает по некоторым параметрам, например, фрезерованному изделию. Однако, печатные 3D-модели позволяют быстрее и легче выполнять расчеты, оперативно изменять их масштаб, вес, конструкторские характеристики, использовать их для прототипирования или же в качестве примерочной детали.

— Что по факту важнее — гонка за инновациями в материалах или производственном оборудовании?

На этот вопрос можно дать два ответа. Важны оба фактора, но, говоря о гонке за инновациями для заказчиков, ее темп снизился. Это связано с небольшим замедлением темпа роста рынка. Замедление роста не значит, что актуальность и популярность 3D-печати снизилась, скорее наоборот: технология укоренилась в производственном цикле, у нее появилась своя ниша. В то время как некоторые производители все еще относятся к 3D-технологиям как к инновации, другие уже используют ее как проверенный рабочий инструмент. С другой стороны, для нас, производителей, гонка за инновациями продолжается. Нам надо думать о том, как опережать конкурентов не только сегодня, но и завтра, и послезавтра — это обеспечит нам превосходство на рынке. В данном вопросе важно учитывать комплекс факторов: а будет ли готова промышленность к новым технологиям, смогут ли материалы будущего подходить под технологию печати и так далее.

— Насколько сегодня высок интерес к 3D-печати в целом и каков уровень технической грамотности у людей, интересующихся АТ?

Интерес все еще достаточно высок, причем не только в профессиональном сегменте, но и в любительском. Мой любимый пример связан с текущей пандемией коронавируса — это благотворительные акции специалистов в области АТ в Италии, которые совершенно бесплатно изготовили и поставили клапаны для аппаратов ИВЛ. В нашей стране также есть более 2000 специалистов-любителей, которые между собой создали чат для поддержки медицинских учреждений. Они бесплатно в течение всей пандемии печатали держатели для масок, разветвители для систем ИВЛ, защитные щитки и другие медицинские детали по всей стране.

— Сертификацию многие вполне обоснованно считают бичом 3D-технологий и умного производства в целом. Что, на ваш взгляд, могло бы изменить ситуацию к лучшему в данной области?

3D-технологии и умное производство развиваются быстрее, чем методы сертифицирования и сфера их регулирования, и это, наверное, нормально. Любые изменения в поточном производстве могут занять до 3 лет: нужно переписать технологические карты, переналадить производственный процесс, переработать цепочку поставок, закупить материал и оборудование, выделить бюджет, провести исследование рынка… Сегодня движение в этой сфере есть, поэтому пока что будем ждать нововведений.

— Одни эксперты утверждают, что специалистов в области АТ нужно готовить с вузов, другие — что со школы. Насколько важен подход в ознакомлении молодой аудитории с АТ?

Очень важен, причем если заинтересовать школьников 3D-печатью сегодня, то через 10-15 лет они пойдут по стопам специалистов в сфере IT. 10 лет назад школьники и студенты стали активно увлекаться информационными технологиями, и результат налицо: Россия сегодня является одной из лидеров в области АТ. Профориентация должна быть наглядной и всеохватной, каждый подросток, школьник должен видеть, как работает реальное производство, что можно нарисовать модель и через несколько часов держать ее в руке, это будет мотивировать ребят развиваться в конструировании.

— Что для вашей компании «Индустрия 4.0» – серьезный вызов или формальный рубеж?

Мы — молодые производители 3D-принтеров, и с самого начала организовали наше производство согласно заповедям «Индустрии 4.0», и сделали это скорее бессознательно, чем намеренно. Это не вызов, а адекватные требования развивающегося мира, которым надо придерживаться, чтобы оставаться на плаву: автоматизированное, гибкое и адаптивное производство, всеохватывающее информационное пространство.

— Наши технологии 3D-печати уже соответствуют зарубежным аналогам, но, как было сказано ранее, у специалистов зачастую нет прорывных решений. В чем такие решения заключаются и что мешает их создавать и внедрять?

Не могу полностью согласиться, что таких решений нет. Но вы правы, есть некоторые барьеры: любой проект в отрасли АТ стоит достаточно дорого. А быстро найти под него инвестиции намного сложнее, чем на любой IT-проект. Сложно найти узкоспециализированных подрядчиков, на которых можно положиться. Множество проектов не проходят барьеры лицензирования и сертификации, а кто-то не может выйти на мировой рынок. И здесь нужно понимать, что патент может стоить несколько миллионов рублей. Поэтому иногда прорывные решения и какие-либо инновационные идеи остаются исключительно на бумаге и не могут быть полноценно реализованы. Формально они есть, просто о них не знают на мировом рынке.

— Можно ли полностью абстрагироваться от мировых рынков в производственных процессах 3D-печати, или «железный занавес» станет приговором для данной отрасли?

В теории можно, но на практике это крайне негативно отразится на всех макро- и микро-экономических процессах в АТ в целом и в сфере 3D-печати в частности. По моему глубокому убеждению, лучше дать рынку больше свободы, следить за трендами, стимулировать здоровую конкуренцию, обмениваться опытом, заниматься научными разработками и т.д. Простейший пример из практики, почему нельзя отгораживаться от мира: как только началась пандемия коронавируса и закрылись границы многих государств, остановилась также поставка сырья и комплектующих на многие производственные предприятия. В итоге работа многих игроков рынка была надолго приостановлена.

— Что ждет сферу 3D-печати в будущем? К чему приведет следование ключевым современным трендам в условиях пандемии коронавируса? Возможна ли резкая корректировка каких-либо планов в данной индустрии?

Нынешняя эпоха – время неопределенности и форс-мажоров. В принципе, случиться может все, что угодно; главное – как на это отреагирует рынок и насколько быстро адаптируется сфера АТ под новые правила ведения бизнеса. Следование современным трендам приведет к тому, что высокотехнологичное оборудование и само умное производство станут более доступными, понятными и адаптивными. Лично я вижу в этом большой плюс. Резкая корректировка планов вряд ли возможна, потому что даже в нынешних условиях пандемии коронавируса в промышленности России каких-то особых перемен, кроме усиления роли цифровизации и онлайн-сферы, по большому счету и не случилось.