Новости
Главная » Машиностроение » Внедрение аддитивных технологий в производство: распределение ролей

Внедрение аддитивных технологий в производство: распределение ролей

В Росатоме создана новая компания «Русатом — Аддитивные технологии», которая стала отраслевым интегратором по развитию направления трехмерной печати. Стратегические цели компании — выход на международный рынок и завоевание там своего места.

Общенное название технологий, предполагающих изготовление изделия по данным цифровой CAD-модели методом посоленного добавления (англ. add —добавьлять, отсюда и название) материалов. Технология трехмернойпечати появилась в конце 1980-х годов. Первые аппараты были крайне дорогими, а выбор материалов для создания моделей ограниченным. Бурное развитие трехмерной печати началось с развитием технологий проектирования (CAD-систем), расчетов и моделирования (CAE) и механической обработки (CAM). Крупные мировые производители 3D-оборудования и материалов развивали это направление на протяжении последних 20 лет. Росатом прошел тот же путь менее чем за пять лет.

«За такой короткий срок было создано сопоставимое по размеру рабочей камеры и

качеству получаемых изделий оборудование. Сегодня мы технологически можем конкурировать на равных», подчеркивает генеральный директор компании «Росатом Аддитивные технологии» Алексей Дуб.

В России аддитивные технологии входят в госпрограмму развития новых производственных технологий и утверждены как перспективное стратегическое направление научно-технической деятельности для Росатома. На плечи госкорпорации легли обязательства по развитию полного цикла аддитивного производства на федеральном уровне. Поэтому решение о формировании компании-интегратора стало логичным и своевременным. «Рано или поздно такой интегратор был бы создан. Либо вообще не создан, и тогда весь рынок не просто ушел бы под иностранных поставщиков, а стал бы заложником чужой нормативной базы,» —уверен А. Дуб.

Все началось с того, что осенью 2014 года госкорпорация в лице ЦНИИТМАШа выиграла грант Минобрнауки и начала разрабатывать отечественный однолазерный 3D-принтер, печатающий металлические изделия методом селективного лазерного плавления (SLM). Параллельно формировался внутрикорпоративный пул компаний, имеющих сильные компетенции в смежных областях: НИОКР, разработка ПО, изготовление расходных материалов — это ВНИИЭФ, ВНИИТФ, ПО «Старт», ВНИИНМ и другие. «Стало понятно, что Росатом может развивать критические элементы всего цикла аддитивных технологий», —объясняет А. Дуб. Три варианта развития. При создании аддитивного интегратора рассматривалось несколько вариантов. Первый создать компанию под управлением АО «Наука и инновации». Его основные преимущества: наличие в дивизионе инициативы, научных и технологических компетенций по разработке и освоению аддитивных технологий.

Второй вариант: компания «Русатом — Аддитивные технологии» концентрирует «под собой» все компетенции предприятий атомной отрасли, так или иначе связанные с обозначенным на правлением (разработка и производство оборудования и материалов для 3D-печати, оказания сервисных услуг и так далее), под управлением компании АО «Атомэнергопром». При такой схеме управление компанией «РусАТ»  потребовало бы прямого контроля со стороны высшего руководства Росатома из-за отсутствия операционного менеджмента в АО «Атомэнергопром».

В итоге выбрали третий вариант создать интегратора на базе топливной компании «ТВЭЛ». По словам А.Дуба, этот вариант в наибольшей степени отвечал условиям программы создания новых бизнесов в госкорпорации.

Наличие у ТВЭЛа собственной производственной базы, кадрового потенциала, опыта и компетенций для запуска новых проектов неядерного направления стали решающими факторами при выборе платформы для интегратора. В феврале было официально объявлено о создании компании «Росатом—Аддитивные технологии».

В пул организаций (кластер), развивающих это направление, входит порядка 50 разных компаний: предприятия Росатома, Объединенная двигателестроительная компания, ОАК, ВИАМ, Роскосмос, Санкт-Петербургский Политех, Академия наук и другие. Но основная ответственность за технологические направления, включая разработку нормативной базы через технический комитет при Росстандарте, и их координация находятся в компетенции двух организаций: Росатома и ВИАМа. «При этом каждый будет, конечно, заниматься всем комплексом вопросов, но для своего круга задач», уточняет А. Дуб. Так как разными переделами аддитивного направления в отрасли занимаются на предприятиях разных дивизионов, на начальном этапе взаимодействие между ними будет выстраиваться горизонтально. «Мы будем использовать проектный принцип взаимодействия: компетенции разных организаций будут использоваться в рамках исполнения конкретных договоров, заключенных интегратором. Для повышения эффективности работы на высококонкурентном рынке аддитивный технологий часть активов может быть передана под наше управление. Но это не самоцель. Какие-то производства будут создаваться в контуре самого интегратора.

Часть проектов, именно проектов, подчеркиваю, может быть передана вместе с людьми, которые в этих проектах участвуют. Часть вопросов будем решать через так называемые „лодочные KPI“, когда производство остается на прежнем месте, а мотивация персонала предприятия увязывается с задачами интегратора по расширению бизнеса»,— объясняет А. Дуб. Таким образом, новый интегратор сосредоточится на шести ключевых направлениях:

• разработка программного обеспечения для аддитивных систем;

• производство 3D-принтеров и их компонентов;

• создание материалов и металлических порошков для аддитивной печати;

• развитие нормативной базы и стандартов;

• подготовка кадров;

• оказание услуг по 3D-печати и внедрение аддитивных технологий в цифровые производства

(в том числе в части организации центров производства).

По каждому направлению составлена дорожная карта развития и прописаны основные этапы реализации. Стратегическая цель нового интегратор амбициозна — обеспечить к 2025 году выручку до 50 млрд руб. и занять до 1,5 % на мировом рынке аддитивный технологий, отмечается в пресс-релизе топливной компании «ТВЭЛ».

«В этом году мы должны уже показать первую выручку по направлению»,—обещает А.Дуб.

Заграница не поможет

Аддитивные технологии позволяют снизить расход материалов, затрачиваемых на изготовление деталей, до 10 раз. По этой причине, например, авиационная промышленность усиленно инвестирует в аддитивное производство.

В профессиональном языке авиастроителей есть фразеологизм «buy-to-fly ratio», который можно перевести как «отношение того, что купил, к тому, что полетело».

То есть сколько материала было  куплено и сколько «полетело» в составе самолета. По разным данным, это соотношение сейчас составляет 15:1 или даже 20:1 для сложных деталей. А использование аддитивных технологий позволит свести этот показатель до 2:1 или даже 1,5:1.

Наглядный пример внедрения аддитивной печати компания GE, которая инвестировала порядка $1 млрд в приобретение двух ведущих мировых производителей: Concept Laser и Arkam. Инвестировала не потому, что хотела заниматься продажей оборудования, а потому, что ей нужно было порядка пяти тысяч принтеров для работы над своими проектами, в которые она инвестировала намного бóльшие деньги. «Целесообразнее купить целиком компании, которые в любом случае будут работать над этим заказом, и работать на себя, чем обеспечивать работой чужие предприятия. При этом GE инвестировала в развитие новых изделий: турбин, полностью разработанных для аддитивный печати», — говорит А. Дуб. Еще один пример: компания Caterpillar, один из ведущих мировых производителей строительной и горной техники, имеет на производстве порядка 1903D-принтеров. Ведущие мировые автопроизводители либо создают у себя центры аддитивных технологий, либо сотрудничают с такими центрами: заказывают печать прототипов или цифровые модели для печати запчастей. То есть все идет к тому, что не придется в магазине покупать запчасти к автомобилю. Можно будет просто получить у производителя ее цифровую модель и напечатать самому в любом авторизованном центре аддитивной печати. По аналогии с тем, как печатают фотографии для семейных альбомов.

«К сожалению, 3D-принтеры, которые нам предлагают покупать за рубежом, „заточены“ на получение прототипов изделий, но никто не обещает получения из них деталей, которые могут стать частью реальной конструкции», — констатирует А. Дуб. Принтер: продолжение Принтер первого поколения делался как пилотный экземпляр для отработки выбранной аддитивный технологии селективного лазерного плавления. «В самом начале ЦНИИТМАШ не ставил задачу создать принтер и сразу начать его коммерческие поставки. В процессе работы многие вещи пришлось дорабатывать и переделывать.

Построить замок из песка

Развивать направление аддитивных технологий в контуре «РусАТа» планируют также за счет освоения других типов печати. Первое направление основано на принципе электронно-лучевой плавки, когда вместо лазерных лучей используются электронные пучки высокой мощности. Такие 3D-принтеры имеют более высокую скорость и возможность печати более габаритных изделий, чем работающие методом SLM.

Второе — так называемое прямое лазерное выращивание: контролируемое плавление частиц порошка в поле лазерного излучения обеспечивается совмещением газопорошковой струи с лазерным лучом; частицы остаются в двухфазном состоянии, то есть частично жидкими и частично твердыми. После кристаллизации такой материал имеет мелкозернистую структуру. «Процесс выглядит как строительство песочного замка: его точечно наращивают, башню за башней. Технология дает возможность комбинации нескольких газопорошковых струй и подачи различных материалов в зону выращивания, то есть одна часть детали может быть коррозионностойкой, а другая — жаростойкой. Тем самым значительно расширятются возможности конструкторов при разработке техники нового поколения.

Сейчас готова конструкторская документация на целую линейку принтеров с разными размерами рабочей камеры. Так как не всем заказчикам нужны большие габариты рабочей камеры — происходит значительный перерасход металлического порошка. Если нужно напечатать небольшую деталь, целесообразно использовать небольшую камеру», — объясняет А. Дуб.

Цикл изготовления самой большой машины — порядка трех-четырех месяцев. Цена принтера с самой маленькой рабочей камерой в базовом исполнении — 15 млн руб., а самая „навороченная“ комплектация стоит 80 млн руб. «До конца года шесть 3D-принтеров мы уже поставим на площадках предприятий-партнеров»,— говорит А. Дуб.

К середине следующего года «РусАТ» приступит к практическому созданию трех центров аддитивного производства («Фабрик будущего»), специализирующихся на оказании услуг и продвижении 3D-технологий. Один появится в

0

Автор публикации

не в сети 3 недели

Alexey Shershnev

0
Комментарии: 1Публикации: 113Регистрация: 28-06-2017
Автор: Alexey Shershnev
Теги

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
Пароль не введен
*
Укажите согласие на обработку персональных данных.
captcha
Генерация пароля

Login

Register | Lost your password?
X