03.02.2022
За последние годы 3D-печать перестала быть научной забавой и превратилась в практический инструмент промышленного производства. Компания Siemens активно внедряет ее на российском рынке, делая с ее помощью путешествия на скоростных поездах комфортнее.
В современных самолетах, автобусах и поездах пассажиров развлекают встроенные в спинки кресел планшеты. В скоростном поезде «Сапсан» для пользователей первого класса использовали медиасистемы на базе планшетов iPad 2. Но когда срок службы этой модели подошел к концу и пришло время заменить их на новые iPad 4 или iPad 5, выяснилось, что установить придется не только сам планшет, но и панель, в которую он монтируется.
Выручила технология 3D-печати. Компания – поставщик 3D-принтеров Nissa Digitspace провела сканирование первой панели и усовершенствовала ее для установки планшетов новой версии. Причем сначала изготовили тестовую панель, которая успешно прошла постобработку и испытания, а затем запустили массовое производство. Благодаря этому удалось сэкономить несколько миллионов рублей, ведь стоимость одной новой панели — 90 тыс. руб. А на парк из 16 поездов нужно 90 таких панелей.
После успешных испытаний панель из-под 3D-принтера прошла проверку всех требований, в том числе технических и пожарной безопасности. Запустили изделие в печать после подготовки документации и финальных этапов согласования. С помощью технологии печать и покраска одной панели обошлась всего в 13 тыс. руб. Таким образом, замена планшетов стала дешевле в семь раз. Пока изготовлено 70 таких панелей, остальные 20 будут созданы постепенно по мере поступления новых планшетов.
3D-печать относится к комплексу аддитивных технологий. Они заключаются в том, что изделие послойно формируется специальным материалом на плоской основе вокруг одной или нескольких осей. При этом 3D-принтер ориентируется на 3D-модель, созданную виртуально в CAD-программе. Иными словами, метод создания детали с помощью 3D-печати противоположен обычному: вместо того чтобы удалять лишний материал с заготовки, его расходуют ровно столько, сколько требуется для заполнения всего объема детали, как бы наполняя виртуальную форму.
Преимущества очевидны: меньше ресурсов, отходов и проблем с их утилизацией, нет ограничений к формам детали, а главное, меньше времени уходит от запроса на изготовление до получения уже первого опытного образца. К тому же процесс изготовления детали можно полностью автоматизировать: человек должен только задать параметры печати и больше не участвовать в производстве. Поэтому развитие этих технологий активно поддерживают и развивают промышленные лидеры, в том числе и компания Siemens.
Так, ее медицинское подразделение уже более 10 лет применяет эту технологию в производстве слуховых аппаратов. В 2014 году ее впервые внедрили для производства газовых турбин — на 3D-принтерах стали печатать газотурбинные лопатки.
Этот запуск тоже оказался успешным: напечатанные лопатки прошли испытания под полной нагрузкой. Технология упростила сервисное обслуживание турбин — новые детали теперь можно делать проще и быстрее. К тому же сложная форма лопаток не проблема для 3D-принтера. Затем компания стала внедрять 3D-печать и для других составляющих турбин: для компонентов компрессоров, систем сгорания и даже за пределами газотурбинного производства.
В России компания впервые представила аддитивные технологии еще в 2015 году на выставке «Экспо 1520» в Щербинке. Тогда представители рассказали о возможностях 3D-печати и продемонстрировали экспериментальные образцы. Тогда же были налажены первые контакты с депо, а производители запчастей узнали, что их можно создавать прямо на месте с помощью 3D-принтера.
Позже до 2018 года на рынке изучались перспективы такого производства и разрабатывалась возможность применения деталей в ремонте и обслуживании подвижного состава. Уже через год в Москве и Санкт-Петербурге установили два таких принтера. Они печатают детали методом послойного наложения — по FDM-технологии. Этот опыт позволил адаптировать и интегрировать технологию в рабочие процессы депо, где до этого времени не было собственного производства.
3D-печать на принтерах Siemens в депо ведется по следующей схеме:
1. Поступает запрос или задача от инженеров или сотрудников депо.
2. Формируется техническое задание, определяются задачи и потребности.
3. Проверяются технические требования к деталям, а также требования к пожарной безопасности.
4. Конструируется или сканируется трехмерная модель, деталь изготавливается в CAD-программе.
5. Производятся пробные образцы.
6. Цена и технические характеристики утверждаются заказчиком.
7. В случае необходимости согласовывается спецификация покраски.
8. Снова производятся пробные образцы.
9. Готовится техническая документация в SAP и CARMAP.
10. Запускается производство детали.
С 2019 года сертификацией 3D-технологии занимается специальная рабочая группа в партнерстве с немецкими специалистами. А с 2022 года эксперты 3D-печати официально включены в структуру компании. В Siemens продолжают развивать аддитивные технологии на базе российской промышленности, создавая инновационные продукты для следующего поколения.
