Автокомпоненты "Печатаем запчасти на 3D-принтере"


 

 

Александр РОЖКОВ

Еще несколько лет назад возможность печати сложных автомобильных компонентов на 3D-принтере казалась делом далекого будущего. Но к 2018 г. в Европе и Северной Америке создание запчастей при помощи трехмерной печати стало уже самостоятельным стремительно растущим сектором индустрии, называемым аддитивным производством (АП). 

Сегодня печать запасных частей и прототипов деталей является одной из самых распространенных сфер применения аддитивной техники. Высокий технический потенциал и значительная экономическая эффективность АП подтверждаются тем, что самые крупные автопроизводители создают АП- структуры, выпускающие компоненты для обслуживания машин. Примером успешного использования трехмерных технологий печати является подразделение Mercedes-Benz Trucks выпускающее грузовики. За два года компания создала АП-сектор, благодаря которому с помощью лишь одного нажатия кнопки сейчас можно получить более тридцати различных типов запчастей в любом количестве.

Под термином «аддитивное производство» понимается совокупность технологий производства деталей сложных конфигураций по трехмерной компьютерной модели путем последовательного послойного нанесения материала. Эти технологии противопоставляются так называемому вычитающему производству, например, ранее используемой традиционной механической обработке. Детали изготавливаются по компьютерному файлу, содержащему 3D-модель, виртуально разделенную на слои, который передается в АП-систему, для послойного формирования конечного изделия. АП-технологии обеспечивают гибкость, способствующую ускоренному созданию сложной продукции, которая либо не может быть изготовлена с помощью традиционных технологий, либо требуется в небольших объемах.

 

 

 

 

К преимуществам АП относится не только произвольность формы, но и возможность их моментальной передачи в любую точку мира, что позволяет организовать локальное производство в мировых масштабах. Еще одной важной особенностью технологий АП является близость получаемой формы изделия к заданной, что существенно сокращает расходы материалов и отходы производства. Предприятия обращаются к этим технологиям, чтобы сэкономить на оборудовании, сократить запасы деталей и ускорить производство.

Инструменты и оборудование приходится хранить и обслуживать годами, что недешево. С появлением 3D-печати старые технологии уходят в прошлое и необходимость в затратном оборудовании отпадает. Одним из первых 3D-проектов Daimler было создание крышки термостата для европейской модели грузовика Unimog, которую он прекратил производить 15 лет назад.

 

 

 

 

Подразделение Volvo Trucks Северная Америка использует 3D-печать для выполнения индивидуальных заказов, например, для изготовления некоторых электрических систем для желающих получить специализированные расширенные опции. Например, Volvo создала 3D-печатное приспособление, которое помогает сборщикам создавать более десятка типов запчастей на заводе в г. Дублине, штат Вирджиния (США), не дожидаясь масштабных поставок из центра.

В конце 2017 года подразделение Renault Trucks показало 3D-печатную версию прототипа двигателя Euro 6, который успешно тестировался в рабочем режиме в течение 600 часов. Количество составляющих его деталей благодаря технологиям трехмерной печати сократилось с 841 до, приблизительно, 600 единиц. Вес «напечатанного» двигателя снизился с 1155 фунтов (525 кг) до 880 фунтов (400 кг).

 «Если вы можете объединить две или более частей в одну, это одно из основных преимуществ ЗД-печати. Благодаря этому можно построить действительно сверхсложные узлы, где вы сначала берете пять или 15 частей, а затем объединяете их в одну. Такая возможность кардинально меняет весь конструкторский процесс и экономику. Это также дает понимание, насколько креативным может стать конструктор в аддитивном производстве. Кроме этого, напечатанные компоненты по качеству и точности не уступают оригиналам производителей, –  сказал Терри Уолерс, эксперт по аддитивному сектору и президент компании Wohlers & Associates.

Эрик Старкс, главный исполнительный директор аналитической компании FTR, считает, что аддитивное производство помогает решать текущие и долгосрочные проблемы цепочки поставок, включая нехватку водителей и самые взыскательные требования клиентов сервиса срочной доставки, созданного при участии компании Amazon Prime. Доставка любого товара в рамках этой службы по задумкам создателей должна ограничиваться двухдневным сроком. Если грузовики доставляют сырье для аддитивного производства, а продукция производится ближе к тому месту, где в ней нуждаются, тогда вы можете выбирать оптимальные способы перевозки грузов и адекватное заказам количество работников.

 

 

 

 

Из-за воздействия стремительно развивающейся аддитивной сферы многие аналитики и специалисты транспортной отрасли предсказывают эволюционные изменения в традиционной промышленности, логистике и службах распределения и доставки. Значительно сокращается потребность в транспортировке сырья и конечного продукта, так как цепочка от конструирования до дистрибуции готовой продукции значительно уменьшается. Производителям и распределительным центрам не нужно будет производить или складировать дополнительные запасы для буферизации от непредсказуемого спроса. Вместо этого всего лишь необходимо вовремя активизировать процесс 3D-печати, объем которого должен точно соответствует количеству имеющихся заказов.

АП по индивидуальному заказу может побудить клиентов работать непосредственно с производителями, исключая оптовиков и других посредников, включая крупный сегмент транспортной сети. В Северной Америке 3D-печать может угрожать объему 41 % воздушных перевозок, 37% морских контейнерных перевозок и 25 % грузового автомобильного бизнеса.

Глобальные логистические сети, вращающиеся вокруг нескольких основных центров массового производства, могут стать более децентрализованными. Производителям будет выгодно остановить свой выбор на так называемых микрофакториях – 3D принтерах, расположенных на небольших территориях вблизи крупных рынков. 

В конечном счете, 3D-принтеры возможно будут встраивать в производимые ими изделия датчики и коды, делая доставку более отслеживаемой.

А если АП-оборудование станет доступным для среднего потребителя, индустрия логистики может перейти от складирования готовой продукции к хранению и доставке сырья на дом, чтобы обеспечить машины печатающие товары.

Что касается развития АП в России, то разработка инновационного АП-оборудования промышленного уровня на современном этапе может оказаться нецелесообразной, если только его стоимость (при сравнимом качестве) не окажется значительно ниже стоимости оборудования существующих поставщиков, или же если новое оборудование не будет обладать принципиально новыми возможностями, делающими его привлекательным для российского рынка. Тем не менее разработка программных продуктов и создание АП-материалов, в том числе подходящих металлических и пластиковых порошков, могут стать перспективными направлениями, во всяком случае для внутреннего рынка, и в этом свете заслуживают пристального внимания.