Принтер нам поможет?

Нужна технология "образа".

В силу западных санкций россиянам приходится выкручиваться в импортозамещении. Один из екатеринбургских пивзаводов, к примеру, приспособился печатать реплики вышедших из строя импортных деталей на 3D-принтере.

Так называемые "аддитивные" технологии печатания трехмерных объектов перестали быть экзотикой. Производственная база для создания такого оборудования в Екатеринбурге появилась задолго до объявления санкций. Расположена она на северо-восточной окраине города, в технопарке "Университетском". Корреспондент "Уралинформбюро" встретился с руководителем Уральской научно-технической мастерской "М-Лабс" Юрием Переверзевым.

Юрий Переверзев демонстрирует напечатанную на 3D-принтере коробочку для батареек

- Как нанести принт на бумагу или ткань в общих чертах понятно. А как напечатать деталь станка?

- Разные виды 3D-печати в мире используются давно. Говорят, что уже в 70-х годах прошлого века в Советском Союзе знали о ней. Однако впервые запатентовал эту технологию в 80-х годах американский ученый Чак Халл.

Методов и разновидностей 3D-печати существует много. Самый простой — послойное наплавление пластиковой нити, при котором пластик нагревается в экструдере, расплавляется до определенной температуры и выдавливается на рабочую поверхность. Принтер позволяет делать это с высокой точностью благодаря так называемому G-коду (язык программирования устройств с числовым программным управлением) и обычной системе математических координат — X, Y, Z. С помощью шаговых двигателей и микроконтроллера, используя управление осями, можно нарастить любое "тело", то есть трехмерную измеряемую субстанцию.

Принтер в работе: идет создание трехмерного "куба" для будущей заготовки

- Например?

- Либо так называемый "прототип", по которому на предприятии потом выточат полноценную деталь из металла, либо функциональное изделие, которое можно использовать даже в пластиковом исполнении. Например, наглядные пособия для школ, крепления на велосипеды, детали промышленного оборудования, воздуховод для станка. Можно даже сделать предмет искусства - копию мраморной статуи, хоть в миниатюре, хоть в натуральную величину.

Еще одно творение принтера: пластиковый бюст писателя Бажова

- Пластиковую?

- Да. Например, у здания штаба Центрального военного округа стоит фигура солдата в полный рост - она тоже из пластика и тоже "напечатана" на принтере. Это, в конце концов, дешевле, чем отливать статую из чугуна или бронзы!

- Но стройматериалы и жилые дома, "напечатанные" на 3D-принтере, сделаны не из пластика, а из кирпича и бетона...

- Технология та же, разница только в размерах оборудования. В России есть большие агрегаты, куда можно заливать строительную смесь, определенным образом ее экструдировать и слой за слоем наносить элементы конструкции или всю конструкцию целиком. Таким образом можно напечатать все жилое помещение с нуля, со всеми проемами и стенами, сделав эти стены из необходимого количества слоев.

С этого прототипа будет отлита важная деталь для оборудования одного из предприятий пищепрома

- Какой спектр продукции способны создать 3D-принтеры? В каких отраслях хозяйства они сегодня применяются?

- Смотря о какой технологии печати идет речь. Например, фотополимерная печать получила серьезное развитие в стоматологии, в производстве имплантов. Полимерный принтер применяется при изготовлении ювелирных изделий. Технология SLM, когда из металлического порошка разных фракций печатают изделия из металла — титана, алюминия, меди, нержавеющей стали. Но это дорогостоящая печать, поэтому используется в высокотехнологичных отраслях, например, в космической.

- Сегодня в России остро стоит проблема импортозамещения. В истории с пивзаводом - будет ли это полноценная замена детали или лишь реплика, уступающая по качеству оригиналу?

- Тут вопрос не в замене "заграничного" на "наше", тут несколько другая философия производства. Компания "Хайнекен" уже давно создала на своих предприятиях сеть 3D-лабораторий, укомплектованных инженерами и соответствующим оборудованием, в том числе принтерами. Задача такой лаборатории — облегчить труд инженеров, работающих на заводе. Изготовить прототип, а при необходимости и функциональные запчасти. Таким образом предприятие экономит на запчастях. Пока речь идет только о пластиковых деталях, но со временем, думаю, дойдет очередь до производства комплектующих из металла или инженерного пластика.

Надо сказать, что большие российские корпорации сегодня активно "заходят" в эту нишу. Например, "Алмаз-Антей" начала делать свои FDM-принтеры, Росатом производит принтеры для изготовления металлических деталей. Есть и фотополимерные принтеры российского производства.

Пластиковые нити – заготовки для будущих прототипов и функциональных деталей

Но не будем забывать, что важнейшим элементом любого цифрового производства является создание цифрового образа, без которого не работает ни одна машина с числовым программным управлением. Например, у меня на конвейере вышел из строя пластиковый ролик, а запасных нет. Но если к этому моменту уже имеется цифровой образ (3D-модель) этого ролика – напечатать нужную запчасть не составит труда.

Это особенно актуально для предприятий, использующих европейское оборудование — ведь в стране-производителе вам сегодня могут отказать в поставке нужных деталей. Технология "образа" поможет решить эту проблему, но для этого нужно приложить много интеллектуальных усилий. А для этого нужны кадры, которых, к сожалению, нет в нужном количестве. Нет специалистов цифрового производства, компетентных по всей цепочке, от 3D-проектирования до умения обращаться с принтером, фрезерным или лазерным станком, способных посредством современного оборудования сделать любую деталь.

В этих стенах создают 3D-принтеры и готовят специалистов в сфере трехмерного моделирования

- И как эту проблему решить?

- Несколько лет назад в России запущено направление "Национальная технологическая инициатива". В рамках НТИ есть несколько направлений работы, в том числе "Технет" - программа развития технологий компьютерного проектирования и 3D-печати. Но в существующей системе образования она пока не воспринимается как краеугольный камень всех инженерных наук. Этому направлению не уделяется должное внимание.

- Так, может, добиться от государства разработки целевой программы поддержки этой сферы? Или, как любили говорить в 90-е годы, "невидимая рука рынка сама все отрегулирует"?

- Такая программа уже есть, запущена в образовательной сфере. Частично подготовкой таких специалистов займутся вузы, частично - техникумы. У нас в технопарке есть колледж, который выпускает специалистов по аддитивным технологиям. Проблема в том, что этим ребятам может быть элементарно некуда пойти после выпуска. Мышление наших производственников весьма инертно! Недостаточно просто создать программу и сказать "мы будем выпускать таких специалистов". Было бы неплохо директивными методами убедить промышленников развивать аддитивные направления у себя на предприятиях. Пусть даже в форме некоего "испытательного полигона". Я уверен, пока эти технологии не станут частью производственной культуры, уклада — кардинальных сдвигов на этом поле не будет.

Беседовал Евгений СУСОРОВ