АО «Конструкторское бюро промышленной автоматики»: применение 3D печати

АО «Конструкторское бюро промышленной автоматики» (АО «КБПА») является разработчиком и производителем систем автоматического управления, пилотажных и пилотажно-навигационных комплексов для различных типов летательных аппаратов, среди которых гражданские и военные вертолеты, самолеты малой авиации, беспилотные летательные аппараты, дирижабли, ракеты-мишени и многое другое.

Предприятие было организовано в 1947 году. АО «КБПА» входит в структуру крупнейшего приборостроительного холдинга АО «Концерн «Радиоэлектронные технологии» («КРЭТ»), находящегося под прямым управлением Госкорпорации Ростех. Наибольшее число разработок предприятия выполнено в области создания систем автоматического управления(САУ) для вертолетов фирм «Камов» и «Миль». Принципиальным шагом в развитии предприятия явились разработка, производство, испытания и сертификация базового навигационного пульта-вычислителя ПВН-1-хх как комплектующего изделия. На базе данного оборудования построены навигационные системы вертолетов Ка-226Т, Ми-171А2.В области самолётостроения были разработаны АП-155 для различных модификаций самолёта МиГ-21, САУ-23 для различных самолётов МиГ-23 и вычислительная система управления полётом и тягой ВСУПТ-85МВЛ для самолётов МВЛ Ил-114.

В области беспилотных летательных аппаратов предприятие выполнило работы по созданию, как новых автоматических систем, так и модернизации существующих систем управления пилотируемых самолетов и вертолетов при переводе их в беспилотный вариант, обеспечивающих управление летательными аппаратами от взлета до посадки и рулежки по полосе в полностью автоматическом режиме.

В АО «КБПА» были разработаны такие комплексы и системы как АП-73, АП-122 для самолёта-мишени ЛА-17М, САУ-131 для объекта «Крыло», АСМ-21 для самолёта-мишени МиГ-21М, ПК-400М для мишени «Дань», ПНК-300 для объекта «Коршун» и различное оборудование для ракет-мишеней.

Олег Анатольевич Шумарин, начальник ЛС-236

Лаборатория отдела электронной аппаратуры занимается разработкой изделий мехатроники(сервопривода, механизмы поступательного и вращательного типа и контроллеры управления к ним). В настоящий момент отечественный 3D принтер используется в лаборатории припроверке компоновки реальных электрорадиоизделий (ЭРИ) в нашей продукции.

Изготовление прототипов для проверки по классическому циклу опытных образцов изделий - длительный и затратный процесс. Фактически, подготовка производства для изготовления образцов идентична тому, если производить сразу серийную продукцию.

Производство единичных образцов представляет собой в классическом виде полный цикл производства. Сперва по техническому заданию разрабатывается конструкторская документация (КД), которая рассылается во все службы. Далее, соответственно, бюро комплектации закупает ЭРИ и материалы, а технологи подготавливают производство(технические процессы и оснастка). Затем все детали изготавливаются и собираются. В случае, если что-то необходимо доработать, выпускается извещение, и процесс начинается с самого начала. Каждый этап может длиться до полугода, то есть в лучшем случае образец изделия будет готов через год. Использование аддитивных технологий помогает существенно ускорить производство. Например, у нас напечатаны заглушки на разъемы блоков - это быстрее, дешевле и аккуратнее, нежели изготовление их в металле или изготовления из полиамида с помощью пресс-форм. На данный момент изготовление заглушек не затрагивает производство. В результате при необходимости мы получаем заглушку в тот же день, когда она понадобилась, а не через несколько месяцев. Нужно понимать, что у нас не серийное производство. Зачастую изделия выпускаются в одном-двух экземплярах, поэтому общее количество заглушек на данный момент не велико, всего порядка нескольких десятков. Кроме того, мы печатали индивидуальные корпуса на разъемы с оригинальной маркировкой, а также основания и корпуса блоков. Еще один проект - корпуса механизма с внутренней частью, с помощью которых осуществлялось макетирование расположения печатной платы как можно плотнее к движущим частям механизма.

Использование 3D принтера в нашей работе необходимо, т.к. других альтернативных современных способов натурного моделирования для наших целей просто нет, а другие нам не подходят. Одна из альтернатив - компьютерное моделирование. Зачастую, именно этим мы и занимаемся, но, как я уже писал ранее, всё предусмотреть зачастую невозможно. В настоящий момент из-за разнородного программного обеспечения, которое мы используем, связать в одну модель плату с размещенными компонентами и «железо» не получается.

Когда назрела необходимость в приобретении 3D принтера, были рассмотрены несколько различных вариантов. Так как на рынке сейчас представлено множество 3D принтеров, нами рассматривались те модели, которые имели подробное описание, заводское производство и, что самое главное, представительство в России.

Окончательно руководством рассматривалось три модели - персональный Designer PRO 250 от российской компании PICASO 3D, Dimension Elite и Dimension 1200es от Stratasys.

Принтер Designer PRO 250 был выбран по следующим критериям:

• Широкий выбор материалов для печати с различными свойствами для разных задач по доступной цене;
• Одновременная печать несколькими материалами;
• Встроенный механизм переключения позволяет значительно ускорить процесс печати без уменьшения области печати;
• Высокая точность печати для 3D принтеров данного ценового диапазона;
• Разрабатываемое, поддерживаемое и бесплатно распространяемое программное обеспечение, позволяющее подготавливать 3D модели к печати;
• Наличие в ассортименте водорастворимого материала поддержки, позволяющего реализовывать очень сложные формы деталей. При этом постобработка заключается только в отмывании водой, что позволяет исключить применение токсичных химических веществ;
• Российская фирма-производитель принтера.
  
  

Использование 3D принтера существенно упрощает нам работу. Стоимость подобных решений на порядки дешевле, поскольку не надо запускать весь цикл производства для изготовления первых опытных образцов. К тому же, 3D печать фактически ничего не стоит на фоне изготовления реального изделия.

В будущем мы планируем разукрупнение моделей при печати, комбинирование изготовленных на принтере деталей с серийными деталями при отработке конструкций, а также применение напечатанных деталей, не несущих серьезных нагрузок, в готовых изделиях.Больше историй читайте на нашем сайте в разделе «Истории применения».