3D-печать запасных частей на замену импортным деталям

Новый год — новые санкции, и на этот раз серьезные. Массовый уход иностранных компаний с российского рынка грозит острым дефицитом запасных частей в целом ряде отраслей. Но есть и хорошие новости: многие комплектующие можно заменить 3D-печатными аналогами, и в этой статье мы поделимся несколькими наглядными примерами.

На самом деле замещение деталей 3D-печатными аналогами и запасными частями давно практикуется многими предприятиями по всему миру — где-то в опытном порядке, а где-то и в плановом.

Siemens Mobility Russia

Например, в 2020 году компания Siemens Mobility приобрела два промышленных FDM 3D-принтера для своего российского подразделения с тем, чтобы печатать запасные части для скоростных поездов «Сапсан», курсирующих между Москвой и Санкт-Петербургом. Причиной такого решения стал даже не дефицит комплектующих, а сроки поставок, желание упростить логистику и добиться 99-процентной готовности подвижных составов.

«Таких показателей было бы физически невозможно достигнуть, полагаясь только на внешнее снабжение и традиционные производственные методы, но 3D-принтеры наделяют нас способностью эффективного в плане себестоимости локального производства комплектующих, тем самым снижая необходимость в складировании определенных запасных частей и инструментов. Мы уже наблюдали за успехом программы Easy Sparovation Part в Германии, где эта технология позволила Siеmens Mobility сократить временные издержки максимум на 95% в сравнении с традиционными методами производства. Поставка дополнительных тринадцати поездов Velaro приведет к необходимости долгосрочного обслуживания многочисленного парка с очень жесткими временными ограничениями. Соответственно, 3D-печать — идеальное дополнение к производственным мощностям, обеспечивающее гибкость в плане самостоятельного производства и замены деталей в любое время, по мере необходимости», — пояснил Алексей Федосеев, директор отдела сервисной поддержки российского подразделения Siemens Mobile.

2050.Аддитивные технологии

Аналогичным путем пошла российская компания «2050.Аддитивные технологии», входящая в структуру группы 2050.DIGITAL. В 2019 году это предприятие взялось за создание целой фабрики по производству деталей для сервисных локомотивных депо и предприятий транспортного машиностроения, заручившись поддержкой двух отраслевых партнеров — АО «Трансмашхолдинг» и группы компаний «ЛокоТех». Мощности предприятия включают несколько десятков 3D-принтеров, в основном печатающих полимерными филаментами.

Специально под нужды нового предприятия 2050. DIGITAL подготовила базу данных с сотнями 3D-моделей всевозможных деталей, созданных методом обратного проектирования с применением 3D-сканирования: кнопок, ручек, держателей, втулок, креплений, элементов интерьера кабин и так далее. Компания называет такой подход «бесшовным контактом»: снабженцы в регионах могут выбирать в каталоге необходимые запасные части и отдавать команду на 3D-печать, быстро получая требуемые комплектующие.

Аbigo Medical

Можно ли заменить металлические детали пластиковыми запасными частями? Да, можно. Здесь на помощь приходят тугоплавкие конструкционные термопласты, например полиэфирэфиркетон (PEEK). В силу прочностных и температурных характеристик этот полимер способен заменять алюминиевые сплавы, да к тому же нетоксичен, что немаловажно, например, в медицинской или фармацевтической отрасли.

Наш следующий пример — шведская фармацевтическая компания Аbigo Medical, столкнувшаяся с необходимостью срочной замены изношенных роликов на упаковочной линии. На доставку запчастей требовались как минимум два месяца. В итоге руководство приняло решение заказать фирменные детали, но в то же время оперативно изготовить 3D-печатные аналоги, чтобы не терять деньги из-за длительного простоя. Дело осложнялось тем, что температура на сломавшейся линии колеблется в пределах 85-87°С, поэтому материал должен был быть не только прочным и нетоксичным, но и термостойким, и здесь PEEK проявил себя во всей красе.

«Мы ожидали, что 3D-печатные ролики продержатся неделю или две. К тому времени когда прибыли оригинальные запчасти, они проработали девять недель. Отдел контроля качества распорядился заменить самодельные ролики на заводские, но на тот момент 3D-печатные детали из PEEK все еще были в порядке и обошлись в десять раз дешевле, чем оригинальные», — рассказал технолог компании Аbigo Medical Линус Гёле.

CLAAS

А это пример из Краснодарского края: здесь работает (или, по-крайней мере, еще недавно работал) завод немецкой машиностроительной компании CLAAS, выпускающей сельскохозяйственную технику. В 2020 году конструкторское бюро CLAAS взялось за изучение возможности аддитивного производства отдельных компонентов и запчастей и сразу же добилось интересных результатов.

Одним из первых опытных образцов стал напечатанный на FDM 3D-принтере маятниковый рычаг рулевого привода для гусеничного шасси TERRA TRAC. Полимерная 3D-печатная деталь при стопроцентном соответствии оригиналу по максимальной нагрузке вышла на шесть килограммов легче, а это ни много ни мало 27-процентная экономия массы. Главный же момент в том, что на 3D-принтере могут быть воспроизведены запчасти для старых, уже не выпускаемых моделей, либо редко запрашиваемые детали, хранение которых на складе нецелесообразно, зато их можно быстро напечатать — в течение нескольких часов.

Ford

Некоторые же компании вообще предпочитают полагаться на 3D-печать даже не запасных частей, а оригинальных комплектующих. Разумеется, работает это не всегда. Аддитивное производство в основном целесообразно тогда, когда речь идет об изготовлении единичных или мелкосерийных деталей, а таких случаев немало, например в автомобилестроении.

Компания Ford c 2018 года эксплуатирует в Детройте специально построенный центр продвинутых производственных технологий, оснащенный более чем двумя десятками 3D-принтеров по самым разным технологиям — от послойного наплавления полимерных филаментов (FDM/FFF) до селективного лазерного спекания металлических порошков (DMLS).

В том же году центр поставил первые серийные 3D-печатные детали — компоненты грузовых автомобилей F-150 Raptor для китайского рынка и спортивных Ford Shelby Mustang GT 500. Почему компания решила прибегнуть к аддитивному производству вместо литья? Просто потому, что обе эти модели планировалось выпустить ограниченными партиями, а развертывание литейного производства под выпуск нескольких тысяч пластиковых деталей оказалось нерентабельным. Вышло, что быстрее и дешевле напечатать требуемые комплектующие фотополимерными смолами, не тратя средства на дорогостоящую литейную оснастку.

С уважением, команда, REC3D.