В Технопарке запускают промышленную 3D-печать: как это работает

Вообще подобные центры с начала 2010-х открываются во всех крупных городах России. Где-то они функционируют на чисто коммерческой основе, где-то субсидируются правительством, в ряде случаев создаются на базе крупных технических вузов. В Тюмени свое предприятие появилось также за счет субсидий по программе Министерства экономического развития. На федеральные деньги было закуплено несколько 3D-принтеров, сканеры, а также вакуумно-литьевое оборудование для изготовления мелких партий деталей. В дальнейшем сотрудники центра намерены закупить также фрезерный, токарный и сверлильный станки, дабы прототипы изобретений можно было воплощать не только в пластике, но и в металле.

Как будет работать Тюменский Центр прототипирования

Предприятие вместе со всем закупленным оборудованием разместилось на цокольном этаже Технопарка. Сотрудники въехали в помещения буквально в конце прошлого года и в настоящее время занимаются отладкой оборудования. Как рассказал в ходе экскурсии директор Западно-Сибирского инновационного центра Александр Сакевич, предприятие в первую очередь будет оказывать помощь на льготных условиях резидентам Технопарка. Зачастую им нужны действующие прототипы своего изобретения, однако, изготовить хоть что-то на промышленных мощностях оказывается весьма нетривиальной задачей.

Благодаря 3D-принтерам скорость создания прототипов должна сократиться с нескольких лет до нескольких месяцев.

«Очень часто на каких-нибудь заводах им говорили: ребята, мы ради ваших трех заказов не станем переоснащать свои станки. У нас сотни-тысячи штук деталей запущены в серию и перенастраивать производство мы не можем. То есть дело даже было не в деньгах, — пояснил Сакевич. — Ну и, разумеется, финансовая сторона вопроса тоже имеет место. Чтобы на заводе хоть что-то спроектировать, нужно для начала заказать трехмерную модель, обсчитать параметры, плюс накладные расходы, плюс труд работников и на выходе получается очень внушительная сумма. Мы же создали достаточно мобильное производство для мелкосерийных заказов».

В то же время поддержкой новаторов из Технопарка предприятие не будет ограничиваться. Потенциальными заказчиками в теории могут стать даже простые горожане, которым нужны какие-либо дизайнерские предметы интерьера или бытовые вещи. Однако ориентироваться Центр будет на эксплуатантов различного оборудования, в том числе зарубежного производства.

О том, что спрос будет, говорят в Технопарке, стало известно еще на этапе закупки оборудования: у многих компаний есть потребность в дешевых ремкоплектах и мелких запасных частях. Нередко их приходится заказывать за границей, что в условиях кризиса влетает предприятиям в копеечку.

«К нам, к примеру, приходили ребята из организации, которая занимается техобслуживанием иностранных грузовиков. Нужна им буквально одна маленькая деталька — пластиковая шестеренка в тахометре. Вот она у этих грузовиков слабое место и постоянно выходит из строя. Представьте, чтобы ее заказать с ремкомплектом, нужно по нынешним ценам заплатить порядка 500 долларов плюс доставка, — рассказал Александр Сакевич. — В Центре прототипирования себестоимость такой шестеренки составит несколько десятков рублей. Мы готовы их поставлять заказчику за несколько сотен рублей. Вот такой маленький пример. Однако отмечу, мы ни в коем случае не ориентированы на изготовление крупных или средних партий. Нам этого не позволят ни размер помещений, ни мощности. Так что будем заниматься быстрым, недорогим и мелкосерийным производством, желательно не более тысячи экземпляров. В перспективе на следующий год хотелось бы определиться с недостающим оборудованием и докупить его по все той же программе финансирования МЭР. Насколько мне известно, несмотря на все сокращения бюджета из-за кризиса, подобные центры будут открывать и дальше. И поскольку у нас он уже запущен, получить дальнейшее финансирование будет гораздо проще».

Как изготавливают прототипы в Технопарке

Вообще тема 3D-печати вот уже несколько лет как не новость. Однако, когда речь заходит о 3D-принтерах, обычно подразумевается аппарат, работающий по так называемой FDM-технологии. Это когда конечный объект получается путем последовательного нанесения слоев расплавленного пластика. На ее основе функционирует большинство относительно дешевых бытовых устройств и используются они обычно в рекламе, развлекательных целях и для обучения школьников или студентов.

Такой прибор в арсенале Центра, конечно, имеется, однако, используют его лишь для первоначальных прототипов. Как это выглядит на практике: заказчик приходит к инженерам Центра либо с чертежом, либо с готовой компьютерной моделью своего прибора, либо с уже готовыми частями своего изделия. Заказ обрабатывается, в случае с чертежом или деталями переносится в компьютерную программу с помощью 3D-сканера, а затем воплощается в первоначальной «черновой» форме на FDM-принтере.

«На чертежах все, как правило, выглядит красиво. Однако в материальном воплощении где-то могут не сойтись зазоры, расстояние между деталями окажется чуть больше или чуть меньше, — рассказал в ходе обзорной экскурсии руководитель Центра Герман Прочный. — Для этого и нужно первоначальное исполнение в пластике, чтобы убрать все неточности и подготовить уже полноценный прототип».

И вот, когда инженеры уберут все огрехи первоначальной модели, в дело вступает основной аппарат Центра — SLA-принтер, который работает по так называемой технологии стереолитографии, где материалом для заготовки служит уже не пластик, а смола. Этот аппарат способен создавать детали с точностью до одной сотой миллиметра — идеально походит для устройств, где нужны точные допуски. Теоретически на нем можно напечатать предмет толщиной с лист бумаги. В отличие от бытовых 3D-принтеров такой аппарат уже подходит для промышленного прототипирования, стоит дорого и во всей России их насчитывается очень мало. После создания детали она помещается в камеру полимеризации, где в течение 40 минут идет затвердевание.

Во время нашей экскурсии в такой камере «доходила» будущая деталь механизма обдува для новой автомобильной печки — к слову, разработки одного из резидентов Технопарка.

Тем не менее создание заготовки — это еще не конечный этап процесса. В дальнейшем ее зальют силиконом, получив готовую форму, и вот уже на ее основе в вакуумно-литьевых установках будут создавать готовые детали будущего изделия. При этом конечный продукт может иметь любую форму и пластичность: от имитации гибкой резины до твердости оргстекла или металла. Установок в Центре две: одна предназначается для изделий сложной формы, где затвердевание идет медленно и поэтапно, другая — для поточного производства деталей из быстросохнущего полимера.

Впрочем, такая технология подойдет для весьма малого количества изделий — силиконовые формы быстро изнашиваются и приходят в негодность. Для партий покрупнее нужны уже алюминиевые формы — для их создания уже закуплен специальный плоттер, правда, пока он еще не запущен в работу.

В настоящее время Центр прототипирования принимает лишь заказы резидентов Технопарка, однако, уже в скором времени, когда все оборудование пройдет отладку, обещают наладить полноценное производство. В дальнейшем в Технопарке должен появиться свой Центр молодежного творчества по аналогии с тем, что сейчас действует в ТюмГУ. Предназначаться он будет для обучения работы с 3D-печатью школьников и студентов.