Наверх
16 января 2023
ПРОРЫВ
Металл-Спринт

Легкая, прочная, точная – деталь, изготовленная методом SLM

Дмитрий Рыбин
генеральный директор

Компания «Металл Спринт» вышла на рынок в марте 2019 г. с услугой изготовления металлических деталей методом селективного лазерного плавления (SLM). Метод заключается в спекании лазером послойно наносимого металлического порошка и позволяет в короткие сроки и с минимальной постобработкой создавать сложные по форме и структуре изделия высокой точности и прочности.

Об особенностях метода SLM, о том, почему изготовление деталей с его помощью особенно актуально для небольших производств, в каких случаях затраты на приобретение оборудования для 3D-печати металлами могут не окупиться, о наиболее перспективных направлениях в области аддитивных технологий – в интервью с генеральным директором Дмитрием Рыбиным и его заместителем Арсением Ульченковым. 

Почему вы решили работать именно с аддитивными технологиями и конкретно с методом селективного лазерного плавления (SLM)?

К моменту создания компании мы – хотя и больше в теории – довольно много знали и об аддитивных технологиях, и особенно о методе селективного лазерного плавления (пожалуй, правильно называть его так, как принято в англоязычной литературе: LPBF или LB-PBF, хотя в нашем случае мы имеем полное право называть его именно SLM, поскольку используем в работе принтеры создателя этого метода – компании SLM Solutions).

Мы понимали, что именно LPBF – самый универсальный метод, к тому же позволяющий создавать наиболее приближенные к точной форме детали, в то время как большинство других методов требуют достаточно существенной постобработки.

Что представляет собой ваше сотрудничество с компанией SLM Solutions?

Нам сразу понравились именно машины производства SLM Solutions, к тому же в то время компания активно искала партнера в России, на базе которого смогла бы организовать демонстрационный центр. Эта заинтересованность помогла нам приобрести машины с заметной скидкой. В свою очередь, SLM (для краткости иногда будем их так называть) получила возможность привести потенциальных покупателей в демонстрационный центр в России, оборудованный с полным пониманием того, как это делают опытные европейские пользователи: в ходе визитов в Германию нам удалось посетить не только сам завод SLM, но и несколько компаний, применяющих принтеры SLM.

Наши первые операторы проходили обучение сначала у наших партнеров в Самаре, а затем - в Германии, в городе Любеке - на «родине» наших принтеров.

В настоящий момент мы используем только принтеры SLM – хотя и планируем включить в состав своего оборудования другие марки (и другие технологии).

К сожалению, в декабре 2021 г. SLM Solutions приняли решение закрыть свой офис в России.

Когда был изобретен метод селективного лазерного плавления и какие его преимущества перед другими методами вы можете отметить?

Метод LPBF (Laser Powder Bed Fusion, лазерный синтез в подушке порошка) появился в 1995 г. Первый патент был получен в Германии сотрудниками института Фраунгофера (да-да, тот самый, который «дифракция Френеля-Фраунгофера»), а один из его получателей, Dr. Dieter Schwarze до сих пор работает в компании SLM Solutions в качестве руководителя научного направления.

За время, прошедшее с момента изобретения, метод развивался буквально семимильными шагами. Первые машины, даже сделанные компаниями, имевшими достаточно значительный задел в применении метода, не отличались высоким качеством металла – что поначалу негативно влияло на отношение к методу со стороны технологов и конструкторов ответственных производств.

В настоящий момент, однако, технологии улучшились до такой степени, что, согласно проведенным нашими партнерами испытаниям, детали, изготовленные по технологии LPBF, как правило, существенно превосходят по прочности детали, изготовленные другими методами – будь то литье, ковка, фрезерование, токарная или слесарная обработка, или их произвольная комбинация. При этом необходимо подчеркнуть, что некоторые детали вообще возможно изготовить за разумное время только методом LPBF.

К недостаткам метода, увы, относится довольно высокая цена, поэтому его стараются использовать для изготовления деталей, которые делать другими способами еще дороже, или значительно дольше, или совсем невозможно.

Для каких отраслей промышленности метод SLM (LPBF) особенно актуален?

Если смотреть на наших заказчиков, можно сделать вывод, что они приходят из самых разных отраслей. Общих характеристик у них немного: кому-то нужны детали сложной формы, кому-то – из специальных сплавов, кому-то – очень легкие, но очень прочные. Кто-то заказывает индивидуализацию, кто-то стремится к элегантности, кто-то – к упрощению конструкции и уменьшению количества деталей. Кто-то в восторге от скорости изготовления (например, один заказчик, у которого при перевозке дорогостоящего оборудования был поврежден входящий в его состав вентилятор, был поставлен перед выбором: ждать 2 месяца или сделать деталь у нас – это встало ему дороже на 20%, зато готова она была через 2 дня). Импортозамещение, будучи модным словом, тоже не миновало нас.

Какие изделия с помощью SLM выполнить нельзя или это, возможно, будет неоправданно дорого?

Мне сложно представить деталь, которую совсем нельзя сделать нашим методом Да, в некоторых случаях мы предложим изменить, например, форму сечения внутренних каналов – но внутренние каналы вообще мало какими технологиями можно сделать. Основные ограничения связаны с размерами камеры построения, а также с ориентацией заказчика на стоимость деталей, сделанных по технологиям массового производства – литье, штамповка и т.п. Понятно, что детали массивные – да еще когда заказчик категорически отказывается их облегчать – обходятся достаточно дорого. Я скажу банальность, но чтобы детали обходились дешевле, нужно следовать рекомендациям специалистов по аддитивным технологиям – они подскажут, как облегчить деталь, оставаясь в рамках требований к ее прочности.

Каково соотношение "цена – качество" изделия, полученного по технологии SLM? Доступна ли она для небольших производств?

Делать на SLM, скажем, трубу или вал – бессмысленно: ни вал, ни труба не будут качественнее, чем изготовленные на станке с ЧПУ. А делать на станке с ЧПУ некоторые сложные кронштейны – невозможно; поэтому прямого сравнения я бы избегал. С уверенностью можно сказать следующее: технология LPBF уже стала одним из распространенных инструментов – и как любой инструмент, для каких-то задач подходит больше, а для каких-то – меньше.

Что касается небольших производств, то именно для них наша технология подходит наилучшим образом. Ну представьте: вы собираете небольшой самоходный механизм, тележку на гусеничном ходу. Но сложилось так, что подходящей шестерни на складе вашего поставщика не оказалось. Обратитесь на завод – через 2 месяца (в лучшем случае) получите 10 000 шестеренок по 200 рублей. А если нужна одна? Конечно, у нас она будет дороже 200 рублей, но зато (у нас) реально можно заказать одну, и готова она будет через пару дней (ну в худшем случае – через пару недель, если вы не захотите обсуждать замену материала).

Может ли любое предприятие приобрести 3D-принтер и печатать детали самостоятельно?

Неправдой будет сказать, что 3D-печать вообще и SLM в частности – какие-то волшебные технологии, доступные исключительно продвинутым в технологическом смысле компаниям.

Безусловно, любое предприятие, при должном уровне усердия и должной воле, рано или поздно сможет получать выгоды от такого приобретения. Однако если у вас нет значительной потребности в производстве деталей, которые можно сделать максимально экономически эффективно только с помощью технологии SLM – вам такое приобретение выгодным станет нескоро. Даже если у вас есть целый ряд заказов или ряд потребностей – очень многое надо учесть. Например: смена материала на некоторых машинах представляет собой достаточно длительный процесс, а на некоторых – практически невозможна. То есть для того, чтобы делать детали и из алюминия, и из стали, и из титана – вам придется иметь не одну машину.

А добавьте станции просеивания, пылесосы, криоцилиндр или аргоновую станцию, электроэрозионный станок, печи для термообработки… В общем, надо быть полностью уверенным в успехе, чтобы купить недешевое оборудование.

Расскажите о географии вашей деятельности, о ваших заказчиках и о наиболее интересных и сложных проектах, которые вы уже реализовали.

Во-первых, рассказать о большинстве проектов нам не позволяют соглашения о неразглашении, заключенные с заказчиками. Во-вторых, мы искренне надеемся, что самые интересные проекты у нас впереди.

Среди «больших» клиентов могу назвать, пожалуй, только «Госкорпорацию «Росатом» – мы выиграли тендер одного из ее подразделений, «РусАт», и это публичная информация.

Конечно, наибольшее количество обращений у нас из Москвы (хотя, поскольку основной поток приходит от агрегаторов, не всегда можно выделить, куда именно ушла та или иная деталь) и Санкт-Петербурга. Но есть обращения и из Тулы, из Коврова, из Самары, из Перми, Ростова-на-Дону, Краснодара, Волгограда, Омска, Воронежа, Калуги, Смоленска, Новосибирска, Луховиц, Красногорска, Тюмени. Часть изготовленных нами деталей уходит и за границу.

Мы – job shop, и именно так себя позиционируем. Любой может обратиться к нам. Мы стремимся к тому, чтобы у нас не было «крупнейших» заказчиков. Мы готовы принять заказ буквально от 100 рублей (правда, это будет совсем маленький заказ) – но мы его сделаем, качественно и быстро. В нашей практике бывали случаи, когда клиенты, у которых из-за поломки ерундовой детальки не работало дорогостоящее оборудование, получали ее замену на следующий день после обращения (а могли бы и в тот же день, просто не доехали из другого города).

Большим ли спросом пользуется метод SLM?

Наши конструкторы, к сожалению, довольно консервативны. А уж как консервативна система аккредитации… Но мало-помалу отношение меняется. С отдельными компаниями мы нашли общий язык в плане включения наших технологий в их технологические карты, это позволит нам в будущем лучше планировать производство отдельных деталей – а стабильность работы и есть одна из наших целей.

Какие тенденции в области аддитивных технологий вы можете отметить? Какими темпами развивается рынок?

Рынок 3D-печати развивается очень быстро, эксперты предсказывают ему рост порядка 20% в год. Это касается буквально всего – появляются новые технологии, новые машины, новые применения. Мы, в частности, считаем, что весьма перспективными будут направления проволочной наплавки (как дуговой, так и лазерной и – с некоторыми оговорками – электронно-лучевой). Достаточно перспективны байндер-джеттинг, а также печать металлонаполненными полимерами. Порошковая наплавка, как и LPBF, имеет значимый недостаток – необходимость дорогостоящего превращения исходного материала в порошок, – но не имеет при этом важного преимущества: не позволяет производить деталь «в размер».

С какими сложностями столкнулись партнеры компании SLM Solutions после ее ухода с российского рынка и как их можно решить?

То, что компания прекратила свою деятельность в России, несколько осложнило как получение запчастей, так и сервис.

Мы предлагаем использующим машины LPBF преодолевать все возникающие сложности совместно. Только объединившись и создав необходимую базу знаний, мы сможем пройти этот непростой период без существенных проблем.

В России тоже есть производители 3D-принтеров для печати изделий из металлических порошков - например, питерская компания 3DLAM. Уступают ли наши решения западным?

С большим интересом следим за всеми разрабатываемыми решениями – как от крупных компаний, так и от относительно небольших. Конечно, пока отечественные принтеры несколько менее совершенны, чем, скажем, немецкие. Но по соотношению цена-качество тот же 3DLAM выглядит очень неплохо, особенно в некоторых категориях размеров.

Думаем, что финансовые меры поддержки со стороны государства могли бы существенно повлиять на распространенность оборудования российского производства – хотя бы в России.

В чем заинтересована ваша компания сегодня и какими вы хотели бы видеть себя в будущем?

С самого начала мы стремились к тому, чтобы наша работа включала как можно меньше исследований и как можно больше производства.

Но в последнее время становится понятно, что нам нужно расширять сферу своей деятельности. Мы готовимся делать генеративный дизайн и топологическую оптимизацию; проверку прочности методом конечных элементов и симуляцию построения с помощью специальных программ; тепловое, газо- и гидродинамическое моделирование процессов в наших изделиях.

Мы внимательно смотрим на другие технологии и на другие материалы. Мы общаемся с поставщиками на предмет приобретения оборудования, а также на предмет получения заказов на сервис их оборудования. В ближайшее время планируем получить небольшой принтер (подробностей пока раскрывать не стану), который выделим исключительно под кобальт-хром.

При этом не наукой и не инженерией единой, как говорится. Мы сами делаем некоторые расходные материалы (например, резинку рекоутера – и, надо сказать, именно наши резинки нам нравятся больше всех, что мы пробовали, включая и «родные», немецкие). Мы находим замену расходным материалам и вспомогательному оборудованию (клапаны, «бутылки», хомуты, стекла, прокладки). Мы находим замену некоторым запасным частям – в общем, многое делаем для того, чтобы быть полезными в роли сервисной компании.






Создание сайтов x5b.ru