Автор: Менеджер проектов АО «Оренбургские минералы», техник ЦМИТа и Горно-технологического техникума Максим Штанько по масштабу своих компетенций личность неординарная.
В этом году в ГТТ начала работать лаборатория аддитивных технологий и реверсивного инжиниринга. Запуском столь важного сегмента в техникуме, который реализует федеральный проект «Профессионалитет» в области машиностроения, занимался именно Максим.
Вместо папы Карло – 3D-принтер
Аддитивные технологии принципиально отличаются от привычного для нас производства. Раньше для изготовления объекта из заготовки нужно было «отсечь все лишнее». Сегодня для создания детали «собирают все нужное». Помните, как папа Карло ваял Буратино? Резал, строгал, сверлил… В современных реалиях роль папы Карло взял бы на себя 3D-принтер. Только Буратино был бы сотворен не из полена, а из микрослоев пластика или полимера, выходящих из сопла принтера.
Полмиллиона за форму: почему мелким производствам не по карману?
Но Максим Штанько, отработав технологию производства деталей на 3D-принтере, понял: есть еще одна точка роста – литье пластика. Но как воплотить это в жизнь?
Казалось бы, технология термопласт-автоматов, горячего литья давно и успешно применяется в промышленности для изготовления изделий из пластика и резины. Однако высокая стоимость станков и, особенно, пресс-форм, становится серьезным препятствием для предприятий, которые имеют мощности для ремонта своего оборудования, но при этом на сервисных услугах не специализируются. Цена простейшей пресс-формы начинается от полумиллиона рублей, не говоря уже о стоимости самого станка. И для каждой детали требуется уникальная пресс-форма.
Силикон вместо стали: дешевле, быстрее, ближе к делу
– Поэтому мы сейчас активно изучаем альтернативные технологии, способные создавать аналогичные детали, но с меньшими затратами и сложностями, – рассказывает Максим Сергеевич. – Одна из них – литье пластика, но уже в силиконовые формы или формы из более доступных материалов. В этом случае не требуется столь дорогостоящее оборудование. Для «Оренбургских минералов» подобная технология представляется идеальной. Принтеры мы также не списываем со счетов. В данной технологии они играют роль промежуточного этапа – создания мастер-модели. Мы сначала печатаем на принтере деталь, которую затем используем для изготовления формы для литья из силикона или других специальных инженерных материалов. И уже в эти формы заливаем материал, необходимый для конкретной детали. Аддитивные технологии позволяют производить мелкосерийные партии. Но если требуется большое количество деталей, то печать на имеющемся у нас парке принтеров занимает слишком много времени. Поэтому у нас два пути: либо расширять парк принтеров, создавая из них целые фермы, либо осваивать новую технологию – литье.
12 часов против 30 минут
– Например, если нужно изготовить десяток заглушек для профиля из полимерно-минерального композита на 3D-принтере, это займет порядка двенадцати часов. На изготовление тех же десяти заглушек методом литья уйдет всего 20-30 минут. Представьте: форма готова, мы заливаем многокомпонентный состав, имитирующий нужный нам пластик. Он застывает за пять минут, а затем отправляем его в термокамеру. Это колоссальная экономия времени, выход на мелкосерийное производство. Конечно, можно закупить множество 3D-принтеров, но возникает вопрос цены. К тому же принтеры имеют свойство ломаться и требуют обслуживания. Они занимают определенную нишу, но нам нужно нечто большее.
Сделаем сами: смоделировал в CAD – проверил в реальности
Максим рассказывает, что сделать технологию литья доступной поможет и тот факт, что оборудование вполне реально изготовить самим, своими руками. И что самое важное, есть все возможности для реализации этих проектов – оборудование в техникуме и на предприятии.
– Сейчас передо мной стоит задача по разработке конструкторской документации, созданию виртуальной сборки в инженерных программах. В планах – испытать две литьевые камеры: вакуумную и камеру избыточного давления. Это две разные технологии, предназначенные для обработки одних и тех же материалов, но позволяющие придавать им различные свойства. Мы можем заранее смоделировать поведение конструкции под нагрузкой. В этом и заключается суть развития данного направления – в возможности создания 3D-модели оборудования в CAD-программе, приложения к ней виртуальных нагрузок и анализа слабых мест, требующих усиления. Представьте вакуумную камеру, в которую мы виртуально закачиваем давление и определяем, выдержит ли она. Мы можем смоделировать воздействие на деталь, оценить ее прочность, выявить необходимость улучшения или изменения конструкции.
Без воздуха – идеальная заливка и прочная деталь
Спрашиваю у Максима, как будет действовать агрегат, над проектом которого он сейчас работает.
– Такой материал, как двухкомпонентный пластик, требует смешивания в вакууме. Присутствие кислорода недопустимо, необходима дегазация внутри герметичной камеры. Вакуумное литье под избыточным давлением позволяет использовать более простые формы. Не те дорогостоящие металлические формы, что для термопласта, а, к примеру, силиконовые. В них заливается двухкомпонентный состав, обретающий свойства резины или крепкого пластика.
От сканера до детали – цифровой путь оживления
– Главное, что меня привлекло в этой технологии, – ее связь с нашей инженерной базой: работа в CAD-системах, создание 3D-моделей, реверс-инжиниринг. Приносят деталь – и начинается работа: создаем модель в компьютерной программе, потом ее – на печать, а затем – в ЧПУ-станок или на литье.
Не заказывать, а делать здесь и сейчас
Сейчас доступны новые материалы и технологии, позволяющие изготавливать детали с меньшими затратами, экономить ресурсы – как трудовые, так и финансовые. Вместо того чтобы заказывать, например, пальцы для механизмов с пластиковыми прокладками где-то на стороне, вполне реально наладить их производство здесь. Небольшие инвестиции в оборудование, считает мой собеседник, окупятся.
Технология литья может быть реализована не только в силиконовые формы, как, например, при холодном литье. Существует еще RIM-литье, позволяющее создавать крупногабаритные изделия – хоть бампер для автомобиля, хоть крыло для дрона. Возможности этой технологии безграничны.
Когда ремонт становится искусством
– Но знаете, что мне самому интересно? Конструкторская работа! Я от нее получаю огромное удовольствие. Это безумно увлекательно. А еще, бывает, принесут мне сломанную деталь. Я или вручную ее цифровой облик восстанавливаю, или с помощью сканера, если деталь сложная. Но лучше, когда объект находится в рабочем состоянии. А то принесут что-нибудь треснувшее или с отколотым куском, и сидишь, гадаешь, как оно выглядело изначально. Вот тут и начинается творчество: надо и придумать, и сделать так, чтобы работало. Это самое интересное! Сам не понимаю, как меня в эту область занесло, но пока что нравится. Главное, чтобы то, чем занимаешься, приносило удовольствие.
За гранью литья
Проекты Максима Штанько не ограничиваются созданием технологии литьевого производства на предприятии АО «Оренбургские минералы». Как признается сам новатор, их в работе у него порядка восьми. Параллельно он занимается запуском проектов, связанных с обработкой металла на станках с ЧПУ. Настраивает оборудование, до которого раньше ни у кого не доходили руки (а зря, уверен Максим, ибо оно довольно современное и эффективное). Адаптирует процессы производства под новую «импортозамещаемую» реальность. В том числе переводит часть технологических процессов на отечественные решения в CAD и CAM системах.
Его энтузиазм и стремление к инновациям, на наш взгляд, служат вдохновляющим примером для студентов Горно-технологического техникума. Лаборатория аддитивных технологий и реверсивного инжиниринга, которую он помог запустить, имеет все шансы стать кузницей уникальных кадров для предприятий Ясного. Здесь будущие специалисты изучают теорию, получают практический опыт работы с передовым оборудованием, учатся мыслить нестандартно и находить решения для самых сложных задач.
Виктория Шустова. Фото Максима Штанько
