Экономия, доработка и замена деталей. Чем еще 3D и 5D принтеры могут помочь промышленности в условиях санкций

Предприятия всегда искали способ удешевить производство и стать более автономными, события этого года лишь обострили проблему.

Снабженцы хорошо помнят контейнеровоз “Эвер Гивен” в Суэцком канале. Ну а приписку “В связи с эпидемиологической ситуацией в стране сроки поставки могут быть увеличены” поставщики делают до сих пор.

События в мире в последние годы настолько непредсказуемы, что хочется оградить себя от их последствий хоть как-нибудь.

Где брать ЗИП и расходники? Изготавливать самостоятельно.

При разумном подходе этот вариант позволит обеспечить себя многими деталями и быстрее, и дешевле, чем заказывать их у поставщиков.

Вопрос лишь в том, как изготовить множество разнотипных деталей и быстро, и дешево, и с тем, чтобы служили не хуже оригиналов?

На помощь приходят аддитивные технологии. Долгое время существовали лишь два класса такого оборудования: машины для быстрого прототипирования и очень дорогие промышленные установки (как правило, для производства уникальных деталей из металлических порошков).

Но за последние годы аддитивные технологии здорово рванули вперед. Теперь можно печатать и широкий ряд функциональных деталей, причем качество напечатанных изделий не уступает оригинальным, а порой и превосходит их. Стоимость же многих принтеров сопоставима со стоимостью станков и позволяет окупить их в среднем за год.

Посмотрим, как компании держат санкционный удар благодаря 3D технологиям и сколько им удалось сэкономить.

Отрасль: Производство бытовой химии

Предприятие: Grass

Проблема: Дороговизна деталей, которые постоянно выходят из строя

Решение: Снижение себестоимости деталей за счет производства их на 5D принтере Stereotech при увеличении сроков их службы.

Компания Грасс - производитель бытовой и автомобильной химии в Волгоградской области.

Одной из первых она начала применять инновационную технологию 5Dtech у себя на производстве.

“5D принтеры” от английского “5 degrees of freedom” - “5 степеней свободы”. Детали на этих принтерах могут печататься на закладных элементах, они практически не нуждаются в постобработке и значительно прочнее деталей, изготовленных на принтерах предыдущего поколения, благодаря более сложной ориентации слоев.

Что печатали: муфты укупорочного оборудования, ролики конвейерной ленты, уплотнители.

Оригинальная муфта укупорочного станка стоит 400 руб., а напечатанная на 5D принтере - 81 рублей.

Фактор замены - износ (истирание по внутреннему и наружному диаметру), это деталь, которая требуется постоянно.

Оригинальная муфта укупорочного станка служит 24 часа, а напечатанная на 5D принтере - 30 часов. Материал, который применялся для печати изделия: Sealant TPE.

Экономия для компании Grass от использования 5D принтера составила более 2 500 000₽ в год

Отрасль: Сельское хозяйство

Предприятие: ООО “Волгоградский элеватор”

Проблема: предприятие самостоятельно изготавливает деталь для оборудования советских лет с помощью токарного станка, это дорого и трудоемко.

Решение: печать той же детали с помощью 5D принтера.

ООО «Волгоградский элеватор» - крупное зернохранилище, а одна из наиболее востребованных запчастей - это опорные втулки подшипников.

Эти детали предназначаются для оборудования еще советских времен. Каждая из них служит в среднем 3 года, на предприятии их более 4000. Ранее их изготавливали самостоятельно на токарном станке. Изготовление 1 штуки обходилось предприятию в 2363 руб. Ежегодно элеватор тратит на втулки более двух миллионов рублей.

Компания Stereotech напечатала втулку с таким же сроком эксплуатации, стоимостью 570 руб.

Благодаря 5Dtech годовая экономия только на этих деталях для предприятия составляет 1,2 миллиона рублей.

При этом напечатанная опорная втулка не нуждается в постобработке и не уступает по своим характеристикам выточенной.

Отрасль: Производство мебели

Предприятие: ЗАО ПАО Ресурс — производитель кухонной мебели Giulia Novars

Проблема: Ранее сроки поставки запчастей составляли 4-6 недель, а сейчас оригинальные запчасти стали недоступны.

Решение: На производстве используется 3D принтер Designer X от PICASO 3D, детали печатают самостоятельно, изменяя и совершенствуя оригинальные.

Производство компании располагает большим парком европейского оборудования. Держать склад запчастей нерентабельно.

Оригинальная деталь клеенаносящего ролика для швейцарского ребросклеивающего станка изготовлена методом токарно-фрезерной обработки.

В процессе изготовления замещающей детали ролик был оптимизирован для уменьшения количества наносимого клея. Весь узел стал работать лучше!

Будем откровенны: это вариант не для всех, но если на производстве есть профессионалы, которые могут усовершенствовать механизм, 3D принтер окупится многократно.

Стоимость изготовления детали методом FFF-печати из ABS пластика составила 70 рублей. Стоимость оригинальной детали с доставкой и таможенным оформлением — 72 000 рублей.

Отрасль: Производство мебели

Предприятие: ЗАО ПАО Ресурс — производитель кухонной мебели Giulia Novars

Проблема: Производитель мебели был недоволен качеством оригинальных деталей

Решение: Главный механик усовершенствовал детали и напечатал эти кастомные изделия на собственном 3D принтере

Оригинальные защитные козырьки пневматических захватов не обеспечивали должный уровень защиты. Несколько раз клапан выламывало. Производителем станка этот узел поставляется только в сборе (стоимость 250 евро), а стоимость печатной детали, разработанной специалистами ЗАО ПАО Ресурс получается не более 100 рублей (печать из ABS пластика).

Главный механик компании усовершенствовал оригинальные детали, смоделировал и напечатал эту уникальную деталь на 3D принтере, сэкономив значительную сумму и улучшив исходное изделие.

Отрасль: Вендинг - продажа через торговые автоматы

Предприятие: Крупная вендинговая компания

Проблема: поставки запасных частей затруднены. Это связано с тремя факторами: курсом валют, санкциями со стороны стран-компаний, производящих запчасти и с логистическими проблемами.

Решение: центр прототипирования изготовил нужные детали на 3D принтере центру прототипирования

Центр прототипирования СКАТ 3Д, входящий в состав ГБУ города Москвы «Корпорация Развития Зеленограда» при помощи реверс-инжиниринга и аддитивных технологий оперативно разворачивает мелкосерийное производство деталей.

Один из примеров — налаживание выпуска запасных частей для крупной вендинговой компании.

Заказчик предоставил сломанные детали вендингового аппарата – деталь кофемолки, крыльчатку миксера.

Сломанные детали вендингового аппарата были отсканированы с помощью российского 3D-сканера RangeVision, подготовлены к печати специалистами Центра СКАТ 3Д, а затем изготовлены на SLS-принтере Onsint 200 из порошкового полиамида.

Эти изделия были отсканированы и напечатаны за 2 рабочих дня.

Отрасль: Пищевая промышленность

Предприятие: ShokoBox - производство шоколада с эксклюзивным дизайном

Проблема: Высокие затраты на инструменты, которые периодически приходится заменять и оптимизировать имеющиеся станки

Решение: Внедрение ЗD принтера, самостоятельная печать ЗИП.

Компания ShokoBox производит шоколад с логотипом для корпоративных клиентов и частных покупателей.

На своем производстве компания ShokoBox использует различные типы станков, которые применяются на всех этапах производства: от литья шоколада до процесса фасовки. В основном станки зарубежного производства.

Внедрение ЗD принтера помогло оптимизировать станки для упаковки и литья шоколада. При этом расчеты показали, что покупка собственного 3D принтера существенно выгоднее, чем заказ печати на аутсорсе. При разработке одного элемента, учитывая необходимое количество прототипов, стоимость услуг на стороне составляла уже 30% от стоимости самого 3D принтера. Наличие собственного станка помогает оперативно изготовить прототип и готовое изделие и внедрение новых разработок происходит в короткие сроки.

На 3D принтере компания ShokoBox изготавливает 3 детали:

• бункер для подачи оберточной бумаги,
• нож для захвата этикетки;
• устройство для подачи шоколада, которое модернизировало станок.

Компания выбрала 3D принтер Hercules Strong от компании IMPRINTA, работающий по FDM технологии.

Экономические выгоды:

• Стоимость бункера в заводском исполнении: 86000 рублей / Стоимость аналогичного бункера, напечатанного на 3D принтере: 3000 рублей
• Стоимость оригинального ножа для захвата этикетки: 129000 руб. / Стоимость модернизированного ножа: 1000 руб. При этом нож стал более тонким, а значит, минимизированы сдвиги этикеток при захвате их из пачки и их замятие. Стоимость напечатанного ножа позволяет сделать его расходным и не тратить время на прочистку технологических отверстий.
  
• Стоимость станка с устройством для подачи шоколада: 5 000 000 руб./ Изготовление устройства для подачи шоколада при помощи 3D печати: 5000 руб.
  

Отрасль: Авиация в сельском хозяйстве

Предприятие: Авиационные предприятия Волгоградской области

Проблема: Запчасть регулярно выходит из строя из-за контакта с химической жидкостью.

Решение: Печать проблемной запчасти на 3D принтере. Замена материала изделия, как следствие увеличение срока эксплуатации ЗИП, снижение стоимости работ и себестоимости сельхозпродукции.

ООО «3Д ЛАЙФ» г. Волжский, резидент Инновационного Центра «СКОЛКОВО» помогает авиационным предприятиям Волгоградской области, занимающимся малообъемным авиационным распылением в сельском хозяйстве.

В Волгоградской области авиационным способом обрабатывается 1 млн. га

При распылении с самолета эффективность агрохимикатов повышается на 30 % - 50%.

Основным технологическим узлом при авиационной обработке полей является вращающийся распылитель жидкости (ВРЖ), работающий в непосредственном соприкосновении с распыляемой химической жидкостью.

Основа ВРЖ - алюминиевый сплав, который подвергается быстрой коррозии и приходит в полную негодность от контакта с химической жидкостью за 1 месяц активной работы агросамолета и подлежит полной замене.

Стоимость оригинального комплекта ВРЖ (алюминиевый сплав): 200 000 руб.

Стоимость ВРЖ, изготовленного на 3D принтере, составляет 20 000 - 50 000 руб. Минимальная потребность в регионе: 100 шт. / год.

Полученные результаты: экономия средств (18,0 млн. руб./год), замена металла, увеличение срока эксплуатации устройства, снижение стоимости работ и себестоимости сельхозпродукции.

Промышленность и производственные компании “распробовали” аддитивные технологии, поняли границы их применения. Компании рассматривают разные материалы, в зависимости от своих задач, исследуют как сами материалы, так и напечатанные детали.

Современные 3D принтеры работают практически со всеми типами филаментов с температурой экструзии до 410 С. Это как общеизвестные пластики — ABS, PLA, PETG, TPU, так и более специфические.

Отдельного внимания заслуживают композитные материалы и воск. Композитные материалы — это привычные нам материалы, в которые добавлены различные компоненты, например, угле- и стекловолокно. За счет добавок улучшаются физико-механические свойства, конечные изделия становятся более твердыми, прочными и порой даже могут применяться в качестве альтернативы металлическим. Некоторые добавки придают материалам дополнительную температурную или химическую стойкость.

Использование композитов в печати позволяет предприятиям подбирать более подходящие детали и внедрять аддитивные технологии в ту часть процесса, где это раньше было невозможно.

А с использованием материалов Sealant можно напечатать эластичные изделия, такие как муфты, уплотнители и манжеты.

Аддитивные технологии используют и небольшие предприятия, и такие гиганты, как Камаз, Транстелесофт, РосАтом.

И когда импортеры оборудования вернутся в Россию, их ждет сюрприз: большая часть рынка запчастей будет поглощена аддитивными технологиями, компании не будут больше нуждаться в оригинальных деталях в том же объеме, что и прежде.