Печатный станок набирает обороты
212

Печатный станок набирает обороты
Ноябрь 17 10:35 2016

Современные технологии меняют мир автомобилей с каждым годом, порой переворачивая его с ног на голову самым неожиданным образом. Возможно, скоро даже дойдёт до того, что проблема поддельных запчастей исчезнет сама собой. Мы просто будем скачивать необходимые детали с сайта нужной автомобильной марки, чтобы самостоятельно напечатать их на 3D-принтере из правильного рекомендованного материала. По крайней мере, уже в нынешнем году несколько автопроизводителей включая концерн Mercedes-Benz заявили о том, что готовы использовать технологии трёхмерной печати для создания элементов своих серийных моделей, встающих на конвейер в ближайшие годы. И разумеется, печать всё чаще рассматривается в качестве основного метода производства техники далёкого будущего вроде Audi Mesarthim F-Tron Quattro с термоядерной силовой установкой на борту, детально проработанные скетчи которого представил нынешним летом тульский дизайнер Григорий Горин.

01

Концепт Audi Mesarthim F-Tron Quattro

Более того, на дорогах мира уже появилось несколько экспериментальных машин, рождённых в принтере, а да и на международных автосалонах всё чаще мелькают концепты, созданные тем или иным методом объёмной печати. Даже консервативный Rolls-Royce отличился напечатанным на принтере футуристическим макетом 103 ЕХ, пытающимся дать представление о роскошных электромобилях будущего. Впрочем, с макетами как раз всё понятно: 3d-прототипирование уже сейчас вовсю экономит ресурсы, время и силы едва ли не в каждом конструкторском и дизайнерском бюро, хотя еще несколько лет назад даже в сфере проектирования автомобилей аддитивные технологии казались делом далёкого будущего.

02

Концепт Rolls Royce 103EX

На нынешний момент развитию технологий трёхмерной печати в массовом автомобилестроении мешают, по сути, две вещи. Во-первых, отсутствие полного спектра необходимых конструкционных материалов в варианте для печати и высокая в сравнении с традиционными технологиями стоимость принтерного тиражирования в крупносерийном производстве. Впрочем, над этим сейчас идёт работа. Истечение срока давности ряда важных патентов, развитие технологий в изготовлении самих принтеров и расходников к ним, увеличение объёмов выпуска – всё это постепенно снижает уровень цен на средства производства, а химики, в свою очередь, всё время расширяют ассортимент «стройматериалов».
Не так давно для нужд трёхмерной печати адаптировали полиэфирэфиркетон, также именуемый PEEK в англоязычной технической литературе. Это самый прочный и термостойкий из имеющихся сейчас в мире термопластичных полимеров. Твёрдость и износостойкость этого материала, обладающего полукристаллической структурой, позволяет довольно широко заменять им металлы. Из него можно печатать очень многие детали автомобиля, работающие при темпратурах до 260 градусов, включая подшипники и шестерни. При этом химическая инертность и диэлектрические свойства позволяют в принципе не бояться коррозии. В общем, очень перспективный материал для автомобильной индустрии, особенно в случаях, когда необходимо победить в конструкции лишний вес.

03

Модульная конструкция шасси от компании Divergent 3D

О борьбе с лишним весом думают многие из тех, кто занимается разработкой 3D-печатных автомобилей, но не всегда путь к этому идёт через отказ от металла. Тем более, что пока автомобильная индустрия к этому не готова, да и далеко не всё можно заменить полимерами. Поэтому технологии лазерного спекания и лазерного плавления металлического порошка продолжают совершенствоваться, завоёвывая признание прежде всего там, где требуется делать особо сложные по форме с высочайшей точностью. Выращенные из порошков требуемых чёрных и цветных металлов детали затем можно дальше обрабатывать традиционными методами включая различные виды закалки, полировку и т.п. По сути это альтернатива высокоточному литью, особенно выгодная в штучном и мелкосерийном производстве. На основе этих технологий специалисты калифорнийской компании Divergent 3D предложили печатать шасси модульной конструкции и даже представили созданный по этому принципу свой собственный суперкар. Идея состоит в том, что принтер воспроизводит отдельные силовые элементы пространственной рамы, которые затем соединяются в цельную структуру с помощью прямых отрезков углепластиковых труб стандартного диаметра. Получается быстро, технологично, удобно, легко и прочно.

Концепт Blade Supercar на модульном шасси от компании Divergent 3D

Концепт Blade Supercar на модульном шасси от компании Divergent 3D

Другие энтузиасты аддитивных технологий тем временем предлагают ориентироваться на массовый сегмент и по возможности применять более дешевые варианты печати. И прежде всего метод FDM – то есть послойное нанесение пластиковой расплавленной нити – который к нынешнему моменту завоевал наиболее широкое распространение благодаря доступным ценам на оборудование и материалы. То, что эта технология годится не только для создания макетов в дизайнерских студиях, подтверждают уже созданные полноценные ходовые образцы разнообразной колёсной техники, некоторые из которых уже проходят испытания и даже сертификацию для серийного производства. Среди них есть вполне жизнеспособные проекты, которые могут пользоваться неплохим спросом и стоить совсем недорого. Например, представленный в начале нынешней осени пражским дизайнером Петром Чладеком городской двухместный электромобиль 4ekolka, специально придуманный для перемещения по тесным улочкам старых европейских городов-музеев. При серийном производстве такую машину, по предварительным расчётам, можно будет продавать за 11 тысяч евро. Правда, на принтере у неё напечатан лишь кузов и детали интерьера.

05

Концепт электромобиля 4ekolka, Чехия

Но, как показывает пример тех, кто пошел по этому пути раньше, кузов – только начало. Американская компания Local Motors, практикующая разработку экспериментальных авто- и электромобилей методом краудсорсинга аналогично принципу создания программных продуктов с открытым кодом, выпустила за последние годы уже несколько машин, созданных с применением 3D-печати. И с каждой новинкой процент печатных деталей всё больше. Так представленный ими в нынешнем году электрический родстер Swim состоит из них уже на 75%, а в скором будущем, по словам инженеров компании, в транспортных средствах печатная продукция будет составлять около 90%. При этом фирма занимается не только личным транспортом, то и общественным. Так, среди её уже готовых к серийному производству моделей есть беспилотный городской 12-местный микроавтобус Olli, способный работать как на маршрутах, так и в режиме такси. Автобус оснащён суперкомпьютером Watson от компании IBM, который будет разговаривать с пассажирами во время поездки, объяснять свои манёвры и комментировать окружающую дорожную обстановку. Есть мнение, что говорящий автобус поможет пассажирам преодолеть недоверие к беспилотникам. Компания собирается продвигать подобный транспорт в США, Европе и Австралии.

06

Говорящий автобус Olli

Наша страна пока что отстаёт от мирового прогресса по части аддитивных технологий в автомобилестроении. Но не так далеко, как всё автомобилестроение в целом. В российских КБ тоже в последние годы активно взялись за макетирование на 3D-принтерах и сейчас это уже стало нормой. Другое дело, что в серийном производстве печатные устройства пока что у нас не востребованы. Впрочем, это легко объяснимо. С одной стороны, стоимость оборудования и расходных материалов для печати металлом таковы, что использовать их в крупносерийном массовом производстве нецелесообразно – тираж на выходе будет заведомо дороже, чем при традиционных технологиях автомобилестроения. Перевод уже существующих заводов на аддитивные технологии потребует огромнейших разовых инвестиций, которые вряд ли окупятся в обозримом будущем. С другой стороны, российские автогиганты пока психологически не готовы использовать главные преимущества 3D-печати: скорость создания новых готовых образцов и лёгкость внесения изменений в уже стоящую в производстве модель. Увы, гибкость и вариативность модельного ряда у наших автопроизводителей не в приоритете. Разработкой и серийной печатью перспективных транспортных средств могли бы заняться небольшие фирмы, концентрирующиеся на нишевых или эксклюзивных продуктах, но как показала жизнь, в российском автомобилестроении пока ещё ни один из малотиражных проектов почему-то не стал успешным, за исключением нескольких вездеходных производств.
В этом году своеобразный прорыв в отрасли совершили представители Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения, создав 3D-принтер для печати металлическими порошками. Пока что устройство работает в тестовом режиме, но уже скоро ожидается его выход на рынок. А это значит, что для отечественной промышленности аддитивные технологии станут немного доступнее.

Узнать подробнее о процессе внедрения аддитивных технологий в автомобилестроения и другие области промышленности можно 17-18 ноября в КВЦ «Сокольники» на ежегодной международной конференции 3D Print Expo 2016.
3D-технологии вскоре изменят не только сферу машиностроения, но и весь наш мир. Хотите узнать как? Приходите на конференцию! Регистрация на событие.

Текст: Наталия Чернышевская, Евгений Константинов, Артемий Мельников
 Фото фирм-производителей.
Наталия Чернышевская
Наталия Чернышевская

По жизни - ленивый активист. Объездила всю Европейскую часть России. Умею замечать детали. Постоянно подшучиваю над окружающим миром. Порой кидаюсь весьма злым сарказмом.

Больше статей
write a comment

0 Comments

No Comments Yet!

You can be the one to start a conversation.

Only registered users can comment.