В течение многих лет индустрия аддитивного производства (АМ) обещала переосмыслить производство. Но по мере развития технологии настоящей проблемой стало доказательство того, что детали, напечатанные на 3D-принтере, могут изготавливаться стабильно, соответствовать отраслевым стандартам и использоваться в реальных промышленных условиях.

Для таких компаний, как Fathom , стремление отрасли к реальному производству означало выход за рамки традиционной модели «сервисного бюро». Ранее известная в основном услугами по прототипированию и цифровому производству, компания Fathom в последние несколько лет стала больше ориентироваться на сотрудничество с производственными партнерами для аэрокосмической, медицинской и промышленной отраслей, где качество и стабильность так же важны, как и инновации.

Я поговорил с генеральным директором Рашем Ласеллом после возобновления общения с командой Fathom во время форума AIAA SciTech в Орландо в начале года. Обладая многолетним опытом работы в сфере аддитивного производства и контрактного производства, включая предыдущие руководящие должности в Jabil , AddUp и 3DXTECH , Ласелл рассказал о современном состоянии промышленной 3D-печати, о прошлых ошибках отрасли и о том, где компании наконец-то начинают видеть реальный спрос.

Демонстрационные металлические детали , напечатанные на 3D-принтере, представлены на стенде компании Fathom во время научно-технического форума AIAA в Орландо. Изображение предоставлено сайтом 3DPrint.com / Ванеса Листек .

«Последние 30 лет были интересными для аддитивных технологий. Но особенно интересными были пять лет для промышленных аддитивных технологий. Компания Fathom все больше сосредотачивается на промышленных приложениях, где клиентов меньше волнует возможность печати детали и больше – ее надежная работа в реальных условиях», – сказал ЛаСелле. «Мы действительно больше ориентируемся на результаты производства. Речь идет уже не просто о печати детали».

Этот сдвиг отражает более масштабные изменения, происходящие в отрасли аддитивного производства. В течение последнего десятилетия многие компании продвигали 3D-печать как технологию, которая в одночасье быстро преобразует автомобильное производство, аэрокосмическую промышленность и цепочки поставок. Некоторые из этих ожиданий оказались преждевременными. Как выяснили такие компании, как Fathom, по словам Ласелла, квалификация и производство повторяемых промышленных деталей оказались гораздо сложнее, чем предполагалось в первых маркетинговых материалах.

«Когда я 15 лет назад пришел в Jabil, занимаясь аддитивным производством, мы верили тому, что нам говорили производители, — объяснил он. — Мы думали, что сможем внедрить аддитивные технологии непосредственно в промышленное производство. Но очень быстро обнаружили, что свойства у них совсем другие».

Осознание этого заставило значительную часть отрасли потратить годы на квалификационные работы, разработку процессов и совершенствование постобработки. По словам Ласелля, аддитивное производство только сейчас достигает уровня зрелости, при котором производители могут надежно получать повторяемые результаты, необходимые таким отраслям, как аэрокосмическая и медицинская.

«Мы достигли того уровня зрелости, когда можем добиваться хороших результатов так, как и предполагали 15 лет назад», — сказал ЛаСелле. Этот прогресс также изменил Fathom. «Сейчас мы больше сосредоточены на результатах производства. Речь идет уже не просто о печати деталей», — сказал он, добавив, что компания все больше ориентируется на промышленные приложения, требующие инженерного подхода, контроля качества и строгой организации производства. В результате, по его мнению, традиционное название «сервисное бюро» больше не отражает нынешнее состояние компании. «Я думаю, что термин «сервисное бюро» несколько устарел».

Вместо этого Fathom теперь уделяет большое внимание инженерной поддержке, производственной стратегии, постобработке, механической обработке, координации термообработки и процессам квалификации деталей, изготовленных методом аддитивного производства. По словам Ласелля, сам процесс печати — это лишь одна часть гораздо более масштабной производственной задачи.

«Многие умеют печатать детали на 3D-принтере, — сказал он. — Но мы сосредоточились на самом процессе. Это включает в себя проектирование с учетом аддитивных технологий, понимание размерных особенностей в системах порошковой печати, управление термической обработкой, механическую обработку, контроль качества и документацию по качеству. Именно в этих областях все больше нуждаются в помощи клиенты из аэрокосмической и медицинской отраслей. И число таких клиентов растет».

Инженеры работают над беспилотниками. Изображение предоставлено компанией Fathom.

По данным компании LaSelle, Fathom наблюдает особенно высокий спрос в аэрокосмической отрасли, производстве медицинских изделий и аддитивном производстве металлов, особенно с использованием технологии DMLS.

«Для нас металлургия с добавками — это одна из тех областей, где мы видим, что предложения недостаточно для удовлетворения очень быстро растущего спроса», — сказал он.

Компания также наблюдает рост активности, связанной с беспилотными летательными аппаратами и стартапами в оборонной сфере , — область, которая значительно ускорилась после уроков, извлеченных из войны на Украине.

«Украинская война войдет в историю как событие, оказавшее влияние на промышленность не меньше, чем на военное дело», — отметил он. «Они действовали очень быстро, совершенствовали конструкции и находили способы производства на таком уровне качества, которого большинство людей не ожидали. Эта скорость привлекла внимание крупных оборонных организаций, которые сейчас пытаются модернизировать свои собственные производственные системы. Многие стартапы работают в этой области. Они приходят в такие компании, как наша, и говорят: «Мы думаем, что хотим использовать металлический компонент для этой части нашего беспилотника. Мы не знаем, действительно ли это осуществимо».

Тем не менее, несмотря на растущую популярность аддитивных технологий, компания LaSelle реалистично оценивает проблемы отрасли. Сертификация и квалификация остаются серьезными препятствиями, особенно для критически важных применений в аэрокосмической отрасли. Системы порошковой плавки по-прежнему характеризуются значительной изменчивостью, и многие компании недооценивают объем постобработки и управления качеством, необходимых после того, как деталь сходит с конвейера.

«Очень немногие детали печатаются и отгружаются», — сказал ЛаСелле. «Большинство металлических деталей по-прежнему требуют механической обработки, термообработки, электроэрозионной обработки, удаления опор и проверки, прежде чем они станут пригодными для серийного производства компонентами. Во многих случаях сложность заключается не столько в печати детали, сколько в доказательстве ее соответствия промышленным стандартам. Нам задают гораздо меньше вопросов типа: „Можете ли вы это напечатать?“ — объяснил он. — И больше вопросов типа: „Можете ли вы добиться такого уровня качества и механических свойств?“»

Таким образом, вместо того чтобы представлять аддитивное производство как технологию, которая заменит все традиционные процессы, Ласелль описал его как один из многих инструментов, наиболее подходящий для решения конкретных промышленных задач, где производительность, сложность или скорость оправдывают затраты. И стоимость по-прежнему является важным фактором в этом обсуждении.

«Всё дорого», — признал он. «Станки по-прежнему дороги. Порошки и специальные материалы по-прежнему дороги. Квалифицированная рабочая сила по-прежнему ограничена. И в отличие от станков с ЧПУ, которые выигрывают от десятилетий масштабной разработки и развития кадрового потенциала, аддитивное производство  по-прежнему не обладает такой же глубиной промышленной инфраструктуры. У вас есть десятки тысяч людей, которые могут работать на станке с ЧПУ Haas. У вас нет десятков тысяч людей, которые могут работать на принтере EOS».

Он считает, что именно проблема с кадровым обеспечением в конечном итоге может стать одним из самых серьезных препятствий для развития отрасли.

«Главное, что замедляет развитие отрасли, — это привлечение лучших и самых талантливых молодых людей, желающих работать в этой сфере».

Для Ласелля производство больше не соответствует устаревшему образу, который многие молодые работники до сих пор ассоциируют с заводами.

«Мы гораздо круче, чем это», — сказал он мне.

Действительно. После многих лет амбициозных обещаний аддитивное производство вступает в новую фазу, определяемую не столько тем, что может быть возможным, сколько тем, что компании действительно предлагают сегодня. Технология определенно заслужила свое место в производстве. Теперь начинается самая сложная часть: масштабирование.

Источник