Как будет развиваться 3D-печать компонентов подвижного состава: взгляд 3D Spark



Все больше игроков железнодорожного рынка начинают использовать комплектующие, изготовленные при помощи 3D-печати. Так, этот опыт широко применяют и перевозчики (Deutsche Bahn, OBB и др.), и производители подвижного состава, включая французскую Alstom. Последняя уже заявляла, что сэкономила за счет применения 3D-печати более €15 млн, а ее затраты на процесс закупок снизились на 86%.

В этом производителю помогает компания 3D Spark, которая разрабатывают программное обеспечение для оптимизации процессов аддитивного производства. Рубен Мойт, гендиректор 3D Spark, в эксклюзивном интервью ROLLINGSTOCK рассказал о состоянии и перспективах этого направления в железнодорожном машиностроении.

 Ramon Vilalta/Alstom

Сотрудник Alstom с компонентом, который был напечатан с применением решений 3D Spark. Источник: Ramon Vilalta/Alstom

Оригинальный текст Ruben Meuth, 3D Spark: Number of certified 3D-printed parts in rail sector to grow опубликован в англоязычной версии сайта ROLLINGSTOCK

Г-н Мойт, в апреле 2024 года вы подписали трехлетний контракт с Alstom. Расскажите, пожалуйста, о подробностях сделки.

Этот контракт продлевает для Alstom доступ к нашим решениям цифрового склада Digital Warehouse и цифровых двойников Digital Factory Twin, что позволит компании масштабировать 3D-печать компонентов в еще больших объемах. Эти решения применяются более 200 сотрудниками в центрах аддитивного производства Alstom по всему миру, в которых задействованы 150 станков для 3D-печати.

Рубен Мойт, основатель и генеральный директор 3D Spark Рубен Мойт, основатель и генеральный директор 3D Spark. Источник: 3D Spark

Наше программное обеспечение позволяет Alstom моментально определять наиболее экономически эффективные и практичные варианты производства мелкосерийных компонентов, включая запчасти, комплектующие с истекшим сроком эксплуатации, инструменты, прототипы и новые детали. Благодаря автоматизации процессов расчета затрат, проверки пригодности к производству и документооборота, производителю проще принимать решения в части того, печать ли компонент самостоятельно или купить его у внешнего поставщика.

Такой подход соответствует стремлению Alstom выпускать запчасти только по мере необходимости, сводя к минимуму длительное хранение на складах. Это сокращает расходы и выбросы CO2, что подтверждает нашу общую приверженность экологичности.

Как долго вы работаете с Alstom? Каких результатов вы достигли за это время и какие у вас планы по дальнейшему сотрудничеству?

Наша команда сотрудничает с Alstom с 2018 года, когда мы работали над совместным научно-исследовательским проектом в Институте технологий аддитивного производства им. Фраунгофера. После основания 3D Spark в 2021 году Alstom стала одним из наших первых клиентов. За это время мы преобразовали наши научные концепции в программное обеспечение промышленного уровня и получили все необходимые разрешения.

В результате благодаря решениям 3D Spark и проекту цифровизации производств Alstom смогла сэкономить более €15 млн, это подтвержденная экономия, и более 2,6 тыс. месяцев рабочего времени.

Сейчас мы расширяем и совершенствуем наш портфель производственных технологий за пределами аддитивного производства, чтобы включить литье, фрезеровку с ЧПУ, токарную обработку и обработку листового металла. Мы также расширяем возможности в области больших данных, развивая систему мониторинга Big Data Part Screening. Она предоставляет предприятиям возможность анализировать большие наборы данных из ERP-систем и PLM-систем, а также 2D-документы и 3D-файлы CAD. Тем самым мы экономим затраты клиентов, время выполнения заказов и сокращаем выбросы CO2.

Чтобы упростить процесс закупок, мы усовершенствовали нашу встроенную панель поставщиков, которая сокращает время ответа на запросы с 48 часов до нескольких секунд, поскольку подключенные поставщики предоставляют информацию о ценах в режиме реального времени. Это значительно ускоряет и упрощает принятие решений при выборе между производством компонента или его покупкой.

Какие компоненты Alstom печатает с помощью вашего программного обеспечения?

Типичные детали я уже перечислял. Важно уточнить, что наше программное обеспечение само по себе не используется для 3D-печати. Оно направлено на оптимизацию бизнес-процесса аддитивного производства.

Наше решение помогает определить наиболее экономичные и практичные варианты производства, будь то аддитивное производство или традиционные методы. Такой комплексный подход позволяет Alstom принимать обоснованные решения на протяжении всего жизненного цикла детали: от разработки концепции до выпуска финальной продукции.

Поделитесь примером того, как вам удалось оптимизировать производство одного из компонентов, используемых Alstom при выпуске поездов.

Одним из примеров является сложное пластиковое кольцо для старого поезда метро, по которому отсутствовала оригинальная форма. Вместо того, чтобы прибегать к дорогостоящему, длительному и экологически небезопасному изготовлению пресс-форм, мы использовали 3D-печать компонента. Теперь он доступен в цифровом складе и может быть заказан через каталого запчастей Alstom в StationOne.

Интерфейс программного обеспечения 3D Spark Интерфейс программного обеспечения 3D Spark (увеличить). Источник: 3D Spark

Другой пример – дверной стопор для водородного поезда Coradia iLint. Это первая в мире серийно выпускаемая на 3D-принтере металлическая деталь. С помощью 3D Spark компания Alstom детально рассмотрела несколько различных производственных технологий и материалов с точки зрения технологичности, стоимости, времени выпуска и выбросов CO2. В результате лучшим решением оказалась технология Metal-FFF с использованием нержавеющей стали 316L. Прототип был напечатан в самомй Alstom, а серийное производство было передано на аутсорсинг компании Replique. Это привело к значительной экономии затрат и времени выполнения заказа.

Если говорить в целом об отрасли железнодорожного машиностроения, то с какими производителями подвижного состава и компонентов вы еще сотрудничаете?

Наше сотрудничество с производителями подвижного состава, включая Siemens Mobility и Alstom, преследует общую цель – обеспечить 100% доступности компонентов за счет производства запчастей по запросу в непосредственной близости от места использования. Оба партнера стремятся соответствовать требованиям немецкого национального перевозчика Deutsche Bahn по доступности для 3D-печати 10% компонентов, применяемых в новых поездах. Для этого они и развивают систему цифрового склада, чтобы обеспечить долгосрочное планирование по запасным частям.

Для достижения этих целей необходимы эффективные процессы выбора лучших технологий, формирования документов, мгновенного получения информации о ценах от поставщиков и принятия решений о производстве или покупке. Кроме того, отслеживание ключевых показателей эффективности, связанных с затратами, сроками выполнения заказа и сокращением выбросов CO2, имеет решающее значение для отчетности по направлению перед руководством. 3D Spark автоматизирует эти процессы для обоих партнеров.

С кем из перевозчиков вы сейчас работаете? Какие детали чаще всего просят оптимизировать для 3D-печати?

В настоящее время мы сотрудничаем с несколькими крупными перевозчиками, включая упомянутую DB, а также австрийскую OBB. Так, DB уже напечатала более 150 тыс. деталей по 700 номенклатурным позициям с целью улучшить процесс обслуживания своего парка. К 2030 году она планирует добавить еще около 10 тыс. позиций по компонентам в свой цифровой склад. С помощью 3D Spark компания более чем на 70% сократила время документооборота по аддитивному производству и улучшила точность расчета себестоимости продукции до ±5%.

Аналогичным образом OBB с помощью нашей платформы анализирует более чем 100 тыс. позиций по запчастям, выявляя возможности экономии за счет оптимизации производственных технологий и определяясь, что эффективнее произвести самостоятельно, а что – купить.

Насколько понимаем, среда 3D Spark включает в себя большую базу данных компонентов, в том числе их рыночную стоимость и т. д., что позволяет клиентам проводить обширный анализ ситуации. Как вы создали этот набор данных, каков он сегодня и как часто вы его обновляете?

Основным преимуществом 3D Spark является его способность создавать цифровой двойник уникальной производственной среды заказчика. Этот процесс включает в себя конфигурирование каждой единицы производственного оборудования, параметров материала и технологий обработки для того, чтобы создать точную копию цепочки каждого производственного процесса. Такая настройка обеспечивает контроль производственной технологичности, затрат и выбросов CO2, расширяя возможности наших клиентов по принятию решений о самостоятельном производстве или покупке у внешнего поставщика на основе данных.

Сегодня наш набор данных является всеобъемлющим, постоянно обновляется и совершенствуется с учетом технологических достижений и изменения цен на материалы. Мы уделяем большое внимание регулярным обновлениям программного обеспечения, чтобы пользователи всегда имели доступ к наиболее точной и актуальной информации для процессов принятия решений.

Какие новые услуги вы планируете внедрить в свою среду в будущем?

Как уже говорил, мы идем в сторону других методов производства и управления большими данными. Наша цель – с помощью искусственного интеллекта оптимизировать анализ устаревших 2D-чертежей для создания 3D-файлов CAD. Это наиболее востребовано в таких отраслях, как железнодорожный транспорт, аэрокосмическая промышленность и нефтегазовая отрасль, где многие компоненты существуют только в 2D-формате. Совершенствуя эти сервисы, мы реализуем наше видение создания аналога Google Maps в производстве, которое повысит операционную эффективность и удобство принятия решений нашими клиентами.

Ранее 3D-печать использовалась только для компонентов, которые не подлежали обязательной сертификации на соответствие требованиям TSI и т. д. Как дело обстоит сейчас? Можно ли уже использовать 3D-печать для компонентов, которые подлежат сертификации?

Железнодорожный сектор добился значительных успехов в 3D-печати, перейдя от использования этой технологии для компонентов, не имеющих отношения к безопасности, к успешной сертификации безопасных деталей. В частности, первой деталью, напечатанной на 3D-принтере и отвечающей требованиям безопасности в железнодорожном секторе, стал рычаг в тормозной подвеске для системы метро Гамбурга. Компонент был сертифицирован в 2019 году. DB также сертифицировала такие компоненты, как крышка подшипника колесной пары, которая традиционно изготавливалась с помощью литья, но теперь производится аддитивным способом по технологии печати металлической проволокой (Wire Arc Additive Manufacturing).

Сотрудник немецкой ZF работает в интерфейсе 3D Spark Сотрудник немецкой ZF работает в интерфейсе 3D Spark. Источник: ZF

Хотя процесс внедрения и сертификации для этих важнейших компонентов обычно занимает около двух лет, отрасль, возглавляемая такими ключевыми игроками, как DB, OBB, Alstom, Siemens Mobility, TUV, и такими организациями, как Mobility Goes Additive, активно работает над оптимизацией и сокращением этого срока. Эти совместные усилия не только повышают эффективность, но и прокладывают путь к более широкому внедрению аддитивного производства при производстве сертифицированных компонентов.

В результате мы можем ожидать роста числа сертифицированных деталей, напечатанных на 3D-принтере, в железнодорожном секторе.

В целом как видите будущее развитие аддитивных технологий в железнодорожном машиностроении? Какая доля рынка компонентов, на Ваш взгляд, будет производиться исключительно с помощью 3D-печати?

Потенциал масштабирования 3D-печати в железнодорожной отрасли значителен. В рамках взаимодействия с нашими клиентами мы обнаружили, что более 20% деталей уже сегодня можно печатать. Такой переход будет поддерживать развитие цифровых складов, позволяющих реализовать производство компонентов по запросу вместо традиционного складирования, которое обходится в миллиарды евро и из-за которого большая часть деталей в итоге утилизируется через 30–50 лет.

Стоит отметить, что аддитивное производство идеально дополняет традиционные производственные технологии. Его можно эффективно использовать на этапах прототипирования и наращивания производства. Например, оснастить первые в партии пять поездов компонентами, напечатанными на 3D-принтерах, пока производятся окончательные литейные формы. Это позволяет производителям тестировать и оптимизировать конструкции без задержек, связанных с традиционными методами производства. После того, как формы будут готовы, последующие 200 поездов могут быть оснащены этими литьевыми компонентами.

Такой подход не только повышает эффективность работы, но и сокращает отходы и затраты на инвентаризацию, что соответствует растущему вниманию к устойчивому развитию в железнодорожной отрасли. Поскольку затраты на аддитивное производство продолжают снижаться, а сфера его применения расширяется, мы видим будущее у 3D-печати в соответствующих нишах отрасли.

Интервью взяли Екатерина Савенкова и Алексей Столчнев

***

Биография

Рубен Мойт — основатель и генеральный директор компании 3D Spark, поставщика программного обеспечения для промышленных производств. До запуска 3D Spark в 2021 году г-н Мойт занимал должность руководителя отдела развития бизнеса в Институте технологий аддитивного производства им. Фраунгофера и приобрел профессиональный опыт в таких компаниях, как Olympus, Airbus и Audi, уделяя особое внимание инжинирингу, расширению программного обеспечения ERP и управлению качеством.

 

Авторы: Савенкова Екатерина, редактор международных проектов, ROLLINGSTOCK Agency

Столчнев Алексей, руководитель российских редакционных проектов, ROLLINGSTOCK Agency

 

Источник

 

 

Теги: 

3D-печать, компания 3D Spark, 3D-печать компонентов подвижного состава, компания Alstom

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи или пресс-релизы
со ссылками и изображениями. info@additiv-tech.ru