АМТ-16: еще и собеседник

Крупным отечественным промышленным компаниям, готовым внедрять АТ в свои стандартные производственные цепочки, важно, чтобы при покупке ими парка аддитивных установок одной модели на них была обеспечена безусловная повторяемость. Реализуемый компанией «НПО «3Д-Интеграция» проект нацелен на создание отечественного серийно выпускаемого оборудования для аддитивного производства в нескольких модификациях, способного обеспечить высокую повторяемость технологического процесса синтеза. Первая машина из разрабатываемой компанией линейки промышленных 3D-принтеров по технологии L-PBF – малогабаритный однолазерный аддитивный комплекс АМТ-16. В конце прошлого года он был выпущен в коммерческий доступ. Об используемых в проекте АМТ ноу хау, конкурентных преимуществах этой серии и путях их достижения мы беседуем с руководителем продуктового направления L-PBF компании «НПО «3Д-Интеграция» Павлом Ладновым.

– Вы позиционируете свою линейку АМТ как оборудование, имеющее ряд принципиальных отличий от образцов, поставляемых сегодня на рынок другими российскими производителями. Расскажите подробнее об уникальных и просто нетипичных для установок такого класса решениях, примененных в АМТ-16.

– Начнем с «железа». В малой машине у нас уже реализован механизм подачи порошкового материала сверху через шлюзовую систему, который будет применяться во всей линейке. Что это дает? Бывает так, что при печати деталей со сложной геометрией, со сложной разветвленной поверхностью, требуется большее количество материала на слой. И имеющегося в загрузке принтера запаса, несмотря на то, что конструктивно у нас имеется запас около 50%, может в какой-то момент не хватить. Механизм его подачи через шлюзовую систему позволяет избежать прерывания процесса печати: в нужный момент, когда материала в баке остается, условно говоря, на 120-150 слоев, срабатывают установленные в этой ёмкости датчики и оператор тут же добавляет в неё необходимое количество нового материала. На процессе печати, на атмосфере камеры и на качестве изготавливаемого изделия эта операция никак не отражается. Использование такого механизма кардинально отличает комплексы АМТ от всех представленных на российском рынке 3D-принтеров в сегменте малых машин как отечественного, так и иностранного производства.

Еще одна особенность нашей серии – усиленный контур безопасности установок. Мы ведь практики и прекрасно понимаем, что промышленное использование подразумевает, скажем так, различную квалификацию персонала, и не все работники участка АП смогут сразу вникнуть во все тонкости обращения с установкой. К тому же надо иметь в виду, что наше оборудование работает в том числе с достаточно реактивными материалами – титановыми, алюминиевыми сплавами. Поэтому вопросы безопасной эксплуатации для нас – в числе приоритетных. Наш электрический шкаф собран по всем нормативам по электробезопасности, что подтверждается свидетельством авторизованной лаборатории Ростеста. А использование промышленных контроллеров позволяет нам отказаться от применения каких-то плат, как у большинства наших российских коллег, ограничивающихся схемой плата+компьютер на типовой операционной системе Windows или Linux. В чем уязвимость такой схемы? А в том, что если случится даже незначительный сбой в работе операционной системы, то контур безопасности может в какой-то момент не сработать. Поэтому такие системы в высокотехнологичных отраслях промышленности, как правило, не используют, а применяют промышленные контроллеры, причем, контур безопасности выведен в отдельную схему. И в этом случае, если где-то вдруг случится сбой, случайная ошибка оператора или прерывание критичной операции, то контур безопасности со 100-процентной гарантией сработает на отключение установки, и никто из работников не пострадает.

Что еще отличает наши установки? Их рабочая камера и всё, что связано с газовой системой, – герметичное. Я бы сказал, что уровень герметичности выше, чем у наших конкурентов. Например, при крейсерском режиме именно при сплавлении, а не при продувке, потребление аргона у нас составляет меньше литра в минуту, что подтверждает датчик расхода защитного газа. Это очень хороший показатель даже для мирового уровня. Не буду раскрывать в деталях, как мы этого добиваемся, упомяну только о специальной обработке стыков. В итоге экономится время, а также средства заказчика, необходимые для смены баллонов с инертным газом.

Наконец, четвертая наша «фишка» состоит в том, что уже в малой машине АМТ-16 мы сразу ставим достаточно мощный лазер на 500 ватт, по сути, это на данный момент золотой стандарт для оборудования, как средне-, так и крупногабаритного. А сделано это для того, чтобы на нашей малой установке можно было отрабатывать практически все режимы для всех доступных к процессу СЛС материалов.

Лазер и оптика у нас водоохлаждаемые. Применяя так называемый термоменеджмент, мы отчасти нивелируем проблемы, связанные с дрифтом, дрейфом характеристик оптической системы, потому что она охлаждаемая и при работе всегда поддерживается заданная температура. Таким образом обеспечивается стабильность нашей установки.

– Кстати, о лазерах. Насколько известно, вы в проекте АМТ устанавливаете на своих машинах несколько источников лазерного излучения и отрабатываете технологию печати ими одной детали. Это решение применяется не на каждой азиатской, да и европейской машине. В чем здесь сложность?

– В том, что в зонах пересечения должен быть задан специальный алгоритм синхронизации, обеспечивающий как качество синтезируемого материала, так и синхронизацию сканаторов с лазером. Немалый опыт работы с европейским оборудованием у членов нашей команды позволил нам, опираясь на методы математического анализа, понять, как на машинах от мировых лидеров реализован механизм зоны пересечения нескольких источников лазерного излучения, и создать нечто подобное у себя. И в ближайшее время мы уже на АМТ-32 будем тестировать этот механизм и добиваться устойчивого качества при печати одной крупной детали несколькими источниками. Так что, хотя мы и приступили к этому много позже наших европейских учителей, учимся мы достаточно быстро.

– А что с точки зрения софта? Чем уникален ваш программный комплекс «PrintMate»?

– При его разработке мы ставили нашим программистам задачи, опираясь на наш опыт работы с лучшими образцами оборудования от мировых производителей. Техзадание им было ориентировано именно на специфику селективного лазерного сплавления. Уже в нашей первой малой машине реализованы, например, такие решения, как контроль качества нанесения слоя с использованием интеллектуальной системы распознавания дефектов. Более подробный анонс по релизу и возможностям программного комплекса «PrintMate» следует ожидать в конце июля этого года.

– У «грандов» АП, безусловно, есть чему поучиться и что перенять. Но в то же время в их разработках ведь есть и узкие места?

– Конечно, есть, ведь они были первооткрывателями в этих технологиях, а для идущих непроторенными путями неизбежны ошибки. Думаю, о многих из них мы даже не узнали – они их быстро исправили. Но не все: например, их главным узким местом в софте является то, что у них большинство ПО реализовано на старых движках. Но переделывать его теперь нецелесообразно, поскольку это потребует слишком больших расходов.

Мы же изначально проектировали нашу линейку на более современных движках, а это – совсем другие возможности. Например, после нарезки слоя у нас есть возможность получить объёмную картину и посмотреть векторы сканирования, осмотреть деталь с разных сторон. И это при том, что на многих образцах оборудования от тех самых «грандов» нарезку можно посмотреть только в плоскости.

– У современного высокотехнологичного оборудования, будь то обрабатывающий комплекс с ЧПУ или 3D-принтер, очень важный элемент – интерфейс. Как комплексы из линейки АМТ «общаются» с оператором?

– В нашей установке интерфейс максимально дружелюбный. При его разработке мы изначально старались избежать его перегруженности данными, чтобы у пользователей не разбегались глаза от обилия схем и таблиц, и выводить на дисплей только действительно самую необходимую информацию, ключевые параметры. Кстати, многие посетители нашего стенда на выставках «Металлообработка» и «Росмолд» отмечали, что интерфейс нашей АМТ-16 заметно отличается от того, что они видели на других машинах, именно тем, что нет визуальной перегрузки.

Опять же, подчеркну, что уже в базовой комплектации у нас обеспечен контроль качества нанесения слоя. Оператор может вывести большую картинку на экран установки и отслеживать ход процесса по фотографиям с интеллектуальной системой оценки. И оперативно вмешаться, если вдруг что-то пойдет не так.

– То есть, получается, в ваши установки встроен целый программно-аппаратный комплекс с функциями системы цифрового мониторинга и управления производством. Есть ли в нем база данных справочного характера, то есть, некая шпаргалка для оператора – на случай, если он что-то упустит, забудет, ведь человеческий фактор никак не отменить…

– Программное обеспечение машины включает в себя диалоговое окно, через которое оператор при запуске процесса подтверждает выполнение каждой операции согласно составленному чек-листу. Это немного напоминает диалог пилота самолета гражданской авиации с диспетчером перед взлётом, только в нашем случае оператор общается с машиной, которая не позволит ему пропустить ни одну необходимую операцию.

Что касается режимов работы, то в нашем ПО «PrintMate» содержатся файлы с информацией об отработанных режимах с распространёнными материалами. Таким образом технолог, начиная процесс с конкретным материалом, может открыть соответствующий файл и пользоваться им, как шпаргалкой. При этом ПО у нас открытое, и квалифицированный пользователь в случае необходимости может внести нужные изменения в базу, задать собственные параметры.

Также для покупателей наших машин мы проводим входящий в общую стоимость трехдневный курс обучения персонала, которому предстоит с ней работать. Бывает и так, что технологам предприятия требуется сразу и полностью отработать технологию производства конкретных изделий. Мы и здесь можем помочь: наши специалисты выезжают на место и работают над задачей клиента до отработки им технологии под ключ и получения готового изделия нужного качества. То есть, работаем в соответствии с мировыми стандартами.

Кроме того, хочу отметить наш сервис. «НПО «3Д-Интеграция» – российский разработчик, мы находимся в Москве, всегда на связи, и российский клиент из любого региона в любой момент может к нам обратиться. Как показывает практика, в 80% случаев возникшие у клиента проблемы можно решить удаленно, или с помощью связанных сервисов. Но если есть необходимость, организуем выезд наших специалистов на место.

– Вы упоминали в предыдущем материале, что АМТ-16 сейчас активно тестируется, в том числе в ходе эксплуатации при выполнении заказов от клиентов. Что показывают эти испытания? Какие сильные и слабые стороны выявляются?

– Машина вполне рабочая, но, на наш взгляд, ряд систем нуждается в усовершенствовании. Мы стремимся к большей стабильности, к большему удобству в эксплуатации. И поэтому вносим ряд улучшений, например, в систему обдува, в систему крепления наших контейнеров – делаем ее более удобной. Есть доработки, связанные с дополнительной фильтрацией, с целью увеличить стойкость фильтра, а еще – усовершенствования, связанные судобством доступа к некоторым узлам. Планируем, что в сентябре-октябре этого года у нас уже будет готова конструкторская документация на вторую итерацию комплекса АМТ-16 с уже внесенными улучшениями.

– «НПО «3Д-Интеграция» представляла АМТ-16 в работе на двух крупнейших промышленных выставках – «Металлообработка» и «Росмолд». Что вызывало наибольший интерес у посетителей стенда, какие вопросы они задавали? И есть ли по итогам выставок перспективы новых контрактов?

– Безусловно, большой интерес вызывала демонстрация работы АМТ-16. Мы на «Металлообработке» выращивали на ней достаточно сложный элемент – теплообменный аппарат. Это наша собственная разработка, которую мы будем использовать в нашем среднегабаритном комплексе АМТ-32.

К нам на стенд приходили представители многих промышленных компаний, где уже несколько лет эксплуатируется на изготовлении серийной продукции европейское оборудование для АП. Они уже сталкиваются с проблемами, связанными с износом машин и с их моральным устареванием. И теперь планируют закупать принтеры отечественного производства и ищут те, что были бы концептуально близки привычным им машинам. Многие из них обозначили своё намерение более детально изучить наши предложения на рынке, так что здесь есть видимые перспективы. Подходили также представители компаний с предложениями по поводу контрактного производства. Например, у станкостроителей есть спрос на изготовление аддитивным способом держателей твердотельных пластин во фрезах, АП позволяет в этих держателях сделать определенные каналы охлаждения для СОЖ, которые не сделать стандартным сверлением. Кстати, уже есть соответствующая мировая практика: некоторые швейцарские и немецкие компании включают в свои серийные каталоги инструментальную оснастку, напечатанную на 3D-принтере. Теперь и в России появился интерес к таким продуктам АП. Применение вот таких механизмов подачи СОЖ ощутимо увеличивает срок службы инструмента, тем самым удешевляет процесс обработки. Здесь интересен еще и симбиоз традиционных технологий механообработки и АТ.

Проявляют интерес к сотрудничеству с нами и представители компаний нефтегазового комплекса. Сейчас из этого сегмента российского рынка ушли многие зарубежные компании, а потребности у этой отрасли огромные – что в запчастях, что в готовых механизмах: нужны в промышленных объёмах механизмы насосов перекачки, завихрители, газовые системы, форсунки и многое другое. Обсуждаются в основном перспективы заказов на контрактное производство, но рассматриваются и возможности закупки 3D-принтеров.

– А зарубежные участники и посетители выставок проявляли к вам интерес?

– Да, подходили и иностранцы, с интересом смотрели на работающий комплекс. Многообещающий диалог состоялся с представителями компаний из стран Ближнего Востока. Они подбирают оборудование для своего производства. Присматривались к европейскому, но сочли его слишком дорогим. Сотрудничество с китайскими партнерами пока не складывается из-за особых требований китайской стороны, например, часто ставится условие о проводе сделки только через китайские банки, – а это многих не устраивает. Наши установки их заинтересовали в качестве возможной альтернативы, а на первом этапе речь идет о возможных заказах на контрактное производство.