После успеха первых двух технологических симпозиумов на Ульяновском станкостроительном заводе компания DMG MORI провела 3‑й технологический симпозиум. Четырехдневное мероприятие посетили более 700 человек. В этом году симпозиум прошел под эгидой Министерства промышленности и торговли России. А четвертый симпозиум уже включен в перечень основных мероприятий федерального ведомства.

Насыщенная деловая программа включала в себя практические семинары, презентации, а также панельные дискуссии, на которых специалисты отрасли поделились своим опытом и обсудили вопросы выбора оптимальных решений для повышения эффективности производства, экономический эффект от применения умного оборудования, вопросы поиска и обучения кадров, аддитивное производство, решения в области аэрокосмической и автомобильной промышленности.

По традиции заключительный день симпозиума был полностью посвящен образовательным решениям Академии DMG MORI. В этот день Ульяновский станкостроительный завод посетили более 100 студентов колледжей, профессиональных училищ и университетов Поволжья. С 2013 года компания DMG MORI является генеральным партнером движения WorldSkills в России, а в 2019 году производитель станков стал платиновым партнером 45‑го чемпионата WorldSkills, поставив 45 единиц оборудования для мирового чемпионата в Казани. В связи с этим большое внимание на мероприятии было уделено сотрудничеству концерна с движением WorldSkills.

Серия ECOLINE

Центральное место экспозиции станков DMG MORI в работе заняла линейка ECOLINE в обновленном дизайне и с новым мультисенсорным пультом управления SLIMline.
Дальнейшая разработка отечественных станков особенно заметна в конструкции. Использование металла вместо поликарбоната для корпусов станков делает передние панели более прочными.

Рис. 1. Станки ECOLINE российского производства теперь поставляются с новым пультом управления с мультисенсорным экраном DMG MORI SLIMline в стандартной комплектации

DMG MORI также позиционирует панели управления как более эргономичные. Панель DMG MORI SLIMline с 19‑дюймовым сенсорным дисплеем представляет собой следующий шаг для современного пользователя. Практичный и эргономически оптимизированный 19‑дюймовый сенсорный дисплей с максимальным разрешением и диапазоном поворота 45 градусов обеспечивает существенные преимущества для пользователя:
++ Быстрая и удобная функция масштабирования.
++ Надежное сенсорное управление.
++ Увеличенный объем памяти 4 Гб.
++ Выбор программ: увеличение функционала за счет подключения локального дисковода/USB-накопителя/сети.
++ Многозадачная обработка: выбор режимов сверления — глухое сверление/сквозное сверление; программирование с новой технологией глубокого сверления.
++ Исполнение с внешнего накопителя: отображение и сохранение дополнительных файлов в форматах HTML/PDF/BMP/JPEG/DXF в системе ЧПУ.
++ Расширенный режим моделирования: определение инструмента при зажиме; параллельная запись.
++ DMG MORI SMARTkey: персональная авторизация и дополнительный USB-накопитель (8 Гб).
++ Улучшение обзора благодаря экрану диагональю 19’’.
++ Технология 3D-управления: симуляция обработки инструментом с помощью сенсорного управления.
++ Оптимизированная эргономика: диапазон поворота 45°.

Новый пульт управления включен в стандартную комплектацию станков ECOLINE без увеличения стоимости.

Технологические циклы
Технологические циклы DMG MORI упрощают программирование обработки и позволяют рационализировать процесс производства

С помощью этих циклов даже сложные этапы обработки могут программироваться непосредственно на пульте станка с помощью диалогового меню путем ввода параметров. Это наглядный, интерактивный и удобный для оператора способ программирования, который приводит к значительной экономии времени при производстве.

Теперь компания DMG MORI также предлагает новые технологические циклы для станков локального производства: MPC 2.0, «Переменная скорость вращения» и 3D quickSET.
Технологический цикл MPC 2.0 — «Защита станка быстрым отключением». Данный цикл контролирует вибрацию и крутящий момент во время работы и обеспечивает быстрое отключение в случае аварии. Это уменьшает ущерб от повреждения, а также риск поломки инструмента и повышает эксплуатационную готовность станка.

Рис. 2. Компания DMG MORI также предлагает новые технологические циклы для станков ECOLINE локального производства: MPC 2.0, «Переменная скорость вращения» и 3D quickSET

Технологический цикл «Переменная скорость вращения» работает с главным шпинделем и контршпинделем или, в случае фрезерных станков, с токарно-фрезерными столами с прямым приводом. Адаптация скорости вращения позволяет избежать вибрации. Таким образом повышается безопасность процесса обработки, например, при использовании длинных тонких сверл. Переменной скоростью легко управлять с помощью трех параметров, дополнительных датчиков не требуется. Не требуется также вмешательства оператора в ручном режиме, при этом цикл обеспечивает одинаковую повторяемость для всех компонентов.

Третий новый технологический цикл DMG MORI называется 3D quickSET — это комплект приспособлений для проверки и корректировки кинематической точности станка в 4‑х и 5‑осевом исполнении, для всех вариантов исполнения головки и стола. Цикл предлагает периодическую перекалибровку станка с полным документированием данных и высочайшую кинематическую точность самонастройки.

Решения по автоматизации от одного поставщика
Разработка и внедрение решений по автоматизации на Ульяновском станкостроительном заводе — от технического консультирования и бюджетирования до реализации

Решения в области автоматизации являются для компании DMG MORI ключевыми аспектами перспективного станкостроения. Станки, оснащенные автоматизацией, являются обязательными составляющими цифрового завода, а значит, без них невозможно представить современное интеллектуальное сетевое производство. Компания DMG MORI продолжает считать цифровизацию стратегическим направлением, имеющим большое будущее. Как и все заводы концерна, завод в Ульяновске также играет важную роль в разработке и внедрении решений по автоматизации. Диапазон предлагаемых заводом услуг достаточно широк: от технических консультаций и расчета затрат до возможных модификаций используемых станков, включая установку и ввод в эксплуатацию. Эксперты в Ульяновске предлагают и другие решения по оптимизации производства, оснащение инструментом и обучение роботов, так что заказчики получают комплексное решение по автоматизации от одного поставщика.

Рис. 3. PH 150 позволяет разместить до 24 палет. Максимальный размер палет ø 500×500 мм с весом заготовки до 250 кг.

Рис. 4. С Robo2Go 2‑го поколения можно работать интуитивно без каких-либо специальных знаний программирования роботов.

Производитель станков представил на Ульяновском технологическом симпозиуме 5‑осевой фрезерный обрабатывающий центр DMU 50 с манипулятором палет PH 150 и токарно-фрезерный центр CTX beta 800 TC с автоматизацией Robo2Go. Манипулятор палет PH 150 разработан для подачи и накопления заготовок размером до 500×500×350 мм. Зажимная система с нулевой точкой обеспечивает высокую точность повторного зажима. Робот второго поколения Robo2Go с модулем загрузки и датчиком безопасности разработан специально для гибкого использования с токарными центрами и благодаря своей открытой конструкции обеспечивает эргономичный доступ к станку.
DMG MORI также показал универсальный токарный станок CTX 310 ecoline в качестве примера для демонстрации опыта внедрения автоматизации в Ульяновске.

АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО:
четыре полные технологические цепочки для аддитивного производства с использованием сопла подачи порошка и порошковой камеры

Уже более пяти лет компания DMG MORI успешно представляет на рынке технологию сочетания сварки лазерной наплавкой и резания металла на станках серии LASERTEC 3D hybrid. В дополнение к разработкам в области цифровых технологий для традиционного производства компания DMG MORI также стала производителем полной линейки оборудования для аддитивного производства. В ближайшие годы ожидается бурное развитие аддитивных технологий. Но это не станет неожиданностью для компании DMG MORI с учетом линейки оборудования в этой области. В то время как LASERTEC 65 3D предназначен исключительно для сварки лазерной наплавкой в качестве дополнения к имеющимся обрабатывающим центрам в цехе, серия LASERTEC SLM 2‑го поколения расширяет линейку продукции, включив технологию селективной лазерной плавки в порошковой камере. Две последние серии также можно комбинировать с отдельными обрабатывающими центрами и токарными станками из линейки DMG MORI, чтобы создавать новые технологические цепочки.

Рис. 5.

Рис. 6. Для аддитивного производства в порошковой камере компания DMG MORI предлагает станок LASERTEC 30 SLM 2‑го поколения

Специально для применения в селективной лазерной плавке компания DMG MORI предлагает новое программное обеспечение «Optomet». Оно имеет алгоритмы самонастройки и обучения, которые рассчитывают необходимые параметры селективной лазерной плавки заранее в течение нескольких минут. Это означает, что толщину слоя, например, можно рассчитать свободно, что, в свою очередь, обеспечивает более быструю и, следовательно, более производительную постройку. «Optomet» также имеет базу данных материалов, которая позволяет операторам использовать материалы всех производителей без необходимости их предварительного тестирования. Открытая система также позволяет самостоятельно расширять базу данных на основе собственных экспериментов заказчика. «Optomet» может регулировать параметры таким образом, что свойства материала, такие как твердость, пористость и эластичность, могут быть изменены или оптимизированы.

Модернизация станков DMG MORI на Ульяновском станкостроительном заводе

На базе Ульяновского станкостроительного завода теперь есть возможность получить услуги по модернизации любого эксплуатируемого оборудования производства концерна DMG MORI вне зависимости от года изготовления и состояния. Завод имеет все необходимое современное оборудование и квалифицированных специалистов для выполнения цикла работ по реновации.

Рис. 7. Модернизация станков DMG MORI на Ульяновском станкостроительном заводе для увеличения производительности

На сегодняшний день может быть произведена замена следующих узлов станка: шпинделей, ШВП, приводов, линейных направляющих, систем ЧПУ. Основыванное на требованиях и пожеланиях заказчиков, в результате проведенных работ оборудование приобретет новые качественные характеристики, связанные с увеличением его производительности, скорости и точности обработки, энергоэффективности, и в конечном итоге позволит с минимальными затратами выйти на качественно новый уровень производства в век цифровизации и стремительно развивающихся технологий.

Российское производство

В рамках работы по локализации производства завод в Ульяновске достиг серьезных успехов, что отразилось на общем процентном соотношении комплектующих российского происхождения к иностранным. На конец 2018 года уровень локализованных компонентов от российских поставщиков был зафиксирован на 40%-й отметке. Сейчас завод закупает у отечественного производителя как относительно простые группы, такие как литье, детали токарной и фрезерной обработки, изделия из листового металла, так и более высокотехнологичные компоненты — гидравлические системы, электрические шкафы, транспортеры стружки и т. д.

Начиная с 2018 года было выпущено более 250 шпиндельных узлов собственного производства. В процессе доработки технологического процесса производства и сборки находится магазин инструментов. К концу 2019 года потребность предприятия в этом узле будет закрыта также собственными силами. Прототипы муфт и ременных передач успешно прошли все проверки отдела качества, и сейчас активно вводятся серийные поставки этих прецизионных деталей.

Следует отметить, что этап развития и квалификации поставщика занимает до трех лет, в зависимости от уже имеющегося опыта комплектатора. Детали и компоненты локального производства должны пройти 100% измерительный контроль, а некоторые — многочасовые испытания непосредственно в станке. Основополагающим законом импортозамещения является для нас бескомпромиссное качество, а также стабильная цена конечного продукта, потому локализация — чрезвычайно кропотливый процесс, занимающий огромное количество времени, усилий и требующий серьезных инвестиций. ■

Источник журнал «Аддитивные технологии» № 4-2019

Ваше производственное предприятие, лаборатория, конструкторское бюро или НИИ уже получило общее представление о возможностях аддитивных технологий и рассматривает вопрос их внедрения? В этой статье мы расскажем, какие факторы следует принять во внимание при организации центра аддитивных технологий в компании, с чего начать, какие технологии выбрать исходя из конкретных задач, как подобрать и обучить специалистов.

Прежде всего:

1. Определяем отрасли и типы предприятий, где аддитивные технологии будут незаменимы.

Самые перспективные отрасли для внедрения 3D-печати — те, где в приоритете оптимизация или создание новых типов изделий: авиационно-космическая, атомная и нефтегазовая промышленность, машиностроение, энергетика, судостроение, а также автомобилестроение, архитектура, медицина. На производствах с литьем и металлообработкой 3D-принтеры станут эффективным решением при создании литейных моделей, прототипов и оснастки.

Трехмерное сканирование и моделирование найдут применение везде, где выполняются контроль качества и обратное проектирование (раздел 4).
3D-технологии востребованы в следующих организациях:
• конструкторские и опытно-экспериментальные бюро при предприятиях, разрабатывающие новые виды продукции;
• технологические центры с опытным производством;
• научно-исследовательские институты и центры;
• университеты, напрямую работающие с производственными компаниями.

В 2018 году на территории предприятия ОДК — Московского машиностроительного предприятия им. В. В. Чернышева

началось создание высокотехнологичного Центра аддитивных технологий / Фото: rostec.ru

2. Как понять, нужны ли вообще 3D-технологии вашему предприятию?

Инновации имеет смысл применять там, где они приносят выгоду. Перед тем, как принимать решение, важно учесть:
• нет универсальной аддитивной технологии, которая бы могла с максимальной эффективностью решить все производственные задачи;
• у каждой 3D-технологии есть преимущества и недостатки;
• при выборе 3D-принтера и/или 3D-сканера нужно исходить из поставленных задач.

3D-печать на сегодня не претендует заменить традиционные методы. Аддитивное производство интегрируется в существующий производственный процесс и предлагает решения, зачастую недоступные традиционным технологиям, с целью сократить производственный цикл и, как следствие, значительно сэкономить время и издержки.

Основной момент, который следует принять во внимание: 3D-печать подходит только для опытного, экспериментального или мелкосерийного производства. Она потребуется вашему предприятию, если поставлены следующие цели:
• разработка и производство нового продукта с уникальными свойствами;
• НИОКР;
• прототипирование, тестирование, отработка технологических решений;
• оптимизация/модернизация изделий, возможная только средствами аддитивных технологий (сложная геометрия, снижение веса, тонкие стенки, внутренние каналы и т. п.).

На базе Самарского университета создан центр гибридных аддитивных технологий, где применяется технология селективного лазерного сплавления с последующей механической, электрохимической и термической обработкой / Фото: sgpress.ru

Отдельным ограничением может стать размер камеры построения 3D-принтера (это зависит и от технологии, и от производителя).
Если традиционные методы обеспечивают желаемую производительность, если не требуется разрабатывать новую продукцию, оптимизировать их конструкцию и улучшать характеристики изделий, — организовывать аддитивный центр нецелесообразно.

3. Подбираем технологию 3D-печати под определенные задачи

Выбор аддитивной технологии всецело зависит от того, что вы хотите получить на выходе. Вам потребуется учесть следующие параметры: размер изделия, точность печати, прочность и долговечность продукта, назначение (прототип, демонстрационная модель или готовое изделие).
Рассмотрим основные аддитивные технологии и используемые материалы, их основные преимущества и недостатки (таблица 1).

Таблица 2 поможет выбрать технологию 3D-печати применительно к производственным задачам. Возможно, вам потребуется несколько аддитивных установок, работающих по разным технологиям.

4. Вам также понадобится 3D-сканирование

3D-сканер и программное обеспечение для обработки полученных данных — необходимые инструменты для современного предприятия. 3D-сканирование может использоваться на любом этапе управления жизненным циклом продукта, позволяет сократить время и расходы на этапе разработки и ускорить выпуск продукта на рынок.

Разметчик модельного цеха Тихвинского вагоностроительного завода Даниил Жидков создает трехмерную модель отливки при помощи 3D-сканера Creaform HandySCAN 3D.

 Этот портативный 3D-сканер позволяет создать модель детали, когда под рукой нет размеров и чертежей, что значительно облегчает работу конструкторов / Фото: tvsz.ru

С помощью 3D-сканера и специализированного ПО вы сможете гораздо эффективнее решать следующие задачи:
• контроль геометрии изделий и оснастки, входной и выходной контроль;
• реверс-инжиниринг для модернизации, ремонта, восстановления деталей;
• получение CAD-модели.

Устройства 3D-сканирования обеспечивают точность в диапазоне 20–50 микрон на метр. Если такие параметры точности вас не устраивают, продолжайте использовать координатно-измерительные машины. Однако в плане скорости измерений, портативности и стоимости трехмерные сканеры оставляют КИМ далеко позади.

5. Планируем бюджет

Цены на аддитивные установки колеблются в диапазоне от полутора тысяч евро (FDM) до нескольких миллионов евро (SLM), на 3D-сканеры — от 20 до 130 тысяч евро.
Окончательная стоимость принтера зависит от выбранной конфигурации оборудования и многих других факторов, поэтому на начальном этапе организации аддитивного центра цифры назвать затруднительно.
Кроме того, нужно принять во внимание сопутствующие расходы (материалы для 3D-печати, дополнительное оборудование, потребление электроэнергии и пр.).

6. Проверяем, как работают 3D-технологии, прежде чем приобретать оборудование

Хотите предварительно проверить решение ваших задач?
В центрах быстрого прототипирования вы можете заказать тестовые услуги 3D-печати фотополимерами, металлом, воском и гипсом, а также 3D-сканирования и 3D-моделирования.

Рыбинское предприятие «ОДК-Сатурн», входящее в Объединенную двигателестроительную корпорацию, активно применяет аддитивные

технологии в процессе производства газотурбинных двигателей / Фото: rostec.ru

7. Дополнительное оборудование

В зависимости от типа аддитивной установки может потребоваться дополнительное оборудование. Например, для SLA-принтеров понадобится УФ-камера, где готовое изделие доотверждается. Самое сложное оборудование — металлические 3D-принтеры, для которых необходимы:
1. муфельная печь для снятия остаточного напряжения металла;
2. дреммель, ленточная пила или электроэрозионный станок для удаления поддержек;
3. дробеструйная или пескоструйная камера для постобработки изделия и улучшения качества поверхности.

8. Особые требования к эксплуатации 3D-принтеров

К помещениям и условиям эксплуатации могут предъявляться особые требования, к примеру, подвод нужного количества электроэнергии и кондиционирование. Самые строгие требования касаются установок 3D-печати металлами — необходимо соблюдать технику безопасности (обеспечивать герметичность при эксплуатации машины, работать в защитной спецодежде) в связи с опасностью металлических порошков, которые спекаются в среде инертного газа.

Приведем пример стандартных требований к металлическому 3D-принтеру:
• напряжение 3 фазы 380 В, рабочий режим потребления 7 кВт, в пике до 12 кВт;
• подвод инертного газа к машине (3–5 баллонов);
• система кондиционирования в помещении (от 18 до 23°C), оптимально — в режиме осушения воздуха;
• компрессор либо линия с подводом сжатого воздуха 4 атмосферы;
• техническая вода для промывки фильтров и изделий.

9. Готовим специалистов центра аддитивных технологий

Сотрудники аддитивной лаборатории — это конструктор и оператор 3D-принтера, их число зависит от состава оборудования и объема работ. Если для профессиональных установок 3D-печати достаточно одного оператора, то для промышленных (SLA, SLS, SLM) потребуется минимум двое обученных специалистов, поскольку стоимость простоя такого оборудования очень высока.

Оптимально, если оператор и конструктор будут разными людьми. Конструктор проектирует изделия для аддитивного производства в специализированном ПО и понимает, как применить соответствующие методы, а оператор — скорее технолог, он воплощает видение конструктора в готовое изделие. При этом оператор 3D-принтера должен быть творческой личностью, специалистом с высшим техническим образованием, который любит учиться и увлечен инновациями. Высокого качества печати можно добиться, грамотно подобрав настройки принтера. Это может быть достаточно сложной задачей: в SLM-машинах, например, 170 открытых параметров, которые можно менять в процессе построения.

Например, в нашем учебном центре вы можете пройти обучение работе на промышленных 3D-принтерах за 3–4 дня. Также доступны программы обучения по 3D-сканированию и основным программным продуктам для обработки данных сканирования (Geomagic Control X/Design X/Wrap) и подготовки моделей к печати (Materialise Magics). Есть и расширенные комплексные программы длительностью до 12 дней.

Металлические изделия, напечатанные на аддитивных установках SLM Solutions (стенд iQB Technologies на выставке «Металлообработка-2019») / Фото: iQB Technologies

Заключение

Мы выяснили, что 3D-печать подходит только для опытного, экспериментального или мелкосерийного производства преимущественно в высокотехнологичных отраслях. Аддитивные технологии позволят оптимизировать производственный процесс при разработке новых видов продукции или усовершенствовании текущего ассортимента, создании прототипов и оснастки. 3D-сканирование дает возможность сократить время и расходы на этапе разработки при выполнении задач контроля качества и реверс-инжиниринга.

Материалы об актуальных 3D-решениях читайте в блоге iqb.ru ■

<img alt="" height="67" src="https://additiv-tech.ru/sites/default/files/resize/Images/Public/logo_iqb_technologies-200×67.jpg" width="200" />

Автор Семен Попадюк, главный редактор блога iQB Technologies, blog.iqb.ru

Источник журнал «Аддитивные технологии» № 3-2019