Колонки

3Dравый смысл: зачем предприятия внедряют аддитивные технологии?

Колонки
Максим Канищев
Максим Канищев

Генеральный директор 2050АТ

Виктория Сафронова

Конструкторская забава или спасение отраслевой промышленности? Сколько компаний — cтолько и мнений. Однако руководители теряют скепсис, когда подробнее знакомятся с 3D печатью. О преимуществах 3D печати и о том, как внедрить технологию в производство, рассказывает Максим Канищев, генеральный директор компании-интегратора аддитивных технологий в индустрию производства 2050АТ и партнер АО «ТМХ».

3Dравый смысл: зачем предприятия внедряют аддитивные технологии?

Особенности национальной 3D-печати

Время научно-популярных заметок про 3D-печать прошло, а эпоха «инструкций к применению» для бизнеса еще не настала. «Аддитивка», как ее называют специалисты, нашла в России особенный путь, развиваясь по уникальным законам. В 2015 году рынок заполонили отраслевые стартапы — и закрылись через пару лет. В 2018 Минпромторг создает рабочую группу по развитию аддитивных технологий — уже через год от нее нет новостей. А в 2019 главным ньюсмейкером в 3D-печати становятся госкорпорации, где технологии «пробуют себя» в ресурсной промышленности и даже космическом машиностроении.

Так и сложился стереотип, что в России есть две «аддитивные технологии». Первая — живет на форумах инженеров-самоучек, отливающих из пластика героев любимых сериалов, вторая — обитает в головных офисах госкорпораций и пытается стать частью летательного аппарата. 

А на деле у российской «аддитивки» есть третий путь. Это дорога бизнеса, который не стесняется проб и ошибок, внедряя 3D-печать в производственный цикл. Что же двигает предприятиями на пути к замещению цепочки поставок с помощью аддитивных технологий?

 

Карта Edtech - все ведущие игроки сектора в одном месте

Преимущества использования, целесообразность и экономическая эффективность

Будем честны: не каждого руководителя беспокоит принцип работы технологии, если она «молча» решает его проблемы. Только с аддитивной печатью — все наоборот: мы знаем, что такое 3D-принтер, но вот с какими задачами он справляется — большой вопрос.

Новости индустрии становятся научной фантастикой: почти каждый день мы читаем об изобретении принтера, решающего все задачи человечества. Российские промышленники не видят «мостик» между глянцевой наукой и настоящим проблемным полем. Отчасти это вина самих «аддитивщиков»: вместо разговоров на понятном языке прикладных решений специалисты снова начинают научно-популярные лекции. 3D-технологии в 2020 году уступали конвейеру, но лишь потому, что сама «аддитивка» не может говорить с бизнесом на простом и понятном языке — языке экономики и решений.

Преимущество № 1: каталог заказа — вся конструкторская документация

С помощью 3D-печати предприятие получает деталь абсолютно любой номенклатуры. Пусть даже завод-производитель этой детали закрылся полвека назад, а единственный поставщик — сомнительная контора из Тайваня: при наличии чертежа, модели или образца специалист получает на руки изделие уже через пару дней. 

Преимущество № 2: минимальный квант поставок — одна единица

Есть и более позитивный сценарий, где «материнский» завод-изготовитель не закрылся, а продолжает активный выпуск. Только спускать с конвейера тираж в пару десятков изделий ему просто невыгодно: предприятие-закупщик вынуждено платить за всю партию, где минимальный квант составляет 1000 и более единиц. Заплатив за полную загрузку фуры, покупатель «возьмет в оборот» те 20 изделий, а оставшиеся 980 деталей останутся пылиться на складе. 3D-печать не ставит условия на минимальный квант: бизнес получает изделия только в запрашиваемом объеме — ни больше ни меньше.

Преимущество № 3: по отдельности — выгоднее

В кабине машиниста есть некий аналог коробки передач — задатчик позиций. Стоимость устройства достигает 1 млн рублей, жизненный цикл механизма — десятки лет. Только вот пластиковая крышка задатчика деформируется в первый же год эксплуатации. Нормы текущего ремонта не позволяют выпустить локомотив из депо с такой деформацией, но крышка аппарата просто не продается отдельно. Трещина пластиковой панели себестоимостью не более ста рублей зачастую вынуждает покупать новое изделие за 1 млн.

Так и вы наверняка сможете вспомнить похожие примеры на своем опыте, когда поставщик отказывается продавать отдельную деталь, требуя покупку всего комплекта. 3D-печать позволяет получить любую составляющую сборки всего лишь при наличии чертежа и макета. 

Преимущество № 4: сокращение срока поставок

Часто заводы-изготовители необходимых комплектующих сосредоточены в определенных регионах. Такие предприятия снабжают бизнес по всей стране, и порой расстояние между продавцом и покупателем достигает тысяч километров. Ждать такой заказ приходится до полугода — с учетом очереди на конвейере. Да, можно подождать. Или обратиться с заказом к производственной площадке 3D-печати. Время доставки обычно не превышает 7 дней с момента обращения.

Преимущество № 5: повышение качества потребительских свойств

Специалисты часто выдвигают обоснованные претензии заводу-изготовителю: детали могут не соответствовать заявленным характеристикам — будь то термостойкость или прочность на излом. Только менять производственные процессы из-за пары жалоб производитель не намерен — хотя бы потому, что другого «конвейерного» изготовителя просто не существует. 3D-печать же может пойти навстречу.

 

Проблемы внедрения 3D-печати на предприятиях и недостатки технологии

У «аддитивки» есть ограничения в области печати: предприятие не может получить цельное металлическое изделие шириной, например, в несколько метров. Но эта задача решаема — уже сейчас появляются пилотные образцы оборудования, способные справиться и с этой задачей. 

Кроме того, себестоимость «аддитивного» изделия остается выше конвейерной. Но экономика бизнес-процессов на стороне 3D-печати: производство деталей на принтере однозначно дешевле минимального кванта поставки завода-изготовителя, состоящего на 90% из ненужного объема. 

Всего пару лет назад на повестке дня стоял вопрос о качестве печати, но даже в России технологии шагнули вперед настолько, что найти недобросовестного изготовителя — редкость. Уже в 2021 году окончательную точку в вопросе качества печати поставит всероссийское СРО: крупнейшие «аддитивщики» заинтересованы в единых стандартах, чтобы огородить отрасль от репутационных рисков. 

Следующий недостаток на очереди — скорость печати. В зависимости от габаритов и сложности геометрии изделия на его производство уходит от часа до десятка часов. Проблема решаема — и не только развитием технологий: уже сейчас большие компании, имеющие в распоряжении десятки принтеров, нивелируют медленный темп количеством производственных «линий». Но малые производители с 5-6 принтерами при наличии заказов вынуждены работать и днем, и ночью. 

Самое интересное — напоследок: 3D-принтер может просто взорваться. Такая проблема появилась недавно: благодаря разработке оборудования, способного печатать любыми материалами (пластик, металл, смолы), производители стали «загружать» принтер разными видами сырья в течение дня, часто забывая почистить принтер. А многие образцы нельзя смешивать. Проблема решается дисциплиной и ответственностью.

 

Границы применения аддитивных технологий в бизнесе

У бизнеса три ключевых маркера, по наличию которых руководитель принимает решение о целесообразности трансформации цепочек поставок с применением «аддитивки».

Первый маркер — инновации. Если вы специализируетесь на выпуске наукоемкого продукта с обязательным наличием нескольких пилотных версий, то 3D-печать для вас. Прототипирование — одна из самых распространенных услуг в 3D-печати. Бизнес получает возможность экспериментировать с формой и дизайном конечного продукта, корректируя параметры прямо на экране компьютера. Этой возможностью пользуются даже промышленные гиганты: проектируя пассажирские вагоны для Египетских железных дорог, холдинг ТМХ использовал именно аддитивные технологии. 

Второй маркер — экономность. Если ваши статьи расходов по направлению «заказ комплектующих» превышают ожидаемые нормы, то можно обратиться к 3D-печати, чтобы рассчитать стоимость аддитивного производства. Сокращение издержек — одно из ключевых УТП в «аддитивке». 

Третий маркер — курс на устойчивое развитие. Проблема углеродного следа перестала быть фантастикой. Волей-неволей бизнес включается в экологическую повестку. Здесь есть реальная причина: компании, ведущие деятельность в соответствии с целями устойчивого развития, получают финансовое одобрение на это от мировых инвесторов на сумму $45 трлн долларов. Именно такую сумму обязаны вложить 2000 крупнейших фондов согласно Принципам ответственного инвестирования ООН. Причем здесь «аддитивка»? Дело в том, что большая часть карбонового следа бизнеса приходится на выбросы от работы цепочек логистики (до 80%), а не на прямую эмиссию СО2 из трубы завода. А 3D-технологии сокращают сроки доставки в 24 раза: аддитивные производственные площадки есть в каждом крупном городе. 3D-технологии становятся инструментом реальной декарбонизации.

 

Массовое применение 3D печати в категории потребительских товаров 

«Аддитивка» стала передовым ньюсмейкером не только в машиностроении, но и в легкой промышленности. Печать сувениров и фигурок настолько плотно ассоциируется с 3D-технологиями, что уже не привлекает внимания. 

Теперь все внимание на «конвейерных» гигантах: кто первым покажет толерантность к новым технологиям, а заодно и попробует сформировать новое УТП? Пока пальма первенства находится у немецкого концерна Adidas: еще в 2018 году производитель одежды пообещал выпустить в ближайший год 200 тысяч пар кроссовок с применением аддитивных технологий. «4D-FUSIO», главная модель «аддитивной» линейки, показывает хорошие продажи именно благодаря своему УТП. Создание дополнительной стоимости с помощью инструмента сокращения издержек — будущее 3D-печати в легкой промышленности, на которое производители делают ставку.

 

Внедрение 3D-печати в производство: пошаговая инструкция

Среди инноваций последних лет у «аддитивки» минимальный порог вхождения. Вспомните нанотехнологии: вряд ли бизнес в Москве мог найти два десятка «нано»-подрядчиков, которые разработают для него решение на следующий день. С 3D-печатью куда проще. 

1. Изучите затраты на закупку или производство комплектующих

Обратите внимание на:

  • самые дорогостоящие позиции;
  • детали, поставки которых вы ожидаете месяцами;
  • комплекты, в которых из строя выходит лишь пара элементов, но их замена — это заказ нового комплекта целиком.

Если хотя бы по одному из этих пунктов вы поставили «галочку», значит, 3D-печать может вам подойти. 

2. Следует определиться, закупать ли вам собственные принтеры или обращаться к подрядчику

Рассмотрим каждый сценарий.

  • Обращение к подрядчику. Пилотные проекты по замене «проблемных» конвейерных позиций на изделия, изготовленные методом 3D-печати, лучше начинать с этого шага. Подрядчик поможет с выбором технологии, материалов и эксплуатационных характеристик продукции. При минимальных затратах вы получите на руки все данные о перспективе применения «аддитивки» в бизнесе. А далее на ваш выбор — увеличение объемов закупок у сторонней организации или приобретение собственного оборудования.
  • Закупка собственных принтеров. Это идеальный вариант, если объем вашей инвестиционной программы позволяет солидные траты на оборудование и специалистов. Рекомендуется «для опытных пользователей»: приобретая принтеры, вы должны иметь готовые расчеты экономики проекта, обученный штат и всю необходимую сертификацию. 

3. Вне зависимости от выбранного сценария следующий шаг — создание 3D-модели

С помощью лазерного сканера вы получаете объемный графический макет изделия, которое уже через пару дней будет готово встроиться в производственный процесс. Но отсутствие детали «под рукой» — не помеха: специалисты способны изготовить изделие по чертежу или фотографии.

4. Выбор материала и технологии печати

Если «оригинал» детали изготавливается из металла, а подрядчик предлагает деталь из пластика — не спешите обвинять его в отсутствии компетенций. Современные полимеры не уступают, а зачастую и превосходят металлы по требуемым характеристикам. Главное — запросить требуемую сертификацию и результаты испытаний сырья, из которого вы получите готовое изделие.

5. Сама 3D-печать

3D-модель отправляется на компьютер, синхронизированный с принтером. Затем настраивается подача материала и запускается процесс. Уже через пару часов (или пару десятков — зависит от сложности геометрии изделия) вы получите готовую деталь, не отличимую от фабричной. В некоторых случаях далее следует процесс постобработки — что идентично «конвейерному» изготовлению.

А дальше — только запуск печати «в поток» и повышение маржинальности производства за счет отказа от проблемных «конвейерных» позиций. Но других вариантов для внедрения — масса: от прототипирования пилотных проектов до создания нового продукта, специально ориентированного на 3D-печать с возможностью создания дополнительной стоимости за счет «месседжа» об использовании инновационных технологий производства.

 

Перспективы и тенденции развития аддитивных технологий для бизнеса

Почва для интеграции аддитивных технологий в бизнес благодатна как никогда: крупнейшие холдинги подают пример малому и среднему бизнесу, а «на местах» производство и сборку ведут молодые специалисты, для которых «аддитивка» — открытая книга. Себестоимость материалов и печати снижается, маржинальность бизнеса заказчика — только растет. Снимаются ограничения на область печати — точно так же, как и ограничения в юридическом поле: уже сейчас конструкторская документация изделий включает в себя допуск «аддитивных» материалов. Главное теперь — не растерять преимущество. Стратегическая защита имиджа технологий лежит на каждом производителе.

Фото: goodbishop / Shutterstock

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter

Материалы по теме

  1. 1 Создать то, что никто не создавал. Как проходят чемпионаты по 3D-печати
  2. 2 Что не так с 3D-печатью сейчас и как она поможет бизнесу в будущем
  3. 3 Как заработать на 3D-печати: обзор перспективных ниш
FutureFood
Кто производит «альтернативную» еду
Карта