От куклы до авиадвигателя: 3D-принтеры становятся популярным средством производства

Компании из самых разных областей – от промышленного конгломерата General Electric до автопроизводителя Ford Motor и производителя игрушек Mattel – начинают активно использовать 3D-принтеры в своей деятельности.

Технология 3D-печати, также известная как аддитивная (при производстве объекта материал «наращивается» слой за слоем), позволяет компаниям производить товары дешевле и быстрее. В отличие от традиционных технологий, где детали вытачиваются из заготовок, в результате чего часть материала попадает в отходы, 3D-печать позволяет смоделировать объект на компьютере и «напечатать» его из пластика, металла или композитных материалов. «С ее помощью мы можем существенно повысить производительность, эффективность и быть более новаторскими в дизайне», - говорит Скотт Гудман, старший вице-президент глобального подразделения по разработке продукции Mattel.

Материалы, которые используются в 3D-печати, дороже традиционных, хотя цены на них неуклонно снижаются. По мере роста спроса на 3D-печать их стоимость еще больше уменьшится, прогнозирует Пит Базилье, аналитик Gartner.

По оценке аналитической компании Wohlers Associates, рост рынка 3D-печати в 2011 г. составил 29,4%, а мировая выручка на этом рынке достигнет в 2015 г., как ожидается, $3,7 млрд против $2,2 млрд в 2012 г.

Вот как три вышеназванных компании используют новую технологию.

Ford Motor

В Ford полагают, что в будущем автовладельцы сами смогут производить, т. е. печатать для себя запчасти. Теоретически, человек может зайти на сайт, отсканировать штрих-код или распечатать заказ, пойти в местный магазин 3D-печати (как сейчас люди ходят в фотомагазин за снимками) – и через несколько часов, а то и минут у него будет необходимая деталь.

Пока же инженеры Ford используют 3D-принтеры для производства опытных образцов запчастей для тестовых автомобилей. В инженерном центре Beech Daly Technical Center они на промышленных 3D-принтерах стоимостью до $1 млн выпускают опытные образцы крышек цилиндра, тормозных дисков, осей за существенно меньшее время, чем при традиционном способе производства, рассказывает Пол Сусалла, супервайзер быстрого макетирования в Ford.

Используя 3D-печать, Ford в среднем экономит около месяца при производстве опытного образца крышки цилиндра для своего семейства экономичных двигателей EcoBoost. Эта сложная деталь включает многочисленные порты, каналы, проходы и клапаны для перекачки топлива и воздуха. По словам Сусаллы, традиционный процесс литья, который требует разработать форму и инструмент для вытачивания заготовки, занимает четыре-пять месяцев.

Инженеры также могут одновременно произвести несколько крышек цилиндра и тестировать различные опытные образцы одной детали, чтобы выбрать наилучшую модель для последующего производства.

General Electric

Авиационное подразделение GE «печатает» инжекторы и другие компоненты для системы сгорания в реактивном двигателе, который выпускает CFM International, совместное предприятие GE и французской Snecma. Как ожидается, к 2016 г. двигатель LEAP будет готов к установке на такие самолеты, как Boeing-737 MAX и Airbus A320neo, которые пока еще находятся в разработке.

Наращивая металлический порошок слой за слоем, детали в системе воздушного потока можно сделать точнее, чем если вырезать их из керамической заготовки, говорит Марк Литтл, старший вице-президент и директор глобальной исследовательской группы GE. Этот процесс технически более эффективен и в будущем позволит компании экономить деньги. О масштабах экономии в GE говорить пока отказались. «Сейчас мы можем делать эти детали так, как попросту не могли раньше, и при этом повысить эффективность охлаждения», - говорит Литтл.

GE также экспериментирует с 3D-печатью для производства медицинского прибора – ультразвукового сканера. По словам исследователей компании, в результате стоимость производства отдельных его частей может сократиться на 30%.

Mattel

Создатели игрушек обычно делали образцы из воска и глины, прежде чем запустить производство пластиковых моделей. Сегодня у инженеров Mattel есть 30 3D-принтеров, на которых можно создать практически любую часть всех выпускаемых компанией игрушек, включая кукол Barbie и машинки Hot Wheels.

Однако компания не собирается продавать потребителям программное обеспечение, чтобы они сами могли делать себе игрушки на дешевых 3D-принтерах. В этом случае Mattel не может гарантировать, что игрушки будут безопасны для детей, говорит представитель компании, признавая, что по мере распространения 3D-печати «всей отрасли придется столкнуться с этим вопросом и решать его».

Перевел Михаил Оверченко