Среда, 17 апреля, 2024

«Норникель» приземляет 3D-технологии на промпроизводстве

«Норникель» стал одним из пионеров развития аддитивных решений на крупных промышленных производствах.

Инвестпроекты

Проект по использованию 3D-печати для создания наиболее сложных деталей оборудования пока находится на этапе пилота. Однако ГМК не просто приземляет технологию будущего на практику работы тяжелого производства, но и думает наперед – про развитие кадров.

«Норильский никель» сегодня – лидер горно-металлургической промышленности в России и в мире. За этим определением стоят не только конкретные бизнес-показатели, но в первую очередь десятки предприятий: холдинг объединяет около полусотни промышленных площадок, занятых разведкой, добычей, обогащением и производством ценных металлов. Многие из предприятий ГМК расположены далеко от промышленных центров, а значит, сроки поставки оборудования и расходных материалов – и, как следствие, простои производств – могут быть огромными. Технологии 3D-печати в корне перекраивают подход к производству и замене вышедших из строя деталей, позволяя делать это дешевле, качественнее, но главное – в разы быстрее.

– Если необходимо назвать ключевую для холдинга причину развития аддитивных решений, то это скорость производства деталей и компонентов. В сравнении с традиционными способами их изготовление посредствам 3D-печати происходит кратно быстрее. Оперативно замещая вышедшую из строя деталь, мы сокращаем простои, а это уже экономика – другой важнейший резон развивать технологии будущего, – говорит Кирилл Ярцев, руководитель направления аддитивных технологий департамента технологических инноваций «Норникеля».

На сегодня проект «Норникеля» по использованию 3D-технолгий на промпроизводстве находится на этапе пилота. Компания тестирует разные гипотезы – от целесообразности производить с помощью 3D-принтеров те или иные детали. Однако даже на этом этапе очевидно, что аддитивные решения для тяжелых производств – это уже не terra incognita.

– Если еще 10–15 лет назад 3D-технологии в представлении многих были сродни кораблям, бороздящим космос, то сегодня это технологии не просто понятные, но и готовые для внедрения даже в такой традиционный сектор, как металлургия. Более того, качество деталей, произведенных на 3D-принтерах, либо сравнимо с качеством деталей, произведенных традиционными способами, либо может превосходить их за счет возможностей по оптимизации деталей, которые дает 3D-печать. Важно и то, что сегодня за 3D-технологиями стоит понятная экономика.

Напечатанная на 3D-принтере деталь уже не стоит, как «крыло от самолета», ее себестоимость и приемлемая, и экономически обоснованная, – говорит Кирилл Ярцев.

От сканирования до выпекания

Ярче всего возможности и преимущества 3D-технологий для промышленных производств иллюстрируют реальные кейсы.
«Заполярный филиал «Норникеля» – это главная площадка для отработки всех основных R&D-инициатив компании. Поэтому первые детали для критического оборудования на ключевых переделах были смонтированы именно в Норильске. Мы всегда понимали актуальность аддитивных технологий в долгосрочной перспективе», – рассказал Алан Маргиев, директор департамента инноваций Заполярного филиала «Норникеля».
Так, специалисты «Норникеля» использовали 3D-печать для создания и установки большой улиты насоса из износостойкого чугуна на насосную установку Надеждинского металлургического завода.

Деталь, по форме напоминающая улитку, весит 500 кг и имеет решающее значение для подъема концентрата из рудоотстойника.

Обычно замена этой детали занимает около года, включая время, необходимое для создания подробных чертежей и моделей перед изготовлением самой детали. Однако аддитивные технологии позволили исключить этот шаг.

– Сканирование детали для создания ее 3D-модели – именно с этого шага начинается работа по созданию детали с использованием аддитивных технологий. Этот этап необходим для конструкторской документации, то есть чертежа, для многих деталей которого просто нет. Перед сканированием деталь, как правило, разбирается, а если сделать это невозможно, то распиливается. Так мы получаем 3D-модель детали, а после – оптимизируем ее под производство 3D-печати. К примеру, форсунка, которая состояла из пяти-семи деталей, после оптимизации состоит из одной детали. Далее, 3D-модель загружается в принтер, который, если речь идет о печати металлом, печатает деталь методом послойного спекания металлического порошка. Несмотря на прогрессивность аддитивных технологий, изготовленная на 3D-принтере деталь требуют механической обработки, после которой она готова к эксплуатации, – рассказывает Алан Маргиев.

В большинстве случаев возможности 3D-технологий позволяют создать нужную деталь с первого раза. Это одно из главных отличий от «дедовских» методов.

– Одна из задач на этапе моделирования – смоделировать эксплуатационные режимы работы детали. Эти расчеты производит компьютер с помощью специального софта, который учитывает параметры эксплуатационного режима (давление, температура, вид жидкости, с которой взаимодействует деталь, и проч.). То есть еще до создания детали мы верифицируем на компьютере правильность ее геометрии и печатаем деталь, точно зная выходные параметры конечного изделия. В сравнении с тем, как это было 30 лет назад, это огромный шаг вперед. Тогда все детали изготавливались на токарном станке вручную – и на то, чтобы произвести деталь нужных параметров, требовалась не одна попытка и в разы больше времени, – поясняет Алексей Разин, руководитель проектов департамента технологических инноваций компании.

3D принтер VX4000

По оценкам «Норникеля», аддитивные технологии сокращают время изготовления и поставки оборудования и компонентов на 50%. Кроме того, при производстве можно быстрее вносить изменения и создавать объекты любой формы. Трехмерная печать также может предот­вратить незапланированные простои в производстве и помочь в частичном замещении импортных компонентов. Так, еще одним успешным кейсом в копилке «Норникеля» стало создания бронедиска весом 313 кг для Талнахской обогатительной фабрики (проект реализован в конце 2022 года).

Сделай сам

Самые ходовые для «Норникеля» материалы для 3D-печати – песок и металл. Параллельно компания анализирует возможность создания собственных материалов для печати деталей.

Одновременно с этим компания развивает свою экспертизу в оборудовании для 3D-печати.

– Сейчас мы тестируем все доступные на рынке модели 3D-принтеров. С учетом ограничений, которые сегодня есть, делаем фокус на принтеры российского производства – на рынке есть как минимум один высококлассный песчаный принтер, а также 3D-принтеры из Китая, – рассказывает Кирилл Ярцев.

Одновременно с тестированием материальной базы для развития аддитивных технологий «Норникель» делает фокус на кадрах – «руках», которые будут внедрять 3D-решения в практику работы производств. В этом вопросе компания руководствуется принципом «сделай сам».

– Кадров мало, и с ними сложно – это ясно уже сейчас, на этапе пилота. Если по его итогам технология оправдает возложенные на нее надежды, будем выращивать кадры под себя. Делаем ставку на опорный вуз компании, Заполярный госуниверситет, где думаем над возможностью создать отдельную программу по аддитивным технологиям. Подчеркну, что фокус будет сделан именно на прикладное обучение, а не научные разработки – в этом направлении вполне успешно работают МГУ, СпбГУ, Политех. Нам же нужны именно «руки» – люди с прикладными навыкоми, которым можно дать принтер и сказать: «Сделай мне эту деталь», – говорит Кирилл Ярцев.

При этом он уточняет, что в направлении аддитивных технологий двери «Норникеля» открыты для всех, кто готов предложить нужные компании решения и разработки.

– В технологиях 3D-печати есть различные типы задач – от сканирования и реверс-инженерии до производства чертежа и «железа» для 3D-принтера. Такие пласты компетенций сложно покрыть даже большим университетом, поэтому компания открыта к диалогу. Можно много говорить о планах и перспективах, о восполнении производственной базы. Но когда речь заходит о создании технологически сложных деталей, которые обеспечивают непрерывность производства, да еще и в сжатые сроки, тут нужны особый подход и особые знания. Для «Норникеля» аддитивные технологии — это не просто мировой тренд или красивое слово. Это незаменимая часть пазла, столь необходимая для реализации стратегии развития всей компании, — резюмирует Кирилл Ярцев.

текст: Наталья Повольнова , фото: ЗФ ПАО «ГМК «Норильский Никель»

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

43 − 37 =

Читайте также: