O engenheiro da Sibur Roman Tikhonov (à direita) e Ivan Papusha, chefe de 3D da iQB Technologies. Com o apoio de nossa empresa, foram desenvolvidos programas para treinamento de especialistas nos centros de aditivos da SIBUR.Até agora, existem poucos especialistas como Roman Tikhonov na Rússia. Roman administra o centro da introdução da tecnologia 3D na empresa Voronezhsintezkauchuk, que faz parte da maior empresa petroquímica russa
SIBUR Holding . A empresa possui filiais de produção em mais de 20 cidades da Rússia e atua na produção e fornecimento de produtos petroquímicos para o mercado interno e 80 países estrangeiros. Um projeto piloto lançado recentemente em Voronezh como parte da digitalização global da SIBUR já mostrou excelentes resultados. Roman falou sobre exemplos específicos de solução de problemas usando impressão 3D e digitalização 3D em sua empresa e compartilhou sua visão das perspectivas de introduzir essas inovações na Rússia.
- Conte-nos um pouco sobre você. O que o leva à indústria de aditivos?- Interesse em algo novo, eu acho. Eu sempre fui fascinado pela inovação. Sou engenheiro de microeletrônica por treinamento, estava envolvido em tecnologia da informação e aconteceu que o próximo projeto em que me envolvi está relacionado à fabricação aditiva.
Trabalho na SIBUR há relativamente pouco tempo, não há nem um ano. Antes disso, por cerca de cinco anos, ele participou de um projeto piloto para introduzir tecnologias aditivas e, em seguida, recebeu um convite para Voronezhsintezkauchuk.
- Há quanto tempo a SIBUR está introduzindo a tecnologia 3D? Em que estágio é o projeto do centro de aditivos?- A empresa ficou interessada neste tópico há dois anos. Começamos a coletar informações, a estudar casos de uso. As especificidades das empresas químicas são tais que a maioria dos equipamentos é classificada como especialmente perigosa e, em princípio, não são permitidos erros ou situações de emergência. Chegamos à conclusão de que é econômico aplicar essas tecnologias no setor de reparos. Um centro de aditivos foi criado na empresa Voronezhsintezkauchuk, um scanner 3D e uma impressora 3D foram adquiridos, e fui convidado a liderá-los.
Já temos casos de trabalho que mostraram excelentes resultados na impressão 3D de produtos e na implementação no processo de produção. Confirmamos na prática que as tecnologias aditivas nos permitem produzir rapidamente peças e conjuntos e minimizar o tempo de inatividade.
Depois disso, decidiu-se abrir esses centros em mais sete empresas com instalações de reparo - onde é necessária a manutenção e restauração de equipamentos.
Agora há uma compra de equipamentos e software, pessoal. Até agora, a ênfase está na impressão 3D com plásticos e na
digitalização 3D para engenharia reversa de produtos com falha.
Os tecnólogos de aditivos economizam o fundo principal da SIBUR devido ao fato de várias tarefas serem resolvidas por conta própria
- Quais competências um especialista em centros de aditivos deve ter? Como é a seleção e o treinamento da equipe?- Os programas de treinamento já existem, eles são desenvolvidos com o apoio da iQB Technologies. Primeiro de tudo, eles serão projetistas com experiência em projetar em engenharia mecânica. Entendemos que na Rússia existem muito poucos especialistas em tecnologia 3D e, é claro, daremos preferência àqueles que têm uma idéia de impressão 3D e digitalização em 3D. De qualquer forma, vamos treiná-los. Eu, como designer, gradualmente acumulei e aprimorei o conhecimento e os apliquei na prática.
- Quantos funcionários trabalham em um centro?- Na fase de lançamento do projeto, um ou dois, dependendo da localização territorial, tamanho da empresa e variedade de tarefas. Agora estou envolvido apenas em modelagem, digitalização e impressão. Como existem resultados positivos, já foi tomada uma decisão para expandir a equipe. Além disso, trabalhamos com várias organizações envolvidas na impressão 3D. Eles realizam pedidos para as tecnologias que ainda não possuímos.
Polia de correia transportadoraUsando sistemas CAD, um modelo 3D foi projetado.
O diâmetro é aumentado, os orifícios de montagem dos rolamentos são reforçados (pontos fracos da peça original).
O original foi fabricado em aço, utilizando impressão FDM com plástico ABS foi possível reduzir o peso do produto, resolver o problema de colar briquetes na linha e minimizar a possibilidade de danos ao filme da embalagem.- Você pode dar um exemplo da implementação bem-sucedida da impressão 3D no processo de produção?- Tudo começa com a popularização. Assim que as pessoas que trabalham nas instalações da SIBUR entendem o que é a impressão 3D, começam a se perguntar como ela pode ser aplicada. Vou falar sobre uma solução implementada em um desses recursos. Um produto de borracha em briquetes passa pelo transportador, que é então embalado em um filme. Periodicamente, os briquetes colavam no desvio de metal da correia transportadora, quando o assento do rolamento desmoronava devido à carga constante. Um mecânico virou-se para nós - é possível fabricar essa peça de plástico (já que é longa e cara do metal) e também aumentar o diâmetro para evitar obstruções? O problema foi resolvido com sucesso com a ajuda de uma impressora FDM, tudo funciona bem. Além disso, o vídeo em si acabou sendo leve, pois foi projetado com canais internos.
Nas previsões - a criação de pelo menos um centro de tecnologias aditivas em cada uma das 23 empresas da SIBUR
- Como você calcula o efeito econômico?- Ainda não podemos calcular exatamente, aqui, antes de tudo, o efeito da velocidade de execução. Mas pegue o caso acima. De fato, um quilograma de plástico foi gasto em um rolo - metal seria definitivamente mais caro. No nível empresarial, é uma economia de milionésimos de um por cento. Mas se esse briquete no transportador foi arranhado por um rolo que falhou, ele imediatamente vai para o casamento. Na segunda vez, você não pode embalar e vender. E se você calcular quanto é rejeitado por ano, as perdas deste vídeo aumentam para quantidades incríveis.
Outro exemplo é o impulsor de uma bomba centrífuga. Tais rodas são naturalmente feitas de aço inoxidável. Mas sob a influência do líquido bombeado, eles rapidamente falham. Um modelo 3D do impulsor foi criado e impresso em uma impressora 3D feita de poliamida (tecnologia SLS). Não houve degradação durante um mês de trabalho, em princípio, diferente do aço inoxidável que "come" diante de nossos olhos.
Impulsor centrífugoUsando um scanner 3D e sistemas CAD, um modelo 3D foi projetado para reconciliar dimensões geométricas.
Com base no modelo 3D usando a tecnologia de sinterização seletiva a laser (SLS) de poliamida em pó, é feito um impulsor. O original é feito de aço inoxidável, há uma forte degradação.Um problema semelhante, que foi resolvido com a impressão 3D, foi a fabricação do impulsor da bomba de poliuretano em vez de aço inoxidável, e também sofreu severa degradação. A nova roda oferece o mesmo desempenho que o original, mas graças ao plástico, a degradação é completamente ausente.
- Como você pode ver, a impressão em uma impressora 3D de peças acabadas oferece um benefício claro. Você faz prototipagem?- Sim, por exemplo, elaboramos uma das variantes do impulsor. Um
protótipo foi impresso em plástico ABS para substituir um produto completamente com falha. A roda original desintegrou-se na bomba, foi literalmente montada em peças, escaneada e executada engenharia reversa. Em seguida, eles imprimiram um protótipo e o enviaram para a oficina. Por que é mais rentável que os métodos clássicos? Ninguém lançará esse impulsor em uma única cópia. E se encomendarmos 20 a 30 peças de aço inoxidável, e ele não couber, será um fiasco.
Impulsor da bomba
Feito de poliuretano por fundição a vácuo com uma pastilha de metal.
O original é feito de aço inoxidável, é observada uma degradação severa.- Com a ajuda de tecnologias aditivas, você resolve apenas problemas de produção únicos?- não é só. Fornecemos borracha para os principais fabricantes, como Michelin, Pirelli, e um de seus requisitos é a geometria perfeita. Para isso, a linha foi equipada com um sistema automatizado de sensores ópticos para
controle da geometria . Sensores japoneses, cada um vale dezenas de milhares de rublos. Para evitar possíveis danos, decidimos fornecer caixas de proteção. Bem na empresa, eles tentaram fabricar caixas de metal - é caro, antes de tudo, devido aos custos de mão-de-obra. Voltamos ao nosso departamento e imprimimos as primeiras 20 peças em plástico ABS. A linha inteira tem 200 sensores, a impressora FDM imprime duas caixas por turno. Assim, graças à impressão 3D em 100 turnos, a tarefa será concluída.
- Um ótimo exemplo de fabricação de aditivos em pequena escala! Você usa apenas a tecnologia FDM?- Agora - sim, até agora apenas este equipamento foi comprado. As principais vantagens das impressoras FDM são a disponibilidade e uma ampla variedade de materiais que são vantajosos para uso em várias propriedades.
- Você considera outros métodos de impressão 3D?- Planejamos comprar uma impressora 3D estereolitográfica que imprima com poliamida. Já mencionei a criação de produtos acabados a partir de poliamida - essa solução nos satisfez completamente. A impressão 3D em metal está fora de questão: nas realidades dos negócios russos hoje em dia, isso pode ser feito por empresas de defesa ou institutos de pesquisa. São necessários grandes investimentos e muito tempo será gasto apenas em experimentos.
Com um scanner 3D, todo o processo de engenharia reversa, até o início da produção, é várias vezes mais rápido
- Quais são as vantagens de um scanner 3D para sua empresa?- Estamos envolvidos principalmente na engenharia reversa de componentes importados que falharam. Como parte da substituição de importações, podemos reproduzir peças cuja entrega é problemática devido a longos prazos de entrega, alto custo ou por outros motivos, por exemplo, relacionados a sanções. Como uma variante de um caso real, usando a digitalização 3D e a engenharia reversa subsequente, criamos estrelas de acionamento para o transportador.
Engrenagem da correia transportadora
Usando um scanner 3D e sistemas CAD, um modelo 3D foi projetado para restaurar as dimensões geométricas originais.
O lote de teste foi feito de plástico ABS usando o método de impressão FDM; os testes foram bem-sucedidos.Também usamos a digitalização 3D para engenharia reversa de peças integrais, que fabricamos por conta própria usando o método clássico. Com um scanner 3D, todo o processo, até o início da produção, é várias vezes mais rápido.
- Como convencer líderes e proprietários de empresas de que as tecnologias 3D são eficazes?- Provar às pessoas a necessidade de introduzir tecnologias 3D é o mais difícil. O envolvimento, a iniciativa dos tomadores de decisão é importante. Digamos, conseguimos criar um centro de aditivos em nossa empresa, em grande parte graças ao engenheiro-chefe Maxim Nikolaevich Lenkov, cuja iniciativa encontrou apoio da alta gerência.
Trabalho na empresa há nove meses e começamos a introduzir ativamente tecnologias aditivas há mais de seis meses. Como já mencionado, ainda não estamos prontos para considerar o efeito econômico. Mas os exemplos dados acima salvam o fundo principal devido ao fato de várias tarefas serem resolvidas por conta própria. A manga espaçadora da bomba foi impressa em uma impressora 3D. No caso de uma falha nas bombas primária e de reserva, essa bomba pode ser recuperada cinco vezes. Tais exemplos não podem deixar de convencer.
Manga espaçadora
O material de partida é poliuretano. O produto original passou por deformação mecânica quase completa. A criação de um modelo 3D foi realizada de acordo com as partes de resposta do mecanismo. O protótipo para testes de teste, incluindo desvios geométricos, foi feito de plástico ABS pelo método FDM.Ao mesmo tempo, existe um entendimento: se as tecnologias 3D forem implementadas com sucesso, significa que elas devem ser dominadas ou, pelo menos, ter conhecimento de inovações. Os fabricantes que desenvolverem novas competências nessa direção não as compartilharão. Eles passarão para um novo nível, e quem não tiver tempo de reconstruir será pouco competitivo.
- Como você avalia as perspectivas para o desenvolvimento de tecnologias 3D na Rússia nos próximos anos?- Vamos começar com a SIBUR. Penso que durante 2019 projetos-piloto de centros de aditivos nas empresas mostrarão eficácia e, nas previsões - a criação de pelo menos um desses centros em cada uma das 23 empresas.
Se falamos da Rússia como um todo, tudo é complicado. Até que haja atos normativos, a situação não mudará radicalmente. Agora, as decisões sobre a introdução de tecnologias aditivas estão sendo tomadas no nível dos
gerentes de empresas individuais. Assim que o problema da legislação reguladora for resolvido, tenho certeza de que haverá um salto acentuado. O desenvolvimento em massa começará, pois será possível comissionar livremente produtos certificados.
Estamos cinco a sete anos atrás dos países desenvolvidos na fabricação de aditivos. Ficamos atrás financeiramente e em termos de introdução de tecnologia no processo de produção. Até reconhecermos a necessidade da tecnologia 3D e quebrarmos os estereótipos, não haverá adoção em massa. A SIBUR está dando um exemplo positivo e tenho certeza de que outras empresas adotarão nossa experiência. Eles verão o que alcançamos e farão uma pergunta a si mesmos - por que não tentar em casa?