Святая Троица и Сатана-128. Будущее Святой Троицы глазами мастеров из СПбПУ Петра Великого, ВИАМ, ОДК, ОСК, Корабелки... (4)

В первом материале этой серии просил запомнить три фамилии: Туричин, Колодяжный, Шамрай. Про Туричина разговор здесь продолжится, а потом поговорим немного о Дмитрии Колодяжном. Вернее, - он поговорит об ОСК и об аддитивных технологиях применительно к судо- и кораблестроению.

--- То, что они имеют сейчас,... позволит им делать за четыре с небольшим миллиона рублей ту же самую железку. Это, кстати, достаточно характерная цифра, - если меньшая выгода, то как правило люди не идут на внедрение никаких новых технологий, потому что если у них что-то работает и они не видят морковки гигантского размера (побуждающей их на замену этого «что-то» - shed ), то шевеления не будет...

https://aftershock.news/?q=node/660738  О секретах СпецМастеров: «если люди хочут, то они можут» (с)  07 01 18

--- shed: ... И ведь это лишь малая часть колдобин на Пути СпецМастеров, о которых мы говорим. Поэтому неудивительно, что в подобном беге с препятствиями на длинную дистанцию преуспевают именно СпецМастера, обладающие секретами, о которых и ведётся разговор в нескольких материалах данной серии.

Чтобы два раза не вставать, предлагаю Вашему вниманию часть выступления Глеба Туричина на одном из мероприятий в апреле 2018 года, - в нём и про «морковку», и про другие интересные вещи, некоторые из которых наверняка будут интересны совсем уж технарям .

----- Глеб Туричин: ... Сейчас вот, по факту, начинается 5-й год жизненного цикла проекта по созданию таких отечественных технологий и по их внедрению. За это время два десятка предприятий разного масштаба в это дело включилось. Довольно много оборудования уже сделано и работает.

Позволю себе напомнить, зачем всё это дело нужно, потому что всё-таки в основе применения аддитивных технологий лежит не техника, а экономика. Это такая штука, которая должна, - чтобы быть применяемой – приносить кому-то прибыль, реально, вот по состоянию на «сейчас».

Изначально мы начинали работу для авиадвигателей, - на самом деле просто потому, что авиадвигатели это такая штука с очень высокой стоимостью за килограмм. И если посмотреть вот на то изделие, ради которого когда-то всё начиналось, - это корпус средней опоры – вот этот корпус средней опоры в таком виде, в каком он делался до совсем недавнего времени на «Заводе Кузнецова», он стоил 24 миллиона рублей и делался примерно год, с кучей переделов таких последовательных.

То, что они имеют возможность делать сейчас, - потому что они первую такую технологическую машину получили от нас в конце прошлого года (2017 года) – позволит им делать за четыре с небольшим миллиона рублей ту же самую железку (значит, - себестоимость снижена в 6 раз! При том, что повышение производительности вообще заоблачное: 200 нормо-часов вместо 3000 часов!! То есть, её [производительности] повышение в 15 раз!!! - shed ). Это, кстати, достаточно характерная цифра, - если меньшая выгода, то как правило люди не идут на внедрение никаких новых технологий, потому что если у них что-то работает и они не видят морковки гигантского размера, то шевеления не будет. Вот небольшая морковка людей, как правило не устраивает

https://aftershock.news/?q=node/660738  О секретах СпецМастеров: «если люди хочут, то они можут» (с)  07 01 18

--- shed: На производственников, любящих только морковки гигантского размера можно, конечно, гигантскую  бочку покатить. Но, - «клиент всегда прав» - и Глеб Туричин радовался, когда ему в начале Пути по «неведомой дорожке» всё-таки удавалось заполучить заказ на свою продукцию хотя бы раз в два месяца. И уж тем более радуется он в последние годы, когда приходится мотаться по стране целых 3-4 раза в месяц, рассказывая потенциальным клиентам о достоинствах своих установок. Делая при этом всё, чтобы иметь возможность в дополнение к их достоинствам продемонстрировать клиенту эту самую гигантскую морковку.

Производственников понимает не только Туричин, но и, например,  глава российской фирмы «Аскон». Говорящий о ситуации с внедрением российских САПР в нашей стране следующее:

----- Александр Голиков ... Пока я описал то, как видят ситуацию разработчики. Есть свое видение ситуации и проблем у органов власти. А есть еще одна сторона — возможные потребители.

Это наши промышленные корпорации, прежде всего из оборонно-промышленного комплекса. При отсутствии геополитических проблем многие из них оснащались западным софтом, инвестировали в него немалые деньги. Были выстроены бизнес-процессы, обучены люди. Продукты Dassault Systemes или Siemens PLM установлены на сотнях рабочих мест (АРМ). И тут вдруг появилась проблема: санкции, импортозамещение…

Поставьте себя на место этих предприятий. Даже если бы имелось полностью готовое альтернативное отечественное решение, функционально закрывающее все их задачи, представьте объем средств, сил и времени для замены всех ИТ-систем. Долгие годы шло внедрение, шла адаптация, какие-то вещи дорабатывались непосредственно под эти предприятия.

Теперь этот путь надо пройти заново, переобучить людей, по новой отладить весь процесс. Это очень непростая и затратная задача, наверняка будут сбои. А для промышленных предприятий ИТ – не самоцель, это всего лишь инструмент. Они проектируют свои самолеты, ракеты, танки (и далее по всему списку) и думают: а может, проблемы рассосутся?

Плюс к этому, чтобы в группах по разработке ТТХ участвовать, предприятиям надо для этого выделять экспертов. И чтобы эти эксперты отработали в хорошем режиме несколько месяцев. Но все профессионалы, потенциальные эксперты, заняты на своей основной работе, да и никто не платит за это. Поэтому иногда, когда спрашивают руководителей и ИТ-директоров предприятий: «Вы за импортозамещение?», они отвечают: «Мы не возражаем! Мы за отечественные классные продукты! Принесите нам чудо не хуже заморского, и мы посмотрим!».

 Впрочем, надо отметить, что промышленные потребители действительно стали более лояльны к отечественным продуктам. ...  Сейчас ... они разговаривают с отечественными производителями, готовы выделять пилотные участки для апробации и отладки применения российских систем у себя. И если они видят, что вместо импортного более дорогого CAD можно с не меньшей эффективностью применять наш «Компас», начинаем полномасштабную работу по замене...

http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=19043   http://expert.ru/expert/2017/04/produktyi-dolzhnyi-zhit-v-ryinke/

--- shed: А Дмитрий Колодяжный, похоже, «заразил» аддитивкой ОДК (работал там с 2010 по 2015 год) и перешел делать то же самое в ОСК (где занял пост вице-президента по техническому развитию корпорации).

----- Дмитрий Колодяжный ... Мы — отрасль, которая работает в основном с металлом. Поэтому для нас и аддитивные технологии на современном уровне развития — это в первую очередь все, что связано с созданием изделий из металла.

Вашему журналу («Эксперту») знакома фамилия Туричин, Глеб Андреевич. Для нас это ректор нашего профильного вуза — Корабелки. С другой стороны, я знаком с ним как с одним из мировых ученых в области лазерных и сварочных технологий. Поэтому внедрение в нашей отрасли аддитивных технологий я тоже связываю с его фамилией.

Это человек, который уже реализовал возможность применения аддитивных технологий в том формате, что нам как отрасли интересен. Сейчас на рынке существует достаточно большое количество оборудования, которое позволяет выращивать очень сложные, очень качественные изделия, но размером с кулак.

Классический пример: сейчас для двигателей ПД-14 ряд деталей ВИАМ выращивает именно методом аддитивных технологий. Технология там востребована, изделие с такими деталями проходит летные испытания.

Мы же в основном работаем с деталями больших размеров. У нас габариты изделий судового машиностроения иногда измеряются метрами. Поэтому там, где мы видим использование аддитивных технологий, не всегда применимы машины с небольшой рабочей зоной, которые сегодня представлены на рынке. Сейчас размер рабочей зоны в среднем составляет не более 50 на 50 на 50 сантиметров.

А нам нужны размеры от метра и больше. Установка Туричина не имеет ограничений по размерам выращиваемой детали. Размер деталей, получаемых при помощи этой технологии, определяет система перемещения лазерной головки, которой может быть, например, обыкновенный робот, а они бывают с очень большой рабочей зоной.

Нам интересен в первую очередь металл. Работа со специфическими сплавами, особенно титановыми, требует защитной среды.

У этой машины есть защитный герметичный кожух, выращивание идет в среде защитного газа, есть система охлаждения, что позволяет работать десятками часов, выращивая очень сложные и очень большие изделия.

То, что сделал Глеб Андреевич, нас вполне устраивает, и за его технологией гетерофазного порошкового лазерного выращивания мы видим будущее.

Первое изделие — это, конечно же, винт. Мы сейчас делаем достаточно качественные винты, которые находятся в жесткой конкуренции с западными по себестоимости. Чтобы сделать качественный, конкурентный винт, нужно иметь очень точную заготовку, для производства которой нужна очень точная форма для литья. Заготовка в данном случае — это отливка огромных размеров: от 0,6 метра для подруливающих винтов и до 8 метров для основных винтов, то есть это заготовка с хорошую комнату.

Технологии для изготовления форм у нас достаточно старые... Используя аддитивную технологию, мы можем создать пустотелую конструкцию с очень точной геометрией, с толщиной стенки приблизительно 0,8–1,0 миллиметра, которая будет основой литейной формы. Она показала возможность получать точную геометрию за значительно меньшие деньги. Если же говорить о качестве металла, получаемого по этой технологии, то он не просто превосходит стандартную отливку, свойства приближаются к кованым изделиям.

... Сегодня уровень развития аддитивных технологий позволяет вырастить цельный винт, но это будет экономически не сильно эффективно из-за стоимости порошка. Он еще достаточно дорогой. Сейчас аддитивные технологии направлены на замещение очень сложного литья и очень сложной механической обработки.

То есть, речь идет, пока, о штучных изделиях. Постепенно, с ростом применения самой технологии, ростом номенклатуры деталей, изготавливаемых с ее помощью, ростом объемов потребления порошка и ростом объемов его производства, сам порошок будет дешеветь, и, как следствие, будет снижаться и себестоимость в аддитивном производстве.

Однако с точки зрения производства подруливающих винтов уже сейчас есть весомый экономический эффект и перспективы для применения этой технологии. Объясню почему. Чем тяжелее винт, тем больше у него момент инерции, а при подруливании очень важна возможность обеспечения быстрых остановок винта и включения режима обратного вращения. То есть, реверса. Поэтому для подруливания масса винта играет важную роль. И здесь можно применить бионический дизайн. Заимствовать решения, заданные самой природой, для внедрения в технику.

Классические примеры бионического дизайна из мира природы, которые часто приводятся, — это клюв дятла или ряд костей в скелете человека. Все они пористые внутри, при этом достаточно жесткие и упругие.

 

Посмотрите, как эта птичка справляется с древесиной. Сегодня компьютерные технологии позволяют не просто проектировать пористые структуры, а создавать расчетно-смоделированные микроферменные структуры, которые позволяют кратно снизить массу и при этом не потерять в нужных нам свойствах.

До недавнего момента был вопрос, как изготовить такого рода изделия. Технология гетерофазного порошкового лазерного выращивания вполне позволяет это делать. Причем возможно выращивание в любом направлении, а не только снизу-вверх, как в классических аддитивных технологиях... Это дает возможность либо уменьшить количество оснастки (технологических поддержек), либо вообще уйти от них.

Допустим, винт. Это, по сути, втулка, к которой прикреплены несколько лопастей сложной геометрической формы. Выращивать лопасть можно под углом, тем самым не организовывая вертикальные поддержки, которые были бы, если выращивать этот винт классической послойной технологией.

Следующее значимое применение этой же технологии для нас — судоремонт. При помощи технологии гетерофазной лазерной металлургии открываются огромные перспективы по восстановлению судовых деталей. Например, валы и валолинии, которые изнашиваются и которые можно наплавить, а затем обработать.

... Здесь важен вопрос цены обработки. Да, вал — это классическое тело вращения. И понятно, что существуют технологии наплавки проволокой, электродами. Это давние технологии. Но есть изделия, где нужно восстанавливать очень сложную геометрию, причем там геометрия второго и более высоких порядков, если говорить о поверхностях.

 Берем то же самое восстановление винтов. Это сложные поверхности, и новая технология позволяет во многих случаях не просто восстанавливать какую-то зазубрину, а вплоть до того, что доращивать часть лопасти. Мы проводили исследования, которые демонстрируют очень хорошую адгезию с основным материалом винта.

Что еще интересно, в основе технологии лежит лазерный луч. Лазерный луч для нас — это ряд сопутствующих гетерофазной металлургии технологий, которые в одной установке позволяют производить ряд других операций либо с выращиваемым, либо с ремонтируемым объектом. Мы понимаем, что любое увеличение производительности при аддитивном производстве кардинально снижает качество поверхности: шероховатость растет. Но здесь можно найти баланс при отработке технологии. Быстро выращенное изделие можно доработать, используя технологию лазерной шлифовки, то есть следующим проходом луча просто загладить часть шероховатостей.

Мощности лазера хватает, чтобы обеспечивать и резку, и сварку, и наплавку, и выращивание. Лазер, обеспечивающий все эти технологии, один и тот же. Не меняется и головка. Меняем режим или управляющую программу, то есть отключается подача порошка, а дальше вступает в действие работа самого лазерного луча.

Но и это еще не все. Рассмотрим аналогию с черно-белым и цветным струйным принтером. Что такое черно-белый принтер? Есть один тип чернил — черный, который подается в форсунку, а она, перемещаясь, формирует изображение на листе бумаге.

Что такое цветной принтер? Это несколько типов чернил. Они подаются из картриджей в форсунки, и те формируют уже цветное изображение. Точно так же и эта установка может в дальнейшем использовать сразу нескольких типов порошков. Это дает два типа возможностей.

Первый рождается при дискретном управлении подачей каждым типом порошка по принципу «есть порошок — нет порошка». Второй тип получается при плавном управлении подачей каждого типа порошка, по сути говоря, подмешивании одного порошка в другой в той или иной пропорции.

В первом случае можно получить «скелетные» конструкции, где «скелет», или остов, изделия из одного материала, а тело, обладающее некими другими свойствами, сделано из другого материала.

При плавном регулировании этого процесса мы можем получать изделия с градиентными свойствами, что само по себе уникально. Поэтому в будущем, я надеюсь, вопрос, из какого материала сделана эта деталь, потребует дополнительного уточнения: в каком месте?

Приведу пример из той же авиации, точнее, авиационного двигателестроения. Можно сделать лопатку двигателя, у которой замковая часть сделана из материала, обеспечивающего ее надежное крепление. Дальше, добавляя в основной материал лопатки (например, титан) алюминий, можно сформировать перо лопатки из интерметаллида титана, тем самым снизив почти вдвое вес детали и обеспечив при этом те же самые прочностные свойства. Вариаций использования нескольких материалов при выращивании очень много. Поэтому детали с градиентными свойствами — это тоже будущее аддитивных технологий.

По цене, - получается практически ее двукратное снижение. Но опять же, винт винту рознь. Если говорить о сложных винтах (для ряда военных изделий и так далее), естественно, тут значительное снижение. Если говорить о подруливающих винтах, то помимо снижения себестоимости речь идет об улучшении свойства всего изделия: судно становится более маневренным.

Эта открывает и целый ряд возможностей по созданию изделий с уникальными механическими свойствами, которые ранее были недоступны. Я опять-таки не открою тайны, что для подводной тематики очень важна малошумность. Работая с различными вариациями расчета полостей, можно достичь оптимального снижения шума при работе винта.

Открывается целый ряд новых возможностей, которые ранее были недоступны. С развитием технологии, которое я вижу в перспективе на три-пять лет, произойдет переход от однокомпонентных аддитивных машин к многокомпонентным.

Я надеюсь, что в следующем году у нас уже будет аппарат, который позволит выращивать изделия. Сразу не будем замахиваться на какие-то глобальные вещи, хотя изделия до двух метров мы вполне можем выращивать. Сначала нужно будет отработать технологию и материалы (порошки), провести сертификацию.

В этом году мы проверили возможность применения этой технологии. Она отлично работает и позволяет выращивать не только тела вращения, но и сложные геометрические поверхности. Я думаю, что начиная со следующего года мы будем, направлять несколько десятков миллионов в год на доработку этой технологии: исследование интересующих нас материалов, отработку режимов выращивания и так далее.

Я думаю, [для выхода на промышленное производство понадобится] год-полтора.

От зарубежных партнеров не отстанем, - по моей информации, мы даже немного опережаем наших западных коллег. Приходится конкурировать именно с западными компаниями, а требования везде достаточно жесткие. Внедряя аддитивные технологии прямого выращивания, мы выполняем ряд основных задач, стоящих перед отраслью: снижение себестоимости и сокращение времени строительства кораблей и судов...

http://expert.ru/expert/2017/24/ot-vintai/

— ... В каких отраслях судостроения мы опережаем потенциальных конкурентов, а в каких отстаем? Каковы векторы этих процессов?

----- Глеб Туричин: Здесь все довольно просто. Мы в кораблестроении практически ни от кого, кроме американцев, не отстаем. Да и от них отставание не критическое — у нас военные доктрины разные, у них — авианосные ударные группировки, у нас — подводный флот. Корабли по новым проектам строятся.

В судостроении ситуация другая — и экономически, и технологически мы пока далеко не первые. Кроме арктической тематики — здесь мы, пожалуй, мировые лидеры.

Отдельно надо сказать по речному судостроению — здесь уникальная ситуация, у нас связность территории зависит от речного транспорта, есть такие места, куда кроме как по рекам груз доставить невозможно, а средний возраст речных судов у нас очень велик, если не ошибаюсь, то более 4 тыс. единиц старше сорока лет. Думаю, нас ждет массовая кампания по строительству речных судов, модернизации и созданию новых верфей для речного судостроения.

Мы тут участвуем, «Корабелка» предложила концепцию глубокой модернизации Онежского судостроительного и судоремонтного завода, создания на его базе «цифровой» верфи. Это не просто IT-тема, как у многих, кто сейчас «цифровизацией» занимается.

«Цифровая» верфь по нашему предложению — это гибкое производство с высокой степенью автоматизации, построенное на современных российских производственных «цифровых» технологиях и объединенное единой информационно-управляющей программной средой.

Такая верфь должна, по нашему мнению, стать образцом для тиражирования испытанных на ней решений для больших верфей, в том числе военных...

https://www.gazeta.ru/army/2018/02/10/11644555.shtml?utm_referrer=korabel.ru  Кадры утекают: «через 10 лет производство может встать»  Ректор СПбГМТУ о проблемах в современном кораблестроении  10.02.2018

 

Посты до-того:

Святая Троица и Сатана-127. Будущее Святой Троицы глазами СпецМастеров из СПбПУ Петра Великого,  ОДК, ОСК, Корабелки... (3)  https://aftershock.news/?q=node/881453

Святая Троица и Сатана-126. Будущее Святой Троицы глазами СпецМастеров из СПбПУ Петра Великого,  ОДК, ОСК, Корабелки... (2)  https://aftershock.news/?q=node/881109

Святая Троица и Сатана-125. Будущее Святой Троицы глазами СпецМастеров из СПбПУ Петра Великого,  ОДК, ОСК, Корабелки...  https://aftershock.news/?q=node/880197

Святая Троица и Сатана-124 . Будущее Сатаны  глазами «левого джона» (7)    https://aftershock.news/?q=node/879148

Святая Троица и Сатана-123 . Будущее Сатаны  глазами «левого джона» (6) https://aftershock.news/?q=node/878457

Продолжение следует...