#НОРИЛЬСК. «Северный город» – Компания «Норникель» активно применяет в промышленном производстве аддитивные технологии, такие как 3D-печать и реверс-инжиниринг. Эти инновационные методы позволяют быстро создавать детали и комплектующие, обеспечивая бесперебойную работу оборудования и сокращая затраты.
«Норникель» объединяет около полусотни промышленных площадок, занятых разведкой, добычей, обогащением и производством металлов. Многие из них расположены далеко от промышленных центров, а значит, сроки поставки оборудования и расходных материалов – и, как следствие, простои производств – могут быть значительными. Технологии 3D-печати меняют подход к производству и замене вышедших из строя деталей, позволяя делать это дешевле и быстрее.
По словам Рамиля Батралиева, и.о. директора департамента инноваций ЗФ «Норникеля», внедрение аддитивных технологий начато в 2023 году с промышленных испытаний аддитивного производства гипсовых и песчаных литейных форм для металлического литья. Сейчас компания осваивает аддитивное изготовление полимерных матриц для литья полиуретановых деталей и прямое производство готовых изделий на 3D-принтерах. Опытные партии подтвердили результативность технологий.
«На мой взгляд, фронт работ очень большой, тема импортозамещения с точки зрения полимеров только начинается, и мы хотим ее развивать», – пояснил он.
Александр Волшуков, главный менеджер департамента инноваций ЗФ, пояснил, что работа по созданию детали начинается с ее сканирования. Перед этим оригинал, как правило, разбирается, а если сделать это невозможно, то распиливается. Так получается 3D-модель детали. Далее ее загружают в принтер, где создают непосредственно пластиковую матрицу.
В департаменте инноваций уже имеется цифровой банк деталей, которые можно в дальнейшем изготавливать в центре аддитивных технологий из металла, а с 2024 года он наполняется деталями из различных пластиков и полиуретана, которые «Норникель» импортозамещает собственными силами уже сейчас.
«Сейчас в цифровом банке деталей порядка 200 моделей. Шесть деталей из полиуретана уже введены в промышленную эксплуатацию, шесть проходят опытно-промышленные испытания, и заложено еще семь, которые впоследствии будут реализованы», – пояснил Александр Волшуков.
По его словам, разница в цене между металлической деталью и изготовленной с помощью аддитивных технологий колоссальна. Например, оригинальный хомут самоходной буровой установки стоит 160 евро, а его аналог, изготовленный из полиуретана (отлитый в 3D-печатную пресс-форму (матрицу)), обходится всего в 400–500 рублей. Есть позиции, где разница достигает 90-кратного размера – все зависит от поставщиков, сложности и логистики.
«На создание металлической матрицы, в зависимости от сложности и методов изготовления, уходит около полугода, полимерной – несколько дней. И хотя срок службы металлической матрицы практически неограничен, а полимерной хватает в среднем на пять заливок, за счет ее низкой себестоимости достигается значительный потенциальный экономический эффект – около 100 миллионов рублей в год», – уточнил Рамиль Батралиев.
Для изготовления прототипов используются разные виды пластика – от мягких до тугоплавких, которые печатаются при высоких температурах. Совсем недавно в компании освоили печать воском.
«Каждая деталь – это практически маленькая научная работа. Мы подбираем разные материалы и смотрим, какой лучше себя проявляет в конкретных условиях. Постоянно экспериментируем с количеством материала (экструзией/заполнением), толщиной стенки, ориентацией детали на платформе, геометрией поддержек, температурами экструзии и стола, скоростью печати. Плюс необходима постоянная калибровка оборудования под каждый материал: при моделировании формы обязательно учитываем, что пластики от разных производителей имеют свои физические характеристики. Также пробуем различные методы постобработки, играем с топологической оптимизацией конструкции и тестируем детали под реальной нагрузкой», – добавил Александр Волшуков.
Отметим, что качество деталей, произведенных на 3D-принтерах (открытого и закрытого типа), либо сравнимо с качеством деталей, изготовленных традиционными способами, либо может превосходить их за счет возможностей по оптимизации геометрии, которые дает 3D-печать.
Сами детали изготавливают на участке №216 по изготовлению резинотехнических изделий специализированного подразделения компании, где сконцентрированы мощности по локализации производства запасных частей для оборудования и самоходной техники.
Павел Балануцы, начальник 216-го участка, поделился, что для изготовления детали смешиваются два компонента – смола и отвердитель.
«Смолу разогревают до 100°C, дегазируют (удаляют воздух), смешивают с отвердителем. Параллельно форму смазывают циатимом или литолом против прилипания. Заливка занимает 3–4 минуты. Мелкие изделия отверждают в печи (150°C, около двух часов). Для крупных используют прогрев тепловыми пушками в цехе при комнатной температуре – процесс дольше из-за риска температурных напряжений и неравномерности отверждения», – пояснил специалист.
После остывания форму разбирают, извлекают деталь, обрезают литники и облой ножом или резаком, промывают растворителем. Деталь готова. Пластиковая форма легче металлической и разбирается проще, при повреждении ее быстро воспроизводят на 3D-принтере, экономя время на изготовление оснастки.
Детали заказывают все ключевые предприятия Норильского промышленного района: рудники, обогатительные фабрики, металлургические заводы, включая «Медвежий ручей», Норильский обеспечивающий комплекс, Заполярный транспортный филиал.
Так, с помощью аддитивных технологий в компании уже создали различные вкладыши, стержни, хомуты, сегменты для самоходных буровых установок, муфты, комплектующие для перфораторов, насосов и фильтров, для изделий клетьевого и скипового подъема рудников, а также для металлургического оборудования (улиты насосов и кольца распылителей шихты), скребки на сушильный агрегат, ролики, опоры – всего около 50 позиций.
Воссозданная деталь проходит комплексные испытания: на статическую прочность, усталостную долговечность, износостойкость и устойчивость к рабочим средам. Тестирование занимает от 10 дней до двух месяцев в зависимости от сложности детали, требуемых ресурсных испытаний и объема контрольных замеров. По итогам выдается экспертное заключение, подтверждающее (или опровергающее) соответствие детали техническим требованиям и экономическую целесообразность ее серийного производства.
Компания планирует приобрести промышленные 3D-принтеры. Несмотря на высокую стоимость, это оборудование предоставляет значительные преимущества: увеличенная камера построения позволяет печатать несколько деталей за один цикл, сокращая общее время производства. Параллельно ведется анализ возможности разработки и производства собственных специализированных материалов для печати, соответствующих уникальным требованиям выпускаемых изделий.
Для оперативного производства критически важных компонентов, обеспечивающих непрерывность технологических процессов, требуются глубокая экспертиза и нестандартные решения. Параллельно компания концентрируется на подготовке специалистов для внедрения аддитивных технологий. Ключевую роль в этом играет опорный вуз – Заполярный государственный университет: планируется совместная разработка специализированной образовательной программы по аддитивным технологиям.
Компания выделяет три ключевых преимущества внедрения аддитивных технологий. Во-первых, ежегодное сокращение затрат на миллионы рублей за счет замены импортных комплектующих деталями собственного изготовления. Во-вторых, сокращение простоев оборудования благодаря оперативному восстановлению выходящих из строя узлов. В-третьих, быстрое прототипирование и изготовление без длительных сроков ожидания поставок.
Таким образом, 3D-печать напрямую повышает эффективность и конкурентоспособность производств компании. Этот технологический переход – стратегический шаг, обеспечивающий устойчивость работы предприятий «Норникеля», особенно в условиях сложной логистики и нестабильной экономики.
Департамент инноваций ЗФ открыт для сотрудничества: промышленные предприятия могут направлять заявки на 3D-печать матриц, прототипов и запчастей, а также предлагать рационализаторские решения по применению аддитивных технологий.
Ранее «Северный город» рассказывал, что на руднике «Заполярный» установили уникальную щековую дробилку – монтаж и пусконаладочные работы заняли почти два месяца, в работах участвовали около 20 специалистов.
Больше новостей читайте на совместном канале «Северного города» и «Таймырского телеграфа» в Telegram.
