Тюменский ремонтно-механический завод, входящий в структуру АО «Транснефть – Сибирь» (дочерняя компания ПАО «Транснефть»), освоил аддитивный метод производства литейных форм и стержней, отличающихся сложной конфигурацией.
Ирина Петрова
Внедрение аддитивных технологий на Тюменском ремонтно-механическом заводе — это не просто модернизация отдельного участка, а системный сдвиг в логике производства. Источник: Пресс-служба АО «Транснефть-Сибирь»
По сообщению компании, на специальном 3D-оборудовании из смеси песка и полимерных компонентов уже изготовлено свыше 400 единиц моделей, применяемых далее для создания металлических отливок.
Итоговое изделие представляет собой полость, куда заливается расплавленный металл. После его кристаллизации получается готовая отливка. В отличие от традиционной ручной формовки, процесс создания литейной модели на аддитивной машине полностью автоматизирован.
Внедрение аддитивных технологий на Тюменском ремонтно-механическом заводе — это не просто модернизация отдельного участка, а системный сдвиг в логике производства. Ручная формовка, даже в исполнении высококлассных мастеров, всегда оставляет пространство для человеческого фактора: усадка материала, микротрещины, отклонения в геометрии.
Здесь же, благодаря цифровому двойнику и автоматизированному послойному синтезу, каждый стержень воспроизводится с точностью до микрометра. Это позволяет кратно снизить процент брака на этапе литья и сократить время последующей механической обработки — деталь рождается уже с минимальными припусками, что критически важно для запорной арматуры и элементов насосного оборудования, работающих под высоким давлением в агрессивных средах.
Как осуществляется трехмерная печать
Процедура изготовления формы включает несколько последовательных шагов:
- технолог-проектировщик разрабатывает электронную модель будущей отливки в CAD-системе;
- модель передаётся в устройство для 3D-печати. Программное обеспечение установки самостоятельно определяет порядок нанесения слоёв, исходя из заданных параметров геометрии;
- в качестве расходного материала применяется песчано-полимерная смесь, состоящая из песка, связующей смолы и активатора. Первоначально на рабочей площадке создаётся песчаное основание из 24 слоёв, которое служит базой для последующего формирования объёмной детали;
- далее на каждый слой песка точечно наносится связующий состав – смола с активатором, что позволяет очертить контур будущей заготовки.
«Диаметр одной капли равен 80 микрометрам, поэтому мы можем получать формы для отливки металла с высокой степенью точности. После завершения печати очередного слоя платформа опускается, и цикл повторяется. Как правило, каждый стержень состоит примерно из 800 слоёв, на печать одного слоя уходит около 15 секунд. Число слоёв зависит от электронной модели, созданной в 3D-программе. Благодаря послойной технологии мы способны изготавливать формы для отливок самой сложной геометрии», – пояснил инженер-технолог завода Александр Данченко.
Возможности технологии
Производительность оборудования позволяет выпускать до 15 напечатанных моделей за сутки, что втрое превышает результат при создании аналогичного изделия ручным способом.
Более существенно то, что 3D-печать разрывает традиционную зависимость между сложностью геометрии и стоимостью её изготовления. В классическом литейном производстве каждая новая форма — это либо дорогостоящая оснастка, либо ручная лепка, требующая недель труда.
Аддитивный метод делает сложность «бесплатной»: внутренние каналы охлаждения, поднутрения, рёбра жёсткости — все те элементы, которые раньше приходилось упрощать ради технологичности, теперь проектируются с учётом лишь гидравлики и механики будущего изделия.
Для ремонтной службы «Транснефти», где часто требуется не серийный, а единичный узел под конкретное изношенное оборудование, это означает возможность оперативно воспроизвести редкую деталь без долгого ожидания поставки от стороннего контрагента.
Уже сегодня 400 напечатанных моделей — это лишь базовая статистика. Куда важнее накопленная база электронных чертежей и параметров печати. Каждый успешно напечатанный стержень — это верифицированный технологический рецепт, который можно тиражировать на другие заводы системы «Транснефть» без потери качества, просто передав файл по защищённому каналу связи.
Это превращает локальную инициативу Тюмени в потенциально сетевой стандарт, где централизованная база данных моделей обслуживает десятки ремонтных площадок по всей стране, а географическая близость к месту эксплуатации сокращает логистические плечи поставки редких комплектующих.
Экономический и экологический аспекты
Экономический эффект, впрочем, не ограничивается снижением издержек на брак и скорость. Важен кадровый аспект: работа с CAD-моделями и обслуживание аддитивных установок формируют спрос на инженеров новой формации, которые сочетают литейную классику с компетенциями в цифровом моделировании.
Завод, инвестируя в такое оборудование, не только обновляет фонды, но и перестраивает структуру собственного персонала, делая его более привлекательным для молодых специалистов, которые иначе ушли бы в IT-сектор. Это создаёт замкнутый цикл развития: сложное оборудование требует квалификации, квалификация позволяет расширять номенклатуру, расширенная номенклатура оправдывает новые инвестиции.
Наконец, нельзя не отметить экологический аспект. В отличие от классического литья, где формовочная смесь часто требует сложной регенерации и утилизации, песчано-полимерная технология позволяет перерабатывать до 90% неиспользованного песка в повторный цикл.
Снижается количество пылевых выбросов, уменьшается потребность в токсичных крепителях, а энергопотребление самой установки несопоставимо ниже, чем у плавильных агрегатов.
Для «Транснефти», которая декларирует курс на снижение углеродного следа, это не вспомогательный бонус, а ещё один аргумент в пользу того, что аддитивное производство на Тюменском заводе — это не временный эксперимент, а стратегический вектор на десятилетия вперёд.
Освоение передовых технологий является одним из приоритетных направлений развития производственной базы Тюменского ремонтно-механического завода.
Помимо аддитивных методов, предприятие обновляет станочное оборудование и внедряет новые технологические операции, увеличивая возможности по выпуску продукции для компаний системы «Транснефть».