1,5 млн рублей за полгода сэкономили железнодорожники за счет 3D-печати деталей

Зачем потребовалась 3D-печать?

Механизированная дистанция инфраструктуры — это подразделение железной дороги, которое всегда нуждается в стабильном запасе деталей для ремонта средств малой механизации и путевой техники.

В 2022 году Иркутская механизированная дистанция инфраструктуры (ПЧМ-4) столкнулась с проблемами в поставках импортных деталей. Так появилась идея создать собственное производство полного цикла — от идеи до разработки, прототипирования, внесения корректировок и получения готового изделия.

В 2023 году было произведено экономическое обоснование проекта «Центр прототипирования» как механизма импортозамещения. Начальник Восточной дирекции по эксплуатации путевых машин Александр Суворов полностью поддержал проект.

В 2024 году удалось получить финансирование и закупить оборудование. В 2025-м началась активная работа Центра.

Три месяца проб и ошибок

Автором концепции, разработчиком проекта и в первые месяцы единственным сотрудником Центра стал Андрей Дармодехин, сейчас работающий специалистом Восточно-Сибирского Центра инновационного развития.

Позже в работу Центра ввели еще одного сотрудника — Виталия Болгова. Он за три месяца освоил способы 3D проектирования и 3D моделирования, технологию FDM-печати, сканирования, а также детально изучил свойства пластиков.

В начале запуска оборудования Андрей Дармодехин ежедневно связывался с производителями 3D-принтера, чтобы обсудить возникающие вопросы.

Для достижения стабильного качества 3D-печати потребовалось около трех месяцев постоянных проб и ошибок.

Оборудование: только российское

В Центре работает техника отечественного производства, поставленная Globatek. Также специалисты компании провели инструктаж по работе с оборудованием. Сотрудники Globatek и сейчас продолжают консультировать Центр — уже по новым задачам и планам.

1. Профессиональный 3D-принтер F2 Lite работает по технологии FDM и предназначен для мелкосерийного производства и точной печати сложных прототипов. Камера объемом 450х350х600 мм позволяет печатать мелкие, средние и крупные детали. Принтер оснащен двумя высокотемпературными экструдерами. Произведен российской компанией F2 Innovations.

2. Стационарный 3D-сканер RangeVision Spectrum сочетает в себе возможности профессиональных устройств и доступную цену. Три настраиваемые области сканирования позволяют точно и быстро оцифровывать как мелкие объекты от 1 см, так и предметы в несколько метров длиной. Произведен российской компанией RangeVision.

3D-сканер необходим для реверс-инжиниринга и контроля качества деталей.

Материалы: TPU 95 vs резина

В Центре используются стандартные пластики: ABS, PETG, PLA и эластичный TPU 95.

Востребованное свойство материалов — защита от УФ-излучения, т.к. многие детали предназначены для эксплуатации на улице. В планах — освоить устойчивый к воздействию окружающей среды нейлон и термоустойчивый PEEK.

Инженер Восточно-Сибирского Центра инновационного развития Андрей Дармодехин:

Что печатают?

За полгода работы Центра специалисты наладили печать более 60 наименований деталей для ремонта средств малой механизации отечественного и зарубежного производства, включая рельсосверлильные, рельсорезные и шлифовальные станки, путевые шурупогаечные ключи и путевые домкраты.

Чтобы внедрять 3D-печать на полигонах других дорог, уже составлен каталог 3D-моделей в формате stl.

Также в Центре печатаются компоненты узлов и агрегатов путевых машин и специального подвижного состава: шестерни приводов дворников автомотрисы АС-01, переходники для приборов, шарообразные рукоятки и многое другое.

Замена литья

Перспективное направление — замена литья 3D-печатью в качестве технологии для изготовления деталей. Например, ранее ПЧМ-4 закупала такие детали как вилки СС-11 на Улан-Удэнском локомотивовагоноремонтном заводе. Предприятие изготавливало их с помощью литья. Теперь Центр производит эти детали самостоятельно.

Читать о сравнении 3D-печати и литья под давлением >>

Что сканируют?

Что касается сканирования, то сегодня в Центре оцифровывают детали диаметром от 1 до 40 см, но чаще — 10–20 см. В основном это либо корпусные детали, либо детали со сложной геометрией, которые сложно начертить в системе для трехмерного моделирования «Компас-3D».

Объем производства

Инженер Восточно-Сибирского Центра инновационного развития Андрей Дармодехин:

В связи с потребностью участков ремонта сформирован план изготовления деталей до конца 2025 года, но это не предел. Конструкция 3D-принтера F2 Lite позволяет увеличить производительность за счет использования одновременно двух экструдеров.

Как отмечает Андрей Дармодехин, единственная проблема такой печати заключается в том, что диаметры сопел экструдеров должны быть одинаковыми, а в стандартной комплектации поставляются сопла диаметром 0,4 мм, 0,6 мм и 0,8 мм.

Поэтому специалисты Центра обратились к производителю и попросили заменить экструдер 0,4 мм на 0,6 мм. Запрос был удовлетворен. Таким образом, объемы производства будут неуклонно расти.

«За год он себя окупит»

Как оказалось, изготавливать детали у себя на месте в разы дешевле, чем покупать. Себестоимость в большей степени зависит от стоимости пластика и времени печати. Например, сейчас в разработке находится корпус рельсорезного станка зарубежного производителя. Цена одного такого корпуса составляет около 6 тыс. руб.

Начальник ПЧМ-4 Аркадий Мадаев:

Экономический эффект 3D-печати изделий для ремонта средств малой механизации уже составил приблизительно 1,5 млн. рублей. Из этой суммы после внедрения проекта бережливого производства по изготовлению РТИ удалось сэкономить на печати резинотехнических изделий из TPU 95 около 700 тыс. рублей.

Например, напечатать такую деталь, как вилка СС-11 стоит не более 50 рублей, учитывая расход пластика и электроэнергии в течение приблизительно 40 минут, а стоимость закупки составляет 200 рублей.

В среднем, каждая напечатанная деталь выходит в 5–10 раз дешевле покупной.

Инженер Восточно-Сибирского Центра инновационного развития Андрей Дармодехин:

Печать в течение часа

Сейчас специалисты могут качественно изготовить любую деталь за 1-2 дня. Если деталь сложная, то потребуется от нескольких дней до недели.

Также Центр начал формировать запасы деталей, которыми можно воспользоваться в случае срочной замены. При необходимости деталь могут напечатать в течение часа.

Организованное в ПЧМ-4 производство способствует более оперативному поступлению запасных частей в ремонт. Важно и то, что более половины этого ассортимента — комплектующие, предназначенные для восстановления работоспособности импортного оборудования.

Инженер Восточно-Сибирского Центра инновационного развития Андрей Дармодехин:

Перспективы

Центр обеспечивает в первую очередь потребности в запчастях ремонтных подразделений Иркутской, Иркутск-Сортировочной и Северобайкальской механизированных дистанций инфраструктуры. Но в планах — выполнение большего числа заявок от разных подразделений.

Поэтому планируется повышать производственную мощность, закупая дополнительное оборудование. В том числе, обсуждается приобретение принтеров для FDM-печати: это многофункциональный 3D-принтер Bambu Lab H2D Laser Full Combo и LCD-принтер Phrozen Sonic MEGA 8K S.

Инженер Восточно-Сибирского Центра инновационного развития Андрей Дармодехин:

Также в планах:

• завершить печать 2-2,5 тыс. деталей более чем 100 наименований до конца 2025 г.
• Внедрение инженерных и наполненных пластиков.
• Тестирование дешевой и экологичной технологии FGF-печати гранулами.
• Дальнейшее применение 3D-печати для импортозамещения, а также в качестве альтернативы литью.
• Тиражирование положительного опыта 3D-печати, которым уже интересуются предприятия Московской, Горьковской, Западно-Сибирской, Дальневосточной дирекций инфраструктуры.