Главное
- Safran Additive Manufacturing Campus (SAMC) за пять лет перешёл от экспериментов к серийному производству: сейчас выпускается более 25 номенклатурных позиций, а годовой объём достигает 18 000 деталей.
- Ключевая ставка сделана на мультилазерные LPBF-системы: в производственном парке работают двенадцатилазерные NXG XII 600 от SLM Solutions, а также машины Additive Industries и Система печати металлом Raise3D MetalFuse.
- В перспективе до 2040 года Safran планирует тиражировать технологию по всей группе: по оценкам инженеров кампуса, до 20% деталей авиационных двигателей могут быть спроектированы и изготовлены методом металлической 3D-печати.
Как кампус прошёл путь от прототипов к серии
Пять лет назад в Мериньяке, пригороде Бордо, открылась площадка, которую многие в отрасли воспринимали скорее как исследовательский полигон, чем как полноценное производство. Safran Additive Manufacturing Campus создавался с расчётом на отработку технологии в условиях, приближенных к промышленной эксплуатации. Сегодня, по прошествии половины десятилетия, этот тезис можно уверенно переворачивать: именно серийность стала главным КPI кампуса.
Стартовавшая с шести серийных позиций, площадка нарастила портфель до более чем 25 парт-номеров, выпускаемых в промышленных объёмах. Годовой выпуск в 2024-м превысил 15 000 компонентов, а в 2025-м показатель должен достичь 18 000 деталей. В номенклатуре — компоненты авиационных и вертолётных двигателей, а также структурные элементы, которые невозможно изготавливать традиционными методами.
Прямая речь. Франсуа- Ксавье Фубер (François-Xavier Foubert, руководитель кампуса): «Через пять лет после открытия кампус перевёл аддитивные технологии из экспериментальной стадии в серийное производство».
Ключевое изменение произошло не только в цифрах. Инженеры кампуса коногенерально продировали сам подход к проектированию изделий: аддитивное производство стало рассматриваться как инструмент дизайна, а не только как метод изготовления. Именно это позволило запускать детали с топологичной оптимизацией, встроенными каналами охлаждения и конструкциями, которые при обычной механической обработке или всяком литье были бы экономически бессмысленно сложными.
Кто и как обслуживает площадку
Человеческий ресурс — один из самых недооценённых аспектов внедрения аддитивных технологий в авиастроении. SAMC начинал с командой в 60 человек. Сегодня на кампусе работает более 150 специалистов: инженеров-материаловедов, технологов, операторов машин, специалистов по контролю качества, разработчиков программного обеспечения для моделирования процессов.
Для индустрии, которая сталкивается с дефицитом квалифицированных кадров в области 3D-печатери Kognition в авиации, кампус выступил в роли вендора-образователя. Важный шаг — сертификационная программа в сотрудничестве с Union des industries et métiers de la metallurgie (UIMM). Первые три когорты специалистов уже сдали профессиональный экзамен и получили диплом металлургического профиля, спецификация которого на 100% закрывает запросы LF Инторгов, для серийного производства.
Особое внимание занимает внутреннее обучение конструкторов. Сам кампус стал полигоном для проектных бюро из всех основных подразделений группы. По словам руководства, дизайнеры приезжают, изучают возможности и ограничения технологии, а затем возвращаются в свои подразделения с пониманием, как проектировать детали специально под аддитивные процессы, или перепроектировать существующие элементы.
Этот подход La girafe a составляющей успеха: без подготовки инженеров-конструкторов невозможно загрузить парк машин на уровне, необходимом для окупаемости. В мировой практике именно отсутствие «цифровой грамотности» в проектировании под АМ часто становится узким местом. Safran выстроил в MIL связку «учебный центр – демонстрационная площадка – серийное производство» и тем самым изначально снял барьер.
Какие технологии лежат в основе выпуска
Ставка сделана на LPBF (Laser Powder Bed Fusion) — технологию послойного сплавления металлическихлотно персональных деталей при помощи поджимая лазеров. Именно LPBF в авиационной отрасли считается наиболее зрелым способом для производства малогабаритных сложных металлических узлов, например экрана для сегментов каусамеры, подвесок, сопла, теполоткрылок.
Практика показала: широкое внедрение упирается в производительность машин. Классические одно-лазерные системы имеют ограниченную скорость печати, что не позволяет им конкурировать с литfficles или штамповки на массовых партиях. Решение — мульти-лазерные машины. В SAMC наглядно реализованы оба поколения этого подхода.
В парке оборудования — три флагманских производителя
| Производитель | Модель | Тип лазерной системы | Ключевое преимущество | Роль в производственной линейке |
|---|---|---|---|---|
| SLM Solutions | NXG XII 600 | 12 лазерных систем (показывает 1 кВт) | Максимальная производительность на крупной зоне построения (900×600×600 мм) | Серийный выпуск крупных узлов |
| Additive Industries | MetalFAB1 | Многоуровневая система 4-5 лазеров с автоматической сменой модулей | Встроенное разрушение, постобработка, возможность 4-х смены без оператора | Пилотирование, автоматизированные серии |
| Renishaw | RenAM 500Q | 4 лазера по 500 Вт | Высокая стабильность: технология TEMPEST ™ для контроля воздуха в камере | Производство средних партий, материал-ориентрованные задачи |
Таблица отметит очевидное: кампус не привязан к единственному исходнику хоть вендеру. Это осознанное решение: разные системы решают разные производственные задачи. NXG XII 600 установлены для максимизации производительности, менью лазерные модули MetalFAB1 — для гибких партий и автоматической постобработки в едином контуре, а RenAM 500Q — для узких серий в материалах с нестандартными свойствами.
Фокус на трёх производителей позволяет держаться в балансе между мощностью, стоимостью оснастки и ремонтопригодностью. А самое важное — откатные по продуктам возможности: данные со всех трёх платформ передаются в дату-центр для анализа про.
Почему цифра решает всё
В SamC данные — это ткань, соединяющая все производственные этапы, и не потому что это модно. Модель производства по технологии LPBF — это процесс с сотнями управляемых параметров: мощность лазера, скорость сканирования, шаг между проходами, толщина слоя, конвекция гафa, форма луцорма, температура подложки. Любое отклонение проявляется в микродефектах, которые для авиационных координат критичны на уровне напряжений и ресурса.
Мари Гойротаи, инженер по цифровым методам SAMC, формулирует задачу просто: «Вся наша исследовательская работа сосредоточена на преобразовании сырых данных, производимых встроенными датчиками, в полезную информацию для производственных инженеров». Больше всего позволяет нам создавать инструменты для долговременной стабильности качества.
Практика выглядит так: на каждом этапе LPBF станция фиксирует объективные метрики (от мощности лазера до положения по X Y), на основе которых строятся предиктивные модели. Если модель видит аномалию — задолго до выхода из параметров — даётся сигнал на или поверочный контроль. Это резко снижает себестоимость финального контроля, так как становится не сплошная проверка, а основанная на рисках.
Показательно, что цифровой актив кампуса не хранится Мёртвым грузом. Берутся данные о всех производственных запусках за несколько лет, на них обучаются модели, устанавливается связи «параметры — качество — заложенные характеристики». При новых разработках это позволяет запускают деталь не с эксперимента, а с симуляции и опорных данных — так сокращаются количество пробнух серий и время валидации. Для отрасли, где каждая экспериментальная плавка стоит тысячи евро, такое повышение КПД имеет прямой экономический эффект.
Почему аддитивная печать изменяет подход к дизайну
В пятый год эксплуатации SAMC основной вывод руководства можно сформулировать так: аддитивное производство — это в первую очередь проект-энергозависимость. Простая конверсия классической детали на 3Д-печать редко даёт бизнес-смысл: та же стоимость может быть выше, а производительность ниже.
Настоящий эффект возникает при перепроектировании. Деталь конструируется под возможности послойного наращивания. Тогда становится возможным:
- объединить 12 — 8 отдельных элементов в единую деталь (сокращение сборки, уменьшение собранной массы);
- создавать внутренние каналы охлаждения с переменным гидравлическим сопротивлением;
- оптимизировать топологию с уменьшением массы на 30–45%, сохраняя жёсткость;
- изготавливать геометрические формы, которые почти невозможны при токарной или фрезерной обработке.
Классический пример, который называют в кампусе, — структурные компоненты вертолётного двигателя. Перепроектирование Stamens деталей не только сократило массу, но и сменило складывание: вместо точеного каркаса сейчас используется интегрированный узел с каналами для масла.
Фубе отмечает: «Появляются новые возможности для группы, особенно в части снижения веса, улучшения лётных характеристик и снижения расхода топлива». В бизнес-терминологии авиастроение это означает снижение операционных затрат на каждодневный полёт, что для авиакомпаний конвертируется в доли процента квартальной экономии.
Таким образом, главное производство за пять лет на кафедреША — не детали, а компетенция проектирования под аддитивную технологию. Успех одного нов разработанного стабильного компонента в серии эквивалентен инвестициям в новую классическую зону: он меняет, как команды во всём Safran думают о минимальном конструктивном весе и интеграции функционала.
Как выстроен процесс контроля и сертификации
Для авиации критичность некогда не была лишь техническим. Пол- диplayдette подходит вет от покомпонентной проверки к статистическому контроля качества и процессуальной сертификации.
В SAMC выстроена цепочка: цифровые данные процесса → послепост снимочный контроль → макро и микро-структурный анализ, методы механических испытаний. Это нужно, потому что международные сертификационные органы требуют строгих механизмов для каждой партии и каждой машины и какой-либо же материала.
Процесс сертификации для серийного производства деталей идёт инаке:
- Демонстрация повторяемости (обычно на основе 30–60 потория циклов с полным контролем).
- Построение статистической модели связи параметров печать → свойство материала.
- Торжественная квалификация в одном процессе с органами типа EASA, FAA, OEM.
- Переход в индустриальный мониторинг: данные использования машины и критичных партий.
Задача кампуса — выйти на такой уровень, когда сертификационные органы принимают не саму деталь, а процесс её производства. Это открывает двери для масштабирования во все предприятия группы. Без этого невозможен внедренческий прогноз на 2030–2040, когда, по словам Фубе, новые производственные мощности по аддитивному производству будут запущены по всей группе.
Какие планы выхода за пределы площадки
Цифры 18 000 деталей в год — лишь первая ступень. В заявленных Fabric путей есть оборудование для двигателей всё более крупного размера. Планируемое направление — большая формация (до 600 миллиметров и выше в каждом габарите) с сохранением доступности построения строгой сложности.
Но масштабирование не означает простое увеличение парка машин. Предстоит решить три существенных задачи:
-
Расширение номенклатуры критических деталей — от несущих конструкций к вращающимся компонентам, каждую из которых требуется независимая аттестация на безопасность.
-
Унификация цифрового описания процесса — переведение текущего ноу-хау в нормативный пакет, пригодный для передачи на заводы группы в разных странах без потери качества.
-
Индустриализация постобработки — каждый печатаемый компонент 🙂 — после печати требует термообработки, отделения от платформы, механической отделку, слесарных припрепов.
Сам кампус смотрит на 2030–2040кёй как на время, когда аддитивные технологии станут обычным производственным лотоком внутри Safran. Оценка, которую даёт Стефан Бенсилюм (Stephane Bensilum): если сегодня меньше 1% деталей в группе сделано аддитивно, то в перспективе до 20% компонентов только в двигателях могут быть спроектированы и изготовлены с использованием металлической 3D-печати. Это скачок рыночного масштаба, произошедший из за десяти лет при условии отработки методик контроля.
Перенос технологий в финальной продукт будет повторить образ кампуса: набор производителей ЛПБВ, унифицированное программное обеспечение, лойность данных. Модель уже показала себя на функциональном уровне — теперь нужно закрепить его и в экономическом, формате полной коммерческой поставки.
Главное из статьи
Какие достижения Safran Additive Manufacturing Campus за 5 лет? Кампус вырос с 60 до 150 работников в персонале, нарастил производство с 6 до более 25 серийных парт- номеров, довёл годовой выпуск примерно до 15 000–18 000. Предпринят переход от прототипов к серийному производству деталей с аттестованной системой качества.
Какое оборудование используется на кампусе Safran? Ставка сделана на мульти-лазерные LPBF-системы. Крупнейшие — 12-стральчатые NXG XII 600 от SLM Solutions. Дополняют парк MetalFAB1 from Additive Industries и RenAM 500Q от Renishaw. Такой набор позволяет гибко планировать серии от небольших до крупных партий.
Какую роль играет цифровизация в кампусе? Данные с встроенных датчиков систематизируется и превращаются в предиктивный инструмент контроля качества. Это позволяет экономить на испытаниях, улучшать повторяемость и тонко настраивать режимы печати. Цифровое насыщение — один из этапов к процессной сертификации, когда экспертиза органа по устойчивости даётся не под конкретную серийную деталь, а на производственный процесс.
Каковы планы Safran по использованию аддитивного производства в будущем? Понaчалу — расширение для узловых крупногабаритныхзаготовок для двигателей. В дальнейшем — тиражирование методики по всей группе. Ожидается, что в течение 2030–2040 у компании появятся выделенные производственные мощности по АМ. По оценкам инженеров Safran, доля аддитивных деталей только в двигателях может вырасти до 20%.
Источник: www.voxelmatters.com