Аддитивные технологии в литейном цехе сократили время производства моделей на 30%. Кейс внедрения 3D-печати в металлургии с окупаемостью менее года
Кейс из практики экспертов «Устойчивых Бизнес Решений»
Литейный цех одного крупного металлургического комбината столкнулся с необходимостью изменить способ изготовления моделей для формовки. На тот момент их делали вручную из дерева.
Ручное изготовление моделей было узким местом в производственной цепочке. Длительные сроки подготовки производства, сложности с запуском новых и единичных изделий — все это ограничивало пропускную способность участка и сдерживало рост объёмов литья. При планируемом удвоении производства через четыре года существующий модельный участок просто не справился бы с нагрузкой.
Параллельно росли затраты. Часть литья приходилось закупать на стороне из-за нехватки собственных мощностей.
Ситуацию обостряла кадровая проблема. Профессия модельщика практически исчезла с рынка, новых специалистов уже не готовили, а возраст большинства действующих работников участка приближался к пенсионному.
Если ничего не менять, в ближайшие годы все это могло привести к снижению производительности модельного участка, нехватке мощностей для собственных потребностей, потере части заказов с внешнего рынка и еще большему росту затрат на закуп литья.
Тогда предприятие решило внедрить на производстве аддитивные технологии, чтобы повысить производительность модельного участка, увеличить объёмы литья и снизить зависимость от дефицитной профессии.
Что было сделано
Аддитивные технологии или 3D-печать — метод создания объектов послойным добавлением материала. Чтобы определить, какая из аддитивных технологий будет наиболее оптимальной, команда проекта провела бенчмаркинг. Четыре разные способа печати оценили по скорости, стоимости и применимости в литейном производстве.
Затем в цехе провели серию быстрых экспериментов с 3D-моделями, изготовленными по разным технологиям. Уже на этом этапе замеры показали сокращение времени изготовления модели на 30% по сравнению с ручным способом.
На основе экспериментов и технико-экономического анализа команда выбрала FDM (Fused Deposition Modeling, или метод послойного наплавления) как базовую технологию для первой волны внедрения. Технологию BJ (Binder Jetting, или метод струйной печати с использованием связующего вещества) обозначили как перспективное направление для сложных и единичных изделий. Для обоих направлений подготовили дорожную карту, требования к инфраструктуре и квалификации персонала.
В рамках первой волны компания закупила промышленный FDM-принтер и программное обеспечение для 3D-моделирования, провела обучение персонала.
С какими сложностями столкнулись
Часть модельщиков восприняла новую технологию как угрозу своей профессии. У работников участка также не было компетенций в 3D-моделировании и печати.
Команда проекта сделала ставку на вовлечение. Работникам объяснили цели проекта и показали, как технология меняет условия труда.
Совместные эксперименты стали решающим аргументом: модельщики увидели, что технология действительно применима в условиях производства, и предложили свои идеи по улучшению процесса. Также работникам предложили программу переобучения на новую профессию.
Результаты проекта
Первая волна внедрения на базе FDM-печати подтвердила экономическую состоятельность проекта. Один новый 3D-принтер окупается менее чем за год, экономический эффект был оценен в 12 млн руб в год.
С использованием новых технологий, по прогнозам, за четыре года производство сможет увеличить объёмы литья в два раза. Для обеспечения такого масштаба предусмотрено поэтапное приобретение еще двух принтеров дополнительно.
Суммарный экономический эффект от внедрения предложенных решений был оценен в 86,5 млн руб за четыре года.
Проект показал, что аддитивные технологии в литейном производстве — практический инструмент для снижения затрат, ускорения изготовления моделей и уменьшения зависимости от дефицитных специалистов.