Александр Михайленко, Redfab: «Автоматизированные комплексы – будущее 3D-печати»

19.09.2023 |

Андрей Блинов.

– Александр, в какой момент компания Redfab перешла от штучного производства к промышленным масштабам и производству собственной техники?

– Я начал зарабатывать на 3D-печати как на услуге в 2015 году. Это было хобби в параллели с основной работой в одном из крупных системных интеграторов. В 2019 основал компанию Redfab и начал нанимать персонал. Мы закупили отечественные 3D-принтеры и стали развивать направление услуг. Мне изначально было понятно, что автоматизация в этой сфере очень сильно востребована, а готовых полноценных решений на рынке нет. Поэтому после первых успехов на рынке услуг в начале 2020 года мы запустили разработку собственного оборудования и софта, которые бы помогли исключить всю рутину из производственного процесса.

Сегодня Redfab – одна из крупнейших студий 3D-печати в Северо-Западе и одновременно производитель программно-аппаратных комплексов 3D-печати. В штате компании – 37 сотрудников: инженеры-схемотехники, разработчики электроники и программного обеспечения, технологи, инженеры-конструкторы, техники, технические писатели, сборщики, отдел услуг, отдел закупки, отдел продаж.

ПАК автономной поточной 3D-печати Redfab

Офис разработки продуктов Redfab

Склад материалов для 3D-печати

Мы организовали производство оборудования полного цикла: у нас собственные материнские платы и модули управления (пока с небольшим количеством отечественной ЭКБ), металлообработка и «термичка», пайка, сборка, тестирование, ОТК, а также софт – MES (система управления производством), PRM (система управления рентабельностью), API, модули MaaS (производство как сервис) и PoD (печать по требованию). Для электронных плат текстолит заказываем в Зеленограде на предприятии «Резонит», микрочипы – за рубежом, резисторы и norflash память отечественные. Мы готовы перейти на отечественную ЭКБ по мере ее доступности на рынке. Свое оборудование не только поставляем на продажу, но и сами на нем печатаем продукцию по заказам. Таким образом мы на себе ощущаем преимущества автоматизации: если в начале своей деятельности Redfab оказывал услуги 3D-печати на примерно пятидесяти импортных и отечественных устройствах, то сейчас большую часть из них мы заменили на три комплекса собственного производства.

ПАК Redfab в процессе сборки и тестирования

Узловая сборка ПАК Redfab

Материнская плата с модулями управления 3D-печатью Redfab

Экструдеры с CAN интерфейсом управления

Кроме этого, мы предлагаем экспертную помощь по внедрению техпроцессов у заказчиков, обучаем сервисных инженеров, то есть выступаем уже и как технологи.

Отдельным направлением нашей деятельности является производство 3D-печатной продукции не под заказ, а как продукт под собственной торговой маркой. На этом рынке много предложений, компании делают различные товары, от простых запчастей до ответственных комплектующих. Готовые 3D-печатные изделия Redfab пока представлены только в сегменте анатомических учебных пособий для обучения студентов-медиков. Технологии 3D-печати позволяют нам создавать высокоточные макеты даже самых маленьких костей человеческого тела, это совместный многолетний проект с ведущими анатомами ВМА им. Кирова. Такая продукция реализуется через маркетплейсы OZON и Яндекс.Маркет, а также поставляется нами в медучреждения шести регионов страны. Также у Redfab есть дистрибьюторы в Белоруссии, планируется выход в Казахстан.

Высокоточное анатомическое учебное пособие по краниологии: разборный череп, изготовленный по технологии фотополимерной 3D-печати

– Как вы в целом оцениваете рынок 3D-печати в России, его технологическое развитие?

– Рынок как в мире, так и в России – очень богатый и разнообразный. Недавно я задался целью составить список всех принципиально отличных друг от друга технологий 3D-печати, которые запатентованы за последние сорок лет, – и в итоге насчитал их 98. Это печать пластиком, металлом, фотополимером, печать наплавкой металлического прутка, биопечать и многое другое.

Современная 3D-печать радикально продвинулась вперед и существенно отличается от того, что было доступно хотя бы 3 года назад.

Детали, изготовленные с помощью ПАК Redfab – корпуса электроники, элементы планера, воздуховоды, уплотнители и прокладки, оснастка

В России выпускают отечественные материалы для 3D-печати, от полимеров до металлического порошка, доступны полимерные вандалоустойчивые материалы, огнестойкие, кислотостойкие, погодостойкие. Есть маслобензостойкие материалы – например, для прокладок на транспорте. Некоторые материалы выдерживают тонны нагрузки и арктические температуры под минус 60 градусов. Существуют также специальные пластики для БПЛА – облегченные, ударопрочные стеклонаполненные или угленаполненные композиты.

Сегодня мы можем создавать детали, которые экономически и качественно соревнуются с литьем на термопластавтомате (ТПА), а по скорости выпуска существенно выигрывают, так как не нужно ждать изготовления пресс-формы, и нет барьера масштабирования в виде цены набора пресс-форм для сборных изделий с большой номенклатурой.

Примеры изделий, изготавливаемых на ПАК Redfab

На мой взгляд, отрасль аддитивных технологий России близка к достижению технологического суверенитета. Существует отечественная электроника для 3D-принтеров, программное обеспечение, производственные площадки по изготовлению оборудования, отечественные материалы для печати, квалифицированные технологи, пусть их пока не так много, как хотелось бы. У Redfab появилась возможность производить комплектующие для 3D-принтеров не только для собственных нужд, но и для широкого рынка. До сих пор в основном комплектующие поставлялись к нам из Китая – шкивы, термобарьеры, шестеренки и прочее. В России есть несколько компаний, которые производили сопла как расходные элементы. Мы можем превзойти китайских поставщиков если не по стоимости, то как минимум по качеству и сервису.

Презентация ПАК Redfab на ПМЭФ-2023: способ преодоления барьера для серийного выпуска дронов

Российские 3D-принтеры позволяют печатать продукцию с качественным соблюдением всех техпроцессов, и в целом на рынке сформировалось понимание того, как печатать композитами, как их тестировать, получать надежные детали.

Демонстрация ПАК 3D-печати Redfab партнерам из Саудовской Аравии и ОАЭ

– Насколько насыщен рынок, велика ли на нем конкуренция? В чем вы видите свое конкурентное преимущество?

– Я бы сказал, пока на рынке спрос намного превышает предложение, и каждая технология 3D-печати занимает на нем свою нишу. Например, в Петербурге существует более пятидесяти организаций, работающих в самой распространенной сфере – печати термопластами. В Москве их еще больше. Но благодаря огромному спросу конкуренции друг с другом мы практически не ощущаем. Сообщество вокруг 3D-печати достаточно тесное, все друг друга так или иначе знают. Для взаимодействия у нас есть крупная информационная площадка 3Dtoday, а также отраслевые Telegram-чаты, отраслевые выставки Rosmould и Металлообработка.

Стоит отметить, что на крупных предприятиях тоже организуются отдельные подразделения аддитивного производства. Тот, кто не создает такие участки, серьезно проигрывает в конкурентной борьбе, потому что технология 3D-печати позволяет быстро выводить новые продукты на рынок и эффективно линейно масштабироваться.

Конкурентные преимущества Redfab заключаются в уникальном для нашего рынка подходе. Мы не просто «типография», куда заказчик отдает макет и получает изделие. Мы сопровождаем клиента на всех этапах: помогаем выбрать материал и испытать изделие, консультируем инженеров и технологов заказчика и при необходимости проводим обучение. На нашем складе есть практически все доступные на рынке материалы – соответственно, заказчику не нужно долго ждать поставку, если ему требуется какое-то специфическое изделие. Мы ценим наших клиентов, а они ценят нас. Мы уже более полугода не тратим деньги на рекламу, потому что производственные линии Redfab загружены на 100%. Практически все инженерные команды предприятий Петербурга обращались к нам хотя бы раз. Поэтому сейчас мы продолжаем расширять производственные мощности за счет собственного оборудования.

Демонстрация работы ПАК Redfab на выставке «Армия-2023» на стенде ПСБ Фонд «ЭРА»

– Можно ли к вам прийти просто с идеей какого-то продукта, то есть даже без макета?

– Можно. Бывает, к нам приходят с эскизом «на салфетке», и мы помогаем заказчику создать на этой основе 3D-модель. Промышленные предприятия часто направляют чертеж, по которому опять же создается 3D-модель, проходит все этапы работы с технологами и отправляется в производство. Бывает и наоборот: нам приносят саму деталь, мы ее сканируем и по методу реверс-инжиниринга формируем конструкторскую документацию.

Но чаще всего, конечно, у заказчика уже есть готовая 3D-модель и понимание, какого результата он хочет добиться. Мы вместе с ним выбираем конкретный материал, изготавливаем прототип и запускаем в производство. Это может быть как штучное изготовление, так и серия из 20000 изделий, либо серия в 300 штук, но 100 позиций номенклатуры. Мы преимущественно работаем с серийным производством.

– От чего зависит срок изготовления партии?

Технология 3D-печати преимущественно универсальна, сроки изготовления могут существенно разниться в зависимости от формы деталей, материала и других факторов. Например, серию из 10000 небольших простых деталей можно изготовить за семь рабочих дней. А серию в 50 крупногабаритных деталей, имеющих специфический техпроцесс, можно печатать месяц. Но мы заявляем, что в среднем наша максимальная производственная мощность сегодня составляет 50 000 единиц продукции в месяц.

– Вы сказали, что на предприятиях создаются собственные подразделения 3D-печати. Как компания может понять, что ей выгоднее для серийного производства – купить собственный принтер, или обратиться к вам?

В первую очередь компании нужно определиться с задачей и объемами производства. Но главный аспект даже не в этом. Иногда клиент с достаточно серьезным по объему заказом сравнивает стоимость наших услуг со стоимостью условных китайских 3D-принтеров и понимает, что за эти деньги может, теоретически, приобрести пятьдесят принтеров и окупить эти инвестиции с первой же партией печатных изделий. Спустя несколько месяцев такие клиенты возвращаются к нам.

Дело в том, что ключевая проблема нашей отрасли – это дефицит технологов. И стоимость оборудования в данном случае – минимальна по сравнению с расходами на содержание собственных подразделений, где, помимо технолога, нужны операторы, постобработчики, техники и т. д. Клиенты далеко не всегда могут организовать подобное производство самостоятельно. На рынке много операторов, но очень мало технологов, которые знают различные материалы, умеют ими правильно печатать, способны оптимизировать изготовление детали и разработать техпроцесс, чтобы, например, деталь печаталась не три часа, а полчаса. Кроме того, для отдельных видов материалов требуется специфическое оборудование: далеко не каждый принтер может печатать композитами и получать изделия максимальной прочности.

Для решения этой задачи мы предлагаем клиентам, которые планируют приобретать у нас оборудование, услугу по обучению персонала. Мы отправляем специалисту определенные материалы, специалист по ним готовится, потом приезжает к нам на практику, выдерживает экзамен, и мы подтверждаем его квалификацию. Так же, в виде отдельной услуги, проходит обучение сервисных инженеров.

Если же клиент ищет специалистов на рынке, но не имеет достаточных навыков, чтобы определить компетенции кандидата, мы можем принять участие в техническом собеседовании.

Мы также сопровождаем клиента как технологи: помогаем определить потребности и выбрать материалы, консультируем по производству определенной детали. Помимо 3D-принтеров, рекомендуем дополнительное оборудование – например, сушильные шкафы, системы хранения и прочее.

– А с учебными заведениями, готовящими технологов, вы сотрудничаете?

– Да, мы основательно вкладываемся в развитие кадрового потенциала отрасли. Сотрудничаем с петербургскими Политехом, СПбГУ и ИТМО, с Новосибирским государственным техническим университетом, с Пермским национальным исследовательским политехническим университетом, с рядом учреждений среднего профессионального образования. Например, в Санкт-Петербурге мы работаем с Промышленно-технологическим колледжем им. Н. И. Путилова и Академией машиностроения им. Ж. Я. Котина. Мы регулярно берем студентов на стажировки, некоторые выпускники становятся нашими сотрудниками. Эксперты Redfab иногда проводят лекции не только для студентов, но и для преподавательского состава этих колледжей.

К нам на производство водят на экскурсии школьников.

Экскурсия на производство для школьников

Демонстрация учебных анатомических пособий школьникам

Также совместно с вузами и другими партнерами мы начали разрабатывать образовательный курс на 144 учебных часа по специальности технолога аддитивного производства. Рассчитываем на интерес вузов и частных компаний по всей стране, которые по этому курсу могли бы повышать квалификацию, соответствующую образовательным стандартам.

– В этом году компания Redfab представила собственный, единственный в России, 3D-принтер поточной автономной печати. В чем его уникальность?

Мы создали не просто промышленный 3D-принтер, а программно-аппаратный комплекс аддитивного производства. Ключевая разница заключается в подходе к производству. Например, все отечественные, европейские, китайские 3D-принтеры идентичны в том смысле, что, когда заканчивается печать возникают простои – чтобы человек подошел и снял готовую деталь, руками заменил материал, подготовил задание и провел наладку.

Когда это происходит, например, вечером или ночью (а иногда и днем, если загрузка большая), возникает либо операционный простой, либо вопрос решается привлечением второй и третьей смен персонала, наймом дополнительных операторов.

Основная статья затрат в нашей отрасли – это фонд оплаты труда, поэтому задачей заказчика становится организация такого производства, которое бы выпускало максимально возможное количество деталей с минимальным вовлечением персонала в рутину, минимальными технологическими и операционными простоями и минимальными накладными расходами. Это достигается за счет автоматизации всех действий оператора, то есть низкоквалифицированного специалиста, чьи задачи – произвести наладку, заправить материал, нажать кнопку с нужной управляющей программой.

MES Redfab знает состояние принтера в любой момент времени: более двухсот датчиков контролируют все параметры техпроцессов – температуру расплава, температуру воздуха в активной камере, состоянии геометрии системы и прочее. Пользователь может отслеживать эти параметры через интерфейс программы, а в будущем ожидаем, что появится возможность настраивать оповещения в Telegram.

Комплекс 3D-печати Redfab – это максимально автоматизированная фабрика, которая знает, сколько деталь стоит, сама ее производит, сама меняет материал, ведет учет продукции и брака, собирает статистику, интегрируется с другими учетными системами предприятия и выдает бизнес и производственною аналитику – и всё это в режиме 24 на 7. С помощью Redfab заказчик может реализовать у себя изготовление продукции по схемам «производство как сервис» (MaaS, Manufacturing as a Service) и «печать по требованию» (PoD, Print on Demand).

Уверен, что будущее 3D-печати – именно за подобными комплексами.

Подписание меморандума о сотрудничестве с партнерами на форуме БАС «Архипелаг-2023»

– Сколько уже ваших программно-аппаратных комплексов установлено у заказчиков? Они, наверное, достаточно дорогие по сравнению с обычными 3D-принтерами?

– Предприятие в данном случае смотрит не на стоимость оборудования, а на совокупную стоимость владения им. По этому показателю наше оборудование сравнимо с конкурентами, оно окупается в среднем за считаные месяцы.

Активные продажи мы начали в июне этого года, есть первые заказчики и эксплуатанты. К концу 2024 году мы планируем поставить сотню подобных комплексов. Интерес к ним проявляют как предприятия ОПК, так и коммерческие компании. Многие клиенты, которым мы с 2019 года оказываем услуги по крупносерийному производству, планируют создание собственных подразделений 3D-печати на нашем оборудовании.

Со временем мы будем расширять линейку своих устройств, чтобы, например, закрыть потребность заказчиков в крупногабаритных изделиях. Есть также запросы на комплекс, состоящий не из трех производственных ячеек, как сейчас, а из одной.

Демонстрация работы ПАК Redfab на выставке «Армия-2023» на полигоне 21 ВНИИИ ВАТ

– Есть ли уже заказы на детали для беспилотников? Какие материалы для этого используются?

– Категорий беспилотников много: мелкогабаритные сейчас активно используются для нужд армии, среднегабаритные – в гражданском секторе, например для доставки грузов. Также есть крупногабаритные БПЛА, в том числе пассажирские. Для разных категорий свои задачи. Если для мелкогабаритного беспилотника методом 3D-печати можно изготовить корпус, раму, фюзеляж и практически все элементы подвеса, то на среднегабаритный раму таким образом уже не произвести, там востребованы подвесы под камеры, какие-то специфические захваты для груза и элементы фурнитуры. Среди крупногабаритных беспилотников можно привести в пример БАС-200 Ростеха, у которого обшивка держится на полимерных 3D-печатных кронштейнах, а также элементы дизайна салона некоторых пассажирских дронов.

По нашей оценке, уже больше 60% всех устройств беспилотной авиации содержат те или иные 3D-печатные детали. Под каждую задачу подбирается свой тип материала. Например, существует материал Aerotex производства московской компании Filamentarno. Это специфический угленаполненный SAN, который показывает отличную изотропию свойств. У него хороший внешний вид, высокие характеристики ударной прочности при низкой плотности, то есть он намного легче других материалов, обычно используемых в 3D-печати. За счет снижения массы повышается удельная тяговооруженность беспилотников.

– Из каких компонентов состоит ваша система управления 3D-печатью?

– Первый ее компонент – система управления производством (MES, manufacturing execution system), отвечающая за постановку и исполнение задач производства, контроль и аналитику. Она сама планирует загрузку согласно заданию технолога, сама решает, в какой из операционных ячеек, в каком из конкретных комплексов будет производиться изделие в зависимости от доступности материала и других выбранных параметров.

Терминал управления 3D-принтером в составе MES системы управления ПАК Redfab

Далее идет система управления рентабельностью PRM (profitability & resource management), которая позволяет на всем производственном цикле – от заявки до получения конечного изделия – отслеживать стоимостную составляющую. В себестоимость могут быть заложены расходы на материалы, работу персонала, электроэнергию, и все остальные операционные расходы, даже стоимость аренды помещения и периоды простоя.

Раздел учета проектов PRM-системы для оценки стоимости и сроков производства

Раздел управления производством MES-системы Redfab

Справочник материалов, доступных пользователям ПАК Redfab в MES-системе

Следующий уровень – это интеграция с учетными системами предприятия вроде 1C, благодаря которой можно организовать сквозной учет. Внутри нашего ПО также находятся справочники по материалам и даны инструменты, которые позволяют технологу с минимальным количеством действий подготовить управляющую программу.

Пример одного из разделов аналитики по загруженности производства ПАК Redfab

– В инфополе встречаются кейсы, когда на 3D-принтерах изготавливают настоящие дома, медицинские протезы и т. д. Насколько сейчас это востребовано и применимо, в том числе в России?

– Всё это – уже неплохо сформировавшиеся рынки. Например, российская компания «Моторика» давно и успешно применяет различные технологии 3D-печати для изготовления протезов и ортезов. Мы сами изготавливаем для одного из медицинских учреждений Петербурга предоперационные макеты для подготовки к плановым операциям. Большое количество предприятий создают протезы для челюстно-лицевой хирургии, тазобедренные и коленные суставы и т. д.

Что касается строительства методом 3D-печати – здесь мнения специалистов отрасли разделяются. С одной стороны, даже в России уже много производителей строительных 3D-принтеров – тех, которые выкладывают бетон по контуру. Но у них существуют определенные ограничения в применении: например, у каждого производителя своя формула бетона, которую нужно сертифицировать. При этом существенно ускорить процесс возведения домов и экономить деньги с помощью 3D-принтера не всегда возможно. Я думаю, что именно строительные 3D-принтеры скоро уйдут с рынка, уступив место автоматизированным укладчикам кирпича и другим средствам автоматизации строительства.

Но можно с уверенностью сказать, что в целом спрос на технологию 3D-печати огромный. Тем более, что государство всячески поддерживает производителей отечественных 3D-принтеров и материалов. Эта технология универсальная, имеет достаточно большой спектр применения. Она не призвана полностью заменить другие, более традиционные способы производства, но способна эффективно их дополнить.

– Каковы планы компании Redfab на ближайшие год-два?

– Мы планируем расширять производство программно-аппаратных комплексов 3D-печати и выпускать около десяти единиц в месяц. Запускаем производство востребованных комплектующих для 3D-принтеров, в том числе – специфических электронных комплектующих.

Соответственно, мы усиливаем производственные мощности для того, чтобы справиться со спросом на подобные решения.

Также мы планируем создать филиалы Redfab в других регионах страны, чтобы расширить географию оказания услуг.

Подписание меморандума о сотрудничестве с партнерами на форуме БАС «Архипелаг-2023»

Автор: Андрей Блинов.

Тематики: Оборудование

Ключевые слова: 3D-печать, 3D-принтер