В просторной лаборатории научно-технического центра «Интайр» на Ярославском шинном заводе теперь стоит ровный, чуть жужжащий гул. Так работает промышленный 3D-принтер — машина, которая слой за слоем выращивает из пластика полноразмерный макет автомобильной покрышки. Ещё пару лет назад местные инженеры не могли и мечтать о том, чтобы за одну ночь получить физический прототип сложнейшего протектора. Сегодня же они приходят на работу, снимают с платформы остывшую деталь, крутят её в руках, нажимают пальцами на пластиковые блоки и прикидывают, как поведёт себя рисунок в грязи или на мокром асфальте. Российский холдинг «Кордиант» внедрил технологию 3D-печати в подразделении «Интайр» для ускоренной разработки новых линеек шин, и это событие мгновенно разошлось по отраслевым новостным лентам. Ведь оно означает одно: время, когда путь от дизайнерской идеи до готового образца занимал месяцы, уходит в прошлое.
Пластик, который умеет гнуться и держать удар
Принтер, обосновавшийся в центре «Интайр», далеко не такой, какие можно купить для домашнего хобби. Его рабочая камера — куб со стороной 350 миллиметров, и это неслучайно. Такого объёма как раз хватает, чтобы напечатать протектор легковой или лёгкой грузовой шины в масштабе один к одному, да ещё и с запасом по ширине. Когда инженер загружает в машину цифровую модель, он видит на экране всю беговую дорожку вместе с боковинами, и принтер послушно воспроизводит каждый изгиб, каждую ламель и каждую водоотводящую канавку. В компании рассказывают, что параметры области печати подбирались специально, чтобы работать с крупными протекторами без склейки и лишних стыков, ведь любое соединение искажает геометрию и лишает макет той самой цельности, ради которой всё и затевалось.
Что касается сырья, то инженеры не стали ограничиваться одним видом пластика. В дело идут PETG, PLA и TPU — три материала с совершенно разными характерами. PETG выступает в роли жёсткого каркаса, он отлично держит размер и не ведёт себя капризно при перепадах температуры в цехе. PLA, более простой и доступный, выручает, когда нужно быстро напечатать фрагмент для визуальной оценки, не требующей гибкости. Но настоящая магия начинается с TPU — термополиуретана, который ведёт себя удивительно похоже на резиновую смесь. Если надавить ногтём на напечатанный из него блок протектора, он пружинит, проминается и возвращается к исходной форме почти как настоящая покрышка. Именно об этом рассказали в пресс-службе «Кордианта»: «Последний благодаря своей эластичности и износостойкости особенно востребован при воспроизведении деформируемых элементов, позволяя точнее оценивать их поведение под нагрузкой, а также хорошо поддаётся печати на современных 3D-принтерах». Благодаря такому подходу конструктор может взять в руки прототип боковины, согнуть его, покрутить, посмотреть, где возникают излишние напряжения, и тут же в CAD-системе поправить толщину или угол перехода.
В результате получается не просто выставочный муляж, а вполне рабочий инструмент для инженерного анализа. По словам специалистов центра, технология позволяет изготавливать макеты, которые по своим эксплуатационным характеристикам максимально приближены к реальным изделиям, а значит, визуальный осмотр и контроль геометрических параметров новых разработок можно проводить на самом раннем этапе. Раньше для того, чтобы проверить, как вода будет выходить из канавок протектора, приходилось ждать, пока модельщики вырежут болванку из плотного полиуретана, а потом ещё и пресс-форма будет готова. Сейчас же инженер «Интайра» может за одну смену напечатать три варианта рисунка с разным шагом ламелей и утром расставить их на столе, чтобы коллегиально выбрать лучший, вертя каждый макет в руках.
Месяцы ожидания, ночь печати — и готово
Для того чтобы по-настоящему оценить этот прорыв, стоит ненадолго мысленно перенестись в недавнее прошлое ярославского завода. Ещё в начале десятилетия создание опытного прототипа шины выглядело как многоступенчатый ритуал, растянутый во времени и съедавший приличный бюджет. Всё начиналось с цифровой модели в программах трёхмерного проектирования, потом данные отправлялись в инструментальный цех, где неделями фрезеровали стальную пресс-форму для опытной вулканизации. Если выяснялось, что рисунок протектора шумит на скорости или недостаточно цепок на мокрой траве, пресс-форму приходилось переделывать, а инженеры вносили правки и снова запускали долгий цикл. Случалось, что между первой и второй итерацией проходило два-три месяца, и за это время конкуренты уже успевали выкатить на рынок обновлённую модель.
С появлением 3D-принтера этот бесконечный марафон сменился коротким спринтом. Конструктор заканчивает работу над формой протектора вечером, ставит модель на печать, а утром снимает с подогреваемой платформы готовый макет, ещё хранящий тепло сопла. Пластиковый прототип тут же отправляется на стол для совещаний, где его можно приложить к колёсному диску, обвести маркером зону пятна контакта, а затем отдать на растяжение или изгиб, чтобы понять, как ведут себя блоки под нагрузкой. Специалисты «Интайра» отмечают, что особенно ценно такое ускорение при разработке специализированных покрышек для электромобилей или для машин, работающих в тяжёлых карьерных условиях, где цена ошибки в конструкции критически высока. Как подчеркнули в компании, они рассчитывают, что внедрение технологии сократит сроки вывода новых шин на рынок и упростит разработку специализированных решений. За этой сухой формулировкой кроется совершенно конкретный экономический эффект: если раньше модель могла добираться до конвейера полтора года, то теперь этот путь реально ужать на треть, а в каких-то случаях и вдвое.
При этом сокращается не только время, но и расходы на дорогостоящую оснастку. Пластик для печати стоит в десятки раз дешевле, чем изготовление стальной пресс-формы, которую после нескольких итераций могли просто списать в металлолом. Теперь итераций может быть не две и не три, а столько, сколько потребуется для достижения идеальной геометрии, и бюджет от этого не разбухает катастрофически. Молодые инженеры, пришедшие на завод буквально с университетской скамьи, воспринимают принтер как что-то само собой разумеющееся — они выросли в мире, где трёхмерная печать есть повсюду. А вот их старшие коллеги, проработавшие на ЯШЗ по двадцать и тридцать лет, признаются, что наблюдать, как машина спокойно вырисовывает протектор, для них сродни чуду.
Что получит водитель и зачем это российскому рынку
Внедрение 3D-печати прототипов на Ярославском заводе стоит рассматривать не изолированно, а как часть большой перестройки всей шинной отрасли страны. Холдинг «Кордиант» за последние годы консолидировал несколько площадок, в том числе предприятия, ранее принадлежавшие западным концернам, и теперь перед ним стоит нетривиальная задача — не просто поддерживать выпуск привычных моделей, но и развивать собственный ассортимент. Центр «Интайр» в этой системе играет роль головного мозга, где рождаются новые линейки шин, и принтер стал там одним из главных инструментов быстрого прототипирования. Теперь конструкторские идеи, которые раньше оседали в долгих согласованиях, мгновенно превращаются в пластик, и это уже сказывается на скорости обновления продуктового портфеля.
Отечественный водитель от такой прыти только выигрывает. Когда разработка ускоряется, на рынок чаще выходят модели с принципиально новым рисунком протектора, адаптированным именно под наши климатические реалии — с их резкими переходами от оттепели к заморозкам, с весенней жижей и летней пылью. К примеру, специалисты «Интайра» сейчас активно работают над линейкой шин, которые должны одинаково уверенно держать и на сухом асфальте, и на раскисшей грунтовке, столь характерной для российских регионов. С помощью напечатанных прототипов они перебирают десятки конфигураций грунтозацепов, ищут баланс между малошумностью и проходимостью, проверяют, как отводится вода из пятна контакта. И всё это без многомесячного ожидания пресс-форм, в режиме живого итерационного поиска.
Не стоит забывать и о конкуренции: когда один производитель ускоряет разработку, остальные вынуждены подтягиваться, и в итоге выигрывает потребитель. Принтер в Ярославле — это ещё и сигнал для всего российского шинного рынка, что ставка делается не на бесконечное копирование старых западных решений, а на собственные инженерные компетенции. Технология аддитивной печати здесь, конечно, не панацея, а лишь один из элементов возрождения R&D-культуры, но элемент очень заметный. И когда через год-другой на полках автомагазинов появится новая модель ярославской шины с агрессивным протектором и тихим качением, стоит вспомнить, что её путь к конвейеру начался с того самого жужжащего принтера, который августовской ночью неторопливо наплавлял пластик, слой за слоем воплощая цифровую модель в реальность.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые статьи и ставьте нравится.
