Finspongas, arba kodėl mums nepavyks pavyti Švedijos
Įsivaizduokite, kad „Biotechpharma“ įsikuria ne Vilniuje, o Zarasuose? Sunkoka? Nėra ten reikiamų specialistų? Tinkami važiuoti nesutiks? Štai dėl to ir nepavys Lietuva Švedijos.
Nes 200 km nuo Švedijos sostinės nutolęs 13 tūkst. gyventojų turintis Finspongo miestelis gali pasigirti toli gražu ne tik didžiausiu ežerų skaičiumi (366 ežerai rajone). Turizmas čia klesti, bet vadinamas miestelis pramoniniu.
Tiesa, 400 metų veikusi vario apdirbimo gamykla neseniai užsidarė, bet aplankytoje „Siemens“ mažųjų dujų turbinų gamykloje dirba 2800 žmonių. Ir tai ne juodadarbiai. Vien dizainerių ir tyrimus atliekančių mokslininkų čia darbuojasi per tūkstantį. Kiekvienas paprastas darbininkas turi inžinieriaus parengtį – „Siemens“ finansuoja sustiprinto inžinerinio parengimo mokyklą vaikams.
„Reikiami žmonės atvažiuoja noriai. O kodėl ne? Gauna įdomų darbą ir puikią gamtą laisvalaikiui. Tiesa, dabar pradėję dirbti su 3D modeliais nuolat ieškome netradiciškai mąstančių dizainerių, kurie sugebėtų suvokti ir išnaudoti visas 3D spausdinimo suteikiamas galimybes, neribotų vaizduotės tradicinėmis formomis ir sprendimais“, – paklaustas apie tokią kvalifikuotų žmonių santalką tokioje tolybėje, sakė gamyklos vadovas Hansas Holmstromas.
Nuo karo su Lietuva iki „Rolls Royce“
Pats miestelis Finspongas buvo įkurtas vėliau, negu jis atsirado pramonės žemėlapyje. 1580 m. Švedijos karalius pastatė čia karališką patrankų ir sviedinių gamyklą. Ne paslaptis, kad tuo metu pasišovusi nukariauti visas Baltijos jūros pakrantes ir gana sėkmingai pradėjusi tą žygi, Švediją į ATR armiją šaudė būtent iš čia pagamintų patrankų. Miestelis čia įsikūrė tik apie 1650-uosius, o patrankos čia buvo sėkmingai liejamos bent 300 metų.
H.Holmstromas gana įdomiai papasakojo, kaip tie patrankų vamzdžiai galiausiai virto turbinomis: „XIX a. pabaigoje patrankų gamyba visai nunyko ir reikėjo ieškoti naujų verslo krypčių. Garo turbina irgi vamzdis, kuriame sukasi rotorius. Taigi 1913 m. garo turbinos išradėjai broliai Frederikas ir Birgeris Ljungstromai čia įkūrė savo turbinų gamyklą STAL.
Gamino tas turbinas kokybiškai – vieno megavato turbina, kurią 1912 m. įsigijo Londono energijos kompanija ir naudojo energiją gaminusio generatoriaus metrui sukti, tarnavo beveik 50 metų!
Po Antrojo pasaulinio karo „Rolls Royce“ lyg ir pradėjo čia kurti reaktyvinius variklius, bet išsigando, kad nukonkuruos savo gamyklas Anglijoje, ir metė. Tačiau tai, kas buvo sukurta, tapo puikia dujų turbinos baze, ir keičiantis savininkams gamykla toliau sėkmingai gamina dujų turbinas.“
Po tokio ekskurso į istoriją metas ir tam, dėl ko čia atvykome – ekskursijai į ateitį. O ten, pasirodo, be 3D spausdintuvo nė iš vietos…
Kaipgi veikia tas stebuklas?
Kaip gamina daiktus įprastos gamyklos, staliai, skulptoriai ar amatininkai? Paima gabalą medžiagos ir pašalina nereikalingą jos dalį. Taip iš pagalio išeina šaukštas, iš granito luito – kolona, iš metalo ruošinio – veržlė.
3D spausdinimas – tiesiogiai atvirkštinis procesas. Imamos mažytės medžiagos dalys ir iš jų sudedamas reikiamas daiktas. Iš plastmasės miltelių – mašinytės modeliukas, iš keramikos dulkių – kaulo protezas.
Trūkumas – reikalinga gana brangi tiksli įranga, specialūs medžiagos ruošiniai. Privalumas – nelieka jokių atliekų ir gaminys visada idealiai tikslus.
Jau 1980 m. buvo imtasi pirmųjų bandymų plastmasines dalis gaminti taikant būtent šią technologiją, ir dabar 3D spausdintuvai jau nebe egzotika. O štai panašius dalykus pagaminti iš kitų medžiagų kur kas sudėtingiau.
Būtent „Siemens" turbinų gamykloje Finsponge veikia pirmasis pasaulyje 3D spausdintuvas, kuris komerciškai iš metalo dulkių gamina realiai veikiančias ir užsakovams tiekiamas dujų turbinų detales.
Iš arti spausdintuvas primena orkaitės ir 1970-ųjų skaičiavimo mašinos hibridą, kurio kampe stovi šiuolaikinis kompiuteris. Kompiuterio ekrano fotografuoti neleido – matyt, programos algoritmas slaptas, o „orkaitės“ lange puikiai buvo matyti, kaip lazeris metalo dulkėse piešia žiežirbų apskritimus, mentelės padengia naują jų sluoksnį...
Veikimo principas gana paprastas – ant lygaus paviršiaus beriamas 0,05 mm storio nikelio lydinio pudros sluoksnis, ir lazeris nupiešia jame detalės pjūvį. Kadangi piešia labai karštu spinduliu, jo paliesti milteliai susilydo ir sukimba. Tuomet beriamas antras sluoksnis – lazeris vėl piešia. Taip tarp dulkių po truputį auga sulydyta detalė. Kai ji baigta, lieka nepanaudotas dulkes nuvalyti (jos vėl bus naudojamos), ir turime visą detalę.
Procesas lėtas, bet nereikalauja beveik jokios priežiūros. Nikelis naudojamas, nes „Siemens" tokiu būdu gamina turbinų degiklių antgalius, kurie turi būti itin atsparūs aukštai temperatūrai.
Kam to reikia?
„3D spausdintuvas tiesiog nepakeičiamas, kai reikia pagaminti itin sudėtingą, itin tikslią detalę arba detalę iš labai brangios medžiagos. Jis leidžia kurti formas ir dizainą, kurio tiesiog neįmanoma realizuoti taikant klasikinius gamybos metodus.
Dabar sudėtingiau dizaineriams ir inžinieriams laužyti savo mąstymo stereotipus, negu spausdintuvui pagaminti beprotiškiausias detales. Sukūrus naują dizainą, nebereikia ilgiausio proceso rengiant įrangą, kuri tokį gaminį ištekins. Tiesiog iš kompiuterio siunti duomenis spausdintuvui ir po paros turi detalę, kurią gali testuoti.
Tai, kas trukdavo metus, dabar trunka kelias dienas, galime išmėginti daugybę naujų koncepcijų, rasti netikėčiausių sprendimų, sutaupyti medžiagos ar kurti dar efektyvesnes turbinų dalis. Tikiu, kad šio metodo taikymas naujų modelių kūrimo laiką sutrumpins dešimtis kartų“, – užsidegęs pasakojo Rusijoje gimęs „Siemens" technologijų ir inovacijų grupės vadovas Vladimiras Navrotskis.
Šiuo metu gamyklos tyrimų centre veikia du tokie spausdintuvai. Naujesnis gamina veikiančias detales, senesnis modelis naudojamas koncepcijų bandymams ir mokymams. Ten pamatėme ir daugybę niekniekių, kuriuos prispausdino studentai: žiebtuvėlių, mašinėlių, visokių geometrinių figūrų.
Beje, technologija leidžia visas judančias dalis spausdinti iškart, nereikia nieko surinkti, norint galima pagaminti nors ir akliną metalinį kamuolį, kurio viduje dar dešimt metalinių kamuolių, kurių viduje…
Žodžiu, kad tai įdomu ir perspektyvu, jau supratome. Bet juk šitaip brangu!
Kaip brangiau gali būti pigiau?
Tiek gamyklos vadovas Hansas Holstromas, tiek „Siemens“ dujų turbinų kūrimo vadovas bei aistringas inžinierius Vladimiras Navrotskis vienu balsu tvirtino: naujuoju 3D spausdintuvu detalę iš metalo pagaminti yra brangiau, negu ją ištekinti. Tiesa, savikaina nuolat mažėja, tačiau lazerinis spausdintuvas yra itin brangus, jis riboto dydžio, tad gaminti galima tik nedideles dalis, didžiulio tiražo taip irgi nepagaminsi, tad labai pigu tai niekada nebus.
Tuo pat metu abu tvirtino, kad siekiant dirbti taupiau, ekologiškiau ir efektyviau, tiesiog būtina taikyti šią technologiją.
„3D spausdintuvu galima pagaminti ir varžtus, ir variklio korpusus, bet to niekada niekas nedarys. Tiesiog daug pigiau juos štampuoti įprastu būdu. Užtat pirmiausia mes ėmėmės šį metodą taikyti priežiūros ir remonto darbams. Dujų turbinų veikimo laikas labai ilgas, tačiau detalės vis tiek dėvisi. O dėl ekstremalių darbinių temperatūrų, nuolatinės apkrovos greičiausiai dėvisi degiklių antgaliai.
Ilgainiui jie nudega, turbinos naudingumo koeficientas krinta, ir ateina laikas, kai reikia detalę keisti. Įprastai reikėtų ilgam stabdyti turbiną, gaminti naują degiklį, derinti ir taikyti ją prie „prisitrynusios“ sistemos.
Tai didžiulės sąnaudos, nes mažos turbinos stovi tolimuose pasaulio krašteliuose, mūsų gamyklos ir priežiūros centrai toli, daug kainuoja transportavimas, o generatoriaus prastovos laikas – dar daugiau.
Su 3D spausdintuvu tiesiog pataisome nusidėvėjusį seno degiklio antgalį. Spausdintuvas antgalį „priaugina“ per kokias 30 val., ir degiklis kaip naujas. Nereikia gaminti visos naujos detalės. Bet tai tik pirmas etapas“, – pasakojo Hansas Holmstromas.
Apie tai, kaip planuoja išnaudoti tokius 3D spausdintuvus ateityje, užsidegęs kalbėjo Vladimiras Navrotskis: „Pagamintų turbinų priežiūra yra milžiniška mūsų verslo dalis. Ir turbinų pirkėjams labai svarbu žinoti, kaip gerai bus atliekama jų priežiūra. 3D spausdintuvas – tai priežiūros revoliucija.
Ateityje planuojame įsigyti daugiau tokių spausdintuvų ir įrengti juos ten, kur dirba mūsų turbinos. Tuomet galėsime reikiamą detalę ten siųsti internetu. Reikia remonto – inžinierius atlieka ekspertizę, iš čia pasiunčia failą 3D spausdintuvui, šis vietoje spausdina detalę, kurią lieka įmontuoti į turbiną, ir ji dirba toliau.
Kol kas ribotas turimų spausdintuvų dydis idealiai tinka degiklių antgaliams „auginti“, tačiau ateityje taip gaminsime visą detalę. Didesnę savikainą atpirks didesnis naujo dizaino dalių naudingumo koeficientas, radikaliai sutrumpintos priežiūros prastovos ir nauda ekologijai.“
Kaip lėčiau gali būti greičiau?
Perskaičiau ką parašęs ir supratau, kad bent jau viešųjų pirkimų organizatoriai Lietuvoje tokios logikos niekada nesupras. O ekskursijos po turbinų gamyklą metu (ir jie tuos „Titaniko“ variklius vadina „mažosiomis" turbinomis?) pastebėjau kai ką, ko galėtų nesuprasti ir dalis Lietuvos darbdavių.
Milžiniško ploto gamykloje be garso pravažiuojantys elektrokrautuvai verčia nuolat dairytis (arba nestovėti ten, kur parašyta, kad stovėti negalima). Darbininkų nedaug (šalutinė verslo racionalizavimo pasekmė) ir nė vienas jų nė karto nė vienu gestu neišsidavė, kad bent mėgina skubėti.
Įpratusiam prie rusiškai lietuviškos sumaišties, kai geras darbininkas yra tas, kuris nuolat skubėdamas triukšmingai zuja, švedų darbo metodai galėtų pasirodyti lyg sulėtinto filmo imitacija. Klaiku, ar ne? Brangiausioje šalyje stovi brangių ir lėtų darbininkų pilna gamykla, kai pas mus tiek pigesnių ir greitesnių?
Bet pažiūrėjęs ilgiau supranti, kad lėčiau yra gerokai greičiau. Kai niekas skubėdamas nenumeta plaktuko kitame salės gale, tai niekam nereikia bėgti jo paimti, kai reikia kalti. Lėti judesiai pasirodė racionalūs, o tyla – tiesiog susikaupimas.
Čia renkami gaminiai, kurių tikslumas ir dydis nenusileidžia kosminiams laivams, o visai gretai stovintis spausdintuvas spausdina šių gaminių ateitį. Irgi neskubėdamas – mikroną po mikrono…
