Джон Барнс, основатель The Barnes Group Advisors: будущее аддитивного производства и развитие кадров

Потребность в специализированных навыках и экспертизе в аддитивном производстве критична для внедрения технологии. Освоение аддитивных принципов сложно из-за крутой кривой обучения и значительных временных затрат. The Barnes Group Advisors (TBGA), американская консалтинговая компания, решает эту проблему.

Основанная в 2017 году в Питтсбурге, TBGA помогает компаниям стратегировать и решать вызовы индустриализации аддитивного производства. Предлагает консалтинг и собственную программу обучения.

В этом интервью мы беседуем с основателем и управляющим директором Джоном Барнсом о том, почему развитие кадров — топливо роста отрасли, и что нужно, чтобы извлечь максимум из аддитивного производства.

Расскажите о The Barnes Group Advisors и ваших услугах

Мы запустили TBGA два года назад в ответ на быструю индустриализацию аддитивного производства. Наша команда с инженерным бэкграундом возглавляла квалификацию и сертификацию в разных отраслях. Например, в Arconic мы квалифицировали первые титановые серийные детали для Airbus A350.

Сегодня мы — команда из 13 человек, многие занимали исполнительные посты, включая меня — бывшего вице-президента Arconic. Лора Элли, бывшая глава технологии GKN Aerospace, ведёт наши сервисы ADDvisor®.

Наша экспертиза связывает технические требования и стратегические цели, переводя инженерные нужды в бизнес-решения. Оцениваем позицию клиента в цепочке поставок и советуем, как взаимодействовать с аддитивным производством или внедрять его.

Мы также разработали программу обучения по запросу клиентов. Один клиент запустил большой AM-бизнес и нуждался в инженерах, умеющих проектировать под процесс. Без этих знаний финансовые цели были недостижимы, поэтому мы создали требовательную к компетенциям программу.

Часто у клиентов зрелые продукты, а оригинальные конструкторы недоступны. Наша задача — не продать аддитивное производство, а помочь создавать лучшие, дешевле детали. Подход «сначала требования» упрощает переход.

Как вы попали в аддитивное производство?

Начал в Honeywell Aircraft Engines, участвуя в проекте с Sandia National Labs и девятью компаниями. Проект вылился в Optomec — пионера направленного энергетического напыления порошком.

Потом перешёл в Skunk Works Lockheed Martin, возглавил Manufacturing Exploration & Development. Исследовали полимеры, ламинацию, направленное энергетическое напыление, порошковые слои — глубоко погрузились в металлические порошки.

В CSIRO (национальное научное агентство Австралии) возглавлял программу высокопрочных металлов. Там создали Lab 22 — инновационный центр, дающий малым и средним предприятиям доступ к аддитивным технологиям, снимая барьер капитала.

Вернулся в США в 2015, присоединился к RTI International Metals — позже куплен Alcoa и ребрендирован в Arconic. С плато титанового производства CEO инвестировал в downstream-возможности, включая AM-объект в Техасе. Я вел R&D по передовым производственным технологиям и в итоге выиграл проект квалификации титана для Airbus A350.

«Делать детали для самолётов — тяжёлый бизнес. Переход от прототипирования к производству требует обширной документации и квалификации специальных процессов».

Текущее состояние аддитивного производства в авиации и обороне и ключевые вызовы

Аддитивное производство — дираптивная технология, требующая коммитмента для извлечения выгод. Развитие кадров критично — конструкторы должны мыслить аддитивно, уходя от субтрактивного мышления. Этот сдвиг важен для стоимостной эффективности и быстрых инноваций.

Хотя авиация, оборона и медицина традиционно рисконеутральны, они лидируют во внедрении. Темпы воодушевляют, но кадровый разрыв остаётся главным барьером. Компаниям нужны инженеры, менеджеры, التنفيذي, которые глубоко понимают технологию, чтобы построить жизнеспособную стратегию.

«Развитие кадров — ключевой штырь роста отрасли».

Почему проектирование для аддитивного производства так важно?

Без аддитивно-ориентированного дизайна преимущество в стоимостной эффективности испаряется. Инженеры принимают новые технологии только при чёткой экономии. В аддитивном производстве вес диктует стоимость: тяжелые детали — дольше печать, больше материал. Поэтому дизайнерские решения напрямую влияют на производственную стоимость и реализуемость.

«Нельзя контролировать цены станков или материалов, но можно контролировать дизайн. Ваш дизайн определяет время печати, постобработку и в итоге стоимость».

Наше обучение фокусируется на драйверах стоимости в аддитивном производстве, помогая инженерам избегать скрытых расходов и попадать в финансовые цели.

Как преодолевается кадровый разрыв в аддитивном производстве?

Ресурсы расширяются ежегодно, включая онлайн-курсы. Например, TBGA в партнёрстве с Purdue University предлагает онлайн-сертификат с треками для инженеров, менеджеров и исполнительных — без требования инженерной степени. MIT тоже имеет онлайн-курс, расширяя доступность.

Качественное удалённое обучение позволяет профессионалам по всему миру перейти от нуля к среднему уровню. Эта демократизация привлекает молодежь в мануфактуру — аддитивное производство становится захватывающим карьерным путём.

Отрасль смещается к производству конечных деталей. Что это значит и что нужно?

Свидетельствуем переход от громких заголовков про прототипы к историям о мейнстримном производстве. Этот сдвиг требуёт жёстких спецификаций, выравнивания цепочки поставок и отраслевого сотрудничества.

Поставщики Tier 1 и Tier 2, мелкие фрезерные цеха теперь спрашивают: «Когда правильное время внедрять AM?»

Наш фреймворк «Четыре линзы» — станки, материалы, цифровая сфера, люди — вместе с моделью зрелости AM TBGA водит организации через пятиуровневый путь от прототипирования к полному производству.

Уровни 0 и 1 — прототипирование и оснастка, минимальные скиллы. Переход к уровням 2 и 3 — замена деталей и консолидация — требуют продвинутого дизайна, риск-менеджмента, интеграции цепочки поставок. Уровень 4 — эксклюзивные аддитивные детали — требуют надёжного обучения и процессного контроля.

Большинство фирм сильны на уровнях 0 и 1, но сталкиваются с трудностями при попытке замещения. Достижение бизнес-кейса для аддитивных деталей часто требует смены культуры и толерантности к риску.

Какие достижения в аддитивном производстве вас вдохновляют?

Научный прогресс ускоряется — понимание процессов улучшается, станки становятся быстрее и надежнее. Материальные инновации, особенно в полимерах и металлах, расширяют свободу дизайна.

«Как инженер по материалам, вижу огромный потенциал и в полимерах, и в металлах. Конструкторы и ученые-материаловеды имеют шанс настоящей проявить себя».

Постобработка эволюционирует — модификации существующего оборудования под AM. ПО тоже движется вперёд: новые инструменты дизайна, MES и системы рабочих процессов стримят производство и контроль качества.

Второе поколение фотополимеризационных технологий открывает новые возможности, движимое стартапами и изобретательскими подходами.

Как MES и рабочее ПО способствуют индустриализации AM?

MES и инструменты рабочих процессов управляют рисками, оптимизируют запасы и защищают интеллектуальную собственность. В строго регулируемых секторах — авиация, медицина — такие системы необходимы для поддержания качества и безопасности.

Обеспечивают точный трекинг файлов 3D-печати, гарантируя использование правильного дизайна и облегчая контроль качества. Также создают пути монетизации уникальных AM-процессов.

Узнайте больше о The Barnes Group Advisors: https://www.thebarnes.group/