Необычная профессия: инженер-конструктор деталей для дронов

С чего начинать

По образованию я химик-технолог. Химическое образование дополнял за счет инженерной разработки. Выучился программе, в которой проектирую — Solid Works, и сам моделировал, а потом компания заказывала детали. На первое производство меня взяли как химика, но я начал осваивать проектирование и обнаружил у себя способность к пространственному мышлению. Когда я переносил трехмерные образы из своей головы в модель, то испытывал огромное облегчение и мог усложнять, дорабатывать деталь так, как мне нужно.

На прежнем месте работы был свой ЧПУ-станок, и оператору станка можно было дать задание. Все технические моменты обычно были в его зоне ответственности, но, если оператор заболел или я понимал, что его квалификации не хватает на какую-то задачу, чтобы ускорить работу, я писал программу по обработке и приносил уже готовое решение — оператору оставалось только запустить. Получилось, что в процессе я учился конструированию и базовым понятиям в программировании.

Я люблю ходить по строительным рынкам, по «Леруа». Просто смотрю на инструменты и образцы, всегда верчу что-то в руках. Возможно, из этого складывается представление о нюансах разных материалов.

Перед тем как прийти в «Сколково», я понял, что хочу заниматься только инженерной разработкой. И попал в точку. Я пришел в тот момент, когда в команду нужен был такой человек. Рассказал, что имею бэкграунд в химии, знаю литье. Получил задание — мой входной проект, который длился несколько месяцев.

Первый проект был самым обширным по охвату моих навыков. Цель была — сделать пульт упрощенного управления для наших же коптеров, чтобы использовать не покупное оборудование, а полностью свое. Это было требование заказчика, плюс мы должны были создать такие решения, которых еще не было на рынке. Это называется целевая разработка под узкоспециальные требования.

Для работы в проектах типа наших каких-то фундаментальных знаний не нужно. Нужно общее представление об окружающем мире, способность чувствовать его. Например, нет возможности провести испытания материала на модуль Юнга, растяжение и так далее. Берешь деталь, гнешь ее в руках и понимаешь, что толщину можно изменить вот так-то — конструкция выдержит. У меня нет физически времени на испытания, оптимизацию, повторные испытания — такой подход был бы актуален для серии. Но частично вопрос испытаний можно закрыть моделированием. По сути, часто выручает технический кругозор. В плане образования — нужно иметь знания в термехе и сопромате.

Как проходит рабочий день

В зависимости от этапа проекта мой рабочий день строится по-разному. Начало проекта — это проработка концепции. В подробном ТЗ от заказчика обычно прописаны масса коптера, требуемое время полета, параметры аппаратуры и некоторых деталей, которые нужно использовать. Вместе с руководителем я продумываю, какие моторы понадобятся. Например, гоночный мотор купить проще, но у него маленькая грузоподъемность и он часто не подходит нам по габаритам. Когда обсудили все детали, формируем заказ.

Пока детали едут, начинается процесс моделирования. В такие дни мое рабочее место — стол, ноутбук и кофе. Я сижу в наушниках и черчу, создаю 3D-модель будущего устройства. Это работа на стыке разных дисциплин, поэтому мы много советуемся с коллегами, дорабатываем модель вместе. Потом я создаю мастер-модели для тех деталей, которые нужно изготовить. Затем — отливка формы, отливка изделия. И отдаю все на сборку. Завершающий этап — тестирование. В общем плане проекта на это специально отводится время. Получается, что у меня три рабочих места — для моделирования, для производства и для тестирования.

Проектирование может занять две недели или месяц, изготовление примерно столько же. Но чаще всего сроки проекта сокращаются, тогда мы можем выйти работать сверхурочно. Бывало и так, что я работал по ночам. А в обычном режиме рабочий день у нас начинается в 11:00, заканчивается в 20:00. Я редко ухожу вовремя, потому что вечером в мастерской и в офисе мало людей, можно спокойно поработать над своими задачами. Одно время я даже уходил днем работать в мастерскую, потому что меня отвлекала обстановка в офисе.

Об удаленной работе в моем случае говорить сложно. Да, можно какие-то задачи передать другому. Например, попросить кого-то поставить модель на печать на 3D-принтере. Но есть нюансы: нужно подождать несколько минут, пока печатается первый слой, проследить, что слои ложатся нормально, сопло не засорилось, материала достаточно, температура правильно подобрана под конкретный пластик. У нас стоят хорошие принтеры, но, если кто-то менял настройки под себя, печать может пойти не так, как мне нужно. Бывает так, что кто-то открыл окно и из-за сквозняка пластик по-другому застывает. Все это сложно объяснить другому, поэтому я стараюсь контролировать такие вещи сам.

От модели до детали

Деталь, по которой ты изготавливаешь форму, называется мастер-моделью. С ее изготовления все начинается, и очень важно, из чего она будет состоять. Бывает, что при изготовлении формы мастер-модель разрушается, и это часть технологического процесса. Мастер-модель можно сделать на ЧПУ-станках из пластика, дерева и других мягких материалов. А у нас это 3D — печатные формы. Недостаток такого метода — это предел точности, с которым можно изготовить деталь.

Точные модели с высокой детализацией очень дороги в изготовлении. Например, модель размером с обычный смартфон может стоить около 60 000 рублей. Это цена за высокую точность, с допусками до десятых долей миллиметра. Мы используем послойную печать расплавленным пластиком. Это значительно дешевле, хотя точность ниже. Ребристую поверхность от послойного склеивания мы зашкуриваем, шпаклюем.

Можно текстурировать поверхности, чтобы изделие было шершавым или матовым, например. Для этого мы используем краски. Я специально покупаю и тестирую наборы разных красок — смотрю, как они ложатся, не прилипают ли к форме.

Формы, по которым отливают детали, бывают жесткие и силиконовые. Достоинство силиконовых в гибкости, но они плохо выдерживают серию. Еще из силикона можно создать неразъемную форму, которую легко снять с готового изделия. А жесткая форма — разборная. Состыковывать сложнее, но зато можно сделать серию при необходимости. А силиконовые могут деформироваться даже под собственным весом или при заливке. Жесткие формы можно делать даже из металла, но это стоит очень дорого.

В моей работе очень важны нюансы. Приходится держать в голове множество знаний о технологиях, прототипировании, сроках и стоимости изготовления. Я должен предусмотреть все: какие литьевые выпоры нужно сделать, где будет начинаться заливка, под каким углом будет стоять форма.

В России сложно с помощью права защитить свою техническую идею. Патент не работает, поэтому мы не патентуем свои разработки. К тому же идея ничего не стоит без воплощения. Но, если на рынок придет какой-нибудь китайский производитель, который сделает сто таких же устройств на порядок дешевле, мы не справимся с ним. Потому что ручной труд очень дорого стоит, а у нас индивидуальное производство.

Мастерская и станки в эпоху digital

Так как мы резиденты «Сколково», то у нас есть доступ к мастерским Сколтеха по программе взаимодействия. Там стоят станки несколько выше студенческого уровня, они достаточно многое позволяют сделать и подходят под наши задачи. Плюс доступ в мастерские 24\7 — это очень удобно, и появляется ощущение, что тебя не ограничивают.

На одном проекте у нас было огромное количество печати. Тогда я мог прийти в полночь и максимально загрузить принтеры, когда нет других сотрудников. Мне сложно представить место, где бы еще можно было бы так гибко использовать время. А недавно мы с коллегами оставались тестить граффити-дроны, проверяли систему распыления и прочее. Мы ориентировались только на то, довольны ли результатом. Никто не забегал к нам со словами: «Через 10 минут чтоб никого тут не было». Можно полностью посвятить себя работе.

До «Сколково», после увольнения с производства, у меня был период поиска. Я думал, чем хочу заниматься, искал возможность перепрофилироваться. Тогда я делал для друга слайдер для фотографирования таймлапсов. Это такая рельса, по которой ездит каретка с закрепленным фотоаппаратом. Спроектировал все необходимое и даже писал код, советуясь с другом, как ему удобнее пользоваться будущим интерфейсом. Все было сделано на коленке, но система служит до сих пор. На этом проекте я четко понял, насколько необходимы хорошие станки, инструменты, среда. Я собирал все на полу дома: несколько часов работы — и нужно снова все убирать куда-то в угол. В «Сколково» у меня есть и офисное рабочее место, и мастерская с грязной и чистой зоной. Условия для работы очень важны.

Меня часто спрашивают, что я забыл в мастерских, почему мне интересно делать что-то руками. В эпоху айти и искусственного интеллекта это удивляет людей. Я самоучка — моя инженерная база связана с технологиями химического производства, а все остальные знания я получал на практике. Теоретическая механика, начертательная геометрия — это те фундаментальные дисциплины, которые мне пригодились потом. И я действительно люблю то, чем занимаюсь.