Технологии 3D-печати помогут ускорить процесс импортозамещения
Российский рынок оборудования и услуг 3D-печати достиг 4,5 миллиарда рублей, сообщается в Белой книге "Развитие отдельных высокотехнологичных направлений", подготовленной НИУ ВШЭ совместно с Минэкономразвития России. К 2024 году рынок аддитивных технологий (послойное наращивание объекта с помощью 3D-технологий) в России может вырасти до 18,5 миллиарда рублей, а к 2030 году - до 58,2 миллиарда. Такие ориентиры предусмотрены Стратегией развития аддитивных технологий в РФ на период до 2030 года.
У российского рынка аддитивных технологий есть возможность для активного роста, рассказал "РГ" руководитель департамента по науке и образованию Фонда "Сколково" Александр Фертман. "Сложившаяся ситуация вынуждает компании идти на реверс-инжиниринг (исследование готовой продукции с целью создания аналогов. - Ред.) отдельных деталей и требует экономически осмысленных решений", - пояснил он.
"При не массовом производстве, например, до тысячи штук, аддитивные технологии часто выигрывают у литья и по времени, и по деньгам. Нишевые рынки внутри страны во многих случаях не очень большие по объему, поэтому будет развиваться спрос на малые партии, и соответственно востребованность аддитивного производства будет возрастать. В последние годы увеличился интерес к 3D-печати литейных форм у металлургов, нефтегазовый сектор также активно пробует различные аддитивные технологии, в том числе для ремонта габаритных изделий и изготовления отдельных деталей в логике импортозамещения", - рассказал Александр Фертман.
Ассортимент изделий, которые можно произвести с помощью 3D-печати, все время растет. Так в Национальном исследовательском технологическом университете (НИТУ) "МИСиС" на 3D-принтере напечатали ряд деталей из нержавеющих и цветных сплавов для авиакосмической отрасли и автомобилестроения. Один из примеров - патрубок системы охлаждения в автомобиле, который был получен методом селективного лазерного плавления. Изготовить такую деталь возможно только аддитивным методом, ведь толщина ее стенки - 0,3 миллиметра, а у существующих аналогов - 2 миллиметра.
"Мы используем несколько путей работы, - рассказал "РГ" инженер лаборатории катализа и переработки углеводородов НИТУ "МИСиС", главный конструктор "Титан-Авангард" Максим Бурмистров. - Во-первых, это работа с различными распределениями энергии в пятне сплавления. Во-вторых, работа с температурными режимами непосредственно на 3D-принтерах, и третье - модификация металлопорошковых композиций путем смешивания с различными добавками - от наноалмазов до углеродных волокон".
Томский государственный университет совместно с Институтом физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН и при поддержке гранта Российского научного фонда разрабатывает новую технологию аддитивного формования деталей из металлов, керамик и металлокерамик. "Для получения металлических или керамических изделий используют исходные материалы из смеси полимерного связующего (от 60 процентов по объему) и металлических или керамических мелкозернистых твердых порошков, - рассказал "РГ" проректор ТГУ по научной и инновационной деятельности Александр Ворожцов. - Из таких материалов с помощью обычного принтера для печати пластмассами формируется металлополимерная деталь, которая затем спекается в высокотемпературной вакуумной печи. В результате получают металлические или керамические детали с требуемыми свойствами".
Умение печатать детали из разных материалов может быть полезно для импортозамещения. К примеру, в "Росатоме" предложили заменять импортные запчасти отечественными 3D-аналогами. Компания "Русатом - Аддитивные технологии" решила запустить оперативную линию, куда смогут обращаться компании, испытывающие нехватку импортных запчастей, деталей, материалов и комплектующих, которые возможно изготовить методом 3D-печати. Предполагается, что это позволит восстановить производственные цепочки и оптимизировать процессы.
Конечно, для выпуска деталей, покупавшихся за рубежом, требуются чертежи, которых обычно нет. В этом случае на помощь приходит реверс-инжиниринг. "Клиент приносит деталь, мы ее сканируем и готовим 3D-модель. В процессе подготовки мы, по согласованию с клиентом, оптимизируем ее для 3D-печати, - рассказала "РГ" исполнительный директор компании SIU System Мария Борисова. - Это позволяет сэкономить материал и ускорить процесс изготовления. Одному из клиентов мы помогли с производством роликов для ленты транспортера. Ранее их закупали за границей, причем ролики нельзя было купить отдельно, они поставлялись только вместе с направляющими. Другие примеры - шестерни для станков, форсунки, узлы в сборе, корпуса для приборов".
В России есть собственные материалы для 3D-печати, и качество изделий будет соответствовать импортным, заверила Мария Борисова. Она также отметила, что 3D-технологии позволяют не только напечатать изделие полностью, но и восстановить деталь, допечатав изношенную часть.
3D-печать вероятно будут активно использовать при решении задач импортозамещения, например, уже сегодня компании готовы наращивать аддитивное производство деталей для авиации, отмечает Александр Фертман. Правда много времени занимает получение разрешения на использование этих изделий. "Чем более ответственная сфера использования и строже стандарты, тем более длинный срок сертификации, - пояснил он. - На мой взгляд, нужно комбинировать цифровую сертификацию с натурными испытаниями, чтобы ускорить процессы и сохранить качество продукции. Такой гибридный подход может дать хороший результат".
Вместе с материалами для 3D-печати совершенствуются и принтеры. Например, компания "Стереотек" производит устройства, обладающие пятью степенями свободы. "Пятиосевой принтер позволяет печатать экономнее и по времени, и по материалам. Он также способен армировать детали нитью углеволокна, чтобы повысить их прочность, - рассказал руководитель по развитию и внедрению технологии 5Dtech в промышленный сектор "Стереотек" Анатолий Тулаев. - Наши принтеры могут печатать копии дорогих оригинальных запчастей для промышленного оборудования с большой экономией. Например, крыльчатка одного немецкого насоса стоит 52 тысячи рублей, а себестоимость ее 3D-печати - 1280 рублей".