Аддитивные технологии нашли широкое применение в промышленности

Российский рынок 3D-печати растет на 20-23 процента в год. По данным Ассоциации развития аддитивных технологий (АРАТ), сегодня он составляет около 6 миллиардов рублей, а к 2030 году должен подрасти до 23 миллиардов рублей. Отрасль трехмерной печати станет одним из драйверов технологического суверенитета и ускоренного импортозамещения в России уже в среднесрочной перспективе, отмечают эксперты.

Основные потребители аддитивных технологий в России по-прежнему авиация, космическая отрасль, машиностроение, медицина. Авиационная промышленность и энергетика занимают около 40 процентов рынка. Среди новых пользователей АТ - нефтегазовая отрасль, автомобилестроение, строительство.

"Аддитивные технологии позволяют бизнесу оптимизировать производство и повышать эффективность процессов, особенно в авиакосмической отрасли, металлургии, машиностроении. Сегодня инновационные производства невозможно представить без 3D-печати, принтеры появляются во все большем числе компаний. И в ближайшие годы этот тренд только усилится", - говорит Денис Кузнецов, руководитель направления дирекции по развитию ТОиР Группы НЛМК.

Важная область применения 3D-печати - это прототипирование. Инженеры и конструкторы могут использовать напечатанные детали, чтобы провести тесты и быстрее продвинуться по пути к изготовлению финального продукта.

Аддитивные технологии применяют при создании единичных изделий с уникальными конструкцией и свойствами. Принтер и металл позволяют создавать образцы, которые невозможно получить другими способами.

Важна скорость изготовления изделий "с нуля". Внезапно вышедшие из строя детали изготовить методом трехмерной печати гораздо быстрее, чем традиционным способом или заказать у производителя.

Центру аддитивных технологий "Ростеха" удалось сократить цикл разработки одной из деталей авиадвигателя до четырех недель. Всего на изготовление детали ушло 14 дней, что в 8 раз быстрее традиционного производства. В связи со сложностью геометрии корпуса получение его с помощью, например, литья или другого традиционного способа в требуемые сроки было невозможно. Такие примеры есть как в авиационном, так и "наземном" направлении двигателестроения. Аддитивные технологии способны уменьшить вес детали при сохранении всех характеристик.

Самые распространенные материалы для трехмерной печати в промышленности - металл и пластик. Первый чаще используют для производства деталей и уникальных изделий, второй - для создания прототипов. Пластиковые детали и компоненты еще используют для ремонта или повышения эффективности оборудования. В целом материалов для 3D-печати больше: от стекла и силикона до бетона и даже человеческих клеток. Аддитивные технологии молоды, поэтому сейчас ученые и исследователи экспериментируют с материалами и пытаются найти новые области применения.

Интересна практика применения аддитивных технологий в строительстве. В отечественной отрасли 3D-печать пока представлена на уровне инноваций. "Реальные строительные кейсы с применением технологии 3D-печати появились в середине прошлого десятилетия. Тогда они ограничивались изготовлением малых архитектурных форм в виде ограждений, скамеек", - говорит Мария Николаева, глава архитектурного бюро MAD Architects.

В ближайшие годы трехмерная печать будет дешевле, а степень внедрения ее в производственные процессы станет выше

Но в 2017 году команда Apis Cor "распечатала" небольшой частный дом в Московской области за 24 часа. Впрочем, пока массового внедрения технологии для возведения целых объектов и освоения более крупных архитектурных форм не произошло. "Для массового внедрения не хватает законодательной базы в виде соответствующих строительных норм. Только на обсуждение и разработку нормирующего документа уйдет время", - говорит Артур Тугушев, инженер, представитель кафедры технологии строительного производства Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета.

В строительных принтерах используются филаменты повышенной прочности и износостойкости, это могут быть гипсы, геополимерный бетон, специализированные смеси с наполнителями, пластификаторами и другими добавками. Многие компании занимаются разработкой различных материалов и оборудования для печати. К примеру, печать карбоном или новые составы цементных смесей, оптимизированные под разные климатические условия.

"Такой тип строительства может с успехом применяться в местах стихийных бедствий, когда требуется возводить дома и временные убежища за считаные сутки", - говорит Диана Фомченкова, инженер-конструктор, член Тоннельной ассоциации России.

По мнению Константина Тупикова, генерального директора компании "Мобильный дом", важно стандартизировать и регулировать все производственные процессы 3D-печати на уровне государства. Четко прописанные нормы и правила позволят этой перспективной отрасли хорошо шагнуть вперед. Компании, которые сейчас занимаются 3D-печатью в России, не обладают ресурсами, чтобы создавать стандарты и ГОСТы, так как это очень дорогостоящая процедура. И это сдерживает развитие 3D-печати домов.

"Не стоит думать, что в ближайшее время 3D-печать сможет заменить традиционные способы производства. В большинстве случаев это нецелесообразно - аддитивные технологии нужны, чтобы оперативно создавать единичные, уникальные детали и изделия. Для массового производства технология пока очень дорогая", - говорит Денис Кузнецов.

Кстати

Аддитивное производство - это процесс преобразования цифровой модели в твердый трехмерный объект. За годы в отрасли было разработано множество технологий 3D-печати, но это всегда создание физической модели слой за слоем. Глобальный объем рынка АТ на конец прошлого года - 18 миллиардов долларов. В России, по данным АРАТ, объем рынка оборудования и комплектующих для 3D-печати оценивают в 2,5 миллиарда рублей, услуг 3D-печати - в 2,3 миллиарда, объем рынка материалов - в 1,2 миллиарда рублей.