Печать моя светла. Когда 3D‑принтеры окончательно изменят мир

Как дела в России

Рынок 3D-печати (она же — additive manufacturing — аддитивные технологии) в России развивается быстрыми темпами, но зависит от импортного оборудования. Российские разработки на рынке составляют около 0,3%, подсчитали исследователи агентства NeoAnalytics.

По числу патентов в области аддитивных технологий Россия занимает девятое место в мире и в разы отстаёт от лидеров (Китай, Япония, США).

Импорт 3D-принтеров в Россию в 2022 году, по данным NeoAnalytics, снизился на 97,7% (в натуральном выражении). Экспорт 3D-принтеров из России в 2022 году составил всего 12 штук (на сумму 409,6 тыс. рублей).

Точное число работающего в России 3D-оборудования неизвестно. Эксперты компании «Инфомайн» посчитали, что в 2021 году в страну было завезено 7,1 тыс. единиц оборудования.

Отечественными производителями с 2017 по 2021 годы было выпущено более 3,2 тыс. 3D-принтеров, большая часть для работы с металлом.

Государственную поддержку аддитивные технологии в России получили в 2021 году, когда российское правительство утвердило «Стратегию развития аддитивных технологий в Российской Федерации на период до 2030 года». Согласно документу, к 2030 году в стране должно быть создано около 180 центров аддитивных технологий.

В Минпромторге считают, к моменту завершения программы отечественный рынок аддитивных технологий будет оцениваться в 58 млрд рублей. Хотя ещё три года назад весь рынок — оборудование, комплектующие, материалы, печать и программное обеспечение — едва превышал 3,5 млрд рублей.

Инфографика: Федор Шумилов

Что в мире

Эксперты прогнозируют, что к 2030 году две трети всей изготавливаемой продукции в мире будет производиться с напечатанными комплектующими, а в ряде производственных отраслей 3D-печать позволит создавать полностью готовые изделия.

В мире насчитывается порядка десятка технологий и свыше 40 подтехнологий, позволяющих работать с самыми разными материалами: пластик, керамика, металл, фотополимеры, гипс, песок, биоматериалы. Аналитики британской компании GlobalData прогнозируют, к 2030 году объём рынка аддитивных технологий превысит $60 млрд.

Активнее всего в мире 3D-печать используется в авиастроении (16,8%), медицине/стоматологии (15,6%) и автомобильной промышленности (14,6%).

В России авиастроение, по подсчетам Минпромторга РФ, также на первом месте (30%) по использованию аддитивных технологий. По данным компании «Инфомайн», практически все ведущие отечественные авиа- и двигателестроители имеют оборудование для печати металлическими порошками, термопластиком или фотополимерами.

Инфографика: Федор Шумилов

Порошки из России

Санкции подтолкнули развитие российской 3D-индустрии. Это касается как оборудования, так и расходных материалов.
Российских производителей материалов для 3D-печати почти два десятка. Основных игроков три: РУСАЛ, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (входит в НИЦ «Курчатовский институт») и тульский завод порошковой металлургии «Полема».

Мощности каждого предприятия способны выпускать более 100 тонн порошков в год, сейчас не всё оборудование работает на полную мощность.

С 2018 года по 2021 год в Россию завозилось не менее 100 тонн порошка ежегодно. В 2019–2020 годах этот показатель превышал 200 тонн в год.

Инфографика: Федор Шумилов

Детали всё крупнее

Больше всего центров аддитивных технологий — десять — создаёт Росатом. В госкорпорации работает специализированное подразделение — «РусАтом — Аддитивные технологии». В корпорации уверяют, компания обладает полной производственной цепочкой в аддитивных технологиях: изготовление принтеров, порошков и программного обеспечения.

«Мы единственные, кто сегодня запускает уникальный для нашей страны 3D-принтер с камерой размером 600х600х600 мм. Он позволит печатать изделия большого размера, которые ранее никто не мог сделать аддитивным способом. В планах на ближайшее время — закончить разработку линейки собственных 3D-принтеров и выйти на их серийное производство. Мы также готовимся представить рынку новую линейку металлических порошков для 3D-печати из различных нержавеющих, тугоплавких и титановых сплавов», — рассказали в госкорпорации.

«Норникель» использует 3D-печать для изготовления всё более крупных деталей. В конце 2022 года на Талнахскую обогатительную фабрику был доставлен бронедиск весом 313 кг, сделанный на песчаном 3D-принтере методом Binder Jetting (технология, которая использует быстрое моделирование вместе с традиционным процессом литья в песчаные формы). На изготовление бронедиска ушло три месяца (ранее на это требовалось от 9 до 12 месяцев).

В марте этого года на насосную установку Надеждинского металлургического завода «Норникеля» установили спиральную камеру весом 500 кг, созданную на 3D-принтере.

Интерес к аддитивным технологиям проявляют не только промышленные гиганты. Как рассказал Вадим Бевз, эксперт по автоматизации и IT комбината «Свеза» в Костроме, ряд комплектующих исторически поставлялись на российский рынок узлами, в которых регулярной замены могла требовать лишь одна деталь. Сейчас инженеры предприятия начали печатать эту запчасть на 3D-принтере.

В других случаев аддитивные технологии помогают изготовить опытный образец. «Нам пришлось самим разрабатывать деталь, тестировать её, затем искать надёжных производителей и обеспечивать выпуск в масштабах, близких к промышленным. На первых двух этапах значение 3D-принтеров сложно переоценить — они позволяют максимально точно напечатать всё, что позволяет ваша фантазия и подготовка», — отмечает Вадим Бевз.

На Кингисеппском машиностроительном заводе разработали 3D-принтер для печати песчаных форм. «Разработка велась по аналогии с импортной продукцией. Мы подобрали отечественные расходные материалы и изготовили опытный образец», — сообщил ТАСС генеральный директор завода Анатолий Русин.

В 2023 году в подмосковной особой экономической зоне «Дубна» судостроительная компания собирается установить один из крупнейших отечественных 3D-принтеров. Его производительность составит до 25 кг/ч, что даст возможность изготавливать изделия размером до пяти метров с погрешностью не более одного миллиметра.

Не нужно завышенных ожиданий

Долгое время аддитивные технологии сопровождали завышенные ожидания потребителей, хайп и буквально фейковые новости. Всё это не шло на пользу развития новых технологий, говорит Роман Тихонов, который занимался аддитивными технологиями в корпорации «СИБУР», а теперь работает в компании «Воронежсинтезкаучук».

Сейчас ситуация, по словам Тихонова, меняется, крупные корпорации проявляют интерес к этому направлению, готовы инвестировать, создаются стартапы, появляется отечественное оборудование, которое способно конкурировать с импортным как по цене, так и качеству.

«В целом у аддитивных технологий очень хорошие перспективы. Особенно на фоне санкций и возросшей потребности в комплектующих для отечественной промышленности. Но приходится учитывать экономическую эффективность 3D-печати и правовые аспекты использования лицензионного оборудования», — объясняет Роман Тихонов.

Применение 3D-печати, по его словам, сдерживают сложности с сертификацией изготовленных с помощью 3D-печати деталей. Прежде всего это касается оборудования, которое используется в атомной энергетике, авиастроении и других высокотехнологичных отраслях.

Инфографика: Федор Шумилов

СПРАВКА MASHNEWS:
Для домашнего использования на маркетплейсах населению предлагают десятки образцов 3D-принтеров по цене от 16 тысяч рублей. Они используют технологии FDM (послойное наложение пластиковой нити, самая бюджетная технология), SLA (постепенное отвердевание материала под воздействием световых лучей), SLS (для спекания порошкообразного материала используется лазер), LCD (фотополимерная смола застывает под воздействием УФ-излучения).

Фёдор Резкин для MASHNEWS