Приложение РБК+ "ИННОПРОМ-2019"
Развитие аддитивных технологий, производство деталей на основе 3D-модели послойным способом, набирает темп во всем мире, включая Россию.
По данным SmarTech Publishing, ведущей международной отраслевой аналитической компании, объем мирового рынка аддитивного производства (включая аппаратное и программное обеспечение, материалы и услуги) составил в 2018 году $9,3 млрд, показав годовой рост на 18%. По оценкам консалтинговой компании Wohlers Associates, в числе лидеров - США, Япония, Германия, Великобритания и Франция.
Российский рынок 3D-печати впечатляет своей динамикой - за последние восемь лет он вырос в количественном выражении в десять раз (такова оценка компании J'son & Partners Consulting). В денежном выражении общий объем продаж оборудования, материалов и услуг 3D-печати (включая НИОКР) вырос в 2018 году до 4,5 млрд руб. (примерно $69 млн).
Технология роста
Лидер российского рынка аддитивных технологий - Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов (ВИАМ), первым в России выпустивший "аддитивную" деталь - завихритель фронтового устройства камеры сгорания авиадвигателя ПД-14, сократил таким образом традиционный технологический цикл в десять раз - с 60 до шести дней, рассказал в интервью "Российской газете" в апреле 2019 года гендиректор ВИАМа академик Eвгений Каблов. Всего, по его словам, институт выпустил для Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК), своего основного партнера, более 500 типов деталей по аддитивной технологии.
ОДК, в свою очередь, в начале апреля ввела в эксплуатацию на своем самарском предприятии "Кузнецов" крупнейшую в России установку прямого лазерного "выращивания" деталей из порошковых металлических материалов. Этот аппарат разработан в Институте лазерных и сварочных технологий (входит в состав Санкт-Петербургского государственного морского технического университета). В качестве пилотного проекта были выбраны детали для газотурбинного двигателя НК-36СТ из отечественного титанового сплава диаметром до 2 м (оборудование позволяет делать их до 2,5 м в диаметре) и массой до 80 кг. Как сообщала ОДК, к 2021 году номенклатуру "выращенных" деталей планируется довести до 53 наименований.
В 2019 году государственная корпорация "Росатом" начинает серийное производство модульных 3D-принтеров (для производства по технологии селективного лазерного плавления) RusMelt, которые разработаны входящим в "Росатом" ЦНИИТМАШем. Производиться они будут в Новоуральске Свердловской области, где расположены два предприятия корпорации - Уральский электрохимический комбинат и научно-производственное объединение "Центротех". Кроме того, готовится открытие в Москве первого Центра аддитивных технологий, он будет оборудован пятью 3D-принтерами различных моделей. Планируется, что к 2030 году портфель твердых заказов "Росатома" в области аддитивных технологий составит почти 62 млрд руб., причем 47 млрд руб. будут получены за счет экспорта.
Как рассказывал в интервью ТАСС в этом году главный конструктор НПО "Энергомаш" Петр Левочкин, компания сейчас изучает варианты использования аддитивных технологий для разрабатываемого двигателя РД-171МВ, который будет использоваться на ракете-носителе "Союз-5". А президент ОДК Алексей Рахманов в ходе Петербургского международного экономического форума сообщил о намерении инвестировать за семь лет 10 млрд руб. в новейшие технологии, в том числе аддитивные.
Порошковая среда
На российском рынке наиболее успешно развивается разработка в качестве исходных материалов для 3D-печати порошков из металлов и сплавов. Отставание в этой области еще два-три года назад было очевидным, и российские компании приложили серьезные усилия для его сокращения.
Александр Дьяченко, генеральный директор Института легких материалов и технологий (ИЛМиТ) рассказал РБК+, что сейчас в институте, который является совместным проектом "Русала" и Национального исследовательского технологического университета "МИСиС", разрабатываются пять новых материалов на основе алюминия для аддитивных технологий - высокопрочные (три марки) и жаропрочные (две марки). Кроме того, активно ведутся научно- исследовательские работы по композиционным порошковым материалам.
"С 2017 года осуществляется реализация порошков AlSi10Mg для аддитивных технологий. При этом начиная с 2019 года поставки двух из пяти разработанных новых материалов обеспечиваются в рамках выполнения коммерческих заказов для российских и зарубежных потребителей, - рассказывает Александр Дьяченко. - К концу нынешнего года будут окончательно проведены все подготовительные работы для широкомасштабной реализации новой продукции. На текущий момент поданы заявки на российские и международные патенты, активно ведется информационная кампания".
Предприятия порошкового производства в настоящий момент представлены в объединенной компании "Русал" двумя промышленными площадями - "Русал Волгоград" и "СУАЛ-ПМ" в городе Шелехове Иркутской области. Производственные мощности этих предприятий позволяют получать до 40 тыс. т сферических порошков в год.
Тульская компания "Полема" является одним из основных игроков на рынке порошков для 3D-печати. "Некоторые уверены, что аддитивные технологии и порошковая металлургия - это одно и то же и что наше предприятие перепрофилировалось. Но это не так. Порошковая металлургия - понятие гораздо более широкое, она обеспечивает также нанесение покрытий с заданными свойствами методами напыления и наплавки. Порошки для покрытий наше предприятие выпускает уже с 1982 года", - говорит управляющий директор "Полемы" Дмитрий Мартынов.
"Полема" - поставщик высокочистого электролитического хрома, который используется в микроэлектронике и производстве дисплеев. В 1982 году был запущен комплекс по производству металлических порошковых материалов на основе железа, никеля, кобальта и титана. В 2018 году в рамках совместного проекта с Фондом развития промышленности (ФРП) на предприятии была запущена промышленная установка плазменной сфероидизации, которая позволила начать производство сферичных порошков тугоплавких металлов (молибдена и вольфрама) для 3D-печати. Объем инвестиций составил 540 млн руб. В прошлом году стартовал новый проект с ФРП, предусматривающий более 1 млрд руб. инвестиций. Eго реализация позволит выпускать качественную порошковую быстрорежущую инструментальную и конструкционную сталь, а также проводить операции упрочнения изделий, изготовленных методом литья или 3D-печати. Эта продукция позволит обеспечить импортозамещение для отечественных потребителей, главным образом в атомной и нефтегазодобывающей отраслях.
Существенные объемы порошков собирается производить "Росатом" на площадке НПО "Центротех" в Свердловской области и в металлургическом центре на Чепецком механическом заводе в Удмуртии. Мощностями по выпуску до 395 т порошков в год, преимущественно из сплавов титана, обладает компания "Микромет"(Свердловская область) .
Кроме того, ВИАМ на своей собственной базе организует серийное малотоннажное производство металлопорошковых композиций с последующей их сертификацией для ведущих моторостроительных предприятий.