Рынок аддитивного производства в мире, по оценкам аналитической компании Research and Markets, растет в среднем более чем на 20% ежегодно. К 2029 году ожидается его увеличение до $50,5 млрд. Основной рост в глобальном масштабе сосредоточен в сегменте 3D‑услуг.
Динамика российского рынка аддитивных технологий еще заметнее: к 2027 году он может вырасти более чем в три раза, до 46 млрд руб., прогнозируют эксперты Ассоциации развития аддитивных технологий (АРАТ). Главные драйверы — импортозамещение, государственная поддержка и заказы со стороны крупных промышленных холдингов, считает сооснователь компании «Стереотек» Анатолий Тулаев.
Государственный рычаг
Дополнительные стимулы для наращивания в стране аддитивного производства создают стратегия развития таких технологий до 2030 года и национальный проект «Средства производства и автоматизации».
«Учитывая общее состояние экономики и высокую ключевую ставку, предприятиям затруднительно инвестировать собственные средства — достаточно высоки риски. На помощь тут приходят механизмы господдержки в сфере промышленности и образования, а также таргетированное субсидирование приоритетных направлений», — отмечает директор департамента аддитивных технологий компании «Лазерные системы» Алексей Ким.
«Стратегия развития аддитивных технологий до 2030 года» была утверждена правительством в 2021 году. Документ предусматривает шаги по укреплению научной базы и подготовке специалистов, модернизации производства и оптимизации законодательства.
Нацпроект «Средства производства и автоматизации» направлен на достижение технологического лидерства в производстве современных станков и комплектующих, повышение уровня промышленной роботизации, а также предусматривает обеспечение высокотехнологичными решениями предприятий обрабатывающей промышленности, включая оборудование по аддитивным технологиям. Нацпроектом предусмотрено в том числе создание единой отраслевой базы данных, которая будет содержать информацию об уровнях свойств синтезированных материалов, полученных с применением различных аддитивных технологий.
Помимо промышленного сектора, аддитивные технологии активно используются в строительстве. По мнению замглавы Минстроя России Серея Музыченко, строительная 3D-печать, демонстрирующая высокую скорость возведения объектов и экономическую эффективность, потенциально может занять заметную нишу в этом объеме, особенно в сегментах доступного жилья, социальных объектов и типовой инфраструктуры. Технология строительной 3D-печати уже используется в Саудовской Аравии, Мексике, ОАЭ, США, есть такой опыт и в России — для экономичного возведения малоэтажных зданий. А создание прототипов решений на основе строительной 3D-печати бетоном заявлено как один из ключевых проектов программы развития НИУ МГСУ до 2036 года.
Спектр применения
Использование 3D-печати в разы ускоряет процесс производства сложных деталей. При этом можно минимизировать отходы и повторно использовать материал для создания деталей. Технологии используются для прототипирования, печати запчастей, технологической оснастки и опытных образцов в различных производственных сферах, рассказывает Алексей Ким. С помощью 3D-печати делают уменьшенные копии изделий, пресс-формы, которые можно использовать для создания изделий методом литья, а также сразу готовые продукты.
Значительная часть отечественных игроков в сегменте аддитивных технологий, по оценкам АРАТ, специализируются на металлической печати. Этот же сегмент считается самым перспективным, с наибольшим потенциалом роста. Речь идет о создании сложных высокоточных деталей, например для машиностроения, авиакосмической отрасли, протезов и имплантов в медицине. «Острая потребность промышленности в оперативном прототипировании, производстве оснастки и запчастей для станков расширяет внедрение аддитивных технологий на производствах», — подтверждает Анатолий Тулаев.
Потенциальными потребителями высокотехнологичного производственного оборудования на базе технологии SLM могут стать крупные промышленные предприятия в сфере энергетики, машино- и двигателестроения, радиоэлектроники, космонавтики.
К примеру, такую продукцию использует Российская космическая корпорация «Энергия» для печати корпусных деталей. В «ОДК-Сатурн» запустили 3D-печать методом селективного лазерного сплавления для производства деталей газотурбинного двигателя. А в Топливном дивизионе «Росатома» технологию используют для печати рабочего колеса насоса для сублиматного производства.
По словам Алексея Кима, недавно компания «Лазерные системы» запустила в производство новую установку для крупногабаритной 3D-печати металлом М-450-L. Общая площадь ее помещений для аддитивного производства составляет около 3 тыс. кв. м, включая цех, участок механической постобработки, металлографическую и испытательную лаборатории, подразделение реверс-инжиниринга, а также учебный класс.
Инновационный потенциал
В стране производят аддитивное оборудование более 50 компаний, следует из данных Минпромторга России. У пяти из них есть подтверждение Министерства о производстве продукции на территории России на 19 моделей аддитивных установок различных типов печати
На волне импортозамещения локальные игроки разрабатывают не только классические 3D-, но также инновационные решения. Например, 5D-принтеры на базе многоосевой технологии 5Dtech позволяют печатать полимерные и композитные изделия, увеличивая прочность продукции в четыре раза. 5D-принтеры можно использовать для печати запасных деталей (в том числе для импортного оборудования), расходных материалов или инструментов для промышленного оборудования. Пятиосевая печать позволяет наклонять и вращать деталь в процессе изготовления. Сегодня эта технология используется на крупных российских промышленных предприятиях.
«Печать на 5D-принтере позволяет минимизировать простой оборудования, поскольку сокращаются время и финансовые ресурсы на производство деталей», — отмечают в компании-разработчике «Стереотек». По данным «Стереотек», на одном из российских металлургических предприятий за счет внедрения 5D-печати сэкономлены рекордные 6 млн руб. в год.
В 2022 году «Стереотек» запустил производственную площадку проектной мощностью до 960 принтеров в год и общей площадью 1 тыс. кв. м. Кроме того, компания разрабатывает программное обеспечение для многоосевой печати: STE Slicer и STE App. Этот софт позволяет полностью автоматически подготавливать модели изделий для многоосевой 5D-печати и обычной 3D-печати. Разработки включены в Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных.
«Экосистема решений, включающая в себя специализированное ПО, готовые профили печати и развитый цифровой каталог верифицированных деталей, позволяет использовать возможности 5D/3D-печати не только узким специалистам, но и любому инженеру на предприятии, значительно снижая порог входа», — рассказывает Анатолий Тулаев. Развитие цифровых каталогов стимулирует мелкосерийное производство промышленных деталей, предоставляя доступ к уже протестированным в реальных эксплуатационных условиях моделям. Это избавляет предприятия от длительных циклов проектирования и испытаний.
Направление аддитивных технологий демонстрирует в России кратный рост, но рынок пока только формируется, считают в компании «Лазерные системы». Его динамику усилит дальнейшее развитие политики импортозамещения и переход к серийному производству конечных изделий, прогнозирует Тулаев. Ключевую роль сыграют комплексные отраслевые решения, которые интегрируют 5D/3D-печать в единые производственные цепочки. А массовому проникновению технологий поспособствует стандартизация процессов и снижение стоимости оборудования за счет готовых решений.
Кадровый ресурс
Важным фактором развития рынка аддитивных технологий также становится подготовка кадров для отрасли, подчеркивают эксперты. Для успешного внедрения инноваций в промышленность необходимы специалисты нового поколения — инженеры, технологи, операторы, владеющие цифровыми инструментами и навыками проектирования. Модернизация образовательных программ и направлений в вузах и колледжах, проведение форумов, акселераторов позволит сформировать кадровый резерв, который обеспечит устойчивый рост отрасли.
Так, модели построения карьеры для школьников и студентов инженерных специальностей, в том числе в контексте развития аддитивных технологий и промышленной роботизации, обсуждалось в ходе деловой программы Чемпионата высоких технологий — всероссийского соревнования по профмастерству среди начинающих и молодых специалистов передовых направлений. Финал прошел в Великом Новгороде в конце сентября.
В этом году чемпионат был посвящен национальной безопасности. Общее количество участников превысило 15 тыс. человек из 76 регионов страны. Соревнования проходили по 15 инновационным компетенциям, объединенным в пять тематических блоков: «Технологии беспилотных систем», «Технологии медицины», «Производство и инженерные технологии», «Сельское хозяйство и аграрные технологии», а также «Информационные и коммуникационные технологии».
Для Чемпионата высоких технологий ежегодно совместно с представителями партнеров — ведущих российских компаний — разрабатываются новые компетенции и конкурсные задания, которые после отработки на соревновательных площадках становятся основой для обновления федеральных государственных образовательных стандартов по ряду специальностей высокотехнологичных отраслей экономики.