Прогресс с послойным нанесением
Материалы выпуска
Хай-тек на длинную дистанцию Рынок Добыча без последствий Решения Прогресс с послойным нанесением Решения «Российское трубное производство становится все более наукоемким» Решения Предприятия замыкают круг Инструменты «Все большую популярность набирает технология упрочнения поверхности» Компетенция Управляющий роботами Инновации «Промышленность по цифровизации отстала, но теперь набирает темп» Инновации
Решения
0
Материалы подготовлены редакцией партнерских проектов РБК+.
Материалы выпуска

Прогресс с послойным нанесением

Развитие аддитивных технологий (производство деталей на основе 3D-модели послойным способом) набирает темп во всем мире, включая Россию.
Фото: Getty Images Russia

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 Евгений 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. Его 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.