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.
