Перейти к основному содержанию
Прямой эфир
Озвучить текст
Выделить главное
вкл
выкл

Суть происходящей на наших глазах смены технологического уклада заключается в ускоренном развитии прямого цифрового производства. Физические объекты изготавливаются почти без участия человека — на основе информации из файла данных, под контролем компьютера. Один из наиболее известных сегодня классов технологий прямого цифрового производства — аддитивные технологии (АТ), или, в просторечии, 3D-печать.

АТ чрезвычайно востребованы в авиастроении. Заменяя цельнометаллические элементы летательных аппаратов на детали сложной формы с внутренними полостями, можно существенно уменьшить их массу, сохранив прочность и другие характеристики. Быстро растет применение АТ в производстве медимплантов, в автомобилестроении, нефтегазовом секторе.

3D-печать очень успешно используется для производства эксклюзивных вещей — например, ювелирных украшений, а также велосипедов, самокатов, скутеров, даже деталей для «Формулы-1». Здесь не нужна спецсертификация, зато много разных дизайнерских разработок; есть спрос на небольшие партии деталей уникальной формы. Такой подход — ответ на всё более индивидуализированные запросы рынка.

В последние десять лет АТ всё активнее встраиваются в производственные цепочки, в том числе в крупных корпорациях. В результате уже сложился рынок аддитивного производства (АП), который демонстрирует взрывной рост. В 2015 году он превысил $5,1 млрд, объемы продаж продуктов и услуг ежегодно увеличиваются на 20–30%.

Так, Boeing в последние годы «печатает» уже более 22 тыс. деталей 300 наименований для 10 типов военных и гражданских летательных аппаратов. По расчетам General Electric, через 10 лет она будет производить с помощью АТ примерно половину всех изготавливаемых на ее предприятиях деталей.

Россия пока делает первые шаги по направлению к промышленному использованию АТ. Они уже успешно используются в медицине и стоматологии, а недавно были включены в технологическую карту изготовления авиационных двигателей нового поколения ПД-14 для среднемагистрального самолета МС-21.

С точки зрения новых возможностей для разработчиков и инженеров развитие АП резко повышает востребованность специалистов в области промдизайна, проектирования и моделирования. Возникает задача разработки методик оптимизации конструкций. В прошлом году рабочей группой «Технет» НТИ проводился конкурс на создание аддитивным способом кронштейна, используемого на одном из российских авиадвигателей. Реальный кронштейн весит 3,5 кг. А команда, победившая в конкурсе, спроектировала кронштейн весом 350 г! Позднее он был произведен специалистами «ОДК-Сатурн». Кстати, два первых места заняли ребята из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого — ведущего центра в области цифрового проектирования и оптимизации.

В России господдержка развития АТ началась позже, чем у конкурентов, и пошла традиционным путем с опорой на специализированные университетские кафедры и госкорпорации. К сожалению, министерства и грантовые фонды вложились в разработки не очень согласованно и более того — без привязки к рынку и возможностям команд доводить проекты до конкурентоспособного, продаваемого на мировом рынке продукта. На сегодня создано несколько «металлических» 3D-принтеров для использования в промпроизводстве, в первую очередь в оборонке: «Росатомом», уральской командой «УРАМ», работающей с «Алмаз-Антеем» и так далее. Это, конечно, важный шаг в плане импортозамещения и технологической безопасности, но мировой рынок в данной области уже поделен между крупнейшими западными игроками. Конкурировать с ними будет крайне сложно.

То же самое можно сказать и о рынке новых материалов для 3D-печати. Еще два года назад казалось, что за него можно побороться, и некоторые российские компании начали отрабатывать технологии производства металлических порошков. Сейчас на этом рынке уже очень тесно.

Сегодня ясно, что стратегия России в области развития АТ и АП должна заключаться в ускоренном продвижении по тем направлениям, в которых наши разработчики удерживают лидерство. В первую очередь речь идет о цифровых моделях, которые лежат в основе 3D-печати. Здесь наши возможности достаточно широки, поскольку у нас сохранились сильные школы в области математики, механики и физики.

В России также сильная школа материаловедения. Она способна сделать следующий шаг в формировании материалов с заданными свойствами за счет применения АТ. У нас разработаны опытные установки, позволяющие изготавливать детали сразу из нескольких материалов — такая система запущена в Нижегородском университете им. Н.И. Лобачевского. Для того чтобы управлять свойствами материалов, надо понимать, как они формируются, какова модель спекания или сплавления при 3D-печати. Тех, кто это успешно делает, в мире довольно мало.

Отмечу, что поиск новых возможностей для применения АТ не ограничивается развитием самих технологий. Ключевую роль играет предпринимательская инициатива: формирование предложений с глубоким пониманием проблем и возможностей высокотехнологичных отраслей и АП позволяет рассчитывать на рост этого рынка.

Мировые лидеры в каждом из направлений развития АП — частные компании. При этом государство берет на себя бремя создания инфраструктуры, необходимой для проведения исследований в области разработки материалов, процессов и элементов цепочки добавленной стоимости для АП. Таким образом, с организационной точки зрения логичной будет ставка РФ на частные компании малого и среднего бизнеса и обеспечение для них условий развития. При этом чрезвычайно важна координация усилий между разработчиками, предпринимателями и потребителями — от домашних хозяйств до крупных корпораций.

Автор — директор по науке, технологиям и образованию Фонда «Сколково»

Мнение автора может не совпадать с позицией редакции

 

Прямой эфир