Аддитивные технологии в России показывают двукратный рост

Рынок металлопорошковых композиций (МПК) в России, по оценкам Ассоциации развития аддитивных технологий (АРАТ), достиг показателя 2,23 млрд рублей. В весовом выражении это более 150 тонн порошков из различных сплавов, предназначенных для 3D-печати. Такую информацию привели участники организованного Алюминиевой ассоциацией научно-практического семинара «Перспективы применения алюминия в аддитивных технологиях: опыт использования, новые материалы, преимущества».

На этом, в целом, оптимистическом фоне собственно алюминиевые порошки пока представлены скромно. Без учёта внутреннего потребления в деньгах это 55 млн руб. (менее 3% рынка), в физическом выражении — чуть более 20 тонн. 

Однако, по словам председателя Алюминиевой ассоциации Игоря Игнашова, отрасль аддитивных технологий (АТ) демонстрирует стремительный рост, вырастая за год в два раза. Одновременно растёт потребление алюминиевых порошков и производство оборудования для 3D-печати. 

На этом направлении у России есть хороший потенциал, и по темпам роста мы не отстаём от остального мира. Начиная с 2026 года, потребление алюминиевых порошков отечественной промышленностью будет ежегодно увеличиваться примерно в два раза и в 2027 году достигнет 75 тонн.

Мировая печать

Рынок аддитивных технологий включает в себя порошки (металл, фотополимеры, пластики и др.), оборудование и услуги по 3D-печати. И за рубежом, и у нас этот сегмент экономики динамично развивается, уступая, пожалуй, только IT-технологиям и решениям, включая искусственный интеллект и робототехнику. 

В мировой отрасли аддитивных технологий вращаются 21,9 млрд долларов. Как ожидается, к 2034 году рынок «аддитивки» вырастет более чем в 6,6 раза и достигнет показателя в 145,2 млрд долларов. Эта цифра представляется вполне достижимой, ведь в игру вступили китайские производители. В Китае уже построены 3D-фабрики, которые в режиме 24/7 печатают необходимые отраслям народного хозяйства изделия.

«Применение аддитивных технологий обеспечивает сокращение до 70% сроков вывода сложных технических систем на производство и рынок. Потому что аддитивные технологии не требуют оснастки, и они не такие трудоемкие, как поковка, штамповка и отливка. Это технологии более высокого уровня. В производстве — это снижение затрат на механическую обработку, а в эксплуатации — увеличение до 60% скорости ремонта изделий. Не забудем и о снижении издержек производства в части утилизации», - считает Ольга Оспенникова.

По прогнозной оценке, представленной специалистами АРАТ в Минпромторг России, к 2030 году рынок увеличится до 58 млрд рублей. Правда, это оптимистический сценарий. Без инвестиций отрасль через пять лет подрастёт лишь до 23,5 млрд руб. 

Впрочем, как считают в АРАТ, такое вряд ли возможно, потому что уже сейчас инвестиционная политика крупных корпораций и отдельных предприятий предусматривает существенные вложения в развитие аддитивных технологий. Скажем, корпорация «Росатом» создаёт на базе региональных вузов центры аддитивных технологий общего доступа. Между тем центру аддитивных технологий при Алюминиевой ассоциации уже более восьми лет.

С точки зрения структуры мировой рынок аддитивных технологий в корне отличается от российского. За рубежом половину его (около 50%) занимают услуги 3D-печати, в России 54% рынка занимает производство оборудования. По итогам 2024 года объём отечественного рынка оборудования оценивался в 10,01 млрд руб. — это более чем 35-процентный рост по сравнению с 2023 годом. 

Тем временем, как отмечает Ольга Оспенникова, в российской отрасли аддитивных технологий скоро грянет перестройка. Всё идёт к тому, что в России, как и в остальном мире, будут доминировать услуги 3D-печати. 

Одним из признаков грядущих перемен является создание производителями 3D-принтеров и сканеров собственных центров аддитивных технологий. Логика понятна: сам произвёл технику, сам её с выгодой для себя эксплуатируешь, выполняя заказы на 3D-печать изделий для самых разных отраслей. Кстати, об основных потребителях АТ-продукции.

У них — автопром, у нас — космос

В части основных драйверов роста рынка аддитивных технологий Россия и мир идут не совсем в ногу. За рубежом среди потребителей с заметным отрывом лидирует автомобильная промышленность — 30%. В России же драйверами являются аэрокосмическая отрасль и двигателестроение — на них приходится почти 50% рынка. Именно в этих сегментах внедрение АТ-решений идёт наиболее активно.

 Растущий интерес производственников к аддитивным технологиям отмечает Дмитрий Рябов, руководитель направления в Алюминиевой ассоциации. Он рассказал о запросах на отечественные алюминиевые порошки, поступающих из аэрокосмической отрасли и не только. В качестве примера Дмитрий Рябов привёл деталь, представляющую собой элемент механизации крыла самолёта. 

Оригинальное изделие отливается из сплава АК7ч и весит 641 г. Благодаря топологической оптимизации и применению 3D-печати порошком из сплава РС-320 вес удаётся снизить до 544 г, то есть на 15%. А если взять порошок на основе инновационного сплава РС-553 системы «алюминий-кремний», можно добиться ещё более впечатляющего результата: снижения веса до 370 г (-33%).

«Зачем нужны новые материалы для 3D-печати? Дело в том, что существующие алюминиевые сплавы не всегда технологичны. На заре деятельности ИЛМиТ мы думали, что достаточно взять существующие сплавы алюминия и сделать из них порошок — не нужно менять чертежи, просто заменим технологию. Всё оказалось сложней. Мы поняли, что под новую технологию нужно создавать новые материалы», - подчеркнул Дмитрий Рябов.

Созданный в России сплав РС-553 нашёл и абсолютно земное применение — в спортивной дисциплине спидскейтинг. Нагрузки в этом виде спорта не космические, но всё же конструкция рамы профессиональных роликовых коньков должна работать в жёстких условиях. Для создания рамы NEURO BLADE компания СПИН использовала генеративный дизайн, учитывающий антропометрию и манеру езды конкретного роллера. 

Необходимый спортинвентарь был изготовлен за восемь дней, три из которых ушло на печать комплекта деталей. Вес рамы составил всего 209 г против 250 г у стандартной. Стоит также заметить, что производство коньков по традиционной технологии из обычного высокопрочного алюминия занимает десять дней.

Роликовые коньки с рамами, напечатанными из сплава РС-553, показали себя с наилучшей стороны на Чемпионате и Первенстве России по роллер-спорту в августе этого года в Челябинске. Кстати, роллер на облегчённой раме побил свой личный рекорд скорости.

Резюмируя, можно сказать, что новые порошковые материалы позволяют оптимизировать вес изделий, а технология 3D-печати открывает широкие возможности для их кастомизации.

Печать металлическими порошками крупногабаритных конструкций и элементов двигателей ракет-носителей, деталей систем кондиционирования, корпусов раздаточных коробок электроквадроциклов и спортивного инвентаря — всё это реалии сегодняшнего дня. И спрос со стороны заказчиков из разных отраслей постоянно растёт. 

Одно только направление крупногабаритной 3D-печати конструкций космической и транспортной техники потенциально может обеспечить потребление порошка фракции до 150 мкм не менее 50 тонн в год. Так что прогнозируемый экспертами ежегодный двукратный рост российского рынка аддитивных технологий с 2026 года не выглядит фантастикой.

Пётр Орлов