Михаил Артюшков, 

генеральный директор ООО «Иннфокус»

Внедрение аддитивных технологий (АТ) сегодня выходит из стадии экспериментов и переходит к практической эксплуатации, становясь одной из наиболее динамично развивающихся областей промышленного производства. Однако снятие ряда ограничений, характерных для традиционных технологий, сопровождается возникновением барьеров, свой­ственных АТ. На экономику процесса влияет множество факторов, поэтому себестоимость может существенно варьироваться, а ожидаемый экономический эффект — не достигаться. Применение аддитивных технологий зачастую обходится даже дороже традиционных методов, при этом сложность процессов напрямую влияет на качество и, как следствие, на себестоимость продукции. Практика нашей компании в качестве промышленного интегратора показывает: аддитивные технологии обеспечивают выгоду только при системном подходе, учитывающем совокупность технологических и организационных факторов. Рассмотрим данную логику на примере одной из наиболее распространенных металлических технологий — селективного лазерного плавления (SLM).

Прежде всего необходимо определить область рационального применения. Наиболее очевидная зона эффективности — малосерийное производство. В традиционных технологиях существенную долю затрат формируют подготовительные операции: изготовление оснастки, наладка. При партиях в единицы и десятки изделий распределение этих затрат приводит к резкому росту себестоимости. АТ, не требующие специальной оснастки, устраняют данный барьер, что особенно актуально для предприятий с широкой номенклатурой и малой серией. Дополнительным фактором является сокращение сроков изготовления, критичное, например, при реверс-­инжиниринге компонентов технологических линий с высокой стоимостью простоя. Еще одно преимущество — геометрическая свобода: возможность создавать внутренние каналы, облегченные и топологически оптимизированные конструкции, обеспечивающие улучшение эксплуатационных характеристик.

Однако перечисленные преимущества реализуются лишь при корректной организации процесса. Распространенная практика использования SLM для получения заготовки с последующей значительной механической обработкой приводит к высокой себестоимости. Избыточные поддержки, большие припуски и длительная постобработка нивелируют потенциальный экономический эффект. Кроме того, далеко не все конструкции обладают достаточной технологичностью, поэтому перевод всей малосерийной номенклатуры на 3D-печать является ошибочной стратегией.

Ключевым этапом внедрения становится предварительный отбор изделий. При базе данных, насчитывающей 10 000 и более позиций, необходим автоматизированный скрининг. Для решения этой задачи мы используем собственные методики, использующие семантический анализ в сочетании с технологической аналитикой по таким критериям, как габариты, геометрические особенности, материал, класс нагрузок, годовая потребность и пр. Данная методика легла в основу разработанного нами ПО Reditive Assistant, позволяющего формировать перечень экономически обоснованных кандидатов для аддитивного производства и выполнять полноценное ТЭО для гарантированного возврата инвестиций в АТ (рис. 1). Наибольший эффект, как правило, показывают детали с малой серией производства, сложной геометрией и низким коэффициентом использования материала (КИМ) при классической ЧПУ-обработке.

Рис. 1. Пример расчета в ПО Reditive Assistant

Даже после отбора номенклатуры решающим фактором остается технологическая стратегия и конструкторская подготовка. Данные показывают, что себестоимость одного и того же SLM изделия может различаться кратно. Существенное влияние оказывают такие факторы, как ориентация детали на платформе построения, объем поддержек, толщина слоя, режимы сканирования и величина припусков. Сравнительный анализ по удельной стоимости 1 см³ конечной детали на примере материала РС300 демонстрирует принципиальную разницу подходов (рис. 2).

Рис. 2. Сравнительный анализ по удельной стоимости 1 см³ конечной детали на примере материала РС300

Рис. 3. Карты отклонения напечатанного сектора НА КВД до применения Reditive Compensation и после

Так, на изображенной матрице себестоимости можно увидеть, что при печати с массивными поддержками и значительными припусками, требующей длительной слесарной и ЧПУ-обработки, удельная стоимость составит порядка 343 руб./см³. Процесс экономически неэффективен. А печать, максимально приближенная к конечной геометрии, с минимальными поддержками стоит уже порядка 55 руб./см³. Разница достигает шестикратного значения — отсутствие конструкторской подготовки делает аддитивное производство неоправданно дорогим.

Отдельную проблему представляют технологические деформации, возникающие в процессе изготовления. Традиционные способы решения данной проблемы — это увеличение припусков и подведение более объемных и жестких поддерживающих структур, что ведет к росту стоимости 3D-печати, а также увеличению объема последующей ЧПУ-обработки, а значит, и итоговой себестоимости детали. Альтернативой является компенсирующая корректировка исходной модели с использованием данных 3D-сканирования. Такой подход позволяет изготовить деталь в теоретическом пределе точности технологии, для SLM это составляет 50–100 мкм, что дает возможность получить заготовку детали с максимальным КИМ. Для реализации данного подхода применяется разработанное нами программное обеспечение Reditive Compensation, новая версия которого вышла в 2026 году.

Практическая иллюстрация — производство сложного сектора НА КВД в рамках работ по демонстратору авиационного двигателя ПД-35 (работа выполнялась в интересах АО «ОДК-Авиадвигатель»). Мы сравнили три технологии: ЧПУ-обработка из проката, литье и SLM — с припусками под ЧПУ и без, для материала ЭП648. Для простоты сравнения сделано допущение, что допуск 0,1 мм предъявляется не только на профиль пера лопаток, но и на другие поверхности.

Расчеты, представленные в таблице 1, позволяют проследить влияние технологического подхода и серийности на итоговую себестоимость изделия. Для единичного производства принципиальное значение имеет структура затрат: при SLM-печати без припусков с применением Reditive Compensation отсутствуют расходы на оснастку и исключается объемная ЧПУ-обработка. В результате себестоимость составляет порядка 82 тыс. руб. за деталь, что кратно ниже альтернативных вариантов. Для сравнения: SLM с припуском требует существенной ЧПУ-обработки, оснастки и дополнительных подготовительных операций, что увеличивает стоимость примерно до 425 тыс. руб.; ЧПУ-обработка из проката достигает порядка 660 тыс. руб.; литье при единичном заказе оказывается наименее рациональным вследствие высокой стоимости оснастки.

При увеличении партии до 10 штук удельная нагрузка затрат на подготовку снижается, однако характер распределения сохраняется: наименьшая себестоимость достигается в сценарии SLM без припусков (около 45 тыс. руб. за изделие), тогда как варианты с припуском и значительной ЧПУ-обработкой остаются в разы дороже. Литье в этом диапазоне начинает конкурировать по стоимости, но все еще уступает оптимизированной аддитивной стратегии.

При партии 100 штук наблюдается смена баланса: за счет распределения затрат на оснастку литье существенно снижает себестоимость и приближается к аддитивному варианту. Тем не менее SLM без припусков сохраняет сопоставимый уровень затрат (порядка 42 тыс. руб. за деталь), тогда как SLM с припуском и ЧПУ из проката остаются значительно менее эффективными.

Таким образом, решающим фактором является не только сама технология, а объем последующей ЧПУ-обработки: печать «в размер» радикально меняет экономику процесса. Более того, аддитивное производство демонстрирует безусловное преимущество в сегменте единичных и малых партий. В-третьих, при росте серии литье становится конкурентоспособным за счет эффекта масштаба, тогда как SLM-печать с припуском теряет экономический смысл независимо от объема выпуска. Таким образом, расчеты подтверждают, что универсального ответа о выгоде по умолчанию не существует: каждое изделие требует технико-экономического анализа.

Возвращаясь к вопросу о выгоде аддитивных технологий, следует сделать вывод: это не универсальная замена традиционным методам производства, а отдельная производственная технология со своими ограничениями. Экономическая эффективность 3D-печати достигается при соблюдении ряда условий: корректный выбор номенклатуры (анализ коэффициента использования материала, геометрии и серийности), выбор соответствующей технологии и материала, адаптация конструкции и применение предеформации для минимизации постобработки. В этих условиях 3D-печать становится не просто альтернативным способом изготовления деталей, а стратегическим инструментом повышения гибкости, технологической независимости и конкурентоспособности промышленного предприятия. 

Источник журнал "Аддитивные технологии" № 2-2026