В рамках выставки Weldex в Москве состоялся круглый стол «Перспективные технологические решения в области 3D-печати», где обсуждались направления развития аддитивных технологий в РФ, их роль в обеспечении технологического суверенитета, вопросы поставки материалов и комплектующих в условиях импортозамещения, а также результаты внедрения в целый ряд отраслей.

«Аддитивные технологии являются одним из самых бурно развивающихся направлений, уступая по темпам роста только IT-сектору, и их широкое внедрение в российскую промышленность является актуальной задачей», — считает Ольга Оспенникова, модератор дискуссии, исполнительный директор Ассоциации развития аддитивных технологий, советник президента АО «ТВЭЛ». Ожидается, что к 2030 году рынок аддитивных технологий в России достигнет 58 млрд руб­лей, тогда как по итогам 2024 года его объем составил около 19 млрд руб­лей.

Доклады специалистов ведущих компаний, занятых в сфере аддитивных технологий, подтвердили слова модератора, отразили уровень достижений, круг прорабатываемых вопросов, векторы развития и подчеркнули практическую ценность предлагаемых отечественных решений.

АО НПО «ЦНИИТМАШ» выступает как разработчик головных образцов оборудования, новых технологий и новых конструкций, в том числе в аддитивном направлении. Виктор Орлов, генеральный директор института, представил линейку разработанного оборудования, отметив, что его сложность итерационно возрастала за последние годы. Часть этих машин уже несколько лет работает на площадках заказчиков, а один из принтеров функционирует в режиме 24/7 с месячными интервалами обслуживания. Отличительной чертой разработок 

ЦНИИТМАШ, по мере перехода от опытных работ к серийному выпуску изделий, стало активное внедрение дополнительных систем контроля самого технологического процесса, а не только разравнивания порошкового слоя.

Отдельно докладчиком был представлен проект последних двух лет — разработка технологии спекания керамических материалов в стандартной SLM-машине без применения связующих веществ (рис. 1). По словам спикера, это позволяет обеспечить высокую чистоту материала, что критически важно для ряда отраслей. Технология была отработана на исследовательской установке, а ее работоспособность подтверждена на опытных образцах. На текущий момент уже сдана заказчику пилотная машина с рабочей зоной 1×1×1 метр, технологически обеспечивающая спекание карбида кремния.

Рис. 1. Технология лазерного спекания керамических материалов без использования дополнительных связующих. 

Фото: АО НПО «ЦНИИТМАШ»

В качестве вектора дальнейшего развития была названа диверсификация. В современных экономических условиях, как отметил Виктор Орлов, невозможно создавать каждый принтер под одно целевое изделие. Необходимы «средневзвешенные» машины, которые, обладая комплексом систем контроля и технологической начинкой, позволяют печатать широкую номенклатуру изделий из различных исходных материалов — от металлических порошков до керамики.

Компания «Лазеры и аппаратура ТМ» начала заниматься аддитивными технологиями еще с 2016 года, но вышла на публичное поле только после тщательной отработки решений. Основной фокус компании сосредоточен на машиностроительных применениях, а ключевыми заказчиками являются предприятия авиационного двигателестроения, космической отрасли и других ответственных секторов промышленности.

В своем выступлении Анна Цыганцова, генеральный директор НПЦ «Лазеры и аппаратура ТМ», акцентировала внимание не на технических характеристиках оборудования, а на фундаментальных требованиях, которые предъявляются к нему на реальном производстве. Были выделены ключевые факторы, определяющие эффективность внедрения: надежность при работе в долговременном цикле, который может достигать нескольких недель, автономность системы, напрямую влияющая на эксплуатационные расходы, и общая производительность, учитывающая не только скорость печати, но и трудоемкость сопутствующих процессов, таких как постобработка.

Рис. 2. Коаксиальная порошковая наплавка. Сравнение порошков различных производителей. 

Фото: НПЦ «Лазеры и аппаратура»

Особое внимание было уделено вопросу повторяемости и стабильности характеристик не только от слоя к слою, но и вокруг всего рабочего поля печати (рис. 2). Спикер подчеркнула, что заявленные параметры должны обеспечиваться не на тестовых образцах, а уже в ходе непрерывной работы над крупными изделиями. В этой связи была упомянута методика приемки, разработанная ВИАМ, как пример системного подхода к оценке возможностей аддитивного оборудования.

Продолжил тему производительности Дмитрий Трушников, генеральный директор компании «Иксвелд». В своем выступлении он отметил, что отрасль постепенно проходит этап первичного внедрения аддитивных технологий, и сейчас на первый план выходят вопросы их экономической целесообразности и окупаемости. Компания специализируется на проволочной наплавке, и в своем докладе Дмитрий Трушников подробно остановился на технологических аспектах, обеспечивающих экономическую эффективность этого метода.

Были представлены различные технологические подходы, включая использование лазерных, плазменных и дуговых процессов. Выбор конкретного метода зависит от требований к точности и типа обрабатываемого материала — алюминиевых, титановых или магниевых сплавов. Особое внимание в выступлении было уделено важности перехода на отечественные роботизированные решения. Спикер рассказал, что ранее компания использовала роботов-­манипуляторов зарубежного производства, но их программное обеспечение не обеспечивало необходимый для сложных задач уровень оперативного обмена данными. В текущем году был успешно запущен проект с российским производителем, который разработал специализированное ПО, позволяющее в реальном времени обмениваться данными между контроллером и роботом-­манипулятором, что устранило ключевое ограничение при печати крупногабаритных изделий.

Центральной темой доклада стало внедрение системы адаптивного управления процессом проволочной наплавки. Эта система использует контроль электрического сопротивления между механизмом подачи проволоки и наплавляемой подложкой. Такой подход позволяет динамически регулировать подачу проволоки, исключая этот параметр из числа переменных при отработке технологии и обеспечивая стабильность и воспроизводимость процесса. Как пояснил Дмитрий Николаевич, при традиционной наплавке ошибка, вызванная разным теплоотводом вдоль траектории, может накапливаться, достигая нескольких миллиметров. Система обратной связи компенсирует эти отклонения от слоя к слою, исправляя случайные ошибки на последующих этапах печати, что критически важно при многосуточной работе над крупными объектами.

Также были представлены конкретные примеры, иллюстрирующие экономическую эффективность технологии. Один из проектов касается восстановления лопатки из титанового сплава VT6 для моноколеса, где себестоимость процесса составила около 50 тысяч руб­лей, что оказалось экономически оправданным для возврата в строй дорогостоящего узла. В другом кейсе для шахтной вентиляции удалось получить готовую стальную лопатку с шероховатостью 8–12 мкм, которая не требует дальнейшей механической обработки, кроме посадочных поверхностей (рис. 3).

Рис. 3. Лопатка шахтного вентилятора, выращенная в трех координатах лазерно-­дуговой наплавкой (материал: ВТ6 проволока диаметром 1,2 мм, высота слоя: 0,8 мм, габариты: 150×200×35 мм, пропуски: 0 мм, масса наплавки 0,6 кг). Обрабатываются только посадочные поверхности. Затраты на материалы: проволока — 6 т. р., газ аргон — 5 т. р., электричество — 7 т.р., итого 18 т. р. Время выращивания: 2 часа. 

Фото: компании xWeld

Алексей Ким, директор департамента аддитивных технологий компании «Лазерные системы», акцентировал внимание на экономике аддитивного процесса, в частности, SLM-технологии. Он заявил, что технология получает развитие только в том случае, если демонстрирует четкий и понятный экономический эффект. Основываясь на опыте работы центра аддитивных технологий компании, где количество установок выросло с четырех до десяти, Алексей Ким выделил несколько типов заказчиков. К первому типу он отнес предприятия, которые стремятся к повышению экономических показателей и ожидают явного эффекта в ближайшие один-три года. Второй тип — это компании, которым аддитивные технологии требуются для оперативного решения внезапно возникших производственных задач, например, для замещения утраченных импортных цепочек поставок. Третий тип составляют организации, которые, не имея сиюминутной необходимости, инвестируют в технологии на перспективу 5–10 лет, наращивая компетенции. И наконец, четвертый тип — это компании, планирующие работать на рынке услуг контрактной печати.

В своем выступлении Ким подробно остановился на рисках, связанных с внедрением собственного аддитивного производства. Одним из ключевых он назвал риск недостижения планово-­экономических показателей, для минимизации которого требуется глубокая и детальная оценка всех этапов — от разработки конструкции до выходного контроля. Следующий серьезный риск — недооценка трудоемкости. Многие заказчики, по его словам, ошибочно полагают, что аддитивное производство ограничивается нажатием кнопки на принтере, в то время как оно требует участия операторов, технологов и значительных мощностей для постобработки. Недооценка сопутствующих расходов также была выделена как распространенная проблема: на периферийное оборудование может потребоваться дополнительно 20–30% от стоимости самой аддитивной установки. Наиболее сложными для решения спикер назвал риски, связанные с нехваткой кадрового ресурса и ограничениями нормативной базы, отметив, что эти вопросы требуют системных усилий в масштабах всей страны.

Были также перечислены и очевидные преимущества создания собственного аддитивного участка. В их числе — повышение экономичности производства особо сложных изделий, где традиционные технологии проигрывают, значительное сокращение сроков изготовления за счет упрощения производственных цепочек (рис. 4). Отдельно был отмечен эффект масштабирования: увеличение парка принтеров не приводит к пропорциональному росту числа персонала, что снижает общую трудоемкость. К другим преимуществам были отнесены: высвобождение мощностей традиционной механообработки благодаря снижению объема постобработки и возможность производить широкую номенклатуру изделий малыми сериями без затрат на оснастку.

Несмотря на кажущуюся простоту формы, при серийном выпуске изделий достигается высокий экономический эффект: снижение себестоимости производства в 1,5–2,5 раза, сокращение цикла производства.

Рис. 4. 3D-печать заготовок изделий из специальных материалов. Фото: АО «Лазерные системы»

Особое значение имеет применение аддитивных технологий во вспомогательном производстве, особенно в литейных процессах. Технологии 3D-печати литейных форм открывают новые возможности для отраслей, где традиционное литье остается незаменимым.

Денис Голубцов, коммерческий директор компании «ЗМ Инжиниринг», представил технологию печати песчано-­полимерных форм по методу Binder Jetting, при которой послойно наносится песок с катализатором с последующим селективным нанесением связующего. Ее ключевое преимущество — возможность создания сложных литейных форм, недостижимых для традиционных методов.

По словам спикера, традиционная подготовка оснастки занимает недели или месяцы, тогда как 3D-печать сокращает этот процесс до нескольких дней. Денис Голубцов привел пример изготовления рабочего колеса с межлопаточным расстоянием 4 мм: себестоимость при традиционном изготовлении составляла 165 тысяч руб­лей, а с применением 3D-печатных форм снизилась до 50 тысяч руб­лей (рис. 5). Другие кейсы включали отливку головки блока цилиндров с каналами охлаждения 4 мм и крупногабаритного колеса-­импеллера диаметром 900 мм, полученного с первого раза.

Рис. 5. Изготовление закрытого рабочего колеса для перекачки нефтепродуктов: 4 мм — экстремально малое междисковое расстояние при наружном диаметре 320 мм. Материал: нержавеющая сталь 12Х18Н10Л. Формы для литья выполнены по технологии Binder Jetting. Фото: ООО «ЗМ Инжиниринг»

Технология не требует изменения литейных процессов или дополнительной сертификации, так как меняется только способ создания формы. Среди преимуществ были названы: ускорение подготовки новых изделий, возможность реверс-­инжиниринга, изготовление сложно-­геометрических и топологически оптимизированных отливок, а также снижение брака за счет минимизации человеческого фактора.

«Росатом Аддитивные Технологии» — отраслевой интегратор, системно развивающий аддитивные технологии, в работе которого задействовано более 30 предприятий Госкорпорации «Росатом». Евгением Таушкановым, начальником управления продаж компании, была представлена линейка оборудования: SLM-установки с полем построения до 600 мм, машины для прямого лазерного выращивания (DMD) и уникальная для России серийная установка для электронно-­лучевой плавки. Примеры применения включали изделия для атомной промышленности, в т. ч. изготовление выгородки реактора и фланец электрохимического генератора (рис. 6).

Рис. 6. Фланец электрохимического генератора/ электризера, выполненный по технологии СЛМ. С помощью 3D-печати удалось в 4 раза снизить себестоимость изделия, в 3 раза сократились сроки изготовления, коэффициент использования материалов увеличен на 90%, значительно упрощена конструкция. Фото: «Росатом Аддитивные Технологии»

В заключение Евгений Таушканов обозначил системные барьеры развития аддитивных технологий: недостаточную скорость стандартизации в отраслях и дефицит кадров. По его мнению, решение этих задач критически важно для достижения технологического лидерства.

Олег Панченко, заведующий лабораторией легких материалов и конструкций Санкт-­Петербургского политехнического университета Петра Великого, поделился опытом работы с различными типами аддитивного оборудования — как с закрытыми системами, так и с открытыми, позволяющими печатать изделия длиной до 22 метров (рис. 7), а также подробно остановился на проблемах и решениях в области импортозамещения компонентов для аддитивного оборудования, в частности, для установок электродугового выращивания. Спикер отметил, что с началом СВО прекратилась даже минимальная поддержка со стороны иностранных производителей, что заставило искать отечественные аналоги.

Рис. 7. Примеры разработанных систем и изделий. Фото: СПбПУ

Кроме того, был представлен анализ структуры стоимости получения изделий, где значительную долю занимает подготовка управляющих программ, что выдвигает на первый план вопрос наличия отечественного программного обеспечения для связи софта и железа. Олег Панченко рассказал о пути от использования зарубежных продуктов и опенсорс-­решений до создания собственного слайсера, который не только готовит управляющие программы, но и умеет залечивать модели и тонко настраивать параметры печати. Главным нерешенным вопросом пока остается необходимость в симуляторе, точно предсказывающем поведение промышленного робота.

Санкт-­Петербургский государственный морской технический университет — разработчик, производитель серийных машин и крупное контрактное производство, недавно переехавшее в новое здание площадью 

2,5 тыс. кв. м. Мощность центра позволяет производить до 50 тонн заготовок в год по технологиям прямого лазерного выращивания и селективного лазерного плавления. Его ключевой особенностью является предоставление услуг «под ключ», включая полный цикл постобработки: механическую и термическую обработку, электроэрозию и лазерную резку. Это позволяет клиентам получать готовые детали, а не просто заготовки. Константин Бабкин, начальник отделения аддитивных технологий университета, привел примеры выполненных заказов для ОДК, атомной отрасли и нефтегазового сектора, где аддитивные технологии оказались дешевле и быстрее литья, особенно при производстве штучных и мелкосерийных деталей из сложных материалов.

Лейтмотивом выступления стала экономика процесса: Константин Бабкин заявил, что ключевая задача — снижение себестоимости килограмма изделия. Этого удается достичь за счет роста производительности (до 7–8 кг/ч при использовании 12‑киловаттного лазера) и снижения стоимости порошков (рис. 8). Для нержавеющей стали, по его словам, уже достижима себестоимость заготовки в 3–5 тысяч руб­лей за килограмм, что делает технологию конкурентоспособной по сравнению с традиционной мехобработкой из проката, особенно с учетом минимальных припусков. Это позволяет в сжатые сроки — дни, а не недели — изготавливать крупногабаритные заготовки массой до нескольких тонн.

Производительность: 12X18H10T — 7,5 кг/ч при ширине валика 8 мм, ВЖ159‑7,5 кг/ч при ширине валика 8 мм, AlSi10Mg — 2 кг/ч при ширине валика 8 мм

Рис. 8. Использование для прямого лазерного выращивания высокомощных лазеров (ПЛВ 12 кВт). Фото: СПбГМТУ

Таким образом, российские аддитивные технологии перешли в стадию зрелости, когда главным критерием внедрения становится экономическая целесообразность. Несмотря на сохраняющиеся вызовы, такие как зависимость от импорта некоторых компонентов, нехватка кадров и необходимость развития нормативной базы, отрасль демонстрирует устойчивую способность к развитию. Благодаря кооперации между научными центрами, вузами и промышленными предприятиями, создаются не только экспериментальные образцы, но и серийное оборудование, а услуги контрактного производства становятся доступными и экономически выгодными. Именно в условиях импортозамещения российская промышленность не только адаптируется, но и находит новые точки роста, осваивая производство сложных изделий, недоступных для традиционных технологий. Накопленный задел позволяет смотреть в будущее с осторожным оптимизмом, ожидая дальнейшего снижения цен и расширения сфер применения аддитивных технологий. 

Все по-прежнему зависит от плотной кооперации внутри отрасли и организованного промышленного процесса — начиная с подготовки квалифицированных специалистов и заканчивая поиском надежной клиентуры и правильным выбором точки сбыта.

Автор: Иван Жоглов

Источник журнал "Аддитивные технологии" № 1-2026