Развитие аддитивных технологий в России

    Как отметил во вступительном слове генеральный директор ФГУП «ВИАМ» Е. Н. Каблов, сейчас весь мир активно реализует создание нового промышленного облика, а технологии на основе цифровых механизмов играют в этом ключевую роль. В ближайшие 15 лет и наша экономика должна перейти к цифровым технологиям, материалам нового поколения, способам конструирования. Такая задача была поставлена президентом РФ В. В. Путиным в рамках Национальной технологической инициативы. И доминантой этого перехода, по мнению докладчика, являются аддитивные технологии (АТ). Применяя АТ на всех стадиях жизненного цикла, включая топологическую оптимизацию, возможно до тридцати раз повысить производительность, повысить коэффициент использования материала до 0,98, обеспечить снижение массы конструкции до 50 %.

Путь по внедрению новых технологий в производство непрост и требует решения целого ряда вопросов. На текущий момент ключевым для всех, а для России особенно, является создание программного обеспечения (ПО). Здесь РФ находится в серьезной зависимости от зарубежных разработок. Кроме того, эти программные продукты зачастую не позволяют отступать от стандартных режимов: выходить на более высокие температуры, более высокие уровни свойств материалов. Поэтому первоочередной задачей консорциумов в рамках НТИ является создание единой информационной среды на базе цифровых технологий для проектирования и изготовления изделий с разработкой программного обеспечения: для создания и экспорта 3D-моделей, для послойного синтеза, генерации слоев и поддержек, для расчета топологической оптимизации (бионического дизайна деталей), а также управления жизненным циклом.

В России в настоящий момент реализуются аддитивные технологии первого и второго уровня: это вспомогательные производства, прототипирование, литье с применением деталей, изготовленных по аддитивным технологиям. Целью для всего мира является третий уровень, когда с помощью аддитивных технологий делается реальная деталь. В США, например, стоит задача к 2020 году достичь показателей: 1, 2 уровень — 20 %, а 3 уровень — 80 % (сейчас 70 и 30 %). В одиночку решить такую задачу невозможно. И во всем мире, и в России идет объединение компаний и возможностей. И важно, чтобы деятельность каждого участника российского движения новой промышленной политики была четко прописана, существовало разделение зон ответственности, а также был обеспечен доступ всех участников к этим разработкам. ВИАМ, например, готов отвечать за металлопорошковые композиции в ресурсных деталях. У института для этого есть не только желание, но и опыт.

В ВИАМ создано производство полного цикла, включая разработку технологий и производство металлопорошковых композиций, разработку и синтез деталей, разработку технологий горячего изостатического прессования и термообработки, подготовку нормативной документации для передачи технологии в производство. В настоящий момент, например, в рамках сотрудничества с Фондом перспективных исследований ВИАМ совместно с ОКБ им. М. П. Симонова приступил к разработке на базе аддитивного производства перспективных малоразмерных газотурбинных двигателей в классе тяг 20 и 150 кгс для беспилотных летательных аппаратов. По словам Е. Н. Каблова, «внедрение инновационных решений в конструкцию разрабатываемых МГТД позволит снизить массу двигателя за счет топологической оптимизации деталей сложной геометрии, таких как камера сгорания, турбина, центробежный компрессор». Совместные усилия позволят уже сегодня отвечать на вызовы, которые стоят перед страной. А вызов № 1 для российских авиастроителей — создать двигатель ПД-35. Без применения аддитивных технологий он если и будет создан, то проиграет в весе, эффективности и, соответственно, в полезной нагрузке.

К вопросу о стандартизации. Промышленность начинает жить тогда, когда есть нормативная база. Поэтому ВИАМ вместе с ГК «Роскосмос» и АО «Наука и инновации» был создан комитет по стандартизации, который определил перечень первоочередных стандартов. Их было десять, они прошли открытое обсуждение. Сейчас на утверждении находится восемь проектов. В апреле этого года ВИАМ выпустил первый паспорт на отечественный жаропрочный никелевый сплав ЭП648ПС. 

О необходимости объединения ресурсов говорили и заместитель министра промышленности и торговли РФ О. Е. Бочаров, и генеральный конструктор ОДК Ю. Н. Шмотин, отметив, что данная конференция — одна из площадок для консолидации, в т. ч. интеллектуальных ресурсов, а также для согласования целей и задач развития. ОДК, в частности, ставит для себя такие задачи, как серийное аддитивное производство, снижение стоимости за счет максимальной загрузки аддитивного оборудования, высокая производительность, гибкость производства, эффективное использование металлопорошковых композиций, безлюдные технологии, создание определенных производственных ячеек. Предполагается, что к 2025–2030 году в новых модифицированных после 2018 года двигателях до 20 % массы будут составлять детали, спроектированные и изготовленные с помощью аддитивных технологий. За счет новых технологий проектирования, в т. ч. топологической оптимизации, будет сокращено количество деталей в двигателях более чем в два раза. За счет сокращения сроков и затрат на технологическую подготовку производства разработка опытных деталей, изготавливаемых по АТ, должна сократиться на 80 %. Цикл изготовления серийных деталей, разработанных под аддитивное производство, сократится в три раза, а стоимость изготовления — в два раза.

В рамках конференции о своих достижениях и направлениях развития в сфере аддитивных технологий рассказали представители целого ряда предприятий и компаний, включая: «ОДК-Авиадвигатель», АО «Наука и инновации» (ГК «Росатом»), МГТУ им. Н. Э. Баумана, ВИАМ, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Удмуртский государственный университет, «ЦНИИ КМ «Прометей», «НТЦ «Эталон», Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, «НПО «Сатурн», «Институт физики прочности и материаловедения» СО РАН, ОК РУСАЛ, Институт проблем химической физики РАН, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, ООО «Би Питрон СП», «Эм-Эс-Си Софтвэр РУС», AddUp, ФГУП «НАМИ», ВНИИ «Сигнал», UnionTech, «Консистент Софтвеа Дистрибушн», «ИФ АБ Универсал», «ЦАГИ», «Остек-СМТ», Институт машиноведения им. А. А. Благонравова РАН. Памятные подарки за лучшие доклады были вручены Жанне Сентюриной, ОАО «Композит», — «Исследование влияния ориентации образцов при селективном электронно-лучевом сплавлении на микроструктуру и свойства сплава ВТ6С» и Валерию Путляеву, МГУ им. М. В. Ломоносова, — «Стереолитографическая 3D-печать кальцийфосфатной биокерамики со сложной архитектурой порового пространства». 

По итогам конференции было принято решение, содержащее актуальные шаги для развития аддитивных технологий в России. Это создание единой информационной среды, материалов нового поколения, разработка отечественного оборудования на базе отечественного ПО, разработка национальных стандартов и нормативной документации, совершенствование системы подготовки кадров. Была отмечена необходимость скорейшего утверждения дорожной карты развития отрасли и завершения работ по подготовке технико-экономического обоснования эффекта от развития АТ. Для этого предприятиям-производителям предлагается подготовить и направить в адрес организационного комитета конференции информацию по дорогостоящим деталям сложной формы, изготавливаемым традиционными методами, которые целесообразно производить с помощью аддитивных технологий. Отмечена необходимость определения зоны ответственности отраслевых центров компетенции аддитивных технологий и разработки механизма их взаимодействия, выработка концепции взаимодействия крупных корпораций по внедрению АТ. На базе ФГУП «ВИАМ» предлагается создание единого межотраслевого инженерного центра аддитивных технологий. ■

Другие материалы:

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи или пресс-релизы
со ссылками и изображениями. info@additiv-tech.ru