Эволюция технологий 3D-печати

Отвечая на вопросы редакции журнала «Аддитивные технологии» о системном развитии аддитивных технологий в России, Павел Петров,  доцент кафедры «Обработка материалов давлением и аддитивные технологии» Московского политехнического университета, коснулся этапов их развития, а также факторов, которые будут способствовать переходу от технологий к производству.

Как вы оцениваете уровень развития аддитивных технологий (АТ) в мире и в России?

Давайте попробуем разобраться в том, что произошло за период с 2010 года по настоящее время, 2024 год.

2010 год — начало популяризации экструзионной 3D-печати; появление на рынке аддитивных технологий новых компаний. Причем тогда мало кто мог похвастаться устойчивыми решениями по части FFF-принтеров. Монополия на рынке промышленной экструзионной печати принадлежала компании Stratasys с технологией FDM. Появлялись стартапы, предлагающие решения, подчас опережающие время, например, компания Sintermask GmbH и ее продукт — принтер Fabbster, на котором были опробованы различные технические решения: высокотемпературная печать, печать филаментом с насечками для устранения проскальзывания и повышения точности подачи материала, рабочая платформа со специальным покрытием, реагировавшим на повышение температуры, и т. п. Практически все из перечисленного было реализовано в продуктах других компаний после 2014 года, года закрытия проекта Fabbster.

Фотополимерная печать в различных вариантах (технологии DLP, LCD, MJM и др.) также получила достаточно сильное развитие, и к 2024 году есть состоявшиеся примеры применения — стоматология, слухопротезирование, ювелирная промышленность, приборостроение и др.

Селективное лазерное сплавление (SLM и ее модификации) и селективное лазерное спекание (SLS), появившиеся примерно в одно время и развивавшиеся с одинаковым темпом, начиная с 2010 года по-разному позиционируются на рынке. SLM-технология все больше ориентируется на промышленное применение в различных отраслях, появляются модификации технологии и новые компании, предлагающие свои решения. Пожалуй, пиковая активность среди производителей SLM-оборудования наблюдалась в период с 2016 по 2019 г. SLS-технология находит области применения, в которых есть востребованность в полимерных изделиях с различными эксплуатационными свой­ствами; патентная активность не такая высокая, как для технологии SLM и ее модификаций.

Все вышесказанное описывает вкратце ситуацию на зарубежном рынке. В РФ возрастание активности производителей оборудования и материалов приходится на период с 2016 и по настоящее время. Наиболее слабым звеном являются фотополимерные принтеры,  несмотря на присутствие на рынке производителей 

материалов.

Какие меры могут увеличить спрос на АТ и ускорить переход от аддитивных технологий к аддитивному производству?

Переосмысление подходов к разработке технологических процессов, совмещение аддитивных технологий с традиционными технологиями производства, учет при разработке новых изделий особенностей выбора материала, применяемого в аддитивных технологиях, в сочетании друг с другом, возможно, приведут к ускорению перехода к аддитивному производству. Дополнительным фактором является подготовка молодых кадров и ускорение производства оборудования для аддитивных технологий, доступного для построения образовательного процесса подготовки.

Кто может стать движущей силой для ускоренного развития АТ в России?

Команды молодых специалистов, объединенных вокруг разработки и продвижения новых идей в области аддитивных технологий, при наличии инфраструктуры, а также мер поддержки для их продвижения. В настоящее время, например, набирает популярность программа поддержки «Студенческий стартап», реализуемая Фондом содействия инновациям. ■

Появился устойчивый спрос на аддитивное производство

Андрей Берюхов, директор бизнес-­направления «Аддитивное производство» ООО «Горизонт покрытий», считает, что сейчас надо максимально использовать период, пока заказчики находятся в поиске оптимальных технологических решений с целью импортозамещения, и продвигать аддитивные технологии, отечественные материалы и оборудование.

Как вы оцениваете уровень развития АТ и рынка АТ в России?

Если отвечать на вопрос кратко, то можно сказать, что с точки зрения развития технологий 3D-печати мы прошли этап ажиотажа, когда аддитивные технологи (АТ) были скорее модным трендом, чем реальным производственным инструментом. Теперь наступает эпоха реального внедрения и освоения в рамках существующих и перспективных производственных мощностей. То есть мы переходим от периода развития аддитивных технологий к развитию направления аддитивного производства (АП). Что это означает? В стране уже сформировалась достаточно обширная инфраструктура аддитивного оборудования, материалов для 3D-печати и определенный задел компетенций в данной отрасли. При этом значительную долю во всех трех направлениях стали занимать отечественные продукты и решения. И это в том числе результат реакции на события 2022 года, когда стало понятно, насколько важен технологический суверенитет. Теперь задача участников рынка АТ/АП — осуществить переход к полноценной интеграции технологий 3D-печати в производственные процессы. И если на предыдущих этапах развития во многих случаях заказчик смотрел на АТ, как на ­что-то «игрушечное», то теперь появляется устойчивый спрос на услуги аддитивного производства со стороны промышленности в широком спектре применений.

Какие меры могут увеличить спрос на АТ и ускорить переход от аддитивных технологий к аддитивному производству?

Мы как участники рынка аддитивного производства ощутили устойчивое увеличение интереса к технологиям 3D-печати начиная с первой половины 2022 года. Вопрос импортозамещения стал как никогда острым, и для АП это стало окном возможностей. Теперь основная задача — максимально использовать период, пока заказчики находятся в поиске оптимальных технологических решений для своих задач по импортозамещению, для оптимизации всех элементов технологической цепочки аддитивного производства (где непосредственно сама 3D-печать занимает от силы 30–40% всего процесса изготовления конечного изделия). Наша ахиллесова пята как производственной технологии — высокая себестоимость заготовки после 3D-печати. Нужно работать совместно с разработчиками аддитивного оборудования над улучшением эксплуатационных характеристик оборудования, давать обратную связь и развивать продукты компаний, работающих в сфере материалов для 3D-печати. Нельзя забывать про образовательный трек, дорабатывая и внедряя образовательные программы для средне­специального и высшего образования, максимально точно отвечающие запросам отечественной индустрии 3D-печати.

Также важно не оставлять без внимания вопросы разработки национальных стандартов и нормативно-­технической документации по направлению.

Кто может стать движущей силой для ускоренного развития АТ в России?

Импульс развития уже есть в настоящий момент — это актуальные задачи импортозамещения, в рамках которых технологии аддитивного производства раскрываются максимально эффективно, давая нужный экономический и технологический эффект. Повторюсь — важно не упускать этот момент и работать над укреплением позиций АП в существующих технологических переделах различных отраслей.

Какие меры и коммуникации могли бы дать дополнительные возможности для развития вашей организации?

С точки зрения существования коммерческих организаций, работающих в сфере аддитивного производства, одной из основных проблем, тормозящих развитие, становится высокая стоимость оборудования для промышленной 3D-печати. Здесь хорошим подспорьем могли бы стать меры поддержки от государства в виде субсидий, льготных условий на приобретение технологического оборудования. Также есть определенные проблемы с доступностью услуг и оборудования для мехобработки напечатанных заготовок (а мы практически всегда работаем с заказами от клиентов, подразумевающими поставку готовых изделий, где доля непосредственно 3D-печати редко превышает 40–50%). Создание пула доступных для участников рынка 3D-печати мощностей по постобработке было бы хорошим подспорьем. ■

Источник журнал "Аддитивные технологии" № 4-2024