Насколько велик потенциал для внедрения трехмерной печати на российских предприятиях? Как аддитивные технологии (АТ) влияют на развитие энергетики? Может ли 3D-печать стать «спасательным кругом» для снижения импортозависимости промышленных предприятий от зарубежных поставок? Об этом шеф-редактору газеты «Энергетика и промышленность России» рассказала в ходе Открытого интервью Ольга Оспенникова, исполнительный директор Ассоциации развития аддитивных технологий (АРАТ), д. т. н.
Опережающее развитие
— Ольга Геннадиевна, Ассоциация регулярно проводит анализ рынка аддитивных технологий. Могли бы вы поделиться результатами исследований? Как развивается это направление, в каких отраслях наиболее востребовано в России и какую долю в применении АТ занимает энергетика?
— Как ожидается, мировой рынок аддитивных технологий к 2033 году будет составлять 97,1 миллиарда долларов, и этот прогноз подтверждается с каждым годом.
За последние годы мировой рынок аддитивных технологий стабильно показывал высокие темпы роста, а по итогам 2023 года объем рынка достиг 20 млрд долл. То есть прогресс ощутим.
В России основополагающим документом развития аддитивных технологий является «Стратегия развития аддитивных технологий». Документ разработан Минпромторгом России при активном участии АРАТ и предполагает, что к 2030 году российский рынок АТ достигнет 13,2 млрд рублей.
Второй документ — это дорожная карта «Технологии новых материалов и веществ» в части поднаправления «Аддитивные технологии», в том числе реализация Комплексной научно-технической программы (КНТП) полного инновационного цикла «Аддитивные технологии». Новые материалы и технологические процессы позволят увеличить российский рынок АТ до 23,5 млрд рублей.
То есть планы достаточно амбициозные, и они подтверждаются опережающим развитием этого направления. Например, мы прогнозировали, что объем российского рынка аддитивных технологий в 2023 году достигнет 6 млрд рублей. Реальная же цифра превысила 7,4 млрд рублей.
Сейчас мы уверенно движемся к цифре 23,5 млрд рублей, и эта цифра постепенно становится реальностью.
Безусловные лидеры по внедрению аддитивных технологий в нашей стране — это авиация, двигателестроение, космос и предприятия оборонно-промышленного комплекса. Это те высокотехнологичные отрасли, на которые приходится более 45% российского рынка аддитивных технологий.
До 20% спроса обеспечивают нефтегазовое и химическое машиностроение и смежные с ними отрасли, включая топливно-энергетический комплекс. Это, кстати, существенно превышает мировые показатели, где доля энергетики не превышает 7%. То есть мы можем гордиться своими достижениями в этой области.
Надо отметить, что за последние годы мы видим перераспределение доли аддитивных технологий по секторам промышленности на мировом рынке. Если в 2021 году лидировали авиация и космос, то в 2022 году на первое место стала выходить автомобильная промышленность, и 2023 год подтвердил эту тенденцию. За автомобильной промышленностью теперь идут товары народного потребления и медицина. А авиация и космос сместились на четвертое место.
То есть аддитивные технологии по-прежнему широко применяются в авиации, космосе и оборонно-промышленном комплексе, но уже переходят в гражданские сектора экономики. И этот мировой тренд четко прослеживается.
— То есть становятся все ближе к людям?
— Именно. И это само по себе говорит о том, что люди начинают верить в аддитивные технологии, которые выходят за пределы исключительно высокотехнологичных отраслей и находят гораздо более широкий спектр применения.
В рамках импортозамещения
— Насколько активно развиваются аддитивные технологии в энергетике, если не считать нефтегазовую отрасль, которая лидирует в их применении?
— Развиваются и очень активно. Особенно в области энергетического газотурбостроения. Аддитивные технологии начинают активно применять при создании инновационных продуктов, строительстве энергетических турбин в рамках импортозамещения.
Их широко используют и в атомной энергетике. Например, ГК «Росатом» ведет испытания различных деталей, компонентов и целых установок: элементов выгородки водяного реактора, топливных фильтров, насосного оборудования (рабочие колёса), сепараторы сложной формы.
Кроме того, аддитивные технологии широко применяются при ремонте и восстановлении различных деталей и узлов двигателей, компрессоров, турбин, насосного и другого оборудования. Это направление сегодня двигается вперед семимильными шагами, и мы ждем продолжения его роста.
— Это в первую очередь касается элементов оборудования зарубежного производства?
— Здесь скорее надо выделить два направления. Первое — это, безусловно, ремонт и замена изношенных частей оборудования, поставки которых на сегодняшний день в Россию не осуществляются.
А также ремонт элементов конструкций, в том числе и российского производства, для продления срока работы оборудования, ресурса газотурбинных установок и снижения себестоимости добычи нефти, газа, выработки электроэнергии. Это обеспечивает серьезную экономическую эффективность.
Второе направление — это создание новых агрегатов и установок, в том числе в рамках импортозамещения.
В качестве примера можно привести форсунки газовой турбины, которые изначально состояли из 80 элементов. Применение аддитивных технологий позволило сократить их количество до 10–15 за счет генеративного дизайна.
Таким образом, аддитивные технологии дают, во-первых, существенное сокращение времени проектирования той или иной сложной системы или агрегата. Во-вторых, позволяют снизить затраты на подготовку производства, потому что необходимый элемент можно быстро создать по математической модели и сразу же «вырастить». Кроме того, элементы бионического и генеративного дизайна позволяют повысить эффективность конструкции.
Поэтому конструкторы современных установок, турбин, компрессоров, насосов начинают применять аддитивные технологии.
— То есть развитие этого направления уже достигло стадии, когда действительно дешевле напечатать сложную деталь на 3D-принтере, чем размещать заказ на ее изготовление на производстве? По крайней мере, если речь идет о единичном изделии.
— Конечно, применять аддитивные технологии не имеет смысла, если речь идет о простых элементах.
Зато они позволяют создавать уникальные конструкции и изделия очень сложной формы, которые требуют очень длительного проектирования и подготовки производства. Использование АТ дает экономический эффект именно в случае сложных и очень сложных систем.
Совместная работа технолога, материаловеда и конструктора (причем именно в области аддитивных технологий) — очень важная синергия, которая позволяет реализовывать все преимущества аддитивных технологий и их применения в конструкциях.
Прогресс серьезный
— На какой стадии развития сейчас находятся АТ в нашей стране? Насколько сегодня велика необходимость развития собственных технологий?
— Прогресс в этом направлении очень серьезный. После ухода с российского рынка ключевых европейских игроков создание собственного высокотехнологичного аддитивного оборудования получило взрывное развитие.
На сегодня уже, по крайней мере, два производителя аддитивного оборудования получили статус российского поставщика: «Русатом Аддитивные технологии» и «Лазерные системы». Это ключевые члены нашей Ассоциации, которые работают на рынке металлической 3D-печати. Так, «Русатом Аддитивные технологии» имеет широкую номенклатуру 3D-принтеров и использует прямое лазерное выращивание (ПЛВ), селективное лазерное плавление (СЛП), электронно-лучевую наплавку порошка.
97,1 миллиарда долларов составит мировой рынок аддитивных технологий к 2033 году.
Все это полностью отечественные разработки. Причем ключевые элементы конструкции, например, такие как лазеры, обеспечивают работоспособность оборудования, тоже российского производства.
Это важно, потому что зависимость от зарубежных поставщиков в части ключевых элементов была наиболее уязвимым местом такого производства. Но эту проблему удалось решить.
Сейчас активно ведется работа в части замены микроэлектроники. Сборка силовых шкафов полностью осуществляется из комплектующих отечественного производства.
— То есть в этой области идет активная работа в части достижения технологического суверенитета...
— Это основная задача, которую перед нами поставило Министерство промышленности и торговли Российской Федерации, мы с ними активно работаем в этом направлении.
Импортозамещение аддитивных технологий ведется не только в части оборудования, но и в части материалов российского производства. Потому что зарубежные компании, которые работали на российском рынке, как правило, поставляли оборудование со своими материалами и с так называемым закрытым софтом, когда невозможно было заменить импортные материалы на российские.
Сейчас российский рынок металлопорошковых композиций, проволок для электронно-лучевого плавления и полимерных материалов для 3D-печати заметно растет. То есть практически в каждом направлении аддитивных технологий идет активное импортозамещение, чтобы исключить зависимость от зарубежных поставщиков.
Например, Госкорпорация «Росатом» запускает производство металлопорошковых композиций. На начальном этапе его мощность составит около 20 тонн в год, и уже в дальнейшем эта цифра может превысить 100 тонн в год. Так что дефицита этих материалов в нашей стране не будет.
Синергетический эффект
— Наверное, в эту работу вовлечено огромное количество российских компаний и предприятий?
— В эту работу действительно вовлечено очень большое количество предприятий.
Ассоциация создавалась на базе самых крупных компаний российского рынка, таких как Росатом, Роскосмос, Ростех. Кроме того, в составе АРАТ, кроме крупных игроков, много представителей малого и среднего бизнеса. Это очень ценно, потому что предприятия взаимодополняют друг друга. То есть небольшие компании, как правило, концентрируются на определенных направлениях в области аддитивных технологий, поставляя свои решения и продукты крупному бизнесу. Ведь ни одна, даже очень крупная корпорация не может охватить абсолютно все направления производства.
И исследования, и анализ, которые мы проводим, помогают небольшим компаниям понимать, куда будет двигаться отрасль, и определять дальнейший вектор своего развития без каких-то серьезных рисков.
Например, сейчас в России направление керамики развивается не слишком активно, пока работы ведутся в основном по классической технологии. Но в ближайшее время будет расти спрос на всевозможные высокотемпературные элементы конструкций, сложные технические системы. Это потребует создания и совершенствования аддитивных технологий в области керамики. Во-первых, создания нового поколения 3D-принтеров, потому что требуются совершенно другие условия и принципы печати. А во-вторых, порошковых материалов для керамических изделий. И это одно из наиболее перспективных направлений сейчас.
Аддитивные технологии выходят за пределы исключительно высокотехнологичных отраслей и находят гораздо более широкий спектр применения.
— В разных регионах страны работает уже полтора десятка центров аддитивных технологий (ЦАТ). Как регулируется и строится их работа, есть ли у них какая-то специализация?
— Сейчас мы наблюдаем активное развитие рынка услуг 3D-печати. Не каждое предприятие, особенно небольшое, может себе позволить купить дорогой 3D-принтер. При этом многие компании испытывают потребность в изготовлении небольших партий сложных изделий по аддитивным технологиям. Например, каких-то конструкционных узлов. И в данном случае им могут помочь такие ЦАТ. Любое предприятие может обратиться к ним со своими задачами, и его заказ будет очень быстро выполнен.
Конечно, маловероятно, что кто-то поедет из Санкт-Петербурга в Красноярск для того, чтобы напечатать детали. Это будет очень затратно в части логистики. И мы работаем над тем, чтобы такие центры были во всех регионах.
На днях «Лазерные системы» открыли такой центр в Санкт-Петербурге. Центры аддитивных технологий действуют в Госкорпорации «Росатом» в Екатеринбурге, Нижнем Новгороде, Перми и других городах, Объединенной двигателестроительной корпорации в Воронеже, Ростеха в Москве.
Это направление способствует развитию аддитивных технологий в нашей стране.
Подготовить кадры
— Как сегодня обстоят дела с кадрами, которые готовы и способны работать в области аддитивного производства? Насколько эта растущая отрасль нуждается в специалистах?
— На сегодня кадровый вопрос стоит очень остро. Аддитивные технологии — одни из наиболее сложных в части подготовки высококвалифицированных кадров.
Такой специалист должен аккумулировать в себе несколько специальностей. Во-первых, быть хорошим конструктором, понимать, каким образом проектируется деталь. Он должен быть технологом, то есть уметь отрабатывать технологию, генерацию слоев. Он должен быть материаловедом и понимать, как ведет себя тот или иной материал в процессе синтеза, каковы его особенности, как и в каком режиме его синтезировать. И он должен быть немного программистом, чтобы уметь составлять программы с учетом всех нюансов изготовления и применения конструкции.
Чтобы приходящий на производство специалист обладал всеми этими компетенциями, имел базовые навыки работы на аддитивном оборудовании, подготовка таких кадров должна происходить по единой схеме. А значит, нужны образовательные программы и стандарты, единые для всех вузов Российской Федерации.
Сейчас мы работаем в этом направлении совместно с Московским государственным техническим университетом имени Н. Э. Баумана (МГТУ), Национальным исследовательским технологическим университетом МИСиС, Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом, Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого, Томским политехническим университетом. То есть с вузами, которые у себя активно развивают направление аддитивных технологий.
Параллельно работаем над развитием системы повышения квалификации. Например, разработано две программы (базовый курс и специалитет) на базе корпоративной академии Росатома. Там прошли обучение уже больше 1000 человек.
Многие вузы также разрабатывают образовательные программы дополнительного профессионального образования.
С поддержкой Минпромторга
— Получает ли отрасль государственную поддержку и нужна ли она ей?
— Безусловно, государственная поддержка очень важна. Мы активно работаем в этом направлении с Министерством промышленности и торговли.
В качестве примера могу привести механизм поддержки экспорта, направленный на субсидирование логистических затрат в размере до 80%, который регулируется постановлением Правительства 1347. Нo этой поддержкой могут воспользоваться только те предприятия и организации, коды продукции которых включены в перечень Минпромторга России.
До 20% спроса на аддитивные технологии в России обеспечивают нефтегазовое и химическое машиностроение и смежные с ними отрасли, включая топливно-энергетический комплекс. Это, кстати, существенно превышает мировые показатели, где доля энергетики менее 7%. То есть мы можем гордиться своими достижениями в этой области.
До недавнего времени аддитивные технологии в этот перечень не входили, он в основном включал станкостроение и инструментальную промышленность. На сегодня мы выделили группу кодов ТН ВЭД, относящиеся к оборудованию для аддитивного производства. И уже буквально на днях должно быть утверждено внесение этих изменений в перечень. Это будет существенная помощь, поскольку логистические затраты могут быть достаточно значимой статьей расходов для компаний.
Еще один важный элемент государственной поддержки — это таможенно-тарифная защита. Сегодня с учетом появления на рынке отечественных конкурентных продуктов целесообразно повышение таможенных пошлин на ввоз аналогичной продукции зарубежного производства. И сейчас мы совместно Минпромторгом прорабатываем вопрос повышения тарифно-таможенных пошлин в рамках вступления Российской Федерации в ВТО, и думаю, что мы уже нашли понимание. Пока не могу сказать, какой ставки мы сможем добиться, но даже если она будет не слишком высокой, это уже будет прогресс.
Еще одно важное направление — это сертификация изделий, изготовленных по аддитивным технологиям. Суть в том, чтобы сертифицировать не каждую отдельную деталь, а саму базовую технологию.
Совместно с Минпромторгом, регулирующими органами, такими как Росавиация и Ростехнадзор, ведем эту деятельность на базе Госкорпорации «Росатом». Создана рабочая группа, определен перечень базовых деталей, которые начнут сертифицировать в ближайшее время, даны поручения по разработке соответствующих дорожных карт.
И мы будем продолжать эту работу. Ведь растущий российский рынок аддитивных технологий требует поддержки.
WhatsApp
ВКонтакте
.svg)
