Если бы этот вопрос обсуждался в какой-нибудь профильной группе в социальных сетях, мы уверены, что поток предложений был бы огромным. Однако далеко не все из них реально решали бы проблемы заказчика. Чаще всего это было бы перечисление ассортимента продуктов и материалов от разных компаний-разработчиков. В результате у задавших вопрос могло бы сложиться впечатление, что аддитивные технологии (АТ) у нас активно развиваются: есть множество производителей оборудования, программного обеспечения и компаний, предлагающих услуги для «чудесного преображения» производственного процесса.

От обилия таких предложений может возникнуть ощущение, что мир уже давно ушел вперед, а вы по какой-то причине все еще используете устаревшие подходы из «эпохи динозавров». Однако мало кто готов дать гарантию, что внедрение конкретной инновации действительно решит текущие задачи вашего предприятия.

В итоге компании зачастую все же решают купить оборудование для аддитивного производства (АП). И часто разочаровываются по причине нерационального подбора технологии и оборудования, спонтанности, отсутствия квалифицированного персонала с достаточным опытом проектирования, работы и обслуживания такого оборудования, а также быстрого устаревания 3D-принтеров, на смену которым уже через полгода может прийти новые модели, а то и технологии с гораздо более высокими характеристиками.

Важно понимать: это оборудование не начнет сразу выпускать серийную продукцию. Требуется время и серьезная работа по интеграции технологий в существующие производственные процессы, адаптации персонала и налаживанию новых цепочек поставок.

То, что игнорировать прогресс нерационально, понятно каждому здравомыслящему предпринимателю и управленцу. Но насколько АТ стали «своими» для промышленников, придерживающихся проверенных временем методов? Здесь возникает принципиальный вопрос: что на самом деле нужно современному промышленнику?

Крупные компании выбирают технологии и оборудование, которые обеспечивают надежность, производительность и оптимальное соотношение затрат и эффективности. Одни из них ориентируются на максимальную выработку на одного сотрудника (не сокращая персонал) или на каждый квадратный метр производственной площади. Другие стремятся к полной автоматизации процессов с минимизацией человеческого фактора благодаря сложно перенастраиваемой производственной конвейерной линии или находящейся в тренде гуманоидной робототехники. В обоих случаях без внедрения инноваций не обойтись.

Аддитивное производство может стать одной из таких инноваций. Оно способно частично решить задачи заказчика, особенно в сочетании с классическими методами (гибридный подход). Однако, несмотря на потенциал 3D-печати, в России пока мало успешных примеров ее применения для серийного производства. За рубежом таких примеров тоже немного, но они наглядно показывают, что при твердом целеполагании и визионерских способностях проекты могут стать знаковыми для всей индустрии.

Вот лишь некоторые из них:

Готова ли Россия к массовому внедрению промышленного АП? Ответ «да», но с оговорками. Сегодня применение АТ в нашей стране остается избирательным и сосредоточено лишь в нескольких секторах: авиация, космонавтика, медицина (хирургия, стоматология, протезирование), оборонно-промышленный комплекс (ОПК). Наблюдаются также первые попытки интеграции АТ в топливную отрасль. Однако эти примеры скорее демонстрируют усилия по освоению технологий, чем их широкую доступность и масштабируемость.

Основными барьерами в этом можно назвать:

— ограниченный доступ к передовым технологиям. Российские инженеры долгое время полагались на копирование лучших зарубежных решений. Однако с учетом современных геополитических условий и ограничений в доступе к западным инновациям отечественная отрасль оказалась в изоляции, что замедляет ее развитие;

— низкую готовность производственного бизнеса. Многие компании видят в АТ перспективы, но не всегда готовы вкладываться в дорогостоящие системы, срок устаревания которых может составить менее трех лет. На мировом рынке это понимание уже привело к выборочному подходу: покупают системы, которые обеспечивают измеримую эффективность, часто в нишевых, но прибыльных применениях.

Чему учит зарубежный опыт? На Западе компании, которые используют АТ в серийном производстве, демонстрируют определенные успехи. Хотя лишь немногие предприятия вышли на плато их промышленного использования, инвестиции в высокопроизводительные системы дают бизнесу ощутимую отдачу. Это подталкивает компании к долгосрочному планированию и закладке бюджетов на модернизацию оборудования.

Для российского рынка урок очевиден: успех АТ напрямую связан с созданием устойчивой экосистемы — от доступных разработок и материалов до качественного сервисного обслуживания. Это требует системных инвестиций, грамотной стратегии и активного международного сотрудничества. Без этого серийное производство с применением 3D-печати так и останется точечной практикой, а не массовым явлением.

Например, сегодня технология селективного лазерного плавления L-PBF/SLM считается одной из самых зрелых для коммерческого применения. Это подтверждается использованием принтеров с большими рабочими зонами (свыше 1 м по одной из сторон), высокой производительностью (от 4 до 64 лазеров) и активным внедрением в авиационной и медицинской отраслях, а также в ОПК.

Но представьте себе технологии, которые способны значительно повысить производительность даже уже зрелых решений при минимальных инвестициях. Такой прорыв неизбежно вызовет резонанс и откроет новые горизонты для промышленности.

Подобные технологии нового поколения, например по работе с металлами и сплавами, находятся на пороге значительных изменений. Уже в ближайшее время они могут устранить ключевые недостатки существующих методов, таких как лазерное и электронно-лучевое плавление (L-PBF/E-PBF).

Одно из наиболее перспективных направлений — лазерная технология Area Printing, разработанная Seurat Technologies. Она представляет собой кардинальный апгрейд лазерного плавления, позволяя заменить десятки традиционных 3D-принтеров одной установкой. Это решение сочетает высокую производительность с возможностью точного масштабирования.

Российский рынок не создает принципиально новые решения, а идет по проверенному пути, сформированному в те времена, когда границы были открыты для посещения международных выставок и общения с коллегами из науки и бизнеса

Еще одна инновация — безлазерная технология Metal Binder Jetting (MBJ/BJT), которая предлагает совершенно иной подход к работе с металлами. Вместо использования лазеров или электронных пучков процесс основан на связующем веществе, что позволяет сократить затраты на оборудование и повысить производительность.

Однако для их внедрения потребуется подготовить соответствующую инфраструктуру и провести длительные испытания. Только тогда современные лазерные и электронно-лучевые технологии, которые сегодня считаются максимально зрелыми, могут оказаться в категории «устаревших».

Но пока этого не произошло: российский рынок не создает принципиально новые решения, а идет по проверенному пути, сформированному в те времена, когда границы были открыты для посещения международных выставок и общения с коллегами из науки и бизнеса. Проще говоря, сегодняшние технологии в России — это результат планомерного, а иногда и хаотичного развития с опорой на мировой опыт прошлых лет.

Нельзя утверждать, что Минпромторг РФ полностью игнорирует необходимость поддержки отечественных компаний в сфере АТ. Такая помощь существует, но пока она не носит массового и системного характера. При этом основными барьерами для развития отрасли остаются бюрократическая нагрузка (отчетность и долгие процедуры согласования) и недостаток частных инвестиций (инвесторы в России неохотно вкладываются в АТ. Для них критично видеть ясный бизнес-план: серийный продукт, который 3D-принтеры смогут выпускать стабильно и в течение многих лет).

Готовы ли российские компании к таким вызовам и барьерам? Далеко не всегда. А к чему же они готовы? Судя по многим кейсам и комментариям в профильных группах в соцсетях, они часто сосредоточены на… тюнинге!

Доступность технологий, особенно для работы с полимерами, породила целую армию мейкеров (DIY, сторонников движения «сделай сам»), а также школ, колледжей, университетов и студий дизайна, использующих 3D-печать. Компании — разработчики 3D-принтеров, ориентированные на массовый потребительский сегмент, где требования к промышленному качеству минимальны, в своей рекламе делают акцент на индивидуальные прототипы, игрушки, интерьерные элементы, ремонт или тюнинг.

Очевидно, что такой простой подход вдохновляет индивидуалистов, которые получают в свое распоряжение своеобразный «швейцарский нож», способный справиться практически с любой повседневной задачей. В результате рынок наполняется предложениями от небольших студий и 3D-ферм, которые могут провести обратный инжиниринг (используя штангенциркуль, линейку или 3D-сканер) и выполнить единичные или мелкосерийные заказы, в основном из полимеров и композитов.

Центрам аддитивного производства (ЦАП) и студиям с системами 3D-печати по металлам повезло чуть больше. Помимо дорогостоящих принтеров они нередко располагают высокоточными 3D-сканерами, а иногда и координатно-измерительными машинами или томографами. Некоторые из них могут позволить себе лаборатории для тестирования материалов, механическую обработку с ЧПУ и термообработку. Такие возможности открывают доступ к более сложным задачам. Сегодня заказчики все чаще обращаются с запросами на ремонт вышедших из строя деталей, которые сложно заказать из-за санкций. Популярны также заказы на прототипы или пилотные партии продукции, которая впоследствии будет изготавливаться традиционными методами (литье, штамповка, механическая обработка). Для целей испытаний, патентования или участия в отраслевых выставках бывает необходимо изготовить небольшое количество деталей и сделать это быстро и без применения оснастки практически невозможно без АТ.

Отдельного внимания заслуживает использование топологической оптимизации или генеративного проектирования — это высший уровень мастерства для тех, кто понимает возможности АП. Здесь речь идет о целенаправленной работе над созданием изделия с новыми потребительскими свойствами, соответствующими мировым стандартам.

Нельзя не отметить тот огромный вклад, который сделали и делают многочисленные производители и интеграторы аддитивного оборудования и решений для 3D-сканирования в России. Однако многие из них, будь то из-за недостатка опыта, знаний или из-за кажущейся простоты, сосредотачиваются на разрозненных проектах с намерением помочь каждому. Такие подходы, несмотря на многочисленные «успешные» истории, редко приносят ожидаемую инвесторами значительную прибыль. Большая часть времени уходит на ремесленную работу с каждым заказчиком, что не способствует масштабируемости. Промышленники, наблюдая за этим, начинают ошибочно считать, что АТ не подходят для серийного производства. Так незаметно проявляется пресловутый эффект Даннинга — Крюгера.

Кто мешает промышленным предприятиям глубже изучить потенциал АТ для производства? Формально — никто. Но готовы ли компании выделить на это ресурсы, а их руководители — углубиться в сложную техническую тему?

Новички и небольшие мастерские заполняют новостной фон красивыми, но единичными кейсами, которые больше подходят для саморекламы. Они с энтузиазмом показывают: «Вот что мы можем, и у нас есть еще масса идей!» В то же время опытные специалисты, погруженные в решение сложных задач, остаются в тени и не создают яркой информационной повестки.

В результате складывается впечатление, что ниша серийного АП в России остается незаслуженно обделенной вниманием и практически свободной.

Пришло время ее занять!