CC BY
116
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 621.762
ОЦЕНКИ РАЗВИТИЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Е.И. Советников, канд. техн. наук (ОАО «ВИЛС», e-mail: info@oaovils.ru)
Рассмотрена взаимосвязь особенностей технологии и экономики аддитивного производства. Приведена оценка реальных и потенциальных рынков сбыта продукции металлопорошковой аддитивной технологии (АТ), а также дано обоснованное прогнозирование спроса на используемые в аддитивном производстве (АП) порошки и гранулы. Описаны основные характеристики АТ, ее преимущества и сдерживающие факторы развития. Даны среднесрочные прогнозы сфер применения АТ и рекомендации по направлениям деятельности ОАО «ВИЛС» в области АП.
Ключевые слова: аддитивные технологии, аддитивное производство, металлические порошки и гранулы, производительность оборудования, стоимость и качество продукции.
Evaluation of Development Additive Technologies. Ye.I. Sovetnikov.
Correlation of technology peculiarities and economics of additive manufacturing is shown in the article. Real and potential product markets of metal additive technology (AT) has been assessed and reasonable demand forecast of powders and granules applicable in additive manufacturing (AM) has been given. The main features of additive technology, its advantages and deterrent to development were described. Medium-term forecast of AT applications and recommendations on priorities in AM for JSC «VILS» are shown in the article.
Key words: additive technologies, additive manufacturing, metal powders and granules, equipment capacity, cost and quality of production.
ОАО «ВИЛС» является ведущим российским предприятием-производителем высококачественных гранул жаропрочных сплавов, обладающим комплексом современного оборудования, необходимыми компетенцией и опытом, которое заинтересовано в расширении продаж своей продукции, в том числе в такой перспективной сфере, как аддитивная технология.
Успех металлопорошковой аддитивной технологии (АТ), связанный с интенсивным совершенствованием и бурным проникновением в различные отрасли индустрии и потребительского сектора, которые наблюдаются со времени создания первой промышленной установки в 1995 г., ставит вопрос о внутреннем потенциале,приоритетных областях применения, путях и перспективах ее дальнейшего развития. Рассмотрение роли и перспектив АТ в промышленности должно быть основано на объективном и комплексном ана-
лизе данной технологии с учетом ее основных физико-химических, технических и экономических особенностей. Понимание перспектив предприятия на данном рынке должно быть основано на состоянии и прогнозе развития самой отрасли АТ. Целью настоящего обзора является оценка реальных и потенциальных рынков сбыта продукции металлопорошковой АТ, а также обоснованное прогнозирование спроса на используемые в аддитивном производстве порошки и гранулы.
За последние годы рынок аддитивного производства (АП) совершил рывок, увеличиваясь ежегодно на 25-30 %. За прошедший год, по данным агентства Wohler's Associates [1], рост составил 35,2%, а объем рынка АП в 2014 г. достиг 4,1 млрд дол. (включая продажу оборудования, сырьевых материалов, готовых изделий и сервис) с перспективой увеличения в 2016 г. до 7,3 млрд дол. Основная доля аддитивных машин, продукции и услуг, произ-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
веденных с помощью АТ, относится к способам быстрого прототипирования, стереолитогра-фии, ламинации, разбрызгивания, фотополимеризации, работающим с неметаллическими порошками и материалами (в первую очередь с полимерами), работы с которыми начались существенно раньше и достигли большего прогресса. На продажи аддитивных машин в 2012-2013 гг. приходилось около 27 % рынка, а доходы от продаж материалов для АП составили около 20 %, из которых подавляющая часть относилась к полимерам. На металлические порошки пришлось лишь около 6 % общего объема продаж всех материалов [2, 3]. В ценовом выражении в 2012-2013 гг. их продажи составили около 25-30 млн дол. [4]. Рост продаж в 2014 г. металлических АТ-систем составил 55 % [1], и к 2015 г. продано и находится в эксплуатации около 1850 принтеров для работы с металлическими материалами, что составляет около 10 % всего мирового парка аддитивных машин. При этом в России находится около 25 метал-лопорошковых установок различного типа, что составляет менее 1,3 % от их общего количества.
Основными видами металлопорошковой аддитивной технологии (технологии послойного сложения) и типами установок являются: PBF (Powder Bed Fusion - сплавление порошкового слоя), которая подразделяется на SLM (Selected Laser Melting - послойное селективное лазерное сплавление) и EBM (Electron Beam Melting - электронно-лучевое сплавление), и DMD (Direct Metal Deposition, в других вариантах DED, LMD - направленное наплавление металла). Выпускаемые аддитивные машины систем PBF характеризуются ограниченными размерами камер построения детали (в среднем 30 х 30 х 35 см), малым шагом построения (дискретным слоем порошка) - 20-80 мкм для PBF и до 150 мкм для систем DMD, а также довольно низкой скоростью построения детали (производительностью): в среднем 10-20 см3/ч для SLM-систем, 50-80 см3/ч для EBM и до 80-150 см3/ч для систем технологии DMD. В линейках выпускаемого оборудования многих производителей имеются машины с бол ь-шими производительностью и объемом рабочей камеры. В целом они имеют ограниченное распространение. В среднем для принтеров технологии послойного селективного лазер-
ного сплавления SLM требуются порошки с размером частиц 10-40 мкм, электронно-лучевого сплавления EBM - 40-60 мкм, направленного нанесения порошкового слоя DMD -20-150 мкм. Для обеспечения плотной упаковки слоя, равномерного и предсказуемого процесса сплавления порошки должны обладать нормальным гауссовским распределением размеров с высоким, узким максимумом.
В процессе аддитивного синтеза могут быть получены изделия практически сколь угодно сложной геометрической формы, ограниченной только возможностями проектирования, с любыми внутренними каналами и пустотами, производство которых по традиционной, «вычитательной» технологии было бы невозможным или, по крайней мере, исключительно дорогостоящим. Сам процесс аддитивной материализации виртуальной модели в объеме изделия из предельно тонких, дискретных слоев, где форма предыдущих слоев определяет по заданной закономерности геометрию последующих, представляет собой наглядную иллюстрацию к математическому вычислению объемного интеграла, а сам синтезированный предмет становится его видимым воплощением. Но уровень развития индустриальной технологии определяется не красотой способа придания формы и объема обрабатываемому изделию, а достигнутыми им качественными, функциональными и стоимостными характеристиками, которые и придают ему ценность в глазах потребителя. Для оценки указанных характеристик необходим сравнительный анализ аддитивного и традиционных способов производства и их продукции.
Одними из огромных экономических преимуществ АТ являются:
1. Высокая скорость наладки выпуска изделий и существенная экономия материалов в процессе производства .
2. Технология практически безотходна. Для сложных изделий, buy-to-fly ratio, коэффициент использования металла при применении АТ способен изменяться от 2-12 практически до 1, что особенно ценно при работе с дорогостоящим материалом.
3. Продукция АТ, обладая более высокими потребительскими свойствами и значительно меньшим весом, позволяет экономить энергию и финансы на всех стадиях ее жизненного цикла.
-Ф-
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Это способно кардинально изменить выбор способа производства конкретного изделия в пользу АТ, особенно в аэрокосмической отрасли.
Серьезными сдерживающими распространение АТ факторами являются:
1. Ограниченные размеры камеры построения и, соответственно, небольшие габариты получаемых изделий.
2. Низкая производительность и сложности в обеспечении стабильного качества продукции. Последнее объясняется тем, что тепловая обработка тонкого порошкового слоя, происходящая при сканировании энергетического луча по его поверхности, сопровождается неоднократными циклами мощных, импульсных, локальных нагревов с интенсивным плавлением, резким охлаждением материала и фазовыми переходами.
В отличие от классического металлургического процесса, имеющего дело со значительными количествами расплава, который способен перемешиваться и гомогенизироваться в своей массе, при аддитивном селективном процессе образование жидкой фазы происходит почти мгновенно (в течение миллисекунд) в практически точечном микрообъеме размером несколько десятков или сотен микрон. Важнейшее значение имеет процесс взаимодействия лучевой энергии и материала. В зоне расплава под пятно теплового (лазерного, электронного, плазменного) потока попадают одновременно всего несколько частиц. Мелкие зерна могут взрываться или испаряться, крупные плавятся или частично оплавляются.
Движение луча обусловливает перемещение зоны расплава с образованием следа в виде линейного штриха - трека. Динамика поверхностного воздействия лучевой энергии на материал определяется плотностью и однородностью состава слоя последнего, его оптическими (коэффициенты отражения и поглощения излучения) и теплофизическими свойствами (теплопроводность, теплоемкость). Излучение проникает через пористую систему порошковой подложки и доставляет энергию в объем слоя, которая через теплопередачу и жидкофазную конвекцию достигает его нижней границы. Эффективность лазерной лучевой обработки и производительность системы сильно зависят от характеристик источника энергии (длины волны, мощности, принципа
работы и др.) и параметров материала. Коэффициент поглощения лучевой радиации пористым слоем значительно выше, чем его значение для того же монолитного материала. Вследствие этого, а также из-за замедленной теплопередачи в пористом слое между верхней и нижней границами микрообъемов расплава существует знач ительн ый градиент температур, обусловливающий возникновение направленных конвекционных потоков. Динамика их движения определяется капиллярными силами, вязкостью и поверхностным натяжением расплава. Проникающие вниз потоки жидкой фазы частично расплавляют лежащий под ним металлический субстрат предыдущего слоя с образованием между ними прочного металлургического контакта. В этом отношении аддитивное сплавление напоминает процесс микросварки слоев. Резкие, локальные градиенты температур внутри микрообъемов расплава и вдоль формирующихся треков в течение циклов нагревания-охлаждения определяют строение возникающего сплава, обладающего направленной мелкокристаллической структурой с наличием неравновесных фаз и повышенными механическими свойствами [5-8]. Включения и загрязнения, содержащиеся в частицах, способны изменять коэффициент абсорбции излучения и плотность порошкового слоя, а также параметры расплава в микрообъеме, что негативно влияет на стабильность процесса и качество готового продукта.
Как правило, каждый слой несколько раз претерпевает сильные, практически мгновенные термические воздействия, связанные с прохождением луча по верхним слоям, не сопровождающиеся фазовыми переходами. В эти моменты нижние слои на значительную глубину испытывают резкие деформации разной амплитуды на расширение-сжатие и изгиб [9]. Термическая история создания слоев изменяется от точки к точке и определяет их структуру и свойства. При прохождении теплового луча по поверхности материала неоднократно пробегают волны нагревов-плавле-ний-кристаллизаций, способных приводить к образованию дефектов и напряжений в готовом изделии.
Отличительной особенностью продуктов, полученных с помощью аддитивной технологии, является анизотропия его свойств, когда
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
прочностные характеристики в горизонтальном плоскости детали отличаются от аналогичных параметров по вертикали. Эти различия, а также остаточные напряжения в значительной мере могут быть сняты с помощью последующей термообработки изделий в соответствии со специально разработанным режимом [10, 11].
Неразрывная связь между материалом, процессом и готовым продуктом оказывает влияние на свойства изделий. Узкое распределение частиц по размерам в используемом полупродукте увеличивает производительность процесса послойного лучевого сплавления с получением плотных изделий, отличающихся высокими прочностными показателями. Присутствие в нем частиц чрезмерно большого или слишком малого размера, а также неметаллических включений может привести к нарушению хода процесса аддитивного синтеза и получению брака. Таким образом, применение качественного порошка, соответствующего заданным критериям сферичности формы частиц, требуемой химической чистоты и определенного грансостава, является предпосылкой стабильности и предсказуемости рабочего режима процесса и основных характеристик готового изделия.
Предлагаемые основными производителями аддитивных систем наборы порошковых материалов для выпуска изделий сильно ограничены. Использование машин привязано к «своим» порошкам на уровне программного обеспечения. Большинство производителей рекомендует к использованию в своих системах исключительно композиции собственного выпуска. Применение «посторонних» материалов для систем «закрытой» архитектуры ограничено. В других случаях возможно применение посторонних порошков при соблюдении ряда требований фирмы-изготовителя. Но при любом варианте использование композиций от разных производителей, даже обладающих почти идентичными характеристиками, не позволяет проводить синтез качественного изделия с заданными производителем параметрами рабочего режима.
Процессы адаптации порошков к конкретной системе могут быть довольно затратны и длительны. В силу этого, кроме градации по видам и типам используемых в АП металлов и сплавов, рынок металлических порошков и
гранул фактически сегментирован по типам аддитивных машин. Большинство порошков для АТ производятся методом газовой (GA) или плазменной атомизации (PA), позволяющим получать недорогой качественный продукт. На мировом рынке материалов представлены также высококачественные гранулы, полученные плазменным распылением вращающейся заготовки (PREP). Однако из-за относительно высокой стоимости такие гранулы отсутствуют в стандартном наборе материалов изготовителей оборудования. Преимуществами методов PREP и PA являются лучшая морфология частиц и высокое качество продукта, но по критериям возможности получения гранул размером 20-40 мкм, которые наиболее востребованы в АП , и по ценовым параметрам в большинстве аддитивных установок используются гранулы, полученные методами GA и РА.
Кроме указанных выше параметров, на процесс аддитивного синтеза, как было сказано, оказывают влияние: плотность слоя, удельная поверхность порошка, его оптические и тепло-физические свойства (отражающая способность поверхности, теплопроводность, теплоемкость, температура плавления, вязкость и поверхностное натяжение расплава) порошкообразных композиций. Вариабельность указанных факторов приводит к тому, что при совпадении у двух порошков, полученных различными способами, даже таких ключевых параметров, как химсостав, грансостав и распределение частиц по размерам, процессы теплопоглощения, теплопереноса и плавления будут проходить по-разному. Поэтому даже близкие по своим характеристикам порошки одного состава от разных производителей не взаимозаменяемы. В этом случае необходимо проводить комплекс работ для адаптации опытного порошка к конкретной установке, включающий последовательное изучение процессов синтеза сначала в микрозоне расплава и на линейном треке, а затем в слое и в массиве изделия. При этом фиксируется влияние ряда энергетических и материальных факторов, в том числе характеристик и толщины слоя порошка, мощности, диаметра луча,скорости сканирования,рисунка штриховки и т. п., на ход аддитивного процесса построения и качество изделий. Параметры процесса тщательно подбираются
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
-Ф-
таким образом, чтобы обеспечить эффективное сплавление материала с получением ровных, плоских треков и слоев. Избыток тепла, наличие перегретого расплава может вызывать эффект образования изолированных шариков с получением массы изделия, обладающего избыточной пористостью, трещинами и высокими термическими напряжениями. Для стабильного проведения процесса существует узкое «окно» возможностей, определяемое комбинацией найденных параметров, которая нередко является компромиссом между производительностью работы оборудования и качеством процесса. Результатом исследований является разработка карты оптимального рабочего режима процесса синтеза [12, 13].
Аддитивные машины являются высокотехнологичным оборудованием, которое имеет ряд важных особенностей , связанных с про -блемами позиционирования и дрейфа лазерного луча, тепловыми и силовыми деформациями в процессе изготовления, трудоемкостью юстировки горизонтальных поверхностей, отсутствием мониторинга контроля построения детали в режиме реального времени, необходимого для предотвращения возникновения дефектов.
В настоящее время мировое потребление металлических материалов для АТ невелико и оценивается приблизительно в 500-800 т, что значительно меньше производственных возможностей компаний-производителей. Минимальная партия материала составляет 10-50 кг, компании-изготовители иногда предлагают услуги разработки tailored powders - порошков, адаптированных («подогнанных» по фигуре, как при заказе у портного) для применения в конкретных технологиях. В России из-за отсутствия собственного производства оборудования и материалов наценки на импортные порошки для аддитивных систем могут составлять до 200 %. Это теоретически дает возможность наладить отечественное рентабельное производство порошков и гранул для АТ. Однако на практике доля металлических принтеров компаний «закрытых» сис-
тем, запрещающих работу с «посторонними» порошками, составляет значительную часть российского парка аддитивных машин. Кроме того, малотоннажное производство порошков и гранул для определенных систем сильно удорожает их получение.
Данные по структуре и величине затрат на аддитивное производство различаются в зависимости от типов оборудования, материалов, вида изделий [14, 15]. В отчете агентства Roland Berger [2] приведена структура затрат при аддитивном производстве продукции на установке производительностью 10 см3/ч из стального порошка стоимостью 89 евро/кг. Около 26% расходов приходится на исходные материалы, 43 % - на затраты на аддитивную и финишную механическую обработку изделия, а 21 % - на оплату труда. Суммарные затраты на АП в этом случае довольно высоки и составляют около 3,14 евро/см3. Это связано со значительной стоимостью материалов, низкой производительностью и высокой ценой машин, в себестоимости которых более половины составляет стоимость научных и проектных разработок. Постоянные меры по изменению и улучшению конструкций аддитивных машин, включающие использование нескольких сканаторов, лазеров, увеличение их мощности, текущий мониторинг качества детали в процессе послойного сплавления, увеличение размеров и количества рабочих камер и т. д., которые направлены на увеличение производительности, не позволят в ближайшее время снизить стоимость оборудования. При этом прогнозируется, что производительность аддитивных систем к 2018 г. возрастет до 40, а к 2023 г. - до 80 см3/ч при снижении стоимости материалов в этот период на 21-66 %.
Отличительной особенностью АТ является то, что основными статьями производственных затрат служат расходы на материал и его непосредственную обработку в машине. Размер расходов на единичное изделие при АТ часто значительно ниже, чем при традиционном производстве (рис. 1). В структуре за-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
трат традиционных технологий (ТТ) превалируют расходы на обычную субтрактивную (вычитательную) обработку (инструментальную, механическую, прессование, литье, штамповку, резку и т. д.), которые сильно снижаются с ростом объема партии. При увеличении размера партии стоимость продукции АТ и ТТ сравнивается. Себестоимость из-
€3,000 €2,500 €2,000 €1,500 €1,000 €0,500
303,2
■ 2, 3, 4, 5 -1
118,3 _4 ■3
3, 4, 5 114,9 /
-1
AT
ТТ2
Рис. 1. Затраты на производство отдельного изделия по аддитивной (АТ), мелкосерийной (ТТ1) и крупносерийной (ТТд) традиционной технологии:
1 - мехобработка; 2 - обработка; 3 - материал; 4 -операционные;5 - сборка
450 400 350 300 250 200 150 100 50
■ ТТ
■ АТ, переменные затраты ТТ х2
■ АТ, переменные затраты ТТ х1,5
0 25 50 75 100 125 150 175 200 Количество изделий в партии
Рис. 2. Зависимость стоимости производства партии от количества изделий для традиционной (ТТ) и аддитивной технологии (АТ) с размером переменных затрат в 1,5 и 2 раза выше, чем для традиционной
Увеличение сложности
Аддитивное производство (любой ^ сложности) " "СУ "Традиционное производство (сложные детали)
Традиционное производство (простые изделия)
Малая партия
Серийная партия
Размер партии
Рис. 3. Зависимость цены изделия от размера партии для аддитивного и традиционного производства
делий при ТТ по мере увеличения объема партии резко снижается, в то время как при АТ она остается практически неизменной. При дальнейшем увеличении объема выпуска себестоимость единицы продукции АТ, как правило, превышает аналогичное значение для ТТ [16].
АП отличает относительная быстрота создания и наладки выпуска единичных деталей, но для увеличения размера партии, к примеру, в 100 раз потребуется кратный рост числа дорогостоящих, малопроизводительных аддитивных установок, требующих более высоких затрат на сырьевые материалы, тогда как традиционное производство, обладая значительной производительностью, способно свободно наращивать объемы выпуска.
Общую стоимость производства, включающую как постоянную, так и переменную составляющие затрат, в соответствии традиционной и аддитивной технологиями можно представить практически линейной зависимостью от количества выпущенных изделий (рис. 2). Для традиционных технологий характерна высокая доля постоянных затрат, связанных с капитальными расходами на оборудование, производственные помещения и т. д. На графике эта компонента затрат представлена значением отрезка, отсекаемого прямыми для соответствующих типов технологий на оси ординат. Переменные затраты для АТ в 1,5-2 раза выше по сравнению с ТТ, что на графике находит отражение в более крутом наклоне прямых. В приведенном примере общая стоимость аддитивного производства партии превысит затраты на ее выпуск по традиционной технологии при увеличении объема выпуска до 90 и 175 изделий соответственно [9]. При одинаковых переменных расходах стоимость продукции аддитивного производства всегда будет ниже, чем стоимость при традиционных способах.
Типичный график зависимости цены единицы продукции от размера партии для традиционного и аддитивного способов производства при усложнении геометрии и устройства деталей приведен на рис. 3 [17, 18].
Для традиционной технологии наблюдается сильная зависимость стоимости отдельного изделия от объема выпуска, в то время как при АТ наклон кривой столь незначителен, что ее можно изобразить в виде прямой, параллельной абсциссе и расположенной от нее
2
-Ф-
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
приблизительно на одном расстоянии при любой сложности детали. С ростом размера партии изначально довольно высокая стоимость каждого изделия, полученного при обычных технологиях, резко падает, сравниваясь в точках а, б с затратами на аддитивное производство этих деталей. При дальнейшем увеличении выпуска до серийных объемов затраты на АП детали становятся значительно выше расходов при традиционных методах ее получения с тенденцией к дальнейшему увеличению разницы. Конкурировать АТ с ТТ может двумя способами: путем снижения затрат на производство (в т. ч. уменьшением цены материалов, стоимости оборудования и увеличением его производительности) или повышением сложности изделий. С точки зрения производителя сырьевых порошков второй вариант(левее т. а, б на рис. 3)не так интересен, как первый, связанный с выходом АТ на рынки традиционных технологий и с ростом валового потребления материалов (правее т. а, б на рис. 3).
Для выхода на массовое производство АТ необходимо решить проблемы с производительностью принтеров и стоимостью материалов, а для получения уникальных, эксклюзивных изделий - достигнуть высочайших качественных характеристик, превосходящих аналогичные показатели продукции традиционных технологий. И то, и другое является насущной и труднейшей задачей АП. Осуществление первого варианта маловероятно до тех пор, пока в рамках АТ не будут созданы системы с производительностью минимум до 300-500 см3/ч. Кроме того, даже умерен-
ный рост потребления порошков при появлении аддитивного оборудования, способного выпускать продукцию со скоростью построения 100-150 см3/ч (что при обеспечении надлежащего качества изделий само по себе явится научно-техническим достижением), будет последовательно увеличивать конкуренцию среди производителей гранул с разработкой и выходом на рынок все новых технологий их получения, в том числе электрохимической, механохимической и т. д.
Пока этого не произойдет, в ближайшем будущем (3-5 лет) состояние АТ, скорее всего, не обеспечит ей широкого проникновения в промышленность и не позволит выйти на рынки массового продукта. Поэтому в этот период АТ будет, в основном,концентрироваться на производстве единичных, уникальных, малосерийных, сложных в технологическом изготовлении изделий, имеющих преимущества перед продукцией ТТ в производстве и при эксплуатации.
Некоторые особенности аддитивной технологии по сравнению с традиционной приведены в табл.1.
Общий критерий выбора обычного или аддитивного способа для производства конкретных изделий пока не выработан. По общему смыслу АТ имеет преимущество перед ТТ при производстве деталей с высоким значением коэффициента, показывающего отношение величины ее внутреннего объема (сложных, развитых пустот) к общему объему в габаритах изделия. При коэффициенте, стремящемся к 1, затраты на традиционную инструментальную обработку развитого внутреннего
Таблица 1 Преимущества и барьеры роста АП
Преимущества Барьеры
Гибкость производства Быстрые изменения и предложения индивидуального продукта Свобода дизайна, конструкции и геометрии изделия Скорость выпуска продукции на рынок Возможность функциональной интеграции разнородных частей в пределах единого изделия Отсутствие сложной механической обработки и массовых отходов Низкая производительность процесса построения Ограниченность размеров рабочей камеры и деталей Высокие затраты на оборудование и материалы, недостаточный выбор предлагаемых материалов Сложность калибровки при изготовлении Претензии к размерной точности, качеству структуры и поверхности изделий Неконкурентная стоимость продукции при высоких и средних объемах выпуска
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
пространства для обычного производства становятся энергетически и экономически невыгодны. Для более точного расчета ориентировочной стоимости изготовления детали на определенной установке в зависимости от вида материала, объема и сложности архитектуры изделия необходимы накопление и анализ баз данных по итогам реальных бизнес-кейсов. На ее основе возможно построение моделей и регрессионных уравнений, которые позволят оценить затраты и дать рекомендации по выбору способа производства.
Общая степень проникновения АТ в производство пока невелика - только доли процента продукции получают с ее участием. Мировая структура продаж АТ-систем в 2013 г. за рубежом показывает, что основными потребителями металлических систем являлись отрасли индустрии (19%), автомобильная (17%), медицинская (14%), аэрокосмическая (12%) и оборонная промышленность (5%). Учитывая современные тенденции и отставание АТ в России с высокой долей вероятности можно предположить, что в 2015-2025 гг. потребление порошков и гранул для АТ будет сосредоточена именно в этих отраслях.
По оценкам аналитиков и специалистов в 2015-2016 гг. ожидается 30%-й рост АП в аэрокосмической промышленности (221 млн евро в 2013 г.), отличающейся потребностью в создании и ремонте легких, надежных, сложных, часто уникальных изделий с высочайшими требованиями к их качеству. Однако развитие АТ в отрасли за рубежом тормозится недостатком сертифицированных материалов и в целом пока настороженным отношением к качеству изделий. Имеются ограничения к созданию и применению деталей, пока в долгосрочной перспективе не рассматривается производство роторных, нагруженных изделий критического назначения. Положительным качеством сектора является его готовность принять цены продукции АП. Авиационное и ракетное двигателестроение имеет наиболее высокую степень проникновения в производство (БраоеХ, вЕ и P&W, имеющие новаторские разработки и внедрения аддитивных компонентов в своей продукции, планируют увеличить долю до 9-12%).
В энергетике и машиностроении (в том числе химии и нефтехимии) ожидается 19%-й рост. Отрасли заинтересованы в создании
отдельных изделий со сложной геометрией, градиентным составом и свойствами, сочетаниями различных металлов (магнитных, немагнитных, проводящих и непроводящих, коррозионно-стойких и т. д.) и неметаллов. Востребованы отдельные узлы, детали, элементы оснастки, литейные, прессовые формы, плунжеры, катализаторы ажурной структуры, инструменты сложной формы. Данные отрасли чувствительны к цене изделий.
Оборонная промышленность активно пытается производить и ремонтировать элементы силовых установок и вооружений с помощью АТ. Степень нынешнего проникновения в отрасль невелика. В промышленности потенциально имеются большие объемы заказов, однако ценообразование часто субъективно и имеет закрытый характер, что подвергает сомнению стабильность спроса.
Медицина и стоматология - прогноз роста в 30 %. Потенциально являются идеальными объектами для использования АТ, учитывая сложность изделий, быстроту выпуска, уникальность и серийность выпуска, равную 1. Отрасль за рубежом готова к высоким ценам на качественный продукт АТ и отличается платежеспособным спросом на его продукцию (в США по технологии изготовлено и установлено 40 000 имплантов). Но в России суммарные объемы потребления будут невелики из-за высокой стоимости и малых объемов производства, так как в мире основными потребителями являются крупные медицинские учреждения, страховые компании, врачебные и стоматологические ассоциации, отсутствующие в России. Спрос на небольшие партии порошков.
Автомобильная промышленность - прогноз роста 17 % (362 млн евро 2013 г.), в настоящее время использует АТ в основном для создания неметаллических компонентов. Заинтересована в производстве металлических изделий, совмещающих функционально и конструкционно несколько компонентов и материалов, для двигателей, корпуса, отделки автомашин. Положительными моментами являются огромная потенциальная емкость рынка отрасли и заинтересованность в экономии сырьевых материалов. Но применение АТ в отрасли требует обеспечения высокого качества и низкой цены изделий, так как автомобилестроение является крайне конкурентной про-
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
-Ф-
мышленностью и очень чувствительна к цене деталей.
Электроника - потенциально заинтересована в быстром создании сложных, прецизионных, индивидуальных, многокомпонентных изделий малого размера. Учитывая большой выпуск продукции, который осуществляется по многу деталей за один синтез в рабочей камере, потребление порошка может достигать значительных объемов. Однако для этого процессы производства должны обеспечить высочайшую точность и качество. Кроме того, отрасль чрезвычайно чувствительна к затратам.
Кроме указанных направлений, многолетний опыт развития АТ с использованием полимеров подсказывает, что возможно возникновение непрогнозируемого спроса (иногда на 100%) на отдельные изделия, материалы и машины для их производства, связанные с внезапными успехами в смежных отраслях.
Важной особенностью, способствующей интенсивному проникновению в зарубежные отрасли аддитивных технологий, является инновационный характер западной экономики. Подавляющее число внедрений с использованием продукции АП происходит при разработке и внедрении принципиально новых образцов науки и техники. В этом заключается существенное отличие нынешней российской и западной экономик, определяющее различия в перспективах АТ. В отечественных условиях ответственное применение даже более качественной продукции АТ в уже действующих аппаратах, двигателях или агрегатах сильно затруднено из-за сложности ее классификации, согласования использования и внесения изменений в действующую нормативную документацию. Поэтому при развитии производства металлопорошковых композиций необходимо уделить особое внимание зарубежным рынкам сбыта и налаживанию контактов с иностранными потребителями.
Дальнейшее нахождение путей развития и места аддитивных технологий в конкретных цепочках производства определенных изделий невозможно предусмотреть из-за бурного, «турбулентного» совершенствования самой технологии и изменений в отраслях, являющихся для нее сферами применения. Сейчас мы наблюдаем интенсивное двустороннее взаимопроникновение и встречную адаптацию традиционных и аддитивной технологий,
а также влияние промышленных отраслей, в которых применяются и эксплуатируются конкретные изделия. Принципиально важно, чтобы это развитие и взаимодействие происходило по финансовым и экономическим причинам, а не из директивных и бюрократических соображений, что может исказить смысл и скомпрометировать перспективы АТ.
В плане сопряжения аддитивного и традиционного (инструментального) производств интересен опыт построения интегральных линий и комплексов, включающих аддитивные машины, а также фрезерные, токарные и другие обрабатывающие станки с ЧПУ, позволяющие получать продукцию по единой компьютерной модели. Японские компании Matsuura Machinery и DMG МОЯ! разработали системы так называемого гибридного производства, сочетающие в одной машине, а иногда и в одной рабочей камере аддитивную и традиционную, инструментальную технологии обработки металла. Противопоставление аддитивного (слагательного) и субтрактивного (вычитательного) принципов создания структуры изделия через дополнение друг друга постепенно переходит в их интеграцию. Аддитивной неизменно останется только калькуляция затрат, которая является основным, наряду с качеством, критерием применимости технологии в каждой конкретной ситуации. Но пока для широкого применения в производстве АТ требуется пройти довольно длинный и напряженный путь развития.
По прогнозу развития технических характеристик аддитивных систем, разработанному авторитетным германским институтом DMRC [19], объем рабочей камеры машин системы PBF (сплавление порошкового слоя) к 2018-2020 гг. достигнет 1-2 м3. Скорость построения изделий при условии соблюдения высочайшего качества по тому же прогнозу к 2017 г. достигнет 80-120 см3/ч, а к 2025 г. -более 150 см3/ч, что практически увеличит на порядок нынешнюю производительность систем SLM. Но она будет по-прежнему далека от потребностей промышленности и не позволит АТ широко распространиться в серийном производстве, а значит и привести к широкому росту рынка материалов для АП.
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В соответствии с дорожными картами и прогнозом технического развития аддитивной технологии комитета AM-Platform [20], который объединяет организации и компании, являющиеся разработчиками, производителями и пользователями данного производства, ожидается, что:
- разработка стандартов и методов мониторинга процесса построения внутри системы в режиме реального времени с постоянным контролем качества изделий пройдет в период 2016-2021 гг.;
- разработка методов предупреждения образования дефектов материалов и обеспечение надежности, заданности и предсказуемости процесса синтеза, а также определение путей интеграции процесса АП в систему промышленного производства пройдет в период до 2019 г.;
- разработка новых специальных порошковых композиций для АП, основанная на понимании внутренней связи процесс - материал, а также скрининговых методик их исследования - к 2021 г.;
- разработка и развитие обоснованных и надежных способов высокопроизводительного, тиражируемого аддитивного производства -до 2023 г.
Указанные выборочные мероприятия не должны создавать впечатления, что аддитивная технология является «сырой» или незрелой, у нее имеются серьезные преимущества, интересные достижения и в ней заключены огромные перспективы. Прогнозы и рекомендуемые направления развития АТ указывают только на то, что границы ее возможностей еще полностью не определены. Для обоснованного и гарантированного применения АТ в конкретных случаях необходимо проведение комплекса мер по получению и обработке результатов исследований,составлению рекомендаций и выработке стандартов в области надежного использования материалов, процессов, методов мониторинга и контроля, а также сфер применения и условий эксплуатации изделий.
В России в настоящее время находится, по меньшей мере, 25 металлических аддитивных систем различных производителей. Точное число машин установить довольно трудно. В табл. 2 перечислены известные российские обладатели металлических принтеров.
Кроме того, в табл. 3 приведены данные по разработчикам российских промышленных аддитивных систем различной степени готовности, с появлением которых спрос на материалы может существенно возрасти.
По косвенным данным и опросам участников рынка действующие в России металлопо-рошковые аддитивные установки в настоящее время в целом загружены на 10-20%. Возможно проблема нехватки отечественных порошков для АП является оправданием для другой проблемы - нехватки сфер применения и рынков сбыта продукции отрасли. Поэтому наряду с проблемами сырьевых материалов и отсутствием процедур квалификации, сертификации и выработки отраслевых стандартов НД для аддитивных технологий необходимо осуществлять деятельность по сбору информации и составлению баз данных о выпущенных изделиях АП (с анализом конкретных бизнес-кейсов и обобщением полученного опыта), а также о спросе на продукцию со стороны потенциальных заказчиков. Необходима широкая работа по доведению достоверной информации о возможностях и опыте применения АТ среди руководства и специалистов отечественных предприятий.
На рис. 4 представлен расчет емкости российского рынка металлопорошковых материалов в оптимистичном варианте. По этим оценкам размер рынка материалов может увеличиться к 2018-2020 гг. с 5 до 42 т, что при средней цене в 200 евро/кг (в структуре спроса большой интерес у покупателя представляют относительно недорогие стали и сплавы алюминия) составит существенную величину в полмиллиарда рублей. Такой сценарий возможен при условии реального развития рынка АП и решения сложных проблем использования отечественных материалов в работе на импортных установках, сертификации порошков, процессов и установок, а также квалификации готовой продукции. Кроме того, необходимо учитывать дробный, сегментированный характер рынка материалов для АП, связанный с множеством видов и типов установок, каждый из которых требует своего, определенного, мелкосерийного порошка.
Помимо ОАО «ВИЛС» имеется ряд крупных производителей порошков и гранул, например, ОАО «Композит», ФГУП ЦНИИ КМ
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
«Прометей», ОАО «СМК», ФГУП «ВИАМ», ОАО «Полема».
Для выпуска рентабельной и востребованной на рынке АП продукции необходим ввод в эксплуатацию принципиально ново-
го, экономичного оборудования,способного выпускать широкий ассортимент гранул из различных металлов и сплавов с разнообразными свойствами и характеристиками.
-Ф
Таблица 2 Отечественные собственники аддитивного оборудования
Отрасль Название О компании Парк оборудования
Двигателе-строение ОАО «НПО «Сатурн» Создают детали для газотурбинного двигателя большой мощности ГТД-110; новые детали проходят успешные испытания; функционирует Центр аддитивных технологий (опытный завод) 1 шт. EOS; 1 шт. SLM
Двигателе-строение ОАО «Авиадвигатель» Активно применяют аддитивные технологии для ремонта деталей двигателей наземного применения и выращивания новых деталей двигателей 3 шт. EOS; 1 шт. Trumpf TrueLaser Cell 7020
Машиностроение ООО «Воронеж-сельмаш», ОАО «Центр технологической компетенции аддитивных технологий» Функционирует Центр аддитивных технологий 2 шт. SLM 280 HL; 1 шт. 3D-Systems PR0X100
Авиационные технологии ОАО «НИАТ» Разработка и производство оборудования для применения аддитивных технологий, отработка технологий применения аддитивных способов производства 7 шт. + 2 шт. собственные разработки
Разработка перспективных материалов ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» Создан Центр аддитивных технологий с широким набором оборудования начиная от получения порошков (газовая атомизация) и заканчивая постобработкой изделий 2 металлические АМ- машины: LENS 750 EOSInt M270
Образование СТАНКИН Лаборатория инновационных аддитивных технологий (ЛИАТ) 1 шт. «CONCEPT Laser» «M3 LINEAR»
Оборудование для нефтедобычи Компания «Новомет» Производство нефтепогружного оборудования Установка SLS
Образование Пермский Национальный Исследовательский Политехнический Университет (ПНИПУ) Создан ЦКП «Центр аддитивных технологий» Realizer (Германия), OPTOMEC (США)
Инжиниринговая компания ОАО «Региональный инжиниринговый центр лазерных и аддитивных технологий» Осваивают технологию аддитивного производства, работают над созданием отечественной установки производства порошков и SLS- машины 1 шт. EOSINT М280
Радиоэлектроника ФГУП «Производственное объединение «Октябрь» Восстановление ответственных деталей и оснастки, нанесение износостойких покрытий методом ОМй-тех-нологии 1 шт. DMDS000 POM ^ША)
Ф-
"Ф
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
"Ф"
-Ф
Таблица 3 Отечественные разработчики аддитивного оборудования
Отрасль Название компании Город Направление деятельности
Машиностроение ООО « Воронеж- сельмаш», ОАО «Центр технологической компетенции аддитивных технологий» Воронеж Производство и реализация собственной разработки - настольного персонального 3й- принтера «Альфа» и его различных модификаций
Авиационные технологии ОАО «НИАТ» Москва Разработка и производство оборудования для применения аддитивных технологий, отработка технологий применения аддитивных способов производства
Инжиниринговая компания ОАО «Региональный инжиниринговый центр лазерных и аддитивных технологий» Екатеринбург Совместно с предприятиями ГК «Росатом», УрФУ и ООО « ИРЭ- Полюс» (Фрязино) разрабатывают отечественную аддитивную (SLS) машину и установку по получению металлических порошков. Создана опытно- промышленная установка для производства металлических порошков (сталь, алюминий, бронза). Реализуется совместно с ОАО «УЭХК»
Научный институт РАН Институт проблем лазерных и информационных технологий Российской академии наук (ИПЛИТ РАН) Московская область Институт разрабатывает фундаментальные и прикладные проблемы создания лазерных и информационных технологий. Он является одним из ведущих отечественных институтов по разработке мощных технологических С02-лазеров, а также технологий и оборудования на их основе
Топливная компания Росатома ОАО «ТВЭЛ» - ООО ННКЦ Москва-Новоуральск Проектсоздания отечественной установки порошкового послойного синтеза и лазерным способом сплавления металлических порошков
Университет СПбГУ НИИ «МашТех» -центр аддитивных технологий Санкт-Петербург Разработка универсальных аддитивных машин
Приведенная на рис. 4 оценка емкости рынка является вероятностной и в реальности может сильно отличаться в том случае, если ограничения на экспорт западного оборудования будут распространены на металлические аддитивные машины и на сырьевые материалы к ним при отсутствии в ближайшие годы на рынке серийных российских промышленных принтеров.
Аддитивные технологии предоставляют грандиозную свободу получения геометрически сложной, функционально максимально близкой к идеальной продукции, и в ходе своего развития могут явиться основой преобразования наших представлений об интеграль-
ных технологиях будущего. Проблемы, возникающие на этом пути, являются возможностями. Статичное ожидание отличается от деятельного прогнозирования, поскольку: «лучший способ прогнозирования будущего -участие в его создании» (Алан Кэй).
При реализации программы участия предприятия в выпуске аддитивных материалов необходимо учитывать разнообразные тенденции развития АТ и современное положение российской экономики. Наблюдающаяся ситуация волатильна и многовариантна, возможны естественные и искусственные задержки и откаты в развитии аддитивной отрасли. Поэтому наилучшими направлениями развития
-Ф-
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Средняя скорость построения увеличится с 20 до 40 см3/ч к 2018 г. Парк оборудования увеличится в два раза с 25 до 50 машин к 2018 г.
Средняя загрузка оборудования в мире имеет тенденцию к снижению. Загрузка российского оборудования будет составлять не более 40 %.
Цена на металлопорошковые композиции имеет тенденцию к снижению по мере насыщения рынка. Сейчас средняя мировая цена составляет €100, в России — не менее €200.
210 кг/г. — текущая потребность в порошках на 1 установку с учетом 20 % загрузки
840 кг/г. — прогнозируемая потребность порошках на 1 установку с учетом 40 % загрузки
5 т/г. — текущая емкость российского рынка порошков для аддитивных технологий
42 т/г. — прогнозируемая емкость российского рынка порошков для аддитивных технологий к 2018—2020 гг.
Рис. 4. Расчет емкости рынка металлопорошковых композиций для аддитивных технологий в среднесрочной перспективе (к2018—2020гг.)
нашего предприятия являются создание новых инновационных продуктов, модернизация производства в рамках стратегии диверсификации. Создание и введение в эксплуатацию современной установки для получения гранул для АП с лучшими и более экономичными параметрами работы по сравнению с передовыми действующими образцами оборудования должно соответствовать интересам предприятия по упрочнению и закреплению позиций в достигнутых способах производства и на традиционных рынках продажи продукции, на которые должен быть сделан упор в среднесрочной перспективе (на период освоения нового оборудования и становления спроса на продукцию АП). Получение опыта эксплуатации оборудования и создания на его основе разнообразных гранульных композиций для использования в различных аддитивных установках позволит со временем перейти к самостоятельному аддитивному производству конечной продукции, поскольку именно в нем создается максимальная добавочная стоимость. Снижению и разделению рисков может способствовать выбор нескольких стратегических партнеров из числа ключевых участников рынка со стороны разработчиков, производителей, потребителей и госорганов. В этом смысле позитивно образование альянса ОАО «ВИЛС» с ФГУП «ВИАМ» с точки зрения получения синергетического эффекта от слияния усилий институтов, дополняющих друг друга.
Для завоевания доли возникающего рынка порошкообразных материалов АП ОАО «ВИЛС» необходимо осуществить:
- создание и запуск в эксплуатацию принципиально нового оборудования по производству гранул, способного выпускать широкий ассортимент продукции для традиционной и аддитивной технологии;
- активное продвижение своей продукции, основываясь на ее уникальных свойствах, подтвержденных исследованиями, апробирование и адаптация гранульных композиций к различным типам установок с закреплением положительного имиджа предприятия;
- оказание комплексных услуг, связанных с осуществлением полного цикла создания и производства заданных композиций гранул с последующей обработкой (ГИП, т/о) полученных из них аддитивных изделий с исследованием их структуры и свойств. Учитывая фактор того, что по мере развития АТ центр тяжести будет переноситься с производства серийных гранул на выпуск специальных, адаптированных к конкретному оборудованию, «тюнинго-ванных» в соответствии с требованиями заказчика композиций, огромную роль может сыграть уникальность комплекса имеющегося на нашем предприятии оборудования и компетенция персонала;
- долговременное, стратегическое сотрудничество и кооперацию с покупателями, партнерами и иными ключевыми участниками
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
рынка в производственной, научно-технической и нормативной деятельности.
Таким образом, рассматривая развитие аддитивной технологии в последние годы и оценивая ее перспективы на ближайшее будущее, можно отметить:
- мировой объем рынка систем, услуг и материалов для аддитивных технологий в настоящее время составляет более 4 млрд дол., и в течение следующего десятилетия ожидается, как минимум, его четырехкратное увеличение. Доля металлических систем составляет около 10 % от всего рынка. Количество установленных металлических АТ-систем в мире оценивается около 1700-1850 шт., в России - около 25 шт. В целом мировой рынок «металлического» аддитивного производства пока значительно уступает АП неметаллических изделий, а российский рынок АП очень отстает от мирового, что является сильным вызовом и стимулом для его развития. Развитие АТ в России и расширение рынков сбыта ее продукции сдерживается неинновационным характером российской экономики;
- АТ не является всеобщей панацеей, это один из наиболее прогрессивных способов производства, позволяющих добиваться определенных целей, со своими достоинствами и недостатками. В настоящее время аддитивное производство металлических изделий еще не полностью нашло свое место в общей технологической цепочке создания продукции;
- аддитивное производство в ближайшие 3-5 лет будет ориентировано на получение сложнопрофильных, качественных, относительно дорогостоящих, малосерийных изделий с возможностью освоения крупносерийного выпуска изделий после существенного повышения производительности аддитивных систем. Вследствие этого можно ожидать значительного расширения парка металлических аддитивных систем, увеличения их загрузки, а затем и резкого увеличения количественного спроса на порошки для АП;
- мировой объем металлических порошков, производимых для аддитивных техноло-
гий, по разным оценкам сегодня составляет от 500 до 800 т в год. Прогнозируется кратное увеличение объемов в ближайшие 8-10 лет со снижением стоимости порошков. Потребление металлических материалов отечественными производителями АТ оценивается в 5 т/г. с перспективой увеличения в 6-8 раз в течение 5 лет. Можно прогнозировать возникновение сильно дифференцированного рынка с малыми, разнообразными партиями материалов, созданных для определенных заказчиков по их требованиям. В этом случае будет возрастать значимость научно-производственных предприятий,способных ответственно создать, наладить выпуск и производить сложные порошкообразные композиции стабильного качества.
Выводы
Для успешного продвижения и реализации продукции ОАО «ВИЛС» необходимо:
1. Осуществить работы по проектированию, созданию и вводу в эксплуатацию принципиально нового универсального оборудования, конкурентоспособного выпускать гранулы из различных металлов и сплавов, с различными свойствами, характеристиками и назначением, которые будут востребованы как в традиционной гранульной, так и в развивающейся аддитивной технологии.
2. Проведение самостоятельных исследований и опытных работ по кооперации в области создания и использования металлопорош-ковых композиций; отработка комплексных, интегральных схем и режимов получения изделий АП, направленных на создание высококачественных деталей, изделий и узлов, способных находить применение в сложных, экстремальных условиях в ответственных передовых технологических агрегатах и устройствах.
3. Активно участвовать в консорциумах, комиссиях и мероприятиях всехуровней,направленных на развитие и расширение рынка АТ в России; повышать знания, опыт и компетенцию в области АТ для сохранения лидерских позиций в области производства, применения и классификации порошковой продукции АП.
-Ф-
-Ф-
-Ф-
АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
14.
15.
16.
1. Wholers T. Trends. Analysis. Forecasts. Your source 12. for everything 3D printing // Wholers Report 2015. Wholers Associates, Inc. Fort Collins. Colorado. April 2015.
2. Roland Berger. Additive Manufacturing. A game 13. changer for the manufacturing industry // Roland Berger Report. Munich. November 2013.
3. Wholers T. Additive manufacturing and 3D printing state of the Industry // Wholers Report 2013. Wholers Associates, Inc. Fort Collins. Colorado. June 2013.
4. Dr. Mark J. Cotteleer. 3D opportunity: Additive manufacturing paths to performance, innovation, and growth // Deloitte Services, LLP. October 2014. http: // simt.com/uploads/4881/SIMT_AM_Confe-rence_Keynote.pdf.
5. Kruth J.-P., Levy G., Klocke F., Childs T.H. Consolidation phenomina in laser and powder-bed based layered manufacturing // Annals of CIRP. 2007. V. 56. P. 730-750.
6. AnamA.M., Dilip J.J., Pal D., Stucker B. Effect of scan pattern on the microstructural evaluation of In-conel 625 during selective laser melting // History of the SFF Symposium to Celebrate Its 25th Anniversary. 2014. P. 363.
7. Gu D. Laser additive manufacturing of metallic components // International materials reviews. 2012. V. 57. P. 143-159.
8. Kumar S., Pityana S. Laser-based additive manufacturing of metals // 2nd International conference of Laser and Plasma Applications in Materials Science, Algiers, Algeria, 27-30 Nov. 2010. P. 4.
9. Frazier W. Metal additive manufacturing: A Review // Journal of Materials Engineering and Performance. June 2014. P. 1017-1928. www.link.springer.com.
10. Yadroitsev I., Pavlov M., Bertrand Ph., Smurov I. Mechanical properties of samples fabricated by selective laser melting // Proceeding 14th Eur. Conf. on Rapid Prototyping and manufacturing. Paris, France.
11. Manfredi D., Calignano F., Krishnan M. Additive manufacturing of Al alloy and aluminium matrix composites (AMCs) // Light Metal Alloys Applications. Chapter 1 http: // www.intechopen.com/books/ 2°. light- metal-alloys-applications/additive-manufacturing-of-al-alloys-and-aluminium- matrix-composi-tes-amcs.
17.
19.
Zeng K., Pal D., Stucker B. A review of thermal analysis methods in laser sintering and selective laser melting. Proceedings of Solid Freeform Fabrication Symposium. Austin, TX. 2012. P. 796. Mani M., Lane B., Donmez A. Measurement science needs for real-time control of additive manufacturing powder bed fusion processes // (NISTIR 8036) National Institute of Standarts and Technology, US Department of Commerce, February 2015. http: // nvlpubs.nist.gov/nistpubs/ir/2015/NIST.IR.8036.pdf. Thomas D.S., Gilbert S.W. Costs and cost effectiveness of additive manufacturing // NIST special publication - 1176. http: // nvlpubs.nist.gov/nist-pubs/SpecialPublications/NIST.SP. 1176.pdf. Baumers M. Economic aspects of additive manufacturing: benefits, costs fnd energy consumption. Loutghborough University, a Doctoral Tnesis, 2012. https: // dspace.lboro.ac.uk/dspace-jspui/handle/ 2134/10768.
Cottelleer M. 3D Opportunity for production: Additive manufacturing make its (business) case // De-loitte Review issue 15, Deloitte University Press, July 2014. http: // dupress.com/articles/additive-manu-facturing- business- case/.
Ruffo M., Tuck C., Hague R. Cost estimation for rapid manufacturing-laser sintering production for low to medium volumes // Journal of Engineering Manufacture. 2006. 220 (9). P. 1417-1427. Berchtold L., Fischer V., Hainzmaier A. 3D Printing. A qualitative assessment of applications, recent trends and the technology sfuture potential. Studien zum deutschen Innovationssystem // Nr. 17-2015, Center for Digital Technology and Management (CDTM). Munchen. February 2015. Gausemeier J., Wall M., Peter S. Thinking ahead the future of additive manufacturing - exploring the research landscape. September. 2013. https: // dm-rc.uni- paderborn.de/fileadmin/dmrc/Down-load/data/DMRS_Studien/DMRC_Stud y_Strategy.pdf.
Additive Manufacturing: Strategic Research Agenda. February 2014. http: // www.rm-platform.com/link-doc/AM%20SRA%20-%20February%202014.pdf.
