CC BY
2УДК 62-1: 62-9
Михеева Н.В.
аспирант кафедры «Управления качеством и стандартизации» Технологический университет им. А.А. Леонова (г. Королев, Московская обл., Россия)
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И КЛЮЧЕВЫЕ ФАКТОРЫ РАЗВИТИЯ АТ В ОТЕЧЕСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Аннотация: данная статья посвящена специфике аддитивного производства, преимуществам «напечатанных» изделий, прогрессирующей технологии изготовления крупногабаритных изделий, а также тенденциям развития на внутреннем рынке.
Ключевые слова: качественная продукция, отраслевые требования, аддитивное производство, аддитивное производство.
В современных условиях промышленные предприятия стремятся к реализации наиболее конкурентоспособной, качественной продукции при предъявлении повышенных требований к эксплуатационным характеристикам. Например, специфические отраслевые требования предъявляются в ракетно-космической промышленности к материалу (покрытию) и готовому изделию, учитывая факторы космического пространства и экстремальные условия эксплуатации: повышенная температура, скорости газовых потоков, коррозия и др. Аддитивное производство (АП), известное также как ЭЭ-печать, является мощнейшим инструментом обеспечения технологического суверенитета по созданию новой продукции из инновационных материалов с улучшенными свойствами. АП представляет особый пласт технологий, позволяющих изготавливать изделия сложной формы и конструкции с механическими свойствами на уровне или превышающими справочные данные по основному материалу. Интенсивность развития аддитивных технологий (АТ) не имеет
аналогов. Эти технологии принципиально изменили процессы проектирования и конструирования изделий, превратив их в процессы непрерывного создания изделий [1]. Современные тенденции развития аддитивных технологий сводятся к увеличению требований к эксплуатационным характеристикам материалов [2].
По оценкам экспертов, рынок АТ в Российской Федерации (РФ) не превышает 2 % мирового объема. Рынок 3D-печати в РФ вошел в фазу бурного роста с конца 2010-х годов. За это время на глобальном и российском рынках формировались экосистема и пул игроков, который постоянно обновляется. Сейчас можно с уверенностью сказать, что рынок достаточно насыщен участниками: производителями, дистрибуторами, интеграторами (источник Ассоциация Развития Аддитивных Технологий (АРАТ), оценки ООО «РосАТ», ИГ «ИНФОМАЙН»).
Актуальность разработки АТ обусловлена возможностью с их помощью существенно сокращать время от разработки изделия до выпуска готовой продукции, материалоемкость продукции потребление энергоресурсов, а также возможностью изготовления изделий с улучшенными свойствами и сложных конструкций, которые раннее не представлялось возможным производить из- за технологических ограничений [3]. На сегодняшний день, российские компании уже не уступают зарубежным в качестве производимого оборудования, предлагают более привлекательную стоимость и порой уникальные инновационные решения.
Перспективной технологией для производства крупногабаритных изделий является прямое дуговое выращивание (ПДВ) с применением в качестве наплавляемого материала как порошка, так и проволоки. Например, использование в качестве сырья проволоки позволяет изготавливать детали со стенками под гораздо большим углом по сравнению с порошком и иметь другие технологические особенности, которые необходимо учитывать при оптимизации детали.
Тенденции развития АТ в РФ:
- утвержденная Стратегия развития АТ до 2030 г [3],
- поддержка государства путем увеличения финансирования НИОКР в области АП,
- импортозамещение оборудования и материалов на отечественные,
- применение ЭЭ-печати для использования вторичных ресурсов из пластиковых отходов,
- разработка технологий биметаллических и градиентных материалов, используя различное сочетание АТ,
- разработка гибридных технологий, сочетающие аддитивное изготовление с традиционными промышленными методами (синергический эффект), обеспечивающими конечную геометрию изделия,
- применение АТ в качестве ремонтных (восстанавливающих) технологий (на данный момент это единственный известный метод, позволяющий ремонтировать, изменять конфигурацию или восстанавливать поверхность существующих деталей), а также применение для локального упрочнения (дополнения) материалов детали,
- интегрированные решения АТ для устоявшихся техпроцессов различных производственных целей,
- паспортизация материалов для АТ и сертификация изделий АП с учетом специфики применения в различных отраслях,
- разработка газостатического оборудования под АТ (для изменения структуры материала).
Структура российского рынка АТ из источника Ассоциация Развития Аддитивных Технологий (АРАТ), оценки ООО «РосАТ», ИГ «ИНФОМАЙН» представлена на рис. 1.
I ЙЙЙ
Ш Оборудование АТ МатвриалыАТ Услуги АТ
Рис. 1 Структура российского рынка АТ.
Структура российского рынка аддитивных технологий значительно отличается от мирового - в отличие от мира, где объём услуг 3D-печати является доминирующей составляющей, рынок РФ, наоборот, сформирован в большей степени за счет оборудования и материалов. Процент применения АТ в промышленности РФ составляет не более 0,04 %. Основные российские потребители АТ сконцентрированы в авиационной и космической отраслях, машиностроении, медицине. Рынок в РФ характеризуется высокой долей НИОКР.
В целом российский рынок АТ развивается быстрее, чем предполагалось ранее. Прогнозы Минпромторга и ДК «ТНМиВ» в части объёма рынка 2030 г (источник Ассоциация Развития Аддитивных Технологий (АРАТ), оценки ООО «РосАТ», ИГ «ИНФОМАЙН») с большой вероятностью будут достигнуты раньше (рис. 2).
»Дк ТнМйЁ ■ Минлромторг ■ Оиенки АРА'Г и ИГ «ИНФОМАЙНв
Рис. 2 Объем российского рынка АТ.
Основными преимуществами применения АТ в производство являются:
- производительность и гибкость АТ,
- широкий выбор материала,
- цельность (техпроцесс от создания 3-0 модели до выращивания с постобработкой (горячее изостатическое прессование, ТО и мехобработка),
- все сырье и энергия используются наиболее рационально и комплексно,
- управление процессом печати в реальном времени,
- отсутствует необходимость в разработке оснастки и использованию большого количества оборудования и инструментов,
- малоотходные и ресурсосберегающие технологии.
Кроме очевидных преимуществ в скорости и стоимости изготовления изделий, АТ имеют важное достоинство с точки зрения охраны окружающей среды и, в частности, эмиссии парниковых газов и "теплового" загрязнения. АТ имеют огромный потенциал в деле снижения энергетических затрат на создание самых разнообразных видов продукции [4]. Их использование позволяет свести показатель "buy-to-fly" ratio, BTF (коэффициент использованного материала) до 1,5-2,0:1, что вписывается в критерий для "безотходного процесса" по ГОСТ 14.322 [4].
За последние годы АП совершило прорыв в мире технологий, достигнув немалого прогресса, и на сегодняшний день продолжает динамично совершенствоваться и доминировать над традиционным производством. АТ приобретают статус стратегически важных, приоритетных технологий машиностроения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Валетов В.А. Аддитивные технологии (состояние и перспективы). Учебное пособие. - СПб.: Университет ИТМО, 2015, - 63 с., стр. 6;
2. Тарасова Т.В. Аддитивное производство: учебное пособие / Т.В. Тарасова. - Москва: ИНФРА-М, 2021. - 196 с. С. 3;
3. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 14 июля 2021 г № 1913-р. С 1-2;
4. ГОСТ Р 57702-2017 Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Требования к малоотходным технологиям. Приложение Б
Mikheeva N.V.
Leonov University of Technology (Korolev, Russia)
TECHNOLOGICAL FEATURES AND KEY FACTORS OF AT DEVELOPMENT IN DOMESTIC PRODUCTION
Abstract: this article is devoted to the specifics of additive manufacturing, the advantages of "printed" products, the progressive technology of manufacturing large-sized products, as well as development trends in the domestic market.
Keywords: high-quality products, industry requirements, additive manufacturing, development trends.
