Спрос на гибкие решения в промышленности вырос

МонокльHi-Tech

Аддитивные технологии в России: быстрая эволюция 2022–2023 годов

В результате санкций и роста спроса на гибкие решения в промышленности средний рост выручки 26 основных АТ-компаний в России составил около 500%. Выручка крупнейших из них приблизилась к 0,5 млрд рублей

Дмитрий Трубашевский, Павел Биленко

Сегодня существует около 30 мощных супервозможностей, которые выгодно отличают аддитивные технологии от традиционных, помещая их в новую производственную реальность. Михаил Метцель/ТАСС

Аддитивные технологии (АТ), или, как их часто называют, 3D-печать (3DP), сегодня поновому осмысливается компаниями и предпринимателями. Возможность полной индивидуализации продукта, выпуска «под клиента», связь с производством по запросу (manufacturing on demand) и возможностями генеративных алгоритмов CAD/CAE-систем делают 3DP все более выгодным и интересным.

Прогнозируется, что общий объем мирового рынка аддитивного производства (оборудование, программное обеспечение, расходные материалы, специализированные системы для постобработки, производство по запросу) к 2032 году превысит 100 млрд долларов, примерно в шесть раз больше, чем в 2022 году (см. график 1).

Такой скачок произойдет благодаря нескольким факторам. Это кратное увеличение производительности оборудования; повышенный интерес потребителей к получению индивидуализированной продукции (обувь, очки, ювелирные изделия, часы, мобильные телефоны, нестандартные приспособления, протезы/экзопротезы, имплантаты, элайнеры, товары для дома, носимая электроника); многономенклатурное мелкосерийное производство для автомобильной, авиастроительной, ракетно-космической, медицинской промышленности; серийное производство потребительских товаров; использование в ремонте техники; индустриализация безлучевых технологий.

Сегодня внимание к аддитивным технологиям формируется благодаря трем основным течениям. Первое — это целая армия энтузиастов, для которых бытовая 3D-печать неразрывно связана с их жизнью, профессиональным развитием, получением эстетического и творческого удовольствия. В таких сообществах продвижение происходит благодаря сарафанному радио и самостоятельным поискам подходящей технологии и оборудования.

Второе течение — многочисленные предприятия, которые на использование 3D-печати сподвигли их соратники или конкуренты, простимулировавшие поиск новых прорывных решений в проектировании и технологиях. Их скрупулезное погружение в мир аддитивных технологий окупается сторицей. Такие производственники сегодня составляют прогрессивную долю инноваторов, которые своим примером вдохновляют других предпринимателей.

Третье течение больше распространяется на противников или сомневающихся. На них влияют десятки знаменитых

компаний, которые между делом сообщают об использовании новых методов производства. Например, коллаборация Adidas и Carbon 3D с напечатанной промежуточной подошвой в кроссовках модели 4D FWD; Align Technology, изменившая уже более 15 млн улыбок благодаря своим прозрачным элайнерам; Илон Маск, задействующий технологии 3D-печати для изготовления ракетных двигателей SpaceX и сокращения количества компонентов автомобилей Tesla; Apple, готовящая технологический прорыв в серийной печати корпусов часов Apple Watch последнего поколения… Такие проекты обращают внимание промышленников на все новые и новые сферы применения 3D-печати, начиная со вполне логичных и заканчивая теми, которые еще полгода назад никто бы и не заметил. Это касается в первую очередь использования аддитивных технологий в серийном производстве. Оказывается, что при грамотной разработке продукции, подкрепленной новым инженерным мышлением, генеративным ИИ, адекватной технологией, материалом, постобработкой, уже сегодня можно говорить о потенциальной выгоде использования аддитивных решений. И с каждым полугодием вход в серийное производство становится все более рентабельным благодаря снижению стоимости оборудования, материалов и повышению производительности.

Если не обращать внимания на корпорации, финансовые возможности которых существенно шире, чем у большинства компаний, можно выделить отрасли промышленности, которые уже сегодня получают выгоду от использования 3Dпечати, и с каждым годом их оптимизм в отношении этой технологии только растет. Это космонавтика, авиастроение, автомобилестроение, медицина, стоматология, товары народного потребления, строительство, энергетика. Сегодня существует около 30 мощных супервозможностей, которые выгодно отличают аддитивные технологии от традиционных, помещая их в новую производственную реальность. В этой реальности именно потребитель или дизайнер/инженер определяет будущий облик изделия, а не технолог и культивируемые им ограничения традиционного оборудования. Современные требования инженеров направлены на такие вещи, как агрегация, оптимизация / генеративный дизайн с ИИ, использование ячеистых структур, в том числе градиентных, каналы конформного охлаждения, многоматериальность, вычислительная инженерия, 4D-печать.

Очевидно, что для таких потребностей необходимо использовать новые, прорывные технологии, и здесь 3D-печать может играть одну из главенствующих ролей. Например, при работе с металлами аддитивные технологии часто используют такие уникальные возможности, как агрегация (объединение деталей сборок), использование ячеистых структур, а также топологическую оптимизацию / генеративное проектирование с использованием ИИ. Нередко в таком случае можно наблюдать результат сокращения массы изделия от 20 до 60%!

При использовании, например, металлопорошковой технологии LB-PBF/SLM при стоимости цикла 10–25 тыс. руб./ч, среднем времени проекта 3D-печати 70 часов, производительности 100 см³/ч мы получаем стоимость детали 1,7 млн рублей (расчеты Андрея Рипецкого, кандидата технических наук, доцента Московского авиационного института). Если мы сэкономим 30% материала, это составит почти 570 тыс. рублей, или 5,7 тыс. долларов экономии.

АТ: опережающий рост При рассмотрении двух ключевых сегодня направлений в 3D-печати — полимеров и металлов/сплавов, сравнении темпов их роста с традиционными технологиями можно сделать интересные выводы.

Усредненные темпы роста продаж аддитивного оборудования по полимерам с 2022 по 2027 год составляют 15,1% по сравнению с 3,4% традиционных термопластавтоматов (см. схему 1).

Усредненные темпы роста продаж систем аддитивного производства по металлам и сплавам составляют 25,8% по сравнению с 7,3% роста продаж традиционных металлообрабатывающих станков с ЧПУ в период с 2020 по 2025 год (см. схему 2). Всего за пять лет при нынешних темпах роста отставание объема продаж 3D-принтеров по металлу от металлообрабатывающих станков с ЧПУ должно сократиться с 80 до 36 раз, а к 2075 году до шести раз!

Исторически рынок полимерных АТ самый емкий, он примерно в два с половиной раза превышает технологии металлической 3D-печати в денежном выражении. Лидерами в полимерах являются технологии экструзии FDM/FFF, фотополимеризации в ванне SLA и синтеза на подложке PBF/SLS.

Однако вполне развита и 3D-печать металлами. В сегменте металлов около 90% рынка приходится на технологии синтеза на подложке LB-PBF (лазеры), EBPBF (электронный луч) и прямого подвода энергии и материала DED (Ampower, 2021). В целом же металлические технологии в количественном выражении составляют 10% от всего рынка АТ.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Если нет хорошего города, построй его!» «Если нет хорошего города, построй его!»

Предприниматель Владимир Седов уже десять лет строит новый город — Доброград

Монокль
От жуткого хоррора до ироничной пародии: как кино переосмысливает классические сказки на новый лад От жуткого хоррора до ироничной пародии: как кино переосмысливает классические сказки на новый лад

Оригинальные проекты, переосмысливающие классические сказки в неожиданном ключе

Правила жизни
IDеальное преступление IDеальное преступление

Четыре года назад «Популярная механика» опубликовала свой первый кибердетектив

ТехИнсайдер
Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад Культурный виноград появился на Сардинии больше трех тысяч лет назад

Самый ранний культурный виноград выращивали на Сардинии

N+1
Юродивый из Лефортова Юродивый из Лефортова

Почему смерть рэпера обсуждала вся страна и что не так с молодежной политикой?

Монокль
Дорожная карта Дорожная карта

Фильмы, которые помогут увидеть мир

Лиза
Лестница в небо Лестница в небо

Как помочь новому поколению найти свое место в нашем безумном мире

Men Today
Почему женщины выбирают мужчин с криминальным прошлым: объясняет психолог Почему женщины выбирают мужчин с криминальным прошлым: объясняет психолог

По каким причинам девушки выбирают парней с криминальным прошлым?

VOICE
Гости из настоящего и будущего Гости из настоящего и будущего

Столичная туриндустрия укрепляет свои позиции как драйвера развития Москвы

Ведомости
5 полезных устройств для тех, кто затеял ремонт 5 полезных устройств для тех, кто затеял ремонт

Подборка полезной и надежной техники для ремонта

CHIP
Своей иранской тропой Своей иранской тропой

Современный Иран надеется сохранить государство и суверенитет

Монокль
В ритме сердца: что такое HRV и так ли он важен В ритме сердца: что такое HRV и так ли он важен

Разбираем все, что нужно знать о вариабельности сердечного ритма

РБК
Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты Новое исследование: мат улучшает спортивные результаты

Как «матюки» во время физических нагрузок помогают превзойти свои возможности

Maxim
День Д: как города США зарабатывают сотни миллионов на церемониях драфта НФЛ День Д: как города США зарабатывают сотни миллионов на церемониях драфта НФЛ

Что такое драфты и почему они вообще существуют?

Forbes
Новые методы помогут искать воду в лунных кратерах и глубоко под поверхностью Новые методы помогут искать воду в лунных кратерах и глубоко под поверхностью

Ученые пытаются определить, где и сколько льда находится на Луне

ТехИнсайдер
Что такое дунхуа: все о китайском аниме Что такое дунхуа: все о китайском аниме

С чего пошло зарождение китайской анимации?

Maxim
Как люди хоронят дружбу и отношения в переписках Как люди хоронят дружбу и отношения в переписках

Как цифровой мир лишает нас друг друга

Men Today
Китайское рекламное чудо Китайское рекламное чудо

На какую рекламу тратят рекламный бюджет компании на российском рынке

Ведомости
Елизавета Юрьева: «Гордость зачастую – это способ защиты» Елизавета Юрьева: «Гордость зачастую – это способ защиты»

Елизавета Юрьева рассказывает, как она стала цыганкой

Ведомости
Заемщики поубавили аппетит Заемщики поубавили аппетит

Почему у граждан снижаются запросы на размер кредитов наличными?

Ведомости
Татьяна Геворкян: «С годами на лице проявляются все эмоции, которые мы проживали» Татьяна Геворкян: «С годами на лице проявляются все эмоции, которые мы проживали»

Телеведущая Татьяна Геворкян о том, как выглядеть стильно без больших затрат

Здоровье
Эффект рататуя Эффект рататуя

Как вкусы из детства могут формировать наш характер и модель поведения

Grazia
6 причин, по которым простыни становятся серыми, и способы это исправить 6 причин, по которым простыни становятся серыми, и способы это исправить

Как предотвратить изменение цвета простыней

VOICE
«При загрузке видео на платформу происходит некая магия» «При загрузке видео на платформу происходит некая магия»

Сергей Косинский об искусственном интеллекте и будущем медиа

Деньги
10 вещей, которые нельзя стирать вместе, если ты не хочешь, чтобы они износились раньше времени 10 вещей, которые нельзя стирать вместе, если ты не хочешь, чтобы они износились раньше времени

Какие вещи никогда не следует совмещать в стиральной машине?

VOICE
Самокаты все ближе к потолку Самокаты все ближе к потолку

Рынок кикшеринга вырастет в 1,7 раза к 2027 г

Ведомости
Новый поход ветеранов Троянской войны Новый поход ветеранов Троянской войны

Филистимляне и троянцы против египетских фараонов

Знание – сила
Почему взрослые дети не уважают зрелых родителей: мнение и советы психоаналитика Почему взрослые дети не уважают зрелых родителей: мнение и советы психоаналитика

Почему мы считаем родительские убеждения устаревшими и обесцениваем их опыт

Psychologies
Василий Мищенко: «Табаков не отпустил меня сниматься к Михалкову» Василий Мищенко: «Табаков не отпустил меня сниматься к Михалкову»

Василию Мищенко сказали на экзаменах: «По-моему, это сумасшедший, надо брать!»

Коллекция. Караван историй
От «Больницы Питт» до «Терапии»: 8 лучших новых медицинских сериалов От «Больницы Питт» до «Терапии»: 8 лучших новых медицинских сериалов

Медицинские драмы переживают новую волну популярности! А вот их подборка

Forbes
Открыть в приложении