Андрей Григорьев: в России происходит революция в 3D-печати на производстве

Аддитивные технологии способны полностью изменить существующее производство, особенно в авиакосмической промышленности, ракетостроении и медицине. О революции в проектировании и производстве высокотехнологичной продукции с помощью трехмерной печати в интервью РИА Новости рассказал генеральный директор Фонда перспективных исследований Андрей Григорьев.

— Расскажите, пожалуйста, как внедряются аддитивные технологии в России. Как можно охарактеризовать этап, на котором мы находимся?

— За последние несколько лет в России произошел очень быстрый скачок в развитии аддитивных технологий. По сути, сегодня происходит революция в проектировании и производстве высокотехнологичной продукции, потому что аддитивные технологии коренным образом меняют производственные процессы. Сегодня на многих предприятиях уже изготавливаются детали методом аддитивных технологий, в том числе сложноконструкционные, например для двигателей. Мы находимся на том этапе, когда большое количество самых разных изделий, изготовленных методом трехмерной печати, уже прошли испытания и используются, например, в авиа- и ракетостроении, а также в медицине.

Необходимо увеличивать долю таких изделий в производстве высокотехнологичной продукции, а также системно подойти к вопросам, связанным с их сертификацией и серийным производством.

На многих российских предприятиях и в лабораториях научных организаций уже работает аддитивное производство полного цикла, начиная с разработки и производства порошковых композиций и заканчивая аттестацией готовых изделий. Порошковые композиции отечественного производства активно используются, хотя совсем недавно почти все сырье для 3D-печати было импортным: оно поставлялось вместе с зарубежным оборудованием, которое могло работать только с определенными материалами. Это сильно затрудняло работу исследователей и инженеров, которые не могли изменять настройки оборудования и влиять на свойства сырья и конечной продукции. Сегодня российские порошки для 3D-печати производятся рядом предприятий и уже есть не только изготовленные из них отдельные детали, но и целые агрегаты. При этом, говоря о сырье для аддитивных технологий, подразумеваются не только металлические порошки, но также полимеры с уникальными характеристиками и другие материалы.

— Отмечают, что в области аддитивных технологий Россия значительно отстает от тех стран, где аддитивные технологии уже давно внедряются в производство. Что можно сделать для того, чтобы преодолеть этот разрыв?

— Для России критически важно быть конкурентоспособной на новых рынках. В связи с этим можно констатировать, что, несмотря на заметные успехи производителей сырья и оборудования, наших ученых, государственных корпораций и других участников отрасли, этих отдельных усилий и успехов пока недостаточно.

Сегодня компетенции, критически важные для развития аддитивных технологий в России, неравномерно распределены между НИИ, государственными корпорациями, крупными компаниями. Однако достижение качественных результатов, постоянное улучшение качества изделий и совершенствование производственных процессов невозможно без новых форматов работы. В рамках научно-практической конференции, которая была организована ФПИ на форуме "Технопром-2017" в Новосибирске для обсуждения практических аспектов внедрения аддитивных технологий, была предложена модель консорциумов в качестве новой организационной и управленческой формы. Такие форматы сотрудничества позволяют создать для всех участников отрасли единую информационную среду, где они смогут взаимодействовать и сотрудничать в том числе в рамках выполнения комплексных проектов. Только так можно сократить дистанцию от разработки и внедрения отдельных решений к созданию и масштабированию производств нового типа с технологическими решениями полного цикла — от проектирования и создания металлических и полимерных порошков до сертификации конечной продукции. На форуме "Технопром" говорилось о том, что в рамках госкорпорации "Ростех" принято решение о создании единого центра аддитивных технологий: все участники отрасли осознают необходимость объединять усилия и ресурсы и уже делают важные шаги в этом направлении.

— Аддитивные технологии — активно развивающаяся, но пока еще новая область для российских производителей. Как она регулируется сегодня в России?

— Разработка требований к материалам для 3D-печати, сертификация и создание нормативной базы — это целый блок вопросов, по которым сегодня идет активная работа. По итогам 2016 года были утверждены несколько национальных стандартов, в ближайшее время появятся и другие. Активно идет работа по формированию требований к производителям сырья — порошковых композиций.

— Как можно охарактеризовать самые сложные препятствия на пути развития аддитивных технологий в России?

— Ключевые, хотя и не единственные вопросы — это создание отечественного оборудования и сырья для 3D-печати, программное обеспечение для такого оборудования, а также подготовка специалистов для производств с большой долей аддитивных технологий.

Оборудование для печати изделий с помощью аддитивных технологий сегодня уже производится в нашей стране, однако еще совсем недавно почти все используемое в России оборудование изготавливалось и закупалось за рубежом. Такое оборудование поставлялось в основном с жестко заданными режимами работы и могло работать только на том сырье, которое поставлялось в комплекте.

Проблема оборудования тесно связана с вопросами программного обеспечения для установок 3D-печати: все импортное оборудование поставляется со своим ПО, которое, например, позволяет варьировать режимы работы и другие настройки в очень узком диапазоне. Для развития технологий 3D-печати необходимо создавать программы для моделирования самых разных процессов, в том числе для процесса термообработки и управления технологиями синтеза. Многие участники рынка создают собственные программные продукты, которые позволяют успешно решать локальные задачи, однако для решения глобальных вопросов развития отрасли такие программные продукты должны унифицироваться, интегрироваться.

Для того чтобы в России появлялись квалифицированные специалисты в области аддитивных технологий, необходимо разрабатывать профессиональные стандарты, квалификационные требования. Это потребует не только сотрудничества вузов и отрасли в части разработки самих стандартов, но и более активной интеграции вузов и высокотехнологичных производств для совместной разработки образовательных программ: учитывая темпы развития современных технологий, в том числе технологий 3D-печати, за 4-6 лет обучения в отрыве от реальной работы в лаборатории или на производстве студент приобретет компетенции, которые к моменту его выпуска уже могут оказаться невостребованными. Поэтому, говоря о подготовке специалистов, мы снова отмечаем необходимость объединения усилий и появления новых форматов взаимодействия федеральных органов исполнительной власти, государственных корпораций, высокотехнологичных производств, университетов и научных организаций.

— Какие проекты по аддитивным технологиям сегодня ведет Фонд перспективных исследований?

— Развитие аддитивных технологий — область на стыке нескольких научных областей, поэтому проекты реализуются по нескольким направлениям работы фонда. В рамках одного из наших проектов создается оригинальная установка для параллельного спекания трехпорошковых композиций, а также разрабатывается комплекс управляющих программ для этой установки.

Кроме того, создаются сами металлопорошковые композиции с уникальными свойствами для производства сложнопрофильных деталей машин и механизмов. По прочности и другим ключевым характеристикам конечная продукция, произведенная аддитивным способом из такого сырья, будет превосходить аналоги, которые изготавливаются традиционными способами. В рамках этого проекта уже была подтверждена работоспособность малогабаритного газотурбинного двигателя, узлы и агрегаты которого изготовлены аддитивным методом из разработанных металлопорошковых композиций.

Другой проект фонда нацелен на разработку технологии, которая позволит управлять свойствами полимеров на молекулярном уровне, и на создание оборудования для работы с новыми материалами. В рамках этого проекта создаются уникальные рецептуры и технологии получения высокопрочных полимеров и композитов на их основе, а также отрабатываются технологические режимы 3D-печати. Результатом проекта станет появление стратегически важных технологий получения перспективных полимеров, обладающих высокой прочностью, устойчивостью к радиации и другими свойствами, которые еще несколько лет назад могли казаться невероятными.

Новые материалы найдут применение в самолето- и ракетостроении, автомобилестроении и медицине (полимеры являются биосовместимыми), нефтегазовой отрасли, а также при создании оборудования, работающего в экстремальных температурных условиях, в том числе в условиях Арктики и в космосе.

Прямое отношение к развитию аддитивных технологий в России имеет наш проект "Гербарий": по сути, в рамках проекта был сформирован конструктор для создания отечественных программных продуктов и разработки новых программных решений. "Гербарий" — это удобная среда разработки как для крупных предприятий, так и для небольших технологических компаний и стартапов, которые смогут разрабатывать на новой платформе программное обеспечение для аддитивных технологий.