3D-печать в России

Всем привет! Меня зовут Ксения Титова, я занимаюсь инвестициями в высокотехнологичный бизнес и являюсь партнером AFS Company.

Сегодня поговорим с вами про рынок технологий 3D-печати в России и мире.

Рынок 3D-печати делится на две составляющие: 3D-печать пластиками/металлами и строительную 3D-печать.

3D-принтеры можно разделить на три основные группы, исходя из их функциональных возможностей и областей применения:

3D-печать в России

Наиболее распространенные технологии 3D-печати пластиком/металлом:

FDM (Fused Deposition Modeling)

Принцип действия:

  • послойное построение изделия из расплавленной пластиковой нити

Используемые материалы:

  • термопластичный полимер в форме нити (прутка)

Преимущества:

  • высокая производительность;
  • возможность изготавливать крупногабаритные изделия;
  • относительно небольшая стоимость оборудования и расходныхматериалов.

Минусы технологии:

  • наибольшая среди всех аддитивных технологий степень шероховатости;
  • риск растекания пластика;
  • повышенная чувствительность к перепадам температур.

Опыт использования в РФ:

3D-печать в России

SLS (Selective Laser Sintering)

Принцип действия:

  • селективное лазерное спекание полимерных порошков

Используемые материалы:

  • порошковые спекаемые полимеры (полиамиды)

Преимущества:

  • высокая скорость печати;
  • возможность создавать изделия сложнейших форм и фактур;
  • отличные механические характеристики напечатанных моделей.

Минусы технологии:

  • высокая стоимость материалов и оборудования;
  • необходимость обработки шероховатых и пористых поверхностей;
  • особые требования к помещению и условиям эксплуатации.

Опыт использования в РФ:

В компании "ЗапСибНефтехим" установлен 3D-принтер, работающий по технологии SLS. На принтере производят уплотнения для клапана оборудования некритичных технологических процессов. Отдельно такие детали не продаются, только в комплекте с клапаном, стоимость которого превышает 30 000 €, а срок срочной поставки составляет около 6 мес.

3D-печать в России

SLA (Stereolithography)

Принцип действия:

  • послойное выращивание моделей из жидкого фотополимера, который засвечивается и затвердевает под лазерным лучом.

Используемые материалы:

  • жидкие фотополимеры

Преимущества:

  • быстродействие 3D-принтеров;
  • высокая точность и прочность, идеальное качество поверхности
  • изделий;
  • возможность построения моделей сложной формы и структуры;
  • выращенный прототип можно использовать как готовое изделие.

Минусы технологии:

  • значительные первоначальные инвестиции;
  • особые требования к помещению и условиям эксплуатации.

Опыт использования в РФ:

Компания "Макдональдс" напечатала новый вид вилки для сети ресторанов на 3D-принтере SLA.

3D-печать в России

SLM (Selective Laser Melting)

Принцип действия:

  • селективное лазерное сплавление металлических порошков. Самый распространенный метод ЗD-печати металлом.

Используемые материалы:

  • металлический порошок

Преимущества:

  • высокая точность, плотность и повторяемость изделий;
  • возможность печати уникальных сложнопрофильных объектов;
  • экономия материала;
  • сокращение цикла НИОКР.

Минусы технологии:

  • большие первоначальные вложения;
  • особые требования к помещению и условиям эксплуатации.

Опыт использования в РФ:

В "Центральном институте авиационного моторостроения" (ЦИАМ) установлен SLM 3D-принтер. На данном 3D-принтере сотрудники ЦИАМ спроектировали перспективный авиационный роторно-поршневой двигатель.

3D-печать в России

Основные преимущества внедрения 3D-печати

В сравнении с классическими методами (фрезерование и точение).

Основные преимущества:

  • гибкость в проектировании, в том числе при необходимости минимизации веса и внесения изменений в конструкцию;
  • оперативность изготовления прототипов по 3D-модели;
  • снижение затрат на сопутствующие инструменты и оснастку;
  • низкий уровень отходов (снижение вероятности появления неликвидного продукта);
  • сокращение продолжительности производственного цикла;
  • сокращение количества комплектующих (можно сразу печатать сборки);
  • возможность создания эксклюзивного продукта (детали со сложной конфигурацией и внутренней
  • структурой, которые невозможно изготовить фрезерованием или методом литья).

Индустриальные эффекты от внедрения аддитивных технологий

3D-печать в России

Объем рынка 3D-печати в мире

3D-печать в России

Объем рынка 3D-печати в РФ

3D-печать в России

Государственная поддержка аддитивных технологий в РФ

Стратегия развития аддитивных технологий

В Стратегии обозначены следующие приоритеты:

  • укрепление научного и кадрового потенциала;
  • совершенствование нормативно-правовой базы;
  • активизация процессов импортозамещения.

Стратегия акцентирует внимание на ключевых технологиях, необходимых для формирования конкурентоспособной отрасли:

  • освоении печати биологических тканей;
  • освоении печати высокоточных объектов для промышленности;
  • освоении печати элементов жилых домов.

Для этого необходимо наладить серийный выпуск оборудования для 3D-печати, комплектующих и материалов, используемых в производстве. Важнейшим отраслевым проектам, как указано в документе, будет обеспечена государственная поддержка.

Основные сферы применения 3D-печати

СТРОИТЕЛЬСТВО

Кроме печати деталей, используемых в процессе строительства (метизы, дюбеля), ученые стараются создать такой принтер, с помощью которого можно было бы сооружать различные здания. Уже сегодня выпускаются первые строительные 3D-принтеры, способные строить дома.

В 2017 г. компания "АМТ-Спецавиа" (Россия), занимающаяся производством строительных 3D-принтеров, объявила о завершении строительства напечатанного на 3D-принтере дома в Ярославле. Площадь дома составляет 300 м². Здание печатали по частям (стены дома, декоративные элементы, башню), везли на стройплощадку и собирали как конструктор.

Дом, напечатанный на строительном 3D-принтере, в г. Ярославль
Дом, напечатанный на строительном 3D-принтере, в г. Ярославль

МЕДИЦИНА

За последние несколько лет 3D-печать в медицинской отрасли перешла из категории научной фантастики в практическое применение: самым первым и простым ее использованием является изготовление индивидуальных спинальных имплантов (заменитель межпозвоночного диска) с использованием современных 3D-принтеров.

Одним из первопроходцев, прокладывающих путь в создании и применении медицинских спинальных имплантов, является компания Mantiz (Южная Корея). В компании используют 3D-принтер по металлу для производства 3D-печатныхспинальных имплантов. Импланты разрабатываются по спецификации: размер, материал, форма и пористость. Законченный дизайн имплантов загружается в программное обеспечение принтера, где он готовится к печати.

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ

Тестирование прототипов изделий, отдельных узлов и деталей — важная часть любой производственной цепочки. С помощью 3D-печати можно быстро получать высокоточные и дешевые образцы будущих изделий для проведения различных тестов и испытаний.

Изделие компании Ford
Изделие компании Ford

СПОРТ

Сегодня в мире спорта 3D-принтеры используются для изготовления разнообразных объектов, позволяющих улучшить результативность атлетов: от кроссовок и лыжных ботинок до серфинговых досок и запчастей для гоночных автомобилей. Данная технология также применяется при несчастных случаях и травмах у спортсменов.

Французский стартап Wyve занимается разработкой серфинговых досок с помощью технологии 3D-печати, что позволяет создавать индивидуальные продукты с оригинальным полупрозрачным дизайном.

3D-печать в России

Перечень крупнейших российских производителей 3D-принтеров

3D-печать в России

Выводы

В России рынок аддитивных технологий в настоящее время развит достаточно слабо и занимает 2% от мирового рынка 3D-печати. Рынок 3D-печати делится на две составляющие: 3D-печать пластиками/металлами и строительную 3D-печать.

И если технология 3D-печати пластиками в РФ уже достаточно распространена, как у профессионалов, так и у любителей, то 3D-печать металлами и строительная 3D-печать находятся на стадии формирования и развития, конкуренция между компаниями ещё не достигла своего пика.

3D-печать играет важную роль в условиях импортозамещения, способствуя развитию отечественного производства, повышению гибкости и инновационности процессов. Кроме того, она позволяет создавать уникальные и высококачественные изделия по запросу рынка и потребителей.

Мы в AFS Company активно сотрудничаем с высокотехнологичными стартапами, поэтому если у вас есть интересный проект в этой или других сферах и вы готовы сотрудничать с нами, отправьте свой проект на afscompany@bk.ru

7
2 комментария

Ксения, спасибо вам большое за статью.
Вы очень хорошо раскрыли основные принципы работы 3D принтеров и описали весь их потенциал.
Лично я очень надеюсь, что эта технология будет продолжать развиваться и станет еще более доступной для всех. Не могу дождаться, чтобы увидеть, какие еще удивительные вещи мы сможем создавать с помощью 3D принтеров в будущем!

2
Ответить

Вам спасибо за интерес к теме и фидбэк. Очень ценно!

Ответить