Сегодня все чаще звучит лозунг: "Делай в России!". Призыв, актуальный, как минимум, с двух точек зрения. С одной стороны, у нас далеко не все понимают, что же в России делается своего. А с другой стороны, необходимо понять, на что же мы реально способны, учитывая новейшие технологические тенденции.

Далеко не случайно отдельная секция на "Технопроме" была посвящена аддитивным технологиям. Этому направлению прочат большое будущее. Мало того, с ним связывают грядущую промышленную революцию. И в этой связи хотелось бы понять, есть ли у нашей страны шансы включиться в этот тренд.

Отмечу, что в Новосибирске тему аддитивных технологий стали бурно обсуждать два с половиной года назад. Начало серьезному разговору положили члены президиума СО РАН. Далее ее подхватили представители промышленности и конструкторских организаций. Дело в том, что из-за "санкционных войн" возникло резонное опасение, что российские промышленники и проектировщики лишатся возможности использовать в производственной деятельности 3D-печать. Кроме того, из-за падения рубля импортные порошки стали сильно бить по карману. Учитывая, что без 3D-печати в некоторых секторах производства уже было невозможно обойтись, угроза санкций повисала над некоторыми компаниями как Дамоклов меч. Как заметил по этому поводу директор Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, академик Николай Ляхов:

"Если такие технологии серьезно внедрятся в такие важные отрасли, как оборонка, то в случае очередных санкций мы сможет столкнуться с очень большими трудностями, которые в очередной раз придется преодолевать. А нам надо учиться не преодолевать такие трудности, а планомерно работать над аддитивными технологиями".

Если же говорить о развитии данного направления, о лидерстве в этой области, то самостоятельное освоение аддитивных технологий - от создания 3D-принтеров до производства порошков и подготовки кадров - становится важнейшей задачей стратегического уровня. И касается она не только отдельных компаний, но и государства.

На сегодняшний день безусловным лидером в области аддитивных технологий являются американцы. Так, на долю США приходится более трети установленного аддитивного оборудования. Следом идут Япония, Германия и Китай. Их догоняет Великобритания. На долю России приходится около 1,5 процента.

Отставание нашей страны, как видим, налицо. Тем не менее, ситуацию драматизировать не стоит. По словам Николая Ляхова, сегодня по этому направлению все страны находятся в самом начале пути. Серийная продукция в общих промышленных объемах пока еще составляет каплю в море. Однако развитие идет. По прогнозам американских аналитиков, в 2021 году объем мирового аддитивного производства составит около 10,8 миллиардов долларов. У России пока еще есть возможность включиться в этот тренд. Как подчеркнул Николай Ляхов: "У нас для этого есть "мозги", есть уже и "железо", но самое главное - есть желание вырваться вперед". Впрочем, не стоит думать, что догнать лидеров будет просто. В ведущих странах аддитивные технологии уже не ограничены стадией НИОКРов и выходят на уровень серийного производства. Согласно анализу, сделанному сотрудниками Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), в зарубежной авиакосмической промышленности уже есть реальное аддитивное производство. Далее следует медицина (импланты) и стоматология, где также активно внедряются аддитивные технологии. За ними следует автомобильная промышленность.

Особо показательна в этом плане работа таких известных авиационных магнатов, как Boeing и Airbus. Если не так давно указанные компании широко применяли металлические порошки, то с прошлого года они начинают отдавать предпочтение послойному наплавлению пластика. Компания Airbus, например, широко использует аддитивные детали из полимерных материалов (элементы интерьера, воздуховоды, опорные ненагруженные элементы и т. д.). Для этой компании специально разработаны материалы, обладающие колоссальными пределами прочности. Причем пластики совместимы с углеродными наполнителями. Для самолетов А350 более 2 700 деталей изготовлено как раз по аддитивным технологиям.

Кстати, из углепластика уже начинают делать силовые конструкции. Впечатляющим примером являются разработки компании General Electric. В частности, речь идет о "продвинутом турбовинтовом двигателе". Около 30% новой силовой установки будут изготовлены с помощью 3D-печати. Это позволит упростить конструкцию, повысить экономичность до 20% (при приросте мощности на 10%). Как подчеркивается в докладе ВИАМ, разработчикам удалось заменить 855 стандартных деталей двенадцатью (!) 3D-печатными модулями.

Столь же показателен опыт компании Aerojet Rocketdyne (США). Так, 3 апреля 2017 года эта компания провела успешные стендовые испытания 3D-печатной камеры сгорания ракетного двигателя RL-10 для разгонных блоков ракетоносителей Atlas-5 и Delta-4. Для 3D-печати камеры сгорания применялась технология селективного лазерного сплавления, а в качестве внутреннего покрытия использовался медный сплав - хромистая бронза. Это был первый опыт изготовления таких конструкций. Примечательно то, что камера состоит всего из двух деталей вместо двадцати, отличаясь при этом повышенной теплопроводностью. Важно и то, что производственный цикл сократился до одного месяца (в отличие от полугода - при традиционном изготовлении), а стоимость сократилась на 90 процентов (!).

Еще один показательный пример. В 2013 году Центр космических полетов им. Маршалла NASA и компания Directed Manufacturing провели огневые испытания инжектора, также изготовленного по аддитивным технологиям (в рамках государственной программы сверхтяжелого ракетоносителя).

Так вот, если изначально этот инжектор состоял из 115 деталей, то теперь он состоит всего из двух частей! Мало того, тягу двигателя удалось увеличить в десять раз!

Американцы ставят задачу к 2020 году довести изготовление опытных и серийных деталей по аддитивным технологиям до 80 процентов. Если говорить о нашей стране, то такое соотношение нам пока и не снилось. Так, в документацию АО "Авиадвигатель" включены всего три (!) детали. Правда, ВИАМ уже активно включается в данный процесс. Институт имеет полный замкнутый цикл аддитивного производства. В этом году совместно с "Росатомом" подготовлено и отправлено на регистрацию десять стандартов по аддитивным технологиям, и уже строятся планы на следующий год.

Процесс, вроде бы пошел. Но есть и серьезные препятствия. Например, необходима разработка отечественного оборудования. То же самое касается изготовления качественных материалов, для чего нужны многочисленные испытания изготовленных образцов. Только после этого можно выпустить паспорт на материал. Если подходить к делу серьезно, то полукустарные подходы здесь не сработают. В противном случае будет дискредитировано все направление (в глазах производственников), ибо малейшие недоработки приводят к ухудшению характеристик созданной продукции. Но серьезное дело, как мы понимаем, требует и серьезного финансирования. Безусловно, для развития аддитивных технологий потребуется специальная государственная программа, предполагающая выделение адекватных средств. "Адекватных" именно в том смысле, что речь идет об освоении полного цикла, включая и подготовку кадров, и создание единой информационной базы, и разработку национальных стандартов и нормативной документации.

Именно сейчас, когда мы наблюдаем потрясающие технологические прорывы за рубежом, приходит четкое осознание пагубности той политики, которая проводилась у нас в течение последних десятилетий. Дескать, любую технологию можно купить за нефтедоллары. Однако в условиях продолжения "санкционной войны" становится очевидным то обстоятельство, что нефтедоллары целесообразнее всего направлять на создание своей собственной экономики знаний. Надеемся, что прошедший в Новосибирске форум не оказался бесплодным, и некоторые принципиальные вещи, в конце концов, отложились в сознании больших руководителей....