3D-печать: от революции к эволюции

Потребительское 3D-оборудование (принтеры, сканеры, расходные материалы) постепенно дешевеют, что приводит к росту числа людей, проявляющих интерес к технологии в целом. В 2017-2018 гг. на сегмент 3D-печати всерьез обратили внимание российские государственные структуры. Постепенно увеличивается спрос на услуги 3D-печати со стороны как крупных заказчиков, так и обычных потребителей. Многие транснациональные корпорации, представляющие самые разные отрасли, активно используют 3D-технологии. Временами сфера применения 3D-печати поражает воображение, так как больше напоминает научную фантастику: в частности, уже научились печатать кости, мышцы и хрящи, которые в рамках эксперимента успешно пересаживались крысам. Однако о действительно массовом использовании 3D-принтеров говорить пока все же рановато.

Опрошенные нами участники рынка в целом сходятся в оценках его развития. Очевидно, что рынок развивается более медленными темпами, чем несколько лет назад, когда многое было в диковинку, а производители удивляли мир новыми технологиями чаще. Безусловно, модельные ряды пополняются новинками, появляются новые материалы, но революционных прорывов в последнее время не наблюдается. Тем не менее можно выделить ряд общих трендов, которые задают направление развития рынка: это печать металлами, интеграция 3D-технологий в производственные процессы и продолжающиеся изыскания в области создания новых материалов для 3D-печати.

Генеральный директор компании «Цветной Мир» Александр Корнвейц убежден, что с начала 2018 года никаких особо важных изменений в сфере 3D-печати не произошло. Тем не менее он отметил, что на рынке появилось несколько интересных новинок. В частности, компания Raise 3D представила линейку настольных принтеров Pro2, в которых используется ряд технических достижений последних лет: двойной экструдер с электронным приводом подъема, датчики окончания филамента, 7-дюймовый сенсорный дисплей и встроенная веб-камера. Кроме того, г-н Корнвейц отметил появление на российском рынке фотополимерных принтеров PrismLab, которые работают на базе технологии MFP, что позволяет печатать модели большого объема в 10 раз быстрее по сравнению с классической SLA-технологией.

К числу основных событий на российском рынке 3D-печати генеральный директор компании «ЗДтул» (3Dtool.ru) Антон Лылык причисляет выход второго поколения 3D-принтеров Raise 3D Pro2, обновление модели Hercules красноярской компании Imprinta и массовые поставки Picaso 3D Designer X PRO, также отечественного производства. А в сегменте 3D-сканеров он отметил обновленную линейку отечественной компании RangeVision. Как считает г-н Лылык, рынок уже сформировался, поэтому появление новых компаний с продуктами, аналогичными тем, что уже присутствуют в продаже, не вызывает особого интереса. «Если сегодня заходить в этот бизнес как производитель, то требуется ноу-хау», – резюмирует он.

Соучредитель и основатель ГК ABS3D Руслан Ханустаранов особо подчеркнул выход RussianSLM – первого отечественного 3D-принтера, печатающего металлами. Производителем этого устройства является питерская компания «3DSLA.RU — Российские 3D принтеры».

По мнению директора департамента САПР и ГИС группы компаний Softline Дениса Маринича, рынок 3D-печати прошел этап, когда революции в технологиях, пусть и небольшие, случались чуть ли не каждый месяц. «Вероятно, в ближайшее время развитие перейдет больше в эволюционную плоскость», – полагает он. Как считает г-н Маринич, сегодня на повестке дня стоит вопрос о внедрении трехмерной печати в производственный процесс – пока же она широко используется в основном для создания прототипов. «Но, учитывая цену индустриальных принтеров, покупателям хочется получать на выходе не прототип с высокой себестоимостью, который производится по большому счету только для ознакомления, а готовое изделие», – поясняет он.

Из интересного в технологиях г-н Маринич отмечает появление устройств, совмещающих в себе 3D-принтер и станок с ЧПУ. «Мне довелось видеть работу такого гибрида, который разработала одна немецкая компания: сначала он печатает деталь прямо на столе станка, а затем станок обрабатывает ее до желаемой кондиции. В качестве материала для печати при этом используется не порошок или гранулы, а проволока, благодаря чему заготовка получается более однородной и стабильной по своим физическим и прочностным свойствам. В этом отношении деталь близка к аналогам, отфрезерованным или выточенным из цельной болванки. На мой взгляд, подход немецких разработчиков в рамках создания гибрида наиболее применим в реальном производстве на данном этапе развития технологий трехмерной печати», – рассказывает Денис Маринич.

Руководитель отдела стратегического развития компании Maestro 3D Дмитрий Шумков отмечает, что 2017-2018 гг. выдались довольно насыщенными: в октябре 2017 года компания вышла на российский рынок, сформировала дилерскую сеть и прикладывает значительные усилия к продвижению 3D-технологий в регионах России. В частности, в Перми (родной город для Maestro 3D) было проведено тематическое мероприятие 3DTech, в рамках которого представлены разработки местных инженеров: высокотемпературный индукционный экструдер и экструдер для полноцветной печати.

Специалист отдела маркетинга компании Picaso 3D Ирина Арапова центральным событием для компании назвала начало отгрузок 3D-принтера Designer X PRO, потенциал которого раскрывается при печати геометрически сложных моделей. В апреле 2018 года Picaso 3D представила вторую модель этой серии – Designer X. Не менее важен запуск в серию инженерных композитов Ultran 630 и Ultran 6130, в основе которых лежит угленаполненный полиамид 6. Это актуально, так как на рынке ощутим спрос на материалы, стойкие к высоким температурам.

Генеральный директор компании 3D.RU Сергей Дрожжин рассказал о выводе на рынок новой версии 3D-принтера для крупноформатной печати – Massivit 1500, подчеркнув при этом, что стоимость принтера нового поколения стала более приемлемой.

С точки зрения менеджера по продажам промышленного 3D-оборудования АО «НПО Систем» (SIU System) Алексея Болгова, наиболее интересен на сегодняшний день промышленный сегмент, именно здесь стоит ожидать новых технологий. «Очевидный тренд – увеличение зон построения принтеров, печатающих металлом по технологии селективного лазерного плавления. Сейчас металлические принтеры в основном имеют ограниченный размер камеры – 300×300 мм по осям XY. Речь идет об их увеличении вплоть до метра. 3D Systems уже поставляет металлический принтер 8500 с рабочей камерой 500×500×500 мм. В перспективе камеры будут расти и дальше. Уже была презентована машина с метровой зоной построения, хотя это пока концепт», – рассказывает он.

По мнению г-на Болгова, ключевые индустриальные производители в авиации и космосе стремятся ускорить переход к массовой 3D-печати деталей. Интересно, что в этой области Россия не уступает ведущим мировым игрокам. «Ожидаемый шаг – переход от R&D в области печати металлом к серийному производству», – добавляет он. Еще один важный момент – разработка новых композитных материалов, особенно много внимания уделяется этому в США.

Качество и скорость

Начиная разговор о проблемах, Александр Корнвейц («Цветной Мир») подчеркнул, что они остаются прежними: низкое качество изделий и низкая скорость печати, которые не подходят для производства партий деталей, а годятся только для создания прототипов. «Решением может стать создание так называемых печатных ферм, которые будут объединять десятки 3D-принтеров, печатающих однотипные детали и управляемые централизованно, и примеры таких ферм уже есть», – считает он. И добавляет, что потребительский рынок 3D-печати растет достаточно быстро, поэтому каких-либо особых мер стимуляции не требуется: «Все, у кого есть желание иметь 3D-принтер дома для развлечения, обучения или печати такого рода деталей, как, например, кубики Lego, могут позволить себе эту игрушку в бюджете от 10 до 50 тысяч рублей. Это будут вполне работоспособные устройства с массой функций и приемлемым качеством печати».

В то же время Антон Лылык («ЗДтул») убежден, что это оборудование в принципе не для массового рынка. «Зачем всем дома станок? Это же не телевизор», – парирует он. Главной проблемой на рынке г-н Лылык считает низкую скорость печати при работе с FDM-технологией. Сегодня единственным способом решения этой проблемы является покупка еще одного принтера.

Денис Маринич (Softline) уверен, что производители принтеров в ближайшем времени озаботятся повышением скорости трехмерной печати. Пока что деталь печатается существенно медленнее, чем производится любым другим привычным способом, например фрезеруется, точится или отливается. «С точки зрения объемов производства, которые дали бы повод говорить о массовости 3D-печати, скорость – достаточно важный критерий», – считает он. Еще одним фактором, который влияет на рост популяризации технологий, является уровень квалификации операторов соответствующего оборудования. «С большой долей вероятности при внедрении 3D-печати нас ждет снижение квалификационного ценза, необходимого для работы с принтерами. В отличие от станков с ЧПУ, само обращение с которыми требует не только навыка, но и широкого инженерного кругозора, оператору 3D-принтера совсем необязательно обладать аналогичным набором знаний» – считает г-н Маринич. С другой стороны, это может повлиять на значимость проектировщиков, которые будут создавать детали в приложениях для трехмерного моделирования.

Интересный нюанс подмечает Дмитрий Шумков (Maestro 3D): основная проблема, по его словам, – нежелание инженеров старой закалки обучаться современным технологиями трехмерного проектирования и цифрового производства. «Более того, многие не понимают, что изготовление прототипа сейчас уже может занимать не месяцы, а лишь часы», – говорит он. По мнению г-на Шумкова, не хватает должного толчка к внедрению современных технологий и со стороны руководителей производств.

Ирина Арапова (Picaso 3D) полагает, что быстрый массовый рост продаж 3D-принтеров напрямую связан с уровнем знаний о технологиях 3D-печати среди потенциальных пользователей. Чтобы преодолеть пробел в знаниях, необходимо внедрять новые технологии на всех ступенях учебно-образовательного процесса. «Если раньше в школах и вузах во внеучебной деятельности были представлены в основном культурно-массовые творческие кружки и объединения, то сейчас набирают популярность прикладное инженерное творчество, робототехника, 3D-моделирование и программирование», – добавляет она. Именно когда юные инженеры, которые сегодня только учатся, подрастут, может произойти очередная технологическая революция. Но на этот процесс, скорее всего, уйдут годы.

Генеральный директор компании «3Д Вижн» Илья Виноградов основную проблему рынка на данный момент видит в большом количестве некачественного оборудования и несоответствии реальных характеристик получаемого оборудования изначально заявленным. «Желание приобрести 3D-принтер за 30 тысяч рублей понятно, но нужно понимать, какие технологии можно получить за эти деньги», – отмечает он.

Алексей Болгов (SIU System) предлагает отдельно обсудить проблемы промышленного сегмента российского рынка 3D-печати. И главное здесь – отсутствие отраслевых стандартов и сертификации материалов. В качестве примера он приводит ситуацию, когда необходимо сделать металлическую деталь для двигателя самолета, но непонятно, в соответствии с какими стандартами. На втором месте недостаток отечественных материалов для печати и оборудования, в котором они будут использоваться. По словам г-на Болгова, сейчас ключевые материаловедческие институты России трудятся над решением этой задачи. «Большой шаг вперед в прошлом году сделал «Росатом», выбранный локомотивом отечественной индустрии аддитивных технологий: он выпустил металлическую машину под названием MeltMaster. Мы приняли непосредственное участие в этом проекте в роли приглашенных внешних консультантов. Но это все же единичная машина. Пока рано говорить о массовой коммерциализации как машины, так и деталей, на ней напечатанных», – рассказывает г-н Болгов. В том, что касается отечественных материалов, наблюдается положительная динамика, разрабатывается множество вариантов металлопорошковых композиций. Но ситуация усложняется тем, что такие композиции требуют подбора параметров печати для конкретного оборудования, а это дорогой и долгий процесс.

Вредная 3D-печать

Существует мнение, что популяризация и повсеместное внедрение технологий 3D-печати таит в себе определенные опасности. В качестве примера часто вспоминают о производстве оружия. Напомню, что в 2013 году американский оружейник-энтузиаст Коди Уилсон (Cody Wilson) поделился с общественностью чертежами разработанного им пистолета Liberator .380, части которого почти полностью распечатал на 3D-принтере. Данное событие вызвало беспокойство властей США, которые добились того, что соответствующие чертежи были удалены из общего доступа и запрещены к распространению на законодательном уровне. Тем не менее с того времени в Сети несколько раз появлялись сообщения о создании с помощью 3D-печати полуавтоматического пистолета и гладкоствольного ружья. В большинстве случаев оружие, элементы которого полностью созданы с помощью 3D-печати, недолговечно и разрушается после нескольких выстрелов, однако от этого оно не перестает быть оружием. Так является ли это проблемой для общества или нет?

Большинство опрошенных убеждены, что проблема надуманна, и, пожалуй, они правы. Как справедливо замечает генеральный директор компании «Цветной Мир» Александр Корнвейц, создавать оружие можно и без 3D-принтера, используя, например, фрезерный или ЧПУ-станок. По его мнению, 3D-сообщество активно борется с мифом о том, что 3D-печать дает потенциальному нарушителю больше возможностей, чем существующие десятилетиями привычные технологии.

Как считает менеджер по продажам промышленного 3D-оборудования АО «НПО Систем» (SIU System) Алексей Болгов, любая технология – просто инструмент, использование которого зависит от целей тех, кому в руки он попадет. Очевидно, что развитие технологий будет создавать все больше зон риска. Г-н Болгов поясняет свою мысль на примере ситуации с дронами, которые ворвались в нашу жизнь относительно недавно. Известно, что дроны могут использоваться как во вред (в частности, в боевых действиях), так и с пользой (например, в спасательных операциях). По мнению г-на Болгова, проблема решается исключительно на законодательном уровне, где четко прописываются нормы и правила работы с определенными технологиями и устройствами. Таким образом, риски за некорректное использование технологий должны нести обычные пользователи.

Попробуем разобраться, в каких сегментах экономики 3D-технологии могут занять достойное место в ближайшие 5-10 лет.

Александр Корнвейц («Цветной Мир) уверен, что планы по внедрению строительных 3D-принтеров наконец начнут массово претворяться в жизнь, что позволит снизить себестоимость, значительно ускорить сроки введения новых зданий в эксплуатацию, а также откроет доступ к индивидуальным проектам жилья большему количеству заказчиков. А касаясь аэрокосмической промышленности, где особенно важна печать металлами, он отмечает, что, например, такие компании, как SpaceX, уже используют 3D-печать для создания элементов двигателей для своих ракет.

По мнению Антона Лылыка («ЗДтул»), в ближайшие три–пять лет без 3D-принтеров нельзя будет представить ни одно производственное предприятие, ведь создание пилотного макета любого изделия – этап обязательный, а преодолеть его быстрее всего можно именно с помощью 3D-печати. Уже сегодня некоторые производители обуви, пластиковых окон и электроники используют 3D-принтеры для этих целей.

Директор департамента САПР и ГИС ГК Softline Денис Маринич рассуждает, что у отдельных предприятий уже получилось внедрить трехмерную печать в технологические процессы. В частности, в авиационной промышленности, где методом трехмерной печати изготавливаются детали с неразвертываемыми поверхностями и поверхностями класса А. «Такие детали проще получать именно посредством аддитивных технологий. Метод 3D-печати позволяет снизить вес детали, что для авиастроителей критично. Например, один из крупнейших иностранных авиаконцернов с помощью аддитивных технологий делает носовые обтекатели для воздушных судов. Они получаются жесткие и при этом на 30% меньше весят», - поясняет он. Касаясь темы медицинского использования 3D-печати, г-н Маринич отмечает, что сдерживающими факторами тут стали консерватизм среди специалистов в области здравоохранения и сложности с сертификацией оборудования для печати и готовых изделий в этой сфере. Теоретически перспективным направлением может стать автомобильная промышленность, но о массовом использовании 3D-печати в этой отрасли говорить преждевременно, считает он.

Российские перспективы

В феврале 2018 года «Росатом» создал компанию «РУСАТОМ – Аддитивные Технологии», которая до конца года намерена запустить производство линейки 3D-принтеров и их компонентов. Стратегическая цель компании – обеспечить выручку до 50 млрд рублей к 2025 году и занять на этом рынке долю более 1,5%. Сейчас сложно сказать, выполнима ли такая задача. Не менее трудной выглядит оценка реальных перспектив других российских производителей на мировом рынке 3D-печати. В то же время это достаточно важная тема, особенно на фоне того, что столь сложная отрасль в России существует и активно развивается.

Ирина Арапова (Picaso 3D) считает появление на рынке нового игрока, коммерческого или государственного, радостным событием. «Мы все – коллеги по цеху, вместе делаем одно большое дело – продвигаем и распространяем новые технологии, и российские производители играют в этом процессе далеко не последние роли. Можно сказать, что любая цель достижима, если планомерно к ней идти», – завершает свою мысль г-жа Арапова.

Источник: Журнал IT-News от 1 августа 2018 г.