Введение
Если бы этот вопрос обсуждался в какой-нибудь профильной группе в социальных сетях, мы уверены, что поток предложений был бы огромным. Однако далеко не все из них реально решали бы проблемы заказчика. Чаще всего это было бы перечисление ассортимента продуктов и материалов от разных компаний-разработчиков. В результате у задавших вопрос могло бы сложиться впечатление, что АТ у нас активно развиваются: есть множество производителей оборудования, программного обеспечения и компаний, предлагающих услуги для «чудесного преображения» производственного процесса.
От обилия таких предложений может возникнуть ощущение, что мир уже давно ушел вперед, а вы по какой-то причине все еще используете устаревшие подходы из «эпохи динозавров». Однако мало кто готов дать гарантию, что внедрение конкретной инновации действительно решит текущие задачи вашего предприятия.
В итоге компании зачастую все же принимают решение о покупке оборудования для аддитивного производства (АП). И часто разочаровываются по причинам нерационального подбора технологии и оборудования, спонтанности, отсутствия квалифицированного персонала с достаточным опытом проектирования, работы и обслуживания оборудования, а также быстрого устаревания 3D-принтеров, на смену которым уже через полгода могут прийти модели с гораздо более высокими характеристиками, а то и новые продвинутые технологии.
Но важно понимать, что новое оборудование, каким бы новым оно не было, не начнет сразу выпускать серийную продукцию. Чтобы это произошло, требуются время и серьезная работа по интеграции технологий в существующие производственные процессы, адаптации персонала и налаживанию новых цепочек поставок.
То, что игнорировать прогресс нерационально, понятно каждому здравомыслящему предпринимателю, акционеру и управленцу. Но насколько АТ стали «своими» для промышленников, придерживающихся проверенных временем методов? Здесь возникает принципиальный вопрос, заставляющий задуматься: что же на самом деле нужно современному промышленнику?
Примеры серийного АП за рубежом
Крупные компании выбирают технологии и оборудование, которые обеспечивают надежность, производительность и оптимальное соотношение затрат и эффективности. Одни из них ориентируются на максимальную выработку на одного сотрудника (не сокращая персонал) или на каждый квадратный метр производственной площади. Другие же стремятся к полной автоматизации процессов с минимизацией человеческого фактора благодаря сложно перенастраиваемой производственной конвейерной линии или находящейся в тренде гуманоидной робототехники. В обоих случаях без внедрения инноваций не обойтись.
АП может стать одной из таких инноваций. Оно способно частично решить задачи заказчика, особенно в сочетании с классическими методами (гибридный подход). Однако, несмотря на потенциал 3D-печати, в России пока мало успешных примеров применения АТ для серийного производства, в том числе в индустрии пластмасс. За рубежом таких примеров тоже немного, но они наглядно показывают, что при твердом целеполагании и визионерских способностях руководства или любого инициативного лидера проекты могут стать знаковыми для всей индустрии.
Вот лишь некоторые из них.
Компания ECCO в сотрудничестве с компаниями Stratasys и Henkel-Loctite внедрила фотополимерную 3D-печать для создания форм, используемых в разработке и производстве литьем под давлением уникальных подошв для своей обуви. Совместная разработка позволила создавать формы, выдерживающие более 1000 циклов впрыска без признаков износа. Новая технология обеспечивает значительное снижение затрат и ускорение процесса разработки по сравнению с традиционными алюминиевыми формами. Несмотря на то, что здесь мы говорим о печати единичной формы, она дает возможность также осуществлять серийное производство, избавляя от необходимости задействования инструментального производства.
Компания Merit3D напечатала для Adhesive Technology 1 млн кронштейнов для крепления смесительной насадки к тюбику с эпоксидной смолой. Особенностью проекта явился вынужденный уход от затрудненной логистики с Китаем во время ковидных ограничений. Инженеры используют фотополимерную технологию LCD и материал от BASF, что позволяет обходиться без оснастки, менять форму кронштейнов и даже материал при любых новых обстоятельствах.
Проект Michelin по производству металлических ламелей с использованием 3D-печати начался в 2017 г. и успешно продолжается до сих пор. Ежегодно производится 1 млн формообразующих ламелей пресс-форм, предназначенных для формования для шинной продукции. В результате скорость производства партии сократилась с недель до дней, отходы материала снизились на 20 %, затраты на производство – на 30–50 %, а срок службы шин увеличился на 10–15 %.
Не правда ли, такие примеры способны подвигнуть многих промышленников пересмотреть их отношение к 3D-печати и поставить ее на один уровень с классическим производством. Почему же достоинства АТ часто недооцениваются? Одна из причин – поверхностное восприятие АП, вызванное недостаточной осведомленностью о его возможностях, а также ошибками интеграторов и производителей.
А как дела в России?
Мы неслучайно начали с ярких примеров, чтобы уже в начале статьи помочь читателю открыть для себя новые перспективы. Возникает вопрос: хватит ли сил, знаний, опыта, времени и инвестиций для реализации таких проектов у тандема «классических» промышленников и организаций, работающих в сфере АП? Этот вопрос в России поднимается нечасто. Тем не менее, примеры серийного производства в мире с использованием 3D-печати существуют, и они далеко не единичны.
Для многих отечественных промышленников важнее всего видеть примеры, реализованные в России, а не за рубежом. Это логично: в условиях санкций предприятия вынуждены работать с отечественными партнерами. Если у таких компаний нет опыта в подобных проектах, то становиться первопроходцем и сталкиваться с трудностями готовы далеко не все.
Отечественный опыт успешного внедрения АТ уже есть, и эти примеры могут стать ориентиром для тех, кто готов сделать шаг вперед и использовать 3D-печать для выхода на новый уровень. Другой вопрос – почему серийное производство с использованием 3D-печати пока не стало массовым в России? Несмотря на глобальный интерес к АТ, в России их серийное применение остается скорее исключением, чем правилом. Основная причина кроется в незрелости отечественного рынка. Да, можно найти отдельные успешные примеры внедрения АТ, однако они лишь подчеркивают ограниченность и фрагментарность развития данной отрасли. Даже на мировом уровне зрелость АТ остается дискуссионной темой: она во многом зависит от отрасли, географии и уровня технологического развития.
Готова ли Россия к массовому внедрению промышленного АП? Ответ – «да», но с оговорками. На сегодняшний день применение АТ в нашей стране остается избирательным и сосредоточено лишь в нескольких ключевых секторах: авиация, космонавтика, медицина (хирургия, стоматология, протезирование), оборонно-промышленный комплекс (ОПК). Также наблюдаются первые попытки интеграции АТ в топливную отрасль. Однако эти примеры скорее демонстрируют усилия по освоению технологий, чем их широкую доступность и масштабируемость.
Вызовы и барьеры…
Основными барьерами на пути массового внедрения промышленного АП можно назвать следующие.
Ограниченный доступ к передовым технологиям. Российские инженеры долгое время полагались на копирование лучших зарубежных решений. Однако с учетом современных геополитических условий и ограничений в доступе к западным инновациям отечественная отрасль оказалась в изоляции, что замедляет ее развитие.
Низкая готовность производственного бизнеса. Многие компании видят в АТ перспективы, но не всегда готовы вкладываться в дорогостоящие системы, срок устаревания которых может составить менее трех лет. На мировом рынке это понимание уже привело к выборочному подходу: покупают системы, которые обеспечивают измеримую эффективность, часто в нишевых, но прибыльных областях применения.
Чему учит зарубежный опыт? На Западе компании, которые используют АТ в серийном производстве, демонстрируют определенные успехи. Хотя лишь немногие предприятия вышли на плато их промышленного использования, инвестиции в высокопроизводительные системы дают бизнесу ощутимую отдачу. Это подталкивает компании к долгосрочному планированию и закладке бюджета на модернизацию оборудования.
Для российского рынка урок очевиден: успех АТ напрямую связан с созданием устойчивой экосистемы – от доступных разработок и материалов до качественного сервисного обслуживания. Это требует системных инвестиций, грамотной стратегии и активного международного сотрудничества. Без этого серийное производство с применением 3D-печати так и останется точечной практикой, а не массовым явлением.
Другая проблема заключается в том, что российский рынок не создает принципиально новые решения, а идет по проверенному пути, сформированному в те времена, когда границы были открыты для посещения международных выставок и общения с коллегами из науки и бизнеса. Проще говоря, сегодняшние технологии в России – это результат планомерного, а иногда и хаотичного развития с опорой на мировой опыт прошлых лет.
В таких странах, как США, Китай и страны ЕС, государственная поддержка IT, искусственного интеллекта и инноваций в производстве создала благоприятную среду для появления множества стартапов с перспективными решениями. Этот подход стимулирует конкуренцию и ускоряет внедрение передовых технологий.
В России ситуация отличается. Отечественные разработчики часто вынуждены наблюдать за успехами зарубежных коллег со стороны, порой с завистью, но не обсуждают это открыто. Их позиция объяснима: в условиях ограниченного рынка они сосредоточены на продвижении собственных решений, стараясь убедить промышленников в их идеальности и конкурентоспособности.
Вызовами для российских разработчиков является высокая конкуренция в базовых технологиях, а также ограниченное развитие новых технологий. Особенно остро эти вызовы проявляются в сфере 3D-печати, где российские компании активно конкурируют за внимание промышленников, стараясь позиционировать свое оборудование и программное обеспечение как лучшие на рынке. Это порождает многочисленные дискуссии внутри профессионального сообщества и усиливает необходимость в поддержке инноваций на государственном уровне.
Нельзя утверждать, что Минпромторг России полностью игнорирует необходимость поддержки отечественных компаний в сфере АТ. Такая помощь действительно существует, но она пока не носит массового и системного характера. При этом ключевыми барьерами для развития отрасли остаются бюрократическая нагрузка (отчетность и долгие процедуры согласования) и недостаток частных инвестиций. Дело в том, что инвесторы в России неохотно вкладываются в АТ, предпочитая проекты с быстрым и гарантированным возвратом средств. Для них критично видеть ясный бизнес-план, результатом которого является серийный продукт, который 3D-принтеры смогут выпускать стабильно и в течение многих лет.
Готовы ли российские компании к преодолению таких вызовов и барьеров? Далеко не всегда.
Что делать
Технологии цифрового АП за более чем 40-летнюю историю прошли путь от быстрого прототипирования до полноценного промышленного сектора, ориентированного на выпуск конечных изделий и оснастки. Однако об этом знают далеко не все промышленники. Большинству из них на глаза чаще попадаются проекты и детали, которые не имеют «взрослых» атрибутов: серийности, точности, повторяемости, эксплуатационной эффективности. Показать им такие атрибуты могут компании и эксперты, кто давно и успешно занимается продвижением промышленного АП.
Доступность технологий, особенно для работы с полимерами, породила целую армию мейкеров (DIY, сторонников движения «сделай сам»), а также школ, колледжей, университетов и студий дизайна, использующих 3D-печать. Компании – разработчики 3D-принтеров, ориентированные на массовый потребительский сегмент, где требования к промышленному качеству минимальны, в своей рекламе делают акцент на индивидуальные прототипы, игрушки, интерьерные элементы, ремонт или тюнинг.
Очевидно, что такой простой и пассивный подход вдохновляет индивидуалистов, которые получают в свое распоряжение своеобразный «швейцарский нож», способный справиться с практически любой повседневной задачей. В результате рынок наполняется предложениями от небольших студий и 3D-ферм, которые могут выполнить обратный инжиниринг (используя штангенциркуль, линейку или 3D-сканер) и выполнить единичные или мелкосерийные заказы, в основном из полимеров и композитов.
Центрам аддитивного производства (ЦАП) и студиям с системами 3D-печати по металлам повезло чуть больше. Помимо дорогостоящих принтеров, они нередко располагают высокоточными 3D-сканерами, а иногда и координатно-измерительными машинами или томографами. Некоторые из них могут позволить себе лаборатории для тестирования материалов, механическую обработку с ЧПУ и термообработку. Такие возможности открывают доступ к более сложным задачам. Сегодня заказчики все чаще обращаются с запросами на ремонт вышедших из строя деталей, которые сложно заказать из-за санкций. Также популярны заказы на прототипы или пилотные партии продукции, которая впоследствии будет изготавливаться традиционными методами (литье, штамповка, механическая обработка). Для целей испытаний, патентования или участия в отраслевых выставках бывает необходимо изготовить небольшое количество деталей, и сделать это быстро и без применения оснастки практически невозможно без АТ.
Отдельного внимания заслуживает использование топологической оптимизации или генеративного проектирования – это высший уровень мастерства для тех, кто понимает возможности АП. Здесь речь идет о целенаправленной работе над созданием изделия с новыми потребительскими свойствами, соответствующими мировым стандартам (более подробно о генеративном проектировании см. в ПМ № 1 2025 г., с. 44–47. – Прим. ред.).
Нельзя не отметить тот огромный вклад, который сделали и делают многочисленные производители и интеграторы аддитивного оборудования и решений для 3D-сканирования в России. Однако многие из них, будь то из-за недостатка опыта, знаний или из-за кажущейся простоты, сосредотачиваются на разрозненных проектах с намерением помочь каждому. Такие подходы, несмотря на многочисленные «успешные» истории, редко приносят ожидаемую инвесторами значительную прибыль. Большая часть времени уходит на ремесленную работу с каждым заказчиком, что не способствует масштабируемости. Промышленники, наблюдая за этим, начинают ошибочно считать, что АТ не подходят для серийного производства. Так незаметно проявляется пресловутый эффект Даннинга – Крюгера (рис. 4).
Кто мешает промышленным предприятиям глубже изучить потенциал АТ для производства? Формально – никто. Но готовы ли компании выделить на это ресурсы, а их руководители – углубиться в сложную техническую тему? В реальности многое зависит от уровня компетенции и подхода к управлению.
Новички и небольшие мастерские заполняют новостной фон красивыми, но единичными кейсами, которые больше подходят для саморекламы. Они с энтузиазмом показывают: «Вот что мы можем, и у нас есть еще масса идей!». В то же время опытные специалисты, погруженные в решение сложных задач, остаются в тени и не создают яркой информационной повестки.
В результате складывается впечатление, что ниша серийного АП в России остается незаслуженно обделенной вниманием и практически свободной.
Пришло время ее занять!
The Niche of Serial Additive Manufacturing is Vacant
D. S. Trubashevsky, P. N. Bilenko
The problems on the way to the introduction of serial additive manufacturing of plastic products and the possibilities of overcoming them are discussed.
Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 6 (313) 2025 г., с. 31-35.
