Правительство увлеклось аддитивными технологиями неспроста. Под них расчищают пространство гарантированного сбыта в госзакупках. Под них легализовали и профинансировали из бюджета программу реверсивного инжиниринга на 5,3 млрд рублей. Аддитивные технологии – это одна из вершин экономики высоких переделов – передовая научного фронта. Грубо говоря, это производство деталей машин и комплектующих, которые нельзя получить традиционным способом – механической обработкой или литьем.
Наибольших успехов на этом поприще удалось добиться Росатому. Получилось благодаря системным инвестициям в науку и полностью унаследованной советской модели управления. В административной структуре корпорации доминирующее место занимают научные организации, а инвестиции в исследования и развитие основных фондов находятся в приоритете перед классической рыночной концепцией получения прибыли. По сути, Росатом – это советское министерство, целиком экстраполированное в госкорпорацию, практически без искажения структуры управления и подготовки кадров.
Русский прорыв по аддитивным технологиям состоялся несколькими годами ранее и уже нашел тихое сверхпродуктивное применение в авиапроме. АО «ОДК-Авиадвигатель» применяет аддитивные технологии в производстве изготовления деталей (завихрители камеры сгорания двигателя ПД-14 из отечественной металлопорошковой композиции). Первое практическое применение состоялось в ходе испытательного полета в ноябре 2015 года в составе двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76. Сейчас деталь проходит сертификационные испытания в составе двигателей и установок, внесена в конструкторскую документацию и будет изготавливаться серийно. На это инженерное открытие сделана ставка, как на один из столпов российского технологического суверенитета.
- Применение технологии позволило в 10 раз сократить время производства деталей, и в 2,5 раза увеличить точность изготовления. Данная работа была удостоена премии «Авиастроитель года-2016».
Еще один скромный успех исторических масштабов – это разработка первого в России и второго в мире малоразмерного газотурбинного двигателя. Фактически все его детали были изготовлены аддитивными технологиями.
Продолжается плановая работа по перспективным двигателям ПД-14, ПД-35, ПД-8. Сказать, что от ее успехов зависит будущее всего гражданского авиапрома страны – это ничего не сказать. На кону состоятельность русской цивилизации как автономного исторического проекта. Сегодня эта судьба решается в конструкторских бюро и НИИ.
Колыбелью и рассадником аддитивных технологий в РФ является Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов «ВИАМ» – филиал Курчатовского института (головная научная организации Росатома).
А вот уже свежая новость текущей осени: филиал Курчатовского института ВИАМ разработал новую линейку конструкционных сталей для авиадвигателей. Это теплостойкие высокопрочные материалы с повышенными характеристиками прочности, усталостной долговечности и жаропрочности, а также передовые технологии их производства, термической и химико-термической обработки. ВКС-170, ВКС-180 будут применяться для изготовления особо ответственных деталей двигателей ПД-14 и ПД-8 соответственно.
- Инновация позволит решить вопросы длительного ресурса работы деталей планера и двигателя, в том числе валов газотурбинных двигателей и подшипников.
Кстати, аддитивные технологии принесли долгожданное импортозамещение по критически уязвимым деталям и материалам, прежде поставлявшимся из-за рубежа.
- Еще одна разработка ВИАМ – сталь ВКС18 с принципиально новой системой упрочнения, не уступающая по уровню пластичности и вязкости зарубежным аналогам и превосходящая по прочности применяемые в настоящее время отечественные стали ЭП517 и ЭП866.
- Чтобы увеличить контактную долговечность теплостойких подшипников из отечественной стали ЭИ347-Ш и импортозаместить подшипники из зарубежных сталей, специалисты НИЦ “Курчатовский институт” – ВИАМ разработали теплостойкие подшипниковые стали марок ВКС241-ИД и ВКС17-ИД. Благодаря этой разработке вышли на уровень импортных аналогов (зарубежной стали М50NiL).
«Выращивание материалов» меняет промышленность страны
Сейчас наступил момент, когда аддитивные методы производства масштабируются на весь промышленный потенциал России. Из авиапрома инновационная технологическая цепочка постепенно выползает на просторы русской индустриализации. Нужны достойные кадры и господдержка, которую уже генерируют Минпромторг и Минэк. Что весьма полезно, ВИАМ проводит курсы повышения квалификации по аддитивным технологиям для сотрудников заинтересованных предприятий из других отраслей.
Аддитивные технологии прямо сейчас находят применение в станкострое, автомобильной отрасли, нефтегазе, производстве пищевого оборудования, в сфере обслуживания и ремонта техники. С опорой на инновационные методы в России, с грехом пополам, приступили к строительству крайне важной и как воздух востребованной индустрии запчастей. Как говорится, несчастье помогло: жесткие санкции и разрыв логистических цепочек заставляют российских потребителей искать варианты замены. На помощь приходят научная смекалка и 3D-принтер.
Технологический центр компании «Русатом – Аддитивные технологии» (ООО «РусАТ» – входит в топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») готовится к открытию еще одного центра аддитивных технологий (ЦАТ) в Казани. Аналогичный центр есть в Москве. Региональный проект находится в высокой стадии готовности и заработает со следующего года.
Часть НИОКРов для ЦАТ проводится совместно с ведущими предприятиями и техническими вузами в тех отраслях, где востребована замена иностранным аналогам через реверсивный инжиниринг (считывание технических параметров импортных деталей и их клонирование в РФ).
Санкции помогли раскачать маятник аддитивных технологий, и он может стать двигателем русской реиндустриализации.
Индустрия восстановления
Интересно, что в тренде идут не только компании под крылом корпораций. Успешно растет на аддитивных технологиях и средний производственный бизнес.
Так, буквально на днях стало известно о запуске первого в мире производства 5D-принтеров (трехмерный принтер с глобусным столом – или с поворотным столом). Предприятие заработало в Волгограде, выпускаемое здесь оборудование позволит изготавливать импортозамещающие детали для работы промышленных предприятий. Новое производство нацелено как раз на индустрию запчастей. Оно позволит оперативно штамповать дефицитные детали машин десяткам российских предприятий, которые в этом нуждаются. Как говорится: даешь промышленный принтер на каждый завод и на каждую автобазу…
Задумка сверхперспективная, учитывая высокий износ основных фондов, особенно станочного парка (к которому наши заклятые зарубежные партнеры отказываются поставлять комплектующие даже по заключенным сервисным контрактам).
Производственная площадка обладает проектной мощностью в 960 принтеров в год. Как утверждают в волгоградской компании, детали, изготовленные на новых 5D-принтерах, в четыре раза прочнее по сравнению с 3D-печатью. Кроме того, технология позволяет оперативней получить готовую деталь и снизить ее себестоимость. Принтер это пятиосевая машина, которая позволяет наклонять и вращать деталь в процессе производства. Что примечательно, под капотом этой технологии трудится отечественное программное обеспечение.
Нельзя не заметить, что глобальные конкуренты России тоже не стоят на месте. Так, этой осенью Национальный институт стандартов и технологий (NIST) США сообщил об успехах в пространственной геометрии управления металлургическими процессами. Управление свойствами выращенного материала – это прорыв.
“В аддитивном производстве металлов мы собираем миллионы крошечных порошкообразных частиц в единое целое с помощью мощного источника, такого как лазер, расплавляем их в жидкость и охлаждаем до твердого состояния“, – описывает технологию соавтор исследования физик Фань Чжан.
Если публикация не является очередным информационным шумом, а открытие действительно дойдет до практического применения в серийном производстве, то это значит, что попытка отбить огромные инвестиции американцев в порошковые технологии удалась. Технология позволит более точно корректировать состав стали и подбирать нужный набор композитов. Контроль состава – это ключ к 3D-печати сплавов. Управляя химическим составом, можно контролировать процесс затвердевания и показатели прочности.
Р.S. Аддитивные технологии невозможно внедрять без государственного стимулирования инвестиций и без обеспечения гарантированного сбыта полученной при помощи этих технологий продукции. В цену изделия закладываются разработка сплава, стоимость порошка, амортизация аддитивной установки и оборудование для постобработки (это может быть ЧПУ-станок, установка сухого электрохимического полирования или лазерного полирования).
Автор: Андрей Троянский
Комментариев пока нет