Академик РАН, генеральный директор Всероссийского института авиационных материалов Евгений Каблов – о начале новой всероссийской программы по развитию аддитивных технологий.
Евгений Каблов, Академик РАН, генеральный директор Всероссийского института авиационных материалов
В России разработана программа по развитию и внедрению аддитивных технологий до 2025 года. Комплексный план мероприятий был подготовлен Межведомственной рабочей группой по поручению Минпромторга на базе Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ). Согласно этому плану через семь лет в России должны появиться 3D-принтеры собственного производства, работающие на базе российского программного обеспечения. Металлопорошковые композиции также будут отечественными.
— Кто инициировал разработку комплексного плана?
— ВИАМ взял на себя функцию интегратора в этом вопросе по прямому поручению Минпромторга. В разработке и обсуждении плана принимали участие представители и технические специалисты более чем сорока организаций, он одобрен крупнейшими российскими корпорациями и холдингами — ОДК, ОАК, ОСК, «Росатомом», «Роскосмосом», «Технодинамикой» и др.
Комплексный план представляет собой основу государственной программы развития аддитивных технологий и максимально охватывает все вопросы, связанные с их созданием и внедрением в производство в различных отраслях промышленности. Хочу подчеркнуть, что аддитивные технологии — это основа новой промышленной революции, они принципиально меняют весь технологический уклад и влекут за собой изменение всего производственного цикла.
— В чем же революционность и стратегическая важность аддитивного производства?
— Это легко объяснить в сравнении с традиционными технологиями, которые являются, по сути, вычитающими: от исходного куска материала путем деформации или механической обработки удаляют лишнее. Как сказал Огюст Роден вслед за Микеланджело: «Я беру глыбу и отсекаю от нее всё лишнее. И получается идеальная скульптура». А аддитивные технологии изготовления деталей — добавляющие, потому что материал добавляется по мере изготовления изделия. Расходуется, таким образом, ровно то количество материала, которое необходимо для готовой детали.
Аддитивные технологии позволяют увеличить производительность труда в 30 раз, довести коэффициент использования материала до 98%, снизить массу конструкции на 50%. При этом до минимума сокращается длительность цикла от чертежа до изделия, резко снижаются затраты, возрастает экологическая безопасность всех технологических переделов.
— Каковы основные пункты реализации комплексного плана?
— Он состоит из семи основных мероприятий. Первые три непосредственно связаны с созданием оборудования — это разработка программного обеспечения и нескольких линеек самого оборудования, а также создание материалов и технологий синтеза. Важную часть плана составляет подготовка персонала и нормативной документации. Отдельный раздел — применение аддитивных технологий в медицине: здесь особая специфика требующихся материалов и оборудования. Финальная часть реализации плана — организация серийных отраслевых производственных центров.
— В нашей стране очень сильные программисты, поэтому проблем с созданием программного обеспечения возникнуть не должно. Отечественные порошковые композиции будет делать ВИАМ. А кто будет создавать оборудование?
— Это самая проблемная часть комплексного плана, по ней предусмотрено 19 мероприятий. Оборудование должно создаваться под уже существующее программное обеспечение. Поэтому необходимо объединить предприятия для работы в консорциуме. Головной исполнитель, получающий финансирование, будет отвечать за результаты, которые, кстати, сформулированы максимально конкретно. В качестве соисполнителей в комплексном плане фигурируют все заинтересованные НИИ, вузы и отраслевые институты, обладающие компетенциями в области создания аддитивного оборудования и программного обеспечения. Решение о привлечении конкретных соисполнителей будет принимать уже непосредственно головной исполнитель.
И здесь нам предоставляется уникальный шанс: опыт работы с различными установками ведущих мировых производителей позволит изучить лучшие технические решения в области программного обеспечения и воплотить их в по-настоящему современном, а главное, серийном оборудовании. На сегодняшний день наши возможности использования иностранных машин ограничены, а программное обеспечение не дает использовать это оборудование так, как мы бы этого хотели.
— Как выглядят подобные ограничения на практике?
— К примеру, если попробовать синтезировать деталь из другой порошковой композиции, программа не позволит этого сделать. Если нужна другая температура, чтобы сплавить высокопрочный титан, большинство машин просто выключаются при нагреве стола выше 600 °C.
Поработав с зарубежными аддитивными машинами, мы убедились, что если не все, то многие установки оснащены программными «ловушками», которые после наработки определенного количества циклов требуют вмешательства сервис-инженеров. В случае дальнейшего обострения отношений с западными странами производство, укомплектованное таким оборудованием, при отказе в дальнейшем сервисном обслуживании просто встанет. То же касается и запчастей. Поэтому крайне важно понимать, что нам необходимы собственные разработки, хотя гораздо проще купить еще несколько сотен импортных машин.
Сейчас один из самых главных вопросов — где делать исполнительные механизмы. В аддитивной машине есть так называемый сканатор, быстрота позиционирования которого определяет качество изготовления детали. У нас этот сканатор, к сожалению, никто не делает, покупаем в Германии. Теперь нужно научиться делать самим. Это принципиальная задача — без сканатора не достичь эффекта, который требуется при разработке технологии построения деталей.
— Кто же будет делать российский сканатор?
— «Росатом». Будем рассматривать и другие предложения. Пока на всех установках, которые работают у нас в стране, сканатор немецкий.
— В чем главная проблема реализации комплексного плана?
— В кооперации. Необходимо, чтобы всё было увязано: эксплуатация, ремонт, утилизация оборудования. Российский бизнес подтвердил, что ему такие машины нужны. Уже создаются соответствующие центры в «Ростехе», «Росатоме», ОАК, ОСК. Всё есть, нужно просто работать.
— Сколько денег потребуется на реализацию всех мероприятий?
— Понадобится 89,2 млрд рублей. Для сравнения: Барак Обама в свое время написал в закрытом послании, что аддитивные технологии окончательно подтвердят и продемонстрируют неоспоримое преимущество США в промышленных технологиях над всем миром. Поэтому в прошлом году на развитие аддитивных технологий министерство обороны США выделило, если не ошибаюсь, $2 млрд, а научный фонд министерства энергетики США — еще $2 млрд.
Реализация комплексного плана даст нам возможность качественно изменить ситуацию: широкое внедрение аддитивных процессов приведет к кардинальной трансформации машиностроительного производства, придаст импульс новым исследованиям в различных отраслях российской экономики. Нам очень нужен прорыв!
