Экспертное заключение подготовлено по итогам сессии ФБТ-2025
«Аддитивные технологии — доминанта нового технологического уклада».
История развития аддитивных технологий
Аддитивные технологии (АТ), или, другими словами, технологии 3D печати, процесс изготовления изделий путём послойного добавления материалов. В результате послойного добавления материалов возможно проводить варьирование геометрии изделий и изготавливать формы, которые не могут быть изготовлены с использованием классических методов производства. Считается, что Чарльз Халл разработал первую технологию 3D-печати, известную как стереолитография, использующую фотополимерную печать, в период с 1984 по 1986 год [1]. Позднее появились технологии печати полимерами, такие как селективное лазерное сплавление и технологии экструзии, технологии печати металлами (селективное лазерное плавление и прямое лазерное выращивание) и др. В Российской Федерации первым институтом, который занялся технологиями 3D печати был Институт проблем лазерных информационных технологий РАН (Научно-исследовательский центр по технологическим лазерам академии наук СССР)
[2]. Начиная с 1990 г институт активно занимается изучением процессов фотополимеризации и разработкой соответствующего оборудования [3]. «Аддитивные технологии начали развиваться бурно начиная с 2014 г. Родоначальниками аддитивных технологий можно считать ВИАМ и ИПЛИТ РАН» — как заявляет Исполнительный директор Ассоциации развития аддитивных технологий О.Г. Оспенникова. Начиная с этого времени большое количество институтов и предприятий активно стали разрабатывать технологии печати и внедрять их в серийное производство. На сегодняшний день аддитивные технологии активно применяются в атомной, авиационной, космической промышленностях, двигателестроении, медицине, науке и образовании и др.
Рынок аддитивных технологий
Аналитическое агентство Wohlers оценивает рост рынка аддитивных технологий до 97 млрд долл. к 2033 году, что будет соответствовать пятикратному росту по сравнению с 2023 г.
[4]. При этом необходимо отметить, что в структуре рынка, доля оборудования в денежном выражении составляет 3.7 из 20 млрд долл. Среди производителей оборудования на первое место выходят китайские компании, которые демонстрируют 33% рост. В структуре зарубежного рынка большая часть относится к сервисным услугам. Рынок сервисных услуг демонстрирует темп роста на уровне 16%
[5]. Согласно данным Wohlers до 2022 года рынок аддитивных технологий в России составлял 1% от мирового. При этом за последние 3 года наблюдается значительное увеличение рынка аддитивных технологий, некоторые эксперты указывают, что российский рынок растёт на 60 %, что существенно превосходит темпы роста других стран
[6]. Можно предположить, что доля рынка РФ выросла в несколько раз и составляет несколько процентов в мировом масштабе. Структура рынка РФ отличается от международного: на долю оборудования приходится половина всего объема, материалы занимают 23%, а услуги — лишь 20%. Это может быть связано с тем, что спрос на оборудование еще не удовлетворен в полной мере. Рост рынка стимулируется рядом факторов, включая санкции, экономию за счет аддитивных технологий, ускорение производственных циклов и государственную поддержку машиностроения. Ожидается перераспределение рыночных долей к 2030 году. Согласно прогнозам, объем рынка оборудования составит 15 млрд рублей, в то время как объем рынка услуг продемонстрирует существенное превышение данной величины. Сегодня российские компании обеспечивают все ключевые отрасли необходимым оборудованием собственного производства. На конец 2023 года рынок оборудования в РФ составил 7.39 млрд руб. Среди производимого оборудования основный рынок составляет оборудование селективного лазерного плавления, селективного лазерного спекания и экструзии полимеров, и оборудование, работающее по технологии прямого лазерного выращивания. На российском рынке присутствует более 50 компаний, занимающихся разработкой оборудования и более половины из них подтвердили статус российских компаний.
Помимо отечественных производителей оборудования существуют отечественные производители материалов. Среди материалов, наибольшую часть рынка занимают производители металлических порошков и на 2023 г доля рынка составляла 1.6 млрд. руб. согласно данным Ассоциации развития аддитивных технологий
[7].
Полимерные материалы составили 1.39 млрд. руб. Металлические материалы, среди которых стали, никелевые, титановые и алюминиевые сплавы, производятся множеством различных производителей. Также существуют производители полимерных материалов. При производстве полимерных материалов часто используются зарубежные компоненты. На рынке практически не представлены компании, которые занимаются разработкой восковых материалов, связующих для песчаных принтеров, а также керамических материалов.
Меры поддержки
Существенному росту рынка аддитивных технологий способствовало ряд государственных программ. Здесь отдельно можно выделить Минпромторг, который уже выделил более 3 млрд рублей в области АМ на поддержку компаний. Вводятся запретительные механизмы для стимулирования спроса в рамках постановления 1875, которые стимулируют компании покупать отечественное оборудование. В рамках постановления правительства № 1444 введён повышающий коэффициент 2 для учёта затрат на научные исследования, разработки и приобретение отечественного оборудования при расчёте налога на прибыль, что стимулирует инвестирование в отечественное производство.
Существуют национальные проекты, которые направлены на развитие мер поддержки через НИОКР. Деньги выделяются как на прямые НИОКРы, так и разработки сложных установок через заказчика. В рамках развития государственных программ поддержки, направленных на стимулирование спроса на российскую продукцию, покупателям отечественного оборудования предоставляется скидки в 20%. Помимо господдержки, крупные компании такие как «Росатом», «Ростех» и «Роскосмос» активно занимаются развитием области аддитивных технологий. В рамках программы «Технологического лидерства» запланирован комплекс мер по созданию баз данных и паспортизации средства производства и автоматизации, что должно привести к упрощению процессов сертификации.
Области применения АТ
На сегодняшний день, основными драйверами роста аддитивных технологий являются двигателестроение и энергетическое оборудование, космическая и атомная промышленность, что составляет 50%. Медицина пока находится на уровне 4х процентов, что связано с отсутствием сертификатов и разрешительных документов. В авиастроении активно используются аддитивные технологии. В основном производят печать металлических изделий, размер которых варьируется от нескольких сантиметров до метров. При проектировании двигателей была продемонстрирована печать двухметровых титановых изделий. При создании двигателя ПД-14 используется 1 процент напечатанных деталей, в тоже время в двигателе ПД-35 более 2000 аддитивных деталей, что составляет уже 20-30 процентов. Даже зарубежными компаниями используется меньшее количество аддитивных деталей при производстве двигателя. Также активно развивается применение аддитивных технологий при строительстве, протезировании, производстве электроники. Современные научные исследования в области 3D-печати сосредоточены не только на создании сложных форм и изучении свойств напечатанных материалов, но и на разработке технологий печати с использованием различных материалов, позволяющих объединять их в одном изделии. Такие изделия обладают разными физико-механическими характеристиками.
Открытые вопросы на пути внедрения АТ
Аддитивные технологии в России развиваются быстрее, чем в других странах, и уже активно применяются в серийном, включая высокотехнологичное, производстве. Тем не менее, остаются нерешенные вопросы, требующие внимания. Так на сегодняшний день не существует специальностей, по которым готовят кадры для отрасли. При внедрении аддитивных технологий на предприятия обучение специалистов проводят по программе ДПО в течение ограниченного количества времени и отрыва от производства. На отечественном рынке практически отсутствуют производители керамических машин и машин для изготовления литьевых форм по технологии Binder Jetting, которые последние 10 лет активно применяются в производстве. При этом используется оборудование зарубежных производителей, обслуживание которых с каждым годом становится все сложнее. В двигателестроении остался открытым вопрос поиска материалов, способных работать в агрессивных условиях и под большими нагрузками. Материалы, которые используются при литье не являются свариваемыми и не могут быть использованы для печати изделий. Остаются не исследованы циклические характеристики аддитивно изготовленных материалов на пути их внедрения в производство. Однако при таких темпах роста аддитивных технологий в РФ, можно полагать, что часть проблем будет решена в ближайшие несколько лет. Успешному разрешению проблем будет содействовать как активный спрос со стороны индустрии, так и реализация государственных программ развития.
Список источников.
[1] Hull C. W. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography //United States Patent, Appl., No. 638905, Filed. — 1984
[2] Интервью М.В. Ковальчука //
https://nauka.tass.ru/nauka/23210597, 05.03.2025
[3] Внук В. В. и др. Модернизация установок лазерной стереолитографии серии ЛС //Фотоника. — 2019. — Т. 13. — №. 6. — С. 538-543.
[4] Analysis. Trends. Forecasts. 3D Printing and Additive Manufacturing State of the Industry //
https://wohlersassociates.com/product/wr2024/, 05.03.2025
[5] Additive Manufacturing Services Market //
https://www.contrivedatuminsights.com/product-report/additive-manufacturing-services-market-5298, 05.03.2025
[6] Исследование российского рынка аддитивного производства //
https://polymerbranch.com/articles/issledovanie-rossijskogo-rynka-additivnogo-proizvodstva/?ysclid=m..., 05.03.2025
[7] Тенденции рынка аддитивных технологий //
https://aatd.ru/news/tendentsii-rynka-additivnykh-tekhnologiy?sphrase_id=309, 05.03.2025
Экспертные аналитические заключения по итогам сессий деловой программы Форума и любые рекомендации, предоставленные экспертами и опубликованные на сайте Фонда Росконгресс являются выражением мнения данных специалистов, основанном, среди прочего, на толковании ими действующего законодательства, по поводу которого дается заключение. Указанная точка зрения может не совпадать с точкой зрения руководства и/или специалистов Фонда Росконгресс, представителей налоговых, судебных, иных контролирующих органов, а равно и с мнением третьих лиц, включая иных специалистов. Фонд Росконгресс не несет ответственности за недостоверность публикуемых данных и любые возможные убытки, понесенные лицами в результате применения публикуемых заключений и следования таким рекомендациям.
