Промышленная революция обходит Россию стороной

В конце августа ряд российских изданий перепечатал статью «Качественнее и дешевле: УрФУ наносит удар по зарубежным порошкам». В двух словах: в Новоуральске запускается спроектированная в Уральском Федеральном университете промышленная установка по производству порошка для аддитивных машин. Её мощность — 20 тонн в год.

Снимая шляпу перед разработчиками, в то же время как-то не получается разделить ура-патриотический восторг по поводу «удара». Наверное, правильнее было бы сказать, что отечественная индустрия порошковой технологии наконец-то просыпается после, по крайне мере, трех десятилетий спячки и делает первые шаги.

О положении дел в этой отрасли подробно изложено в маркетинговом исследовании агентства MegaResearch за 2015 год, в котором сказано, что «выпуск серийных российских порошков минимален и осуществляется главным образом в лабораторных условиях. Единственным серийным отечественным продуктом является ЭП648 — порошок жаропрочного сплава на основе никеля предназначен для аддитивного производства термостойких изделий в энергетическом машиностроении и аэрокосмической отрасли».

Между тем, технологии порошкового производства, неразрывно связанные с 3D-принтингом, взрывообразно распространяются во всем мире. Список стран, которые лидируют в этой промышленной революции, говорит сам за себя: США (компании ExOne, 3D Systems, POM, Optomec, Sciaky и FDM), Германия (SLM Solutions, EOS, Concept Laser, Fraunhofer IFAM) и Франция (Phenix Systems).

Мы же, безусловно, отстаем. Дело даже не в том, чтобы идти в ногу со временем, хотя, по логике вещей, именно в нашей стране порошковая отрасль должна развиваться опережающими темпами. Аддитивные машины востребованы, прежде всего, в мелкосерийном высокотехнологическом производстве, в частности, в ВПК, авиационной промышленности и космической индустрии. То есть там, где имеется острая потребность в деталях сложной геометрии, для изготовления которых традиционными методами зачастую требуется целый парк станков. Кроме того, 3D-принтинг идеален для прототипирования, а значит, ускоряет разработку новых машин и продуктов.

Хотя на Западе безоговорочным пионером в этой области называют компанию 3D Systems, которая в 1986 году презентовала первую стереолитографическую машину — SLA — Stereolithography Apparatus, в СССР еще в 70-х годах активно применялись термопластавтоматы ТП-63 с инжекционным впрыском. А в 1980 году был запатентован способ горячего изостатического прессования крупногабаритных изделий из металлического порошка — свидетельство SU 1470455 А1. Речь, по сути, идет о прообразах современных аддитивных машин. Другими словами, советские ученые на равных конкурировали с западными специалистами.

Затем в 90-х и в «нулевых» путь аддитивных методов на заводы для американцев и европейцев оказался тернистым, а для россиян — тупиковым. Сложности с разбрызгиванием кипящего металла и с микропористостью в процессе послойного спекания были таковы, что проще было махнуть рукой. Но самым губительным фактором для нашей зарождающейся отрасли 3D-принтинга была промышленная политика властей, начиная с правления Горбачева. В России технократы на пушечный выстрел не подпускались к рычагам управления. Как следствие, деньги на эти цели вообще не выделялись.

По большому счету, лишь с 2010 года в нашей стране стал отмечаться интерес к аддитивным технологиям, связанный, прежде всего, с успехами корпорации «Боинг», которая для своих самолетов стала «печатать» десятки тысяч деталей самых разных наименований.

То, что в конце прошлого века являлось научной экзотикой, неожиданно стало приносить прибыль. Для сравнения, в российских самолетостроительных производствах показатель «buy-to-fly» (сколько из купленных материалов полетело — ред.) оценивается по сложным деталям в соотношении 20:1, а у американцев — 2:1.

Логично, что в Америке в один прекрасный летний день 2012 года вдруг осознали, что 3D-принтинг стратегически важен. Именно тогда Барак Обама в городе Янгстоун открыл первый из 15 национальных инновационных институтов аддитивной направленности — National Additive Manufacturing Innovation Institute. Министерству торговли Соединенных штатов было дано указание «усилить конкурентоспособность» в этой области. Более того, приказали денег не жалеть, и из бюджета сразу же выдели $1 млрд.

На церемонии открытия института в Янгстоуне президент США особо подчеркнул: «Завтрашние благополучие и безопасность Америки начинаются здесь и сейчас». Для специалистов стало понятно, что разрабатываемые аддитивные машины, как в капле воды, отражают инновационный потенциал экономик конкурирующих государств. Для развития этой отрасли надо обладать передовыми технологиями в области послойного синтеза и порошкового материаловедения, в производстве лазеров и в измерительной оптики, в приборостроении и в точной механике, в вакуумной технике и в системах управления. И это далеко не полный перечень требуемых знаний.

Если же говорить о России, то нельзя сказать, что в этой области ничего не делалось, хотя ситуация напоминала старый анекдот — «мы медленно-медленно спустимся с горы…». В то же время наши производители уже «почувствовали вкус» 3D-принтинга. В частности, ОАО «НИАТ НТК» научилось «печатать» форсунки авиационных двигателей и лопатки турбин, а ОАО «АБ Универсал» — детали топливоподачи. Ситуация круто изменилась лишь после введения американских санкций, когда стало ясно, что рассчитывать на западные аддитивные машины и материалы не приходится.

Оказавшись, как говорится, у разбитого корыта, Совет по модернизации экономики РФ в сентябре 2014 года дал конкретные поручения по разработке принтеров, порошков и фидстоков (проволоки — ред.) Руководство страны поставило задачу за счет средств ФНБ, а также других источников, срочно произвести аддитивное импортозамещение. Разом засуетились чиновники и менеджеры Минобрнауки, Минэкономразвития, Минпромторга, Минкомсвязи, ФАНО, РАН, Роскосмоса, Росатома, Росстандарта, Минфина, РВК, «Сколково», Роснано, Внешэкономбанка, экспортного агентства ЭКСАР. Складывается впечатление, что тех, «кто управляет и делит деньги», значительно больше тех, «кто проектирует и исследует».

В числе первоочередных мер стоит задача срочной разработки чрезвычайно сложного устройства — эффективной лазерной головки, создать которую так и не смогли многие известные западные компании. Идеалом мечтания для нас, по некоторым источникам, является аналог южнокорейской машины MX-3 с CO2-лазером, пятью осями управления и многоканальной подачей. Еще одной проблемой является контроль качества порошка, так как сегодня фактически нет методов стандартизации и оценки материалов для аддитивных технологий. И это мизерная доля стоящих перед страной проблем, от которых должна кружиться голова российских чиновников, ответственных за это дело. Ведь недаром американцы открывают 15 крупных профильных институтов, и средств на это не жалеют.

Безусловно, для решения проблемы аддитивного импортозамещения нужны огромные инвестиции, которые, судя по всему, в федеральном бюджете не предусмотрены. Впрочем, если власти мечтают об отечественных аналогах заокеанских технологий, почему бы тогда не воспользоваться американским опытом сбора денег на эти цели — через прогрессивное налогообложение доморощенных нуворишей. В конце концов, для нашей страны — это вопрос жизни и смерти.