История 3D-печати уходит в 80-е, когда японский исследователь Хидео Кодама запатентовал систему быстрого прототипирования, создающую готовые изделия по принципу «слой за слоем». После этого и началось медленное, но верное развитие 3D-печати: созданы форматы SLA and.stl для моделей, появлялись новые технологии и совершенствовались сами принтеры, все больше продвигаясь от образцов технологии к реальному продукту. Сформировалось комьюнити энтузиастов, которые продолжали искать наиболее эффективные и быстрые способы 3D-печати, исследовались новые технологические решения.
Результатом этой работы стало появление в 2006 году первого доступного относительно массовому потребителю SLS-принтера, принцип работы которого заключался в «спекании» пластиковых порошков с разными компонентами лазерным лучом. Также появились и принтеры, работающие с abs- и pla-пластиком, которые плавятся при высокой температуре и затвердевают при остывании — те самые «катушки», которые так часто можно встретить сегодня на популярных моделях.
Мелкими поделками вроде фигурок или моделей все, конечно, не ограничилось, и индустриальные 3D принтеры, способные на массовое производство, в т. ч. из металла, также получили свое право на жизнь. И еще какое: сегодня из металла «печатают» как полностью функциональное оружие, так и протезы, ракеты, да что угодно. Но зачем нужна рынку такая технология и какие преимущества она дает производителю?
«Аддитивные технологии нашли в аэрокосмической отрасли широкое применение в разработке, изготовлении и прототипировании как натурных макетов, так и готовых изделий космической техники и ее оснастки. Одним из наиболее актуальных направлений является создание двигательных установок с использованием трехмерной печати. Это снижает затраты на производство, помогает экспериментально отработать узлы и агрегаты двигательных установок. Например, при создании камеры сгорания двигателя SR Space использовала так называемое селективное лазерное плавление. По сути, это 3D-печать на основе металлического порошка с помощью мощной лазерной установки», — отметили в комментарии для «Хайтека» в частной российской космической компании SR Space.
Еще одно немаловажное преимущество «аддитивки» — ее экономичность. По оценкам экспертов, аддитивные технологии позволяют увеличить производительность труда в 30 раз, довести коэффициент использования материала до 98%, снизить массу конструкции на 50%. И это закономерно: ведь если «обычные» станки вытачивают деталь из заготовки, отнимая от нее ненужные элементы, то 3D-принтер, наоборот, создает деталь именно такой, какой она должна быть.
Но технология только продолжает входить в жизнь — это процесс, требующий слаженной работы всех элементов системы.
3D-печать уже зарекомендовала себя эффективным средством по снижению расходов: простота и экономичность по части материалов позволяет снизить стоимость изготовления в несколько раз. И это сейчас, когда решения еще продолжают развивать: например, в 2021 году ученые из России и Индии разработали решение, которое увеличит точность и качество 3D-печати сложных деталей для самолетов и ракет, что, в свою очередь, позволило на 34% повысить экономическую эффективность технологии.
По итогам 2022 года объем рынка аддитивных технологий в РФ составил около $4 млрд, показав рост на 3,3%. И для продолжения роста необходимы как новые проекты, так и сами специалисты. Потому в России «аддитивка» развивается активно: у той же отечественной корпорации «Росатом» есть отдельный отраслевой интегратор, ООО «РусАТ», который объединяет полный цикл аддативного производства, есть проекты у «Ростеха», сложился целый сегмент мелкого бизнеса, предоставляющего услуги 3D-печати. Более того, аддитивные технологии уже вошли в систему образования, и стать специалистом в этом направлении может любой желающий.
Подстегивается этот тренд и растущей массовостью новых технологий: на домашних 3D-принтерах уже печатают даже жетоны-адресники для собак и украшения. И сторонников этого подхода будет становиться только больше — уровень технической подкованности людей растет, и сегодня для первой более-менее приятной или функциональной модели достаточно даже бесплатного и простого софта типа Blender и базового 3D-принтера за несколько десятков тысяч рублей.
При всей своей эффективности аддитивные технологии не универсальны и не заменят все существующие способы производства — их будущее не исключит станки, а, наоборот, позволит использовать их только там, где это действительно необходимо.
«Будущее аддитивных технологий видится в связке с традиционным производством, они не исключают друг друга, а дополняют. Так, например, традиционное производство будет наиболее выигрышным при крупносерийном и массовом выпуске изделий. Тогда как более мелкие серии или единичные изделия оптимальнее изготавливать с помощью 3D-печати. Классическое оборудование (токарные, фрезерные станки) не исчезнет, а будет все больше оцифровываться и улучшаться. 3D-печать будет интегрироваться для решения своих специфических задач: НИОКР, сложная геометрия, легковесные структуры, рациональное использование материала, оперативность поставок, где традиционное производство на данный момент уже является менее оптимальным выбором», — подчеркивает Владислав Кочкуров, генеральный директор Центра аддитивных технологий «Ростеха».
И 3D-принтер, в отличие от, например, тех же нейросетей, не спровоцирует волн возмущения в среде уже состоявшихся специалистов, боящихся потерять рабочие места, а, наоборот, станет подспорьем и позволит привлечь в производство, в том числе на крупные госпредприятия, людей, интересующихся новыми технологиями.
Мировой рынок 3D-печати сегодня оценивается в $20 млрд, и к 2028 году этот показатель достигнет отметки в почти $60 млрд. Эта тенденция будет прослеживаться и на российском рынке, где рынок аддитивных технологий вырастет в 3,5 раза к 2030 году. И расти есть куда: от проектов по сооружению 3D-принтера на орбите до печати органов и полноценной «печати» жилых домов.
На условной кривой Гартнера, отражающей путь технологии от появления и эпохи завышенных ожиданий до выхода на плато продуктивности, аддитивные технологии уже можно поместить за один из последних этапов. И это закономерно: 3D-печать уже не удивляет, а просто работает, меняя целые индустрии.
И останавливаться не планирует.
Читать далее:
Ученые опровергли главную теорию о Стоунхендже, которой 100 лет
Droneliner создает принципиально новый «самолет-коробку»
Физики впервые опровергли антигравитацию: что это меняет
Фото на обложке: изображение от vecstock на Freepik
The post Слой за слоем. Куда делся «хайп» вокруг 3D-печати и почему аддитивные технологии никуда не уйдут appeared first on Хайтек.
