Перспективы развития рынка 3D-печати
Иллюстрация: Shutterstock / Nordroden
В случае соответствия темпов развития рынка максимальному прогностическому сценарию, описанному в государственной стратегии развития от 2021 года, рынок 3D-печати в России уже в текущем, 2024 году должен вырасти в несколько раз и может достигнуть 18,5 млрд рублей, а к 2030 году – 58,2 млрд рублей. В рамках этой программы планируется открытие в стране множества центров аддитивных технологий (АТ), в том числе полноценных НИИ и лабораторий, где должны будут разработать и освоить ключевые технологии 3D-печати и производства материалов для них. Кроме того, планируется наладить серийное производство оборудования для 3D-печати. Важное место отведено модернизации нормативной базы сертификации и стандартизации для внедрения АТ в производственные процессы и разработке национальных образовательных стандартов в этой области.
Во всех странах, где бурно развиваются технологии 3D-печати, этому сектору оказывается полноценная государственная поддержка, ведь стартовые инвестиции и капитальные затраты здесь обычно существенно выше, чем в традиционных отраслях. Попробуем разобраться, как этот вопрос решается в России в условиях санкционного давления, на фоне которого импорт 3D-технологий в нашу страну по итогам 2022 года упал на 98% (по данным NeoAnalytics). Ответы на актуальные вопросы отрасли мы будем искать вместе с ключевыми игроками российского рынка АТ: системными интеграторами, поставщиками оборудования и материалов, производителями техники для 3D-печати, в том числе в такой узкоспециализированной области, как строительство.
Динамика рынка
Как оценивают динамику развития 3D-печати в России в 2022-2023 гг. сами участники рынка и насколько реальное положение дел соответствует заявленным в государственной стратегии критериям и целевым показателям? Напомним, что в этом документе описаны три основных сценария развития: консервативный, целевой и инновационный. В рамках первого объем российского рынка АТ (оборудование и комплектующие, материалы, услуги и ПО) уже в 2024 году должен достигнуть 5,8 млрд рублей, а к 2026 году – 6,2 млрд рублей. Соответствующие показатели для целевого сценария на 2024 и 2026 годы составляют 6,5 млрд и 7,2 млрд рублей, а в случае наиболее оптимистичного сценария, названного в документе инновационным, должны быть близки к 18,5 млрд и 41 млрд рублей.
Гендиректор ГК «АМТ» Александр МАСЛОВ утверждает, что в России появилось множество компаний, которые активно занимаются созданием оборудования для строительной 3D-печати, а застройщики начали применять аддитивные технологии в своем производстве. Это отлично иллюстрируют проекты последних лет. Как говорит г-н Маслов, с помощью принтеров компании «АМТ» активно застраиваются целые площадки ИЖС, появились отдельные прецеденты и в промышленном строительстве. В качестве примеров он приводит строительство базы отдыха в станице Должанская Краснодарского края и административного центра в деревне Мальбагуш в Татарстане компанией «Татнефть», а также застройку коттеджного комплекса в селе Айша рядом с Казанью, строительство в Элисте (Калмыкия). Кроме того, «Росатом» и «Татнефть» развивают собственные подразделения для продвижения аддитивной технологии, резюмирует г-н Маслов.
Директор по информатизации ООО «НПО «3Д-Интеграция» (“i3D”) Дмитрий ТРУБАШЕВСКИЙ говорит, что выручка пяти крупнейших в сегменте АТ российских компаний приблизилась к 0,5 млрд рублей. Это подтверждает, что российские решения стали более востребованы определенной частью потребителей. Второй по значимости, но не объему инвестиций сегмент рынка АТ в России –поставки оборудования из Китая. Развитая промышленность Азии и отлаженное серийное производство 3D-принтеров привлекают заказчиков. Как говорит г-н Трубашевский, отечественные интеграторы рады внедрять азиатские принтеры, так как с ними меньше всего проблем в эксплуатации, и российские устройства, особенно если есть необходимость быстрой реакции на сервисные потребности заказчика и внедрение новых функций по его просьбе (что, в свою очередь, увеличивает лояльность). Помимо прочего, возможны серые поставки санкционно ограниченных товаров, доля которых не должна превышать 10–15%. Малый и средний бизнес в России или за рубежом тоже сегодня предпочитает приобретать проверенные б/у решения от лидеров отрасли с большим дисконтом.
«Многие предприятия и бизнес осознали значимость и эффективность 3D-принтеров и готовы к инвестициям. Поэтому я склонен считать динамику развития АТ целевой: в 2024 году рост может составить 9–12 млрд рублей, а вот в последующие годы, если ситуация на геополитической арене не претерпит серьезных изменений, рост может приблизиться к 15 млрд рублей и более. Мы столкнемся с засильем азиатских принтеров и с проблемным, но улучшающимся качеством российских принтеров», – резюмирует г-н Трубашевский.
Гендиректор компании “3DVision” Илья ВИНОГРАДОВ рассказывает, что в 2023 году его компанией было поставлено и установлено несколько металлических принтеров в РАН, также были поставки на крупные заводы и в университеты страны. Видно, что и наука, и производство начинают использовать и, что немаловажно, развивать АТ. Очень большое количество бюджетного оборудования было поставлено в школы – развитие идет правильным руслом. Как считает г-н Виноградов, уже через несколько лет можно будет получить качественные кадры сразу из высших и средних образовательных учреждений, что станет еще одним толчком к популяризации АТ в России. «Если говорить с позиции экономики, то я думаю, 18,5 млрд рублей в 2024 году – вполне достижимая цифра, если сохранится намеченное государственное бюджетирование в данной области. В прошлом году мы общались с большим количеством потенциальных покупателей, которые согласны с тем, что любое более-менее крупное производство уже нельзя представить себе без 3D-принтеров», – поясняет г-н Виноградов.
Кадровый дефицит
К концу 2023 года, согласно прогнозу Минпромторга России, количество занятых в области аддитивных технологий в России должно было составить до 4,5 тыс. человек, включая СМБ-сектор. Как вы считаете, соответствует ли реальное количество специалистов на рынке естественным темпам его развития или можно говорить о кадровом голоде?
ГК Александр МАСЛОВ («АМТ») говорит, что учреждения высшего и среднего специального образования уже специализируются на подготовке специалистов для аддитивного производства по таким направлениям, как 3D-моделирование и прототипирование, работа на станках с ЧПУ (в том числе на принтерах различного назначения), разработка и апробация материалов для печати. Как и во все времена, профессиональная школа не успевает удовлетворять потребности рынка, и одна из причин – стремительное развитие аддитивных технологий. Г-н Маслов отмечает, что в рамках решения проблемы кадрового голода разработчики оборудования создают удобные программы управления принтерами, широкий спектр подсобного ПО, открывают ведомственные учебные центры. Например, в Ярославле с 2015 года функционирует центр «АМТ», где проводится подготовка операторов строительных 3D-принтеров, проектировщиков, архитекторов для аддитивного строительного производства. Всё это позволяет активно и правильно эксплуатировать весь объем имеющихся в настоящее время строительных 3D-принтеров.
Специалист по аддитивным технологиям в компании «Импринта» Артём БАБАКЕХЯН отмечает, что в связи с активным применением 3D-печати и 3D-проектирования в различных отраслях нашей жизни большое количество учебных учреждений уже внедряют профиль «Аддитивные технологии» как специальность. В таком случае можно говорить о приросте уже в 2024-2025 гг. числа молодых специалистов в данной отрасли, которые к 2027 году перейдут в категорию специалистов с определенным опытом и достаточным уровнем знаний.
Дмитрий ТРУБАШЕВСКИЙ (i3D) считает, что в текущих геополитических условиях кадровый голод неизбежен: согласно данным опроса Института экономической политики им. Гайдара, опубликованным РБК, в январе 2024 года на недостаток специалистов жаловались 47% руководителей. О нехватке рабочей силы в качестве одной из основных проблем для дальнейшего экономического роста говорила и глава ЦБ Эльвира Набиуллина. Как считает г-н Трубашевский, быстро решить вопрос с профильным образованием не получится, так как нужна системная подготовка специалистов, начиная с демонстрации и изучения мировых кейсов всех прорывных технологий, не ограничиваясь ставшими классическими решениями. Нужно поощрять российских разработчиков искать новые методы развития АТ и вместе с вузами и бизнесом быстро создавать новые высокопроизводительные решения. Для оценки количества специалистов в области 3D-печати он предлагает отталкиваться от объема продаж всех 3D-принтеров, учитывая, что один специалист в среднем способен обслужить несколько из них. В любом случае, количество специалистов продолжает расти благодаря появлению более совершенных принтеров и ПО, которые позволяют осуществлять печать с помощью минимального количества настроек, интеллектуально рассчитывая основные параметры печати.
Илья ВИНОГРАДОВ (“3DVision”) уточняет, что ни одна компания не может существовать без специалистов, которые задействованы в закупке оборудования, его логистике и последующих складских процедурах. В свою очередь детали после 3D-печати необходимо обработать по требованиям заказчика. Это может быть механическая обработка или окраска – то, что определяет конечный вид изготовленной продукции. Но даже если мы говорим исключительно о специалистах, которые работают непосредственно с оборудованием, то, опять же, необходимо разделять их на следующие категории. Во-первых, инженер-технолог, который пишет управляющие программы, занимается анализом 3D-модели, подбором режимов печати, отработкой новых материалов. Во-вторых, сервисный инженер – занимается пусконаладкой, гарантийным и постгарантийным обслуживанием оборудования. В-третьих, оператор – непосредственно работает с оборудованием: контролирует печать, занимается загрузкой материалов и последующей базовой чисткой оборудования и полученных изделий. Г-н Виноградов отмечает дефицит инженеров-технологов, так как особенности оборудования не дают возможности быстрой адаптации специалистов из смежных сфер, таких как фрезеровка и литье. Остальные специалисты могут быть за короткий срок адаптированы к работе с новым оборудованием.
Технологический расклад
Какие новые технологии 3D-печати стали особенно популярны, какие сходят с дистанции, а какие находятся в разработке и представляются перспективными?
Руководитель отдела маркетинга и рекламы компании «Цветной мир» Наталья Муромцева напоминает, что в прошлом году главную роль на арене аддитивных технологий сыграли высокоскоростные 3D-принтеры, печатающие по технологии FDM. Среди пионеров данного направления выступили бренды Raise3D со своей системой Hyper Speed, ну и, конечно, Bambu Lab, которые только набирают популярность в России, а в остальном мире уже успели стать примером для производителей. В 2023-м данный тренд поддержали многие компании и в течение года выпускались целые линейки принтеров со скоростью печати до 500-600 мм/с. Такое увеличение скорости – действительно прорыв в 3D-печати и новый виток развития, так как скорость всегда была ахиллесовой пятой в этой сфере, поясняет г-жа Муромцева.
Еще одно новое направление, в особенности для российского рынка, – FGF-технология, в которой в качестве сырья используются пластиковые гранулы (в процессе печати они плавятся и выдавливаются через нагретое сопло). Этот метод имеет ряд преимуществ, включая относительно низкую стоимость сырья, большой выбор материалов, а также возможность использования вторичного сырья. Здесь выше и скорость печати за счет большого диаметра сопла и более массивного экструдера с другим строением и большими зонами нагрева. Подобные принтеры чаще всего используют для изготовления крупных объектов, оснастки, массивных прототипов.
Всё также перспективными остаются 3D-печать, позволяющая создавать детали из металла с высокой точностью, биопринтинг, строительная 3D-печать. Разработаны новые способы печати с использованием металлов, что способствует расширению возможностей этой технологии. К примеру, система MetalFuse от Raise3D включает в себя три этапа производства: FDM-печать из металлонаполненной нити, станцию для каталитического удаления связующего полимера и печь для спекания уже готового металлического изделия. Данная технология гораздо дешевле промышленных принтеров, которые сразу печатают готовое изделие из металла, и расходные материалы также более доступны.
С учетом развития в России 3D-ферм, которые позволяют значительно усовершенствовать производственные процессы и сократить затраты, существенную роль играют функции принтеров, обеспечивающие максимальную автоматизацию работы. Например, автокалибровка, датчики замены филамента, роботизированные манипуляторы и, конечно, ПО для удаленного управления принтерами, позволяющее руководить сразу армией принтеров и организовать беспрерывную печать в режиме 24/7.
Александр МАСЛОВ («АМТ») отмечает, что, помимо печати пластиком, давно и широко применяются принтеры, печатающие изделия из металла. Отдельного восхищения заслуживают модели для печати биологических материалов, в частности мягких и костных тканей. Сегодня печать протезов различной сложности уже поставлена на поток, а ведь еще недавно об этом можно было только мечтать. 3D-принтеры используются в машиностроении, медицине, ювелирной промышленности. Как справедливо отмечает г-н Маслов, перечислить все сферы применения аддитивной технологии не представляется возможным. С 2014 года активно развивается аддитивное строительное производство: на 3D-принтерах уже печатают не только отдельные строения, но и целые поселки, объекты промышленного и бытового назначения. Непрерывно разрабатывается новое и совершенствуется уже применяемое оборудование для строительной 3D-печати.
Артём БАБАКЕХЯН («Импринта») среди самых популярных технологий 3D-печати называет FDM, SLA, SLM, DMLS, SLS, DED и Binder Jetting, которые успешно применяются в самых разных отраслях: промышленности (в т. ч. машиностроении), авиации, медицине (печать имплантов, протезов, применение в стоматологии), космической отрасли, а также в прототипировании.
В группе узкоспециализированных технологий с высокими шансами на успешное развитие можно особо выделить две: 3D-биопринтинг – создание объемных моделей на клеточной основе, при которой сохраняются функции и жизнеспособность клеток (то есть искусственное создание человеческой кожи, тканей и внутренних органов) и 3D-печать домов. На данный момент уже есть реализованные проекты, где при помощи послойного наращивания печатали дома. Такой подход позволяет значительно снизить время и стоимость строительства. К тому же данный метод более экологичнен, ведь отходов после печати практически нет, добавляет г-н Бабакехян.
Среди методов 3D-печати, которые находятся на экспериментальном уровне, также можно выделить два основных. Во-первых, уже существуют 3D-принтеры, способные печатать платы легкой и средней сложности для электроники, но для серийного производства данный метод послойного наращивания электронных плат пока не годится. Во-вторых, 3D-печать пищевых продуктов: в частности, напечатанное таким способом мясо трудно отличить от настоящего. Существует также 3D-печать шоколадом, пищевыми пастами и многими другими ингредиентами.
По словам Ильи ВИНОГРАДОВА, промышленные принтеры, работающие по SLA-технологии, всё больше заменяются более экономичными моделями с LCD-технологией ввиду постоянного увеличения скорости, а также качества печати последней. Как отмирающую технологию можно отметить CJP: полноцветная гипсовая печать сошла с дистанции, а на замену ей уже несколько лет назад пришла полноцветная мультиматериальная фотополимерная печать. И, наверное, самый главный бум прошлого года – многоцветная FDM, поясняет г-н Виноградов.
Опубликовано 05.03.2024