3D-печать как этап становления экономики РФ
5 мин чтения
3D-печать как этап становления экономики РФ

Сможет ли отечество предложить миру что-то новое и оригинальное?

Весной этого года в Томске прошёл форум U-Novus, позиционирующийся как площадка обсуждения новых технологических решений. На нём вице-президент компании «ТВЭЛ» (структурное подразделение госкорпорации «Росатом») Илья Галкин заявил, что в 2020-21 годах «Росатом» планирует запустить в нескольких регионах России экспериментальные центры развития аддитивных технологий, где будут представлены разработки в области 3D-печати.

Особо было отмечено, что оборудование для 3D-печати и дизайн-проект самих центров – отечественного производства, разработаны в Северске, Томской области – одном из закрытых административно-территориальных образований Российской Федерации, градообразующие предприятия которого являются одними из ведущих в структуре «Росатома».

Казалось бы, всё прекрасно: открывается новое высокотехнологичное производство, потенциально создающее высокую прибавочную стоимость. Возникают новые рабочие места… Но сколько таких сообщений прошло мимо нас за последние 30 лет? И сколько из них превратилось в «пшик», оказалось всего лишь инструментом перекачки бюджетных и околобюджетных денег в карманы олигархов, далёких от мыслей о технологическом развитии нашей страны, а озабоченных только темпами роста собственных накоплений на внутренних и зарубежных счетах?

Давайте разберёмся. Необходимо ответить на два вопроса: во-первых, являются ли аддитивные технологии вообще и 3D-печать в частности теми драйверами, которые позволят российской экономике обеспечить инновационное развитие; и, во-вторых, насколько адекватен выбор госкорпорации «Росатом», как оператора нового технологического направления.

Итак, что же такое аддитивные технологии?

Однажды Микеланджело спросили, как он ваяет свои великолепные статуи. Он ответил: я белу прямоугольную глыбу мрамора и отсекаю всё лишнее. Так и в классической металлообработке: чтобы изготовить деталь, берётся заготовка простой формы (цилиндрическая, прямоугольная…) и на станке (сверлильном, токарном, фрезерном,… ) от неё отсекается всё лишнее. Чтобы изготовить лопатку турбины авиационного двигателя необходимо отсечь 90% лишнего металла.

Этот металл необходимо собрать, очистить, вновь расплавить, снова очистить и изготовить из него новую заготовку. Аддитивные технологии позволяют обойтись без этого.

Аддитивные технологии основаны на том, чтобы вместо отсечения лишнего добавлять только необходимое

Первой аддитивной технологией была порошковая металлургия: спекание деталей нужной формы из металлического порошка субмиллиметрового размера. Археологические исследования говорят о том, что впервые она была изобретена в Древнем Египте примерно во времена Александра Македонского. В историческое время эта технология была независимо открыта в 1826 г. русскими инженерами Петром Соболевским и Василием Любарским, перед которыми была поставлена задача научиться изготовлять ковкие платиновые заготовки.

Температура плавления платины – 1763ºC, что было на грани возможностей тогдашней металлургии. Кроме того, платина в те времена считалась самым тугоплавким металлом, поэтому не было материала, в котором можно было бы расплавить её саму. Материал тигла неизбежно загрязнял расплав, поэтому считалось, что платина чрезвычайно хрупкий и не способный к обработке металл. Соболевский и Любарский успешно решили поставленную перед ними задачу: получив из руды химическим способом платину, они превратили её в порошок, и подвергли его спеканию под прессом, не доводя до плавления. Они впервые в мире получили технологические заготовки химически-чистой платины. Как и другие чистые металлы, она оказалась ковкой и доступной к обработке.

Так что аддитивные технологии – это русские технологии

Себестоимость авиационных турбинных лопаток, изготовленных методом порошковой металлургии более чем в три раза ниже, чем традиционное фрезерование. Серийное производство таких лопаток было освоено в Советском Союзе для двигателя РД-33, применяемого на истребителях МиГ-29 и МиГ-35 и их модификациях в 1981 году. Впервые в мире.

Однако, этот метод имеет и свои недостатки. Пресс-формы для порошковой металлургии гораздо дороже изделий, получаемых с их помощью: они должны выдерживать давление в сотни и тысячи атмосфер при температурах больше 1000ºC. Кроме того, большинство металлов требует работы в условиях инертной (гелий, аргон, ксенон) или защитной (водород, угарный газ) атмосферы, что ставит дополнительные технологические трудности.

Следующего хода, однако, пришлось ждать полтора века. В 50-е годах XX века возникла идея струйной печати: дозированного распределения красящего материала по печатной поверхности, причём управления дозированием осуществлялось под управлением программы для ЭВМ. К 70-м годам прошлого века были созданы прототипы струйных принтеров компаний Epson, Hewlett-Pckard, Canon. В 90-е годы появилась идея вместо чернил использовать пластик. Так возникла технология 3D-печати.

В настоящее время 3D-печать освоила различные сорта материалов, включая термостойкие (200ºC-400ºC) и высокотермостойкие (до 600ºC) пластмассы, позволяющие, например, изготовлять этим методом рамки и ствольные коробки стрелкового оружия, а на бытовых 3D-принтерах – квадрокоптеры. Всерьёз обсуждаются технологии 3D-печати в металле и даже в лунном реголите – для будущих космических баз и 3D-печать искусственных человеческих органов для нужд биотехнологий

Что это даёт? С позиций микроэкономики – это практически безотходное производство, позволяющее нивелировать себестоимость крупно- и мелкосерийного и даже штучного производства. А также отсутствие разницы между экспериментальным и серийным производством. Многие же эксперты сходятся на том, что экономика следующего технологического уклада будет включать заметную долю (или даже эта доля будет определяющей) мелкосерийные и индивидуальные производства. С макроэкономических позиций на каждом этапе развития экономики есть группа технологий (технологический пакет), инвестиции в которые приводят существенному росту всей экономики. Капитал, вкладываемый в такие технологии, растекается по инвестиционным цепочкам экономики и стимулирует дальнейшее развитие.

Такие технологии носят название драйверов или мультипликаторов экономики. Впервые этот эффект сформулировал, пожалуй, К. Маркс. В его время мультипликатором были технологии тяжёлого машиностроения. В середине XX в., согласно исследованиям Дж. М. Кейнса таким мультипликатором стали технологии индустриального строительства, с ним были связаны 83% всех инвестиционных цепочек мировой экономики.

Однако, уже к 90-м году XX века это правило перестало выполняться: появились новые отрасли – в первую очередь информационные и биотехнологии, которые с индустриальным строительством никак не были связаны. Сейчас вопрос о том, какой технологический пакет станет мультипликатором экономики на этапе нового технологического уклада открыт, но аддитивные технологии являются если не фаворитом, то одним из серьёзных пртендентов.

Вернёмся к тому примеру, с которого мы начинали: к турбинным лопаткам.

Современные технологии 3D-печати позволяют прямо производить образцы для пресс-форм произвольной геометрии. В близкой перспективе – сами пресс-формы. В среднесрочной непосредственно турбинные лопатки, например, с использованием технологии электроимпульсного напыления, а, возможно, и каких-то иных

Итак, на первый вопрос мы ответили: если Россия хочет занять должное место в мироустройстве, порождённым новым технологическим укладом, развитие аддитивных технологий является для нас, по крайней мере, важным

Теперь попробуем ответить на второй

«Росатом» одна из ведущих российских госкорпораций. И, вероятно, самая успешная из отечественных на международном рынке. Это плоть от плоти и кровь от крови Минсредмаша СССР – центральной организацией по управлению ядерной промышленностью СССР. Из 449 эксплуатируемых в настоящее время в мире ядерных реакторов 75 советского и российского дизайна. Из 54 строящихся – 17.

Благодаря С.В. Кириенко, никак вроде бы к атомной отрасли не относящегося, «Росатому» удалось сохранить и развить советское наследие, заложенное первым руководителем советского атомного проекта Л.П. Берией, В.А. Малышевым, А.П. Завенягиным, Е.П. Славским.

Это даёт надежду на то, что драйвер для внедрения нового технологического пакета выбран верно. Удручает только одно: выбирать, в общем-то, не из кого. Ни «Роскосмос», ни «Роснано», ни ОСК не показывают тех признаков эффективности, которые демонстрирует «Росатом».

Надежду даёт то, что в настоящее время С.В. Кириенко курирует программу «Лидеры России», направленную на реализацию новых кадровых решений в государственном управлении России

И ставит вопрос: чьи портреты мы увидим на фресках новых зданий в России через пятьдесят лет…

Автор: Сергей Шилов, исследовательская группа Сергея Переслегина

Если у Вас возник вопрос по материалу, то Вы можете задать его специальной рубрике Задать вопрос «Яндекс» вывел на дороги Москвы беспилотные авто Далее в рубрике «Яндекс» вывел на дороги Москвы беспилотные автоК концу года их будет более сотни Читайте в рубрике «Общество» Кто держит в кулаке земли русские?Сказ о том, как лозунг «Земля крестьянам!» стал милой юмореской Кто держит в кулаке земли русские?
Подписывайтесь на канал rusplt.ru в Яндекс.Дзен
Подписывайтесь на канал rusplt в Дзен
Комментарии
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Расширяйте круг интересов!
Мы пишем об истории, обороне, науке и многом другом. Подписывайтесь на «Русскую планету» в соцсетях
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!