Как аддитивные технологии влияют на авиацию, космос, медицину и ТЭК?
Аддитивные технологии (3D-печать) становятся ключевым инструментом модернизации высокотехнологичных отраслей в России. Они ускоряют производство, снижают затраты и увеличивают независимость от внешних поставок, что особенно актуально в условиях санкций.
Особое внимание уделяется их применению в авиации, космической отрасли, медицине и ТЭК. Так, в 2021 году была утверждена «Стратегия развития аддитивных технологий в Российской Федерации на период до 2030 года», а в 2024 году объем отечественного рынка 3D-печати достиг 3,5 миллиарда рублей и вырос на 52,2% по сравнению с 2023 годом. Давайте рассмотрим эту тему подробнее.
Применение в авиации
Аддитивные технологии уже нашли широкое применение в российской авиационной промышленности, особенно в производстве двигателей. Хорошим примером стал турбовальный мотор ВК-650В, разработанный АО «ОДК-Климов».
В конструкции демонстрационного образца этого двигателя около 12% деталей изготовлены методом 3D-печати. К таким компонентам относятся кольцо центробежного колеса, корпуса уплотнения и подшипника компрессорной части, сопловые аппараты, корпусные элементы турбины и завихрители камеры сгорания.
Применение аддитивных технологий позволило ускорить изготовление демонстратора двигателя и сократить количество технологических операций. Кроме того, использование 3D-печати позволяет сделать детали легче, что неизбежно улучшает топливную эффективность и уменьшает затраты на производство за счет оптимизации процессов.
Проект ВК-650В реализуется в широкой кооперации с другими предприятиями отрасли. Так, детали и узлы компрессорной группы и вала свободной турбины изготавливаются на московском предприятии «ММП имени В.В. Чернышева», а узлы горячей части – на уфимском предприятии «ОДК-УМПО». Серийное производство силовой установки планируется начать в 2025 году.
Другой хороший пример – двигатель ПД-35 от «Объединенной двигателестроительной корпорации» (ОДК). Рабочие и сопловые лопатки турбины низкого давления силовой установки изготовлены также с применением аддитивных технологий. Также была представлена деталь вентилятора, напечатанная из полимерных композитных материалов – она на 30% легче своих аналогов.
«Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ) завершил проект «Тантал», направленный на разработку и внедрение 3D-печати в процесс изготовления малоразмерных газотурбинных двигателей. В рамках проекта были созданы силовые установки МГТД-10, МГТД-20, МГТД-125 и МГТД-150. Их ключевые компоненты сделаны методом селективного лазерного наплавления из отечественных жаропрочных металлопорошков.
Один из таких двигателей – МГТД-125Э. Он уже успешно прошел летные испытания на беспилотном летательном аппарате «Дань-М», которому удалось достичь скорости 676 км/ч на высоте более 2 тысяч метров.
Другая российская компания Total Z предоставила 3D-принтеры для проектов в авиационной отрасли. Например, в «Корпорации "Иркут"» использовались принтеры Total Z Anyform 500 для создания деталей и прототипов для проекта МС-21. Также в «Центральном институте авиационного моторостроения» (ЦИАМ) применяются 3D-принтеры для экспериментальной печати.
Применение в космической отрасли
Аддитивные технологии используются в том числе в российской космической отрасли. Так, НПО «Энергомаш» внедряет 3D-печать в изготовление компонентов жидкостных ракетных двигателей. Например, смесительная головка силовой установки РД-0124, ранее состоявшая из 220 деталей, теперь изготавливается как цельный элемент, что сокращает трудоемкость производства на 20%.
АО «Решетнев» разработало спутник «Марафон-IoT», в конструкции которого применены элементы, изготовленные с помощью аддитивных технологий. Этот аппарат стал первым отечественным спутником, на котором в большом объеме использованы 3D-печатные компоненты.
Применение аддитивных технологий в создании малых спутников позволяет ускорить производство и снизить массу конструкций. Это особенно важно для элементов, таких как антенны, кронштейны и корпуса блоков связи. В итоге уменьшается стоимость запуска космической техники и появляется больше места для другой полезной нагрузки.
Применение в медицине
Аддитивные технологии в российской медицине развиваются не менее активно, чем в авиации и космонавтике. Вот несколько примеров реального их использования прямо сейчас:
1. Челюстно-лицевая хирургия. В этой сфере 3D-печать используется для создания индивидуальных имплантатов. Так, при восстановлении дефекта скуловой кости был применен титановый имплант, изготовленный по технологии селективного лазерного плавления (SLM), что обеспечило точную подгонку и интеграцию в ткани пациента.
2. Стоматология. В этой отрасли 3D-печать применяется для изготовления зубных имплантатов и протезов, в том числе из металлов.
3. Бионические протезы. Российские ученые успешно используют 3D-печать для создания бионических протезов. Например, был разработан эпитез ушной раковины, повторяющий рельеф отсутствующей части тела, с интеграцией электронных компонентов.
4. Предоперационное планирование. 3D-печать позволяет создавать точные модели органов пациента для подготовки к сложным операциям. Это помогает хирургам более точно составлять план операционного вмешательства и повышает шансы на успешный исход.
Аддитивные технологии в российской медицине способствуют персонализации лечения, повышению эффективности хирургических вмешательств и ускорению реабилитации пациентов.
Применение в топливно-энергетическом комплексе
Применение 3D печати нашлось и в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) России. Как и в остальных отраслях, здесь она способствует росту эффективности производства, снижению затрат и обеспечению технологической независимости. Рассмотрим несколько конкретных примеров.
Атомная энергетика
Государственная корпорация «Росатом» активно внедряет 3D-печать в производственные процессы. В частности, было изготовлено рабочее колесо насоса для «Сибирского химического комбината», что позволило значительно сократить сроки производства и повысить точность изготовления детали.
Теплоэнергетика
ГУП «ТЭК СПб» первым в стране начал использовать аддитивные технологии для производства запасных частей. Это позволило создавать детали, снятые с производства или недоступные для импорта, сокращая время простоя оборудования и повышая надежность теплоснабжения.
Нефтегазовая промышленность
Аддитивные технологии применяются для изготовления высокоточных форм для литья, что особенно актуально в удаленных и труднодоступных регионах – доставка возможна не всегда. Это позволяет быстро заменять изношенные детали, минимизировав потери от простоя оборудования.
Заключение
Аддитивные технологии в России демонстрируют устойчивый рост и становятся ключевым элементом технологического прогресса страны. По данным Ассоциации развития аддитивных технологий, объем российского рынка 3D-печати в 2022 году составил 6,1 миллиарда рублей, а к 2030 году прогнозируется его увеличение до 23 миллиардов рублей. Так или иначе, 3D-печать способствует укреплению технологического суверенитета России, а впереди нас ждут новые открытия.
Особое внимание уделяется их применению в авиации, космической отрасли, медицине и ТЭК. Так, в 2021 году была утверждена «Стратегия развития аддитивных технологий в Российской Федерации на период до 2030 года», а в 2024 году объем отечественного рынка 3D-печати достиг 3,5 миллиарда рублей и вырос на 52,2% по сравнению с 2023 годом. Давайте рассмотрим эту тему подробнее.
Применение в авиации
Аддитивные технологии уже нашли широкое применение в российской авиационной промышленности, особенно в производстве двигателей. Хорошим примером стал турбовальный мотор ВК-650В, разработанный АО «ОДК-Климов».
В конструкции демонстрационного образца этого двигателя около 12% деталей изготовлены методом 3D-печати. К таким компонентам относятся кольцо центробежного колеса, корпуса уплотнения и подшипника компрессорной части, сопловые аппараты, корпусные элементы турбины и завихрители камеры сгорания.
Применение аддитивных технологий позволило ускорить изготовление демонстратора двигателя и сократить количество технологических операций. Кроме того, использование 3D-печати позволяет сделать детали легче, что неизбежно улучшает топливную эффективность и уменьшает затраты на производство за счет оптимизации процессов.
Проект ВК-650В реализуется в широкой кооперации с другими предприятиями отрасли. Так, детали и узлы компрессорной группы и вала свободной турбины изготавливаются на московском предприятии «ММП имени В.В. Чернышева», а узлы горячей части – на уфимском предприятии «ОДК-УМПО». Серийное производство силовой установки планируется начать в 2025 году.
Другой хороший пример – двигатель ПД-35 от «Объединенной двигателестроительной корпорации» (ОДК). Рабочие и сопловые лопатки турбины низкого давления силовой установки изготовлены также с применением аддитивных технологий. Также была представлена деталь вентилятора, напечатанная из полимерных композитных материалов – она на 30% легче своих аналогов.
«Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (ВИАМ) завершил проект «Тантал», направленный на разработку и внедрение 3D-печати в процесс изготовления малоразмерных газотурбинных двигателей. В рамках проекта были созданы силовые установки МГТД-10, МГТД-20, МГТД-125 и МГТД-150. Их ключевые компоненты сделаны методом селективного лазерного наплавления из отечественных жаропрочных металлопорошков.
Один из таких двигателей – МГТД-125Э. Он уже успешно прошел летные испытания на беспилотном летательном аппарате «Дань-М», которому удалось достичь скорости 676 км/ч на высоте более 2 тысяч метров.
Другая российская компания Total Z предоставила 3D-принтеры для проектов в авиационной отрасли. Например, в «Корпорации "Иркут"» использовались принтеры Total Z Anyform 500 для создания деталей и прототипов для проекта МС-21. Также в «Центральном институте авиационного моторостроения» (ЦИАМ) применяются 3D-принтеры для экспериментальной печати.
Применение в космической отрасли
Аддитивные технологии используются в том числе в российской космической отрасли. Так, НПО «Энергомаш» внедряет 3D-печать в изготовление компонентов жидкостных ракетных двигателей. Например, смесительная головка силовой установки РД-0124, ранее состоявшая из 220 деталей, теперь изготавливается как цельный элемент, что сокращает трудоемкость производства на 20%.
АО «Решетнев» разработало спутник «Марафон-IoT», в конструкции которого применены элементы, изготовленные с помощью аддитивных технологий. Этот аппарат стал первым отечественным спутником, на котором в большом объеме использованы 3D-печатные компоненты.
Применение аддитивных технологий в создании малых спутников позволяет ускорить производство и снизить массу конструкций. Это особенно важно для элементов, таких как антенны, кронштейны и корпуса блоков связи. В итоге уменьшается стоимость запуска космической техники и появляется больше места для другой полезной нагрузки.
Применение в медицине
Аддитивные технологии в российской медицине развиваются не менее активно, чем в авиации и космонавтике. Вот несколько примеров реального их использования прямо сейчас:
1. Челюстно-лицевая хирургия. В этой сфере 3D-печать используется для создания индивидуальных имплантатов. Так, при восстановлении дефекта скуловой кости был применен титановый имплант, изготовленный по технологии селективного лазерного плавления (SLM), что обеспечило точную подгонку и интеграцию в ткани пациента.
2. Стоматология. В этой отрасли 3D-печать применяется для изготовления зубных имплантатов и протезов, в том числе из металлов.
3. Бионические протезы. Российские ученые успешно используют 3D-печать для создания бионических протезов. Например, был разработан эпитез ушной раковины, повторяющий рельеф отсутствующей части тела, с интеграцией электронных компонентов.
4. Предоперационное планирование. 3D-печать позволяет создавать точные модели органов пациента для подготовки к сложным операциям. Это помогает хирургам более точно составлять план операционного вмешательства и повышает шансы на успешный исход.
Аддитивные технологии в российской медицине способствуют персонализации лечения, повышению эффективности хирургических вмешательств и ускорению реабилитации пациентов.
Применение в топливно-энергетическом комплексе
Применение 3D печати нашлось и в топливно-энергетическом комплексе (ТЭК) России. Как и в остальных отраслях, здесь она способствует росту эффективности производства, снижению затрат и обеспечению технологической независимости. Рассмотрим несколько конкретных примеров.
Атомная энергетика
Государственная корпорация «Росатом» активно внедряет 3D-печать в производственные процессы. В частности, было изготовлено рабочее колесо насоса для «Сибирского химического комбината», что позволило значительно сократить сроки производства и повысить точность изготовления детали.
Теплоэнергетика
ГУП «ТЭК СПб» первым в стране начал использовать аддитивные технологии для производства запасных частей. Это позволило создавать детали, снятые с производства или недоступные для импорта, сокращая время простоя оборудования и повышая надежность теплоснабжения.
Нефтегазовая промышленность
Аддитивные технологии применяются для изготовления высокоточных форм для литья, что особенно актуально в удаленных и труднодоступных регионах – доставка возможна не всегда. Это позволяет быстро заменять изношенные детали, минимизировав потери от простоя оборудования.
Заключение
Аддитивные технологии в России демонстрируют устойчивый рост и становятся ключевым элементом технологического прогресса страны. По данным Ассоциации развития аддитивных технологий, объем российского рынка 3D-печати в 2022 году составил 6,1 миллиарда рублей, а к 2030 году прогнозируется его увеличение до 23 миллиардов рублей. Так или иначе, 3D-печать способствует укреплению технологического суверенитета России, а впереди нас ждут новые открытия.
- Олег Донской
- youtube.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Такого не было со времён СССР: что обнаружили за ударами по российским НПЗ
Удары по российским НПЗ создают риски для топливного рынка. Эксперт объяснил стратегию Киева и экономические последствия...
Советская легенда изменилась до неузнаваемости: чем удивил новый «Урал»
Советский «Урал» изменился до неузнаваемости. Новый Neo 500 получил китайский мотор, тормоза Brembo и современную электронику...
Россия восстановила невозможное: что скрывается за возрождением Ту-160М
«Белый лебедь» возвращается на новой технологической базе. Разбираем, как Россия восстановила производство Ту-160М...
Такого не было с начала 2000-х: алкогольный рынок России трещит по швам
Алкомаркеты в России впервые за годы начали сокращать сети. Почему закрываются магазины, дорожает водка и меняется рынок алкоголя?...
«Мы замерзаем. Мэр, ау!»: Город атомщиков на грани социального взрыва
Коммунальный коллапс может настичь жителей Озёрска, имеющего стратегическое значение для страны...
«Страна забрала своё»: всплыли новые подробности дела бывшего замглавы МО
Конфискованная квартира в центре Москвы, приговор на 13 лет и новое дело о взятках. Что известно о ситуации вокруг Тимура Иванова...
Двигатель ПД-14 на складе, а самолёт не дозрел: что тормозит выпуск МС-21
Эксперт раскрыл, почему двигатели ПД‑14 приходят на Иркутский авиазавод раньше, чем самолёты МС‑21 доходят до этапа их установки...
Чем грозит Узбекистану массовое возвращение трудовых мигрантов
Массовое возвращение трудовых мигрантов из России грозит Узбекистану ростом безработицы и социальной напряжённости. Готова ли экономика страны к такому...
Российский дизель не дошел до США: танкер из России привез «старый» груз
Дональд Трамп объявил о согласии Владимира Путина начать поставки дизельного топлива на американский и мировой рынки, и сразу после этого информационное...
Сеул рвется в Северный морской путь, но в обход России
Как страны Запада планируют осваивать СМП, соблюдая антироссийские санкции?...
Новый экспортный маршрут: Финляндия взорвала топливный рынок Европы
Финляндия запустила экспорт синтетического топлива: Европа следит за новым поворотом в сфере «чистой» энергетики...
Восстановить дата-центры «Яндекса» будет очень сложно
В Ассоциации цифровых платформ резонно замечают по поводу сбоя сервисов «Яндекса»: «Для цифрового бизнеса это существенно сложнее обычного сбоя, который...
Российские турбины остались без заказов: производству грозит серьезный спад
Производителям отечественных газовых турбин необходим отраслевой заказ и гарантированный спрос на 10 лет. Правительство, в свою очередь, говорит о параметрах —...
Ту-214 назвали недоделком: почему легендарный самолёт снова оказался лишним
Ту-214 снова готовят к массовому производству. Почему сроки срывались, авиакомпании требовали переделок и есть ли будущее у лайнера?...
Зачем модернизируют российского конкурента МС-21
В Ту-214 хотят упразднить функцию бортинженера в кабине пилота и оставить вместо трех – двух человек, командира и второго пилота. Этого просит главный заказчик...
Ил-96 против западных гигантов: авиаэксперт выдвинул дерзкий план
Российский Ил-96 может получить альтернативный путь развития: получится ли совместить четыре ПД-14, надёжность и экономичность...