Индустрия 3D-технологий: итоги 2017 года
Как растет мировой рынок 3D-технологий: цифры и тенденции
Андрей Трофимов,
директор по стратегическому планированию iQB Technologies
В мировом масштабе все выглядит достаточно перспективно: годовой рост рынка производственных и профессиональных аддитивных установок в сумме (в штуках) составляет порядка 14% (рис. 1). Мы говорим об экономически развитых странах — Германии, Франции, США, Японии, Китае. В других странах темпы несколько ниже.
Рис. 1.
Рост числа компаний, которые внедряют 3D-технологии и применяют в производстве соответствующее оборудование, естественно, отстает от общего роста парка оборудования. Это и лидеры рынка, которые уже встали на этот путь и наращивают производственные мощности, и те, кто по-прежнему находится в стадии исследований и изысканий. Я бы так оценил увеличение количества предприятий, постепенно переходящих к этапу внедрения: порядка 2–3% в год.
Рынок расходных материалов растет опережающими темпами, примерно на 19–20% в год (суммарно, по всем типам материалов). И это понятно: как только у предприятия появляется оборудование, получить экономический эффект от его применения можно только в том случае, если оно не простаивает. Поскольку этот рынок показывает достаточно высокий темп, он привлекателен и для инвесторов, и для компаний, и конкуренция между производителями 3D-оборудования довольно высока.
Каждый год появляются новые производители — и оборудования, и расходных материалов. Разрабатываются ноу-хау, которые в рамках существующих технологий позволяют добиваться новых преимуществ — например, увеличения скорости производства или точности сканирования. Допустим, компания улучшила потребительские свойства своей продукции. С одной стороны, она имеет реальный шанс добиться рыночного успеха, а с другой — может быть поглощена более крупным игроком, готовым приобрести эту компанию ради инновационного ноу-хау.
Самое важное из таких событий по итогам 2016 и 2017 года — это покупка крупных производителей 3D-оборудования Concept Laser и Arcam компанией General Electric Aviation. Два влиятельных игрока 3D-рынка получили доступ к финансовым возможностям и лабораториям GE и будут развиваться в соответствии со стратегией, которую видит этот индустриальный лидер, в том числе и в такой важной тематике, как встраиваемость аддитивного оборудования в современные технологические процессы. И еще один пример поглощения: DMG MORI, лидер рынка токарных и фрезерных станков с ЧПУ, приобрела производителя 3D-принтеров Realizer. Первая задача, которая будет решаться компанией, — это встраивание аддитивных машин в единый технологический цикл с классическими станками для металлообработки. Это ярко выраженный тренд, и он будет развиваться в ближайшие несколько лет.
3D-печать и 3D-сканирование: новинки и ноу-хау 2017 года
Алексей Чехович,
главный технический эксперт iQB Technologies
Все производители — и опытные, и новые — сейчас делают упор не столько на улучшение 3D-технологий, сколько на повышение автоматизации процесса в целом и вкладывают в это значительные средства.
Наиболее востребованной на профессиональном рынке аддитивной технологией является селективное лазерное плавление, и мы наблюдаем появление нового типа SLM-установок: это уже не просто 3D-принтеры, а целые автоматические линии. В их состав входит манипулятор, переносящий платформу построения из принтера в камеру очистки, и весь этот процесс выполняется в автоматическом режиме. Что немаловажно, производитель таким образом заботится о здоровье операторов оборудования, ведь сама технология очень вредная.
В 2017 году все крупнейшие компании представили решения, нацеленные на создание замкнутого автоматизированного производственного цикла 3D-печати металлами.
Разумеется, продолжаются разработки по повышению производительности машин и увеличению размеров камер построения. У кого-то это получается лучше, у кого-то хуже — в любом случае, стандарт большой камеры для технологии SLM на сегодня — 500×300×500 мм. Есть и более габаритные камеры, 600–800 мм по одной оси.
Резюмируя итоги года, можно сказать, что производители прежде всего борются за скорость печати, повышают мощность. Машина с одним лазером — уже анахронизм, в современных моделях их как минимум два, а то и четыре. Это существенно повышает производительность, но и усложняет аппарат.
Если говорить о других методах 3D-печати, появились такие интересные решения, как принтер Rize One, совмещающий две технологии. По сути, это FDM-принтер, который накладывает слой пластика леской, а рядом установлена цветная струйная головка, которая в нужных местах раскрашивает модели. Можно устанавливать до пяти головок и смешивать цвета, как в струйном принтере. У изделий, напечатанных на Rize One легко удаляются поддержки.
Никита Кудряшов,
эксперт по профессиональным и промышленным аддитивным установкам iQB Technologies
Дополню сказанное Алексеем об автоматизированных производственных системах. Важной и очень ожидаемой новинкой стала установка SLM 800, которая будет продаваться в 2018 году. Это по-настоящему «умное» производство — 3D-принтер плюс система обработки и очистки деталей, к которой можно подключить до восьми машин.
Компания iQB Technologies пристально следит за изменениями на рынке 3D-технологий. В странах, где налажен процесс их сертификации, они применяются уже в совершенно разных отраслях. В Европе и Америке аддитивным способом производится очень много продукции для массовых, потребительских нужд (рис. 2). На выставках мы постоянно видим все новых производителей, которые представляют весь спектр оборудования — от модификаций самой простой аддитивной технологии FDM до серьезных индустриальных машин SLM, SLS и SLA. Постоянно появляются новинки — из Франции, Голландии и особенно из азиатских стран. Все больше машин и технологий уходит в производство.
Рис. 2.
В качестве примера любопытной новинки приведу FDM-машину, размеры рабочей камеры которой определяет заказчик. В самом принтере используется не струна, как мы привыкли в FDM-технологии, а гранулированный ABS-пластик. Фактически это совмещение процесса литья и FDM. Раньше мастер-модель вытачивали из дерева, и она была очень тяжелой. Сейчас на принтере с камерой построения 27 куб м выращивается не менее прочная и гораздо более легкая пластиковая форма.
Были в этом году и спорные решения — например, 3D-принтер для печати моделей из полиамида, в котором порошок не спекается лазером, а скрепляется клеем.
Алексей Чехович
Что интересного произошло в области 3D-сканирования? Большой проблемой практически всех 3D-сканеров является сканирование блестящих, зеркальных плоскостей — полированных, хромированных изделий. Без нанесения матирующего спрея фактически ни один сканер такие поверхности хорошо не оцифрует. Ведущие мировые производители работают над этим, и на смену технологии структурированного белого цвета пришла технология структурированного голубого цвета. Компания Creaform пошла дальше: в программном обеспечении нового сканера MetraSCAN 3D был реализован дополнительный алгоритм обработки данных, который позволяет качественно сканировать блестящие поверхности. В следующем году Creaform планирует добавить эту функцию в ПО 3D-сканеров HandySCAN 300 и 700. Подчеркиваю, что проблема была решена не за счет «железа», а за счет софта.
Упомяну еще одну новинку Creaform, показанную в этом году: это фотограмметрия MaxSHOT 3D для контроля крупных объектов, совместимая практически с любыми 3D-сканерами. Система может работать независимо, но позволяет существенно увеличить точность данных сканирования за счет совместного использования 3D-сканеров, фотограмметрии и ПО. В отличие от традиционных решений, MaxSHOT 3D может диагностировать сделанные снимки в режиме онлайн.
Производители 3D-сканеров продолжают улучшать характеристики своего оборудования за счет нового аппаратного и программного обеспечения, новых камер, оптики и т. д. Однако каких-то кардинальных, прорывных изменений в технологии 3D-сканирования в уходящем году не было.
А что происходит в России?
Никита Кудряшов
В этом году мы почувствовали, что низшая точка кризиса преодолена. Производство начинает выходить на крупные объемы. Соответственно, мы видим, что заводы и предприятия, поддерживаемые концернами, государством, начали опять закупать серьезное оборудование и готовы к перевооружению. Можно с уверенностью говорить, что аддитивные технологии займут в России достаточно большую нишу и в сочетании с традиционными методами начнут менять сам процесс производства (рис. 3).
Рис. 3.
Конец года ознаменовался хорошими продажами промышленных машин, и мы ожидаем, что весь 2018 год будет плодотворным по 3D-оборудованию в целом. Сейчас я занят в нескольких проектах по поставкам индустриальных решений (производственные машины, 3D-сканеры и профессиональные 3D-принтеры), и я вижу, что со стороны клиентов к ним есть повышенный интерес.
Несколько слов о государственной поддержке компаний, применяющих 3D-технологии. Поставлена задача к 2025 году перевести оборонные предприятия на самоокупаемость. То есть производства частично перейдут на коммерческие рельсы и сами будут зарабатывать средства на оборудование, модернизацию и прочее. Это должно дать новый импульс внедрению инноваций.
Правительство осознает необходимость внедрения 3D-технологий, и в ближайшее время планируется серьезно подойти к их сертификации. Соответственно, нужна подготовка специалистов, и в России появляются центры новых технологий, в ведущих вузах уже есть или скоро будут созданы исследовательские лаборатории. Многие университеты (например, МГТУ имени Баумана, МИСиС) разрабатывают учебные программы и готовят конструкторов и технологов 3D-оборудования.
Семен Попадюк, эксперт компании iQB Technologies