РАЗВИТИЕ ОТРАСЛИ АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА В РОССИИ В УСЛОВИЯХ САНКЦИОННЫХ ОГРАНИЧЕНИЙ

DEVELOPMENT OF THE ADDITIVE MANUFACTURING INDUSTRY IN RUSSIA UNDER SANCTIONS RESTRICTIONS

Andrey Lunyakin

master's student, Department of Logistics, Financial University under the Government of the Russian Federation,

Moscow, Russia

Irina Sharova

scientific supervisor, candidate of Sciences in Economic, associate professor, Department of Logistics, Financial University under the Government of the Russian Federation,

Moscow, Russia

АННОТАЦИЯ

В статье исследуется развитие рынка аддитивных технологий Российской Федерации после введения экономических санкций по сравнению с глобальным рынком. Рассматриваются сферы деятельности, для которых технология 3D-печати стала критически востребована и по каким причинам. Также определяется, какие существуют барьеры и риски для дальнейшего, более резвого развития российской отрасли 3D-печати. В конце формируется вывод по отечественной отрасли аддитивного производства и даётся прогноз на потенциальное будущее этой технологии для российской промышленности.

ABSTRACT

The article examines the development of the additive technology market in the Russian Federation after the introduction of economic sanctions in comparison with the global market. The fields of activity for which 3D printing technology has become critically in demand and for what reasons are considered. It also determines what barriers and risks exist for the further, more rapid development of the Russian 3D printing industry. In the end, a conclusion is drawn on the domestic additive manufacturing industry and a forecast is given for the potential future of this technology for the Russian industry.

Ключевые слова: аддитивные технологии, рынок аддитивного производства, санкции, отечественная промышленность, оборудование 3D-печати, импортозамещение.

Keywords: additive technologies, additive manufacturing market, sanctions, domestic industry, 3D printing equipment, import substitution.

Введение

Аддитивные технологии неутомимо проникают в различные сферы современной жизни: они нашли своё эффективное применение в промышленности, биотехнологиях, машиностроении, изготовлении комплектующих деталей, домостроительстве, запчастей различного уровня сложности и конфигурации. Оттого 14 июля 2021 года Правительство РФ выпустило Распоряжение N 1913-р, предусматривающее утверждение Стратегии развития аддитивных технологий в Российской Федерации до 2030 года. В ней были сформулированы те направления государственной политики, которые должны поспособствовать созданию конкурентоспособной научно-технической среды путём наращивания кадрового потенциала, оптимизации связанных производственных мощностей, в том числе их модернизации и технической переоснастки, внедрению и проектированию новых технологических решений, а также совершенствования нормативно-правовой базы для удовлетворения потребностей государства и иных заказчиков в современных условиях.

Как можно понять, наше государство серьёзно заинтересовано в развитии отечественной отрасли аддитивных технологий. Несмотря на то, что Россия попала в сложную геополитическую ситуацию в связи с санкциями, введёнными после объявления специальной военной операции в начале 2022-го года, 3D-печать по некоторым исследованиям может стать одним из основных лекарств против вируса под названием «санкционные ограничения», так как позволит снизить потребность в продуктах иностранного производства, которые находятся под запретом для торговли, что сильно ударило по всероссийской промышленности. Причём удар болезненно пришёлся как для предприятий лёгкой промышленности, так и для гигантов в области тяжёлого машиностроения.

Рассмотрим, действительно ли аддитивные технологии – критически важный драйвер для успешного будущего российской промышленности. Смогут ли они поменять облик российской промышленности в сторону самодостаточности, помочь снизить негативный эффект от целенаправленно введённых запретов против ключевых российских индустриальных предприятий ради их дальнейших деградации и вконец свёртыванию.

Что из себя представляют аддитивные технологии.

Первоначально скажем, что аддитивная технология — это современный тип производства, которая в нынешнее время позволяет воссоздать как геометрически сложные мелкие поделки, так и возвести громоздкие строительные объекты со сложной конструкцией. Впервые словосочетание «аддитивное производство» прозвучало из уст американских инженеров-энтузиастов в самом начале 1980-х годов, когда на смену общеобыденным методам производства, основанным на поэтапной механической обработке различных заготовок и болванок или литейным и штамповочным формообразованиями, стали изобретаться альтернативные технологии, заключающиеся в послойном изготовлении изделий за счёт «склеивания» материалов из разного рода порошковидных веществ. Со временем, фактически взаимозависимо с развитием информационных технологий, в особенности компьютерных систем автоматизированного проектирования (сокр. САПР), позволивших прежде воссоздавать трёхмерные модели требуемых изделий, технологические возможности стали уже допускать изготовление рабочих прототипов даже из металлического сырья без пост-обработки (рис. 1).

1 – Подготовка CAD-модели; 2 – Создание STL-файла; 3 – Разделение на слои; 4 – Непосредственно 3D-печать; 5 – Финишная обработка и доработка при необходимости; 6 – Готовое изделие.

Рисунок 1. Приблизительная поэтапная схема производства изделия при помощи использования аппарата с аддитивной технологией печати

Сейчас уже выделяют более 10 видов технологии 3D-печати, за формализацию которых отвечает международная организация по стандартизации (ISO). Впервые проект регламентов был опубликован в октябре 2014 года, а позже и утверждён в качестве документа, обобщающего множество аддитивных технологических процессов в качестве международного стандарта, с кодовым номером ISO 17296-1 в 2015 году (в России на его основе сформирован и введён национальный стандарт ГОСТ Р 57558-2017; в настоящее время уже насчитывается более полусотни ГОСТов в области материалов, технологических процессов, изделий, полученных при помощи методов 3D-печати, а также содержатся общие принципы к эксплуатации оборудования и квалификации персонала).

Обычно главными преимуществами аддитивных технологий в сравнении с привычными типами производства обозначают их экономичность, безграничность в воплощении кастомизированных экземпляров, неприхотливость в материале для изготовления и экологичность.

Под первым понимается дешевизна использования технологий благодаря отсутствию необходимости в специализированной инструментальной оснастке. Плюс к этому, 3D-принтер можно использовать в качестве изготовителя прототипов перед запуском изделий в массовое производство с возможностью быстрого внесения изменений, нежели проводить дорогостоящие испытания и дальнейшие оперативные доработки с качественными образцами.

В безграничности имеют в виду технологическая допустимость в реализации сложно-профильных и уникальных в своём исполнении деталей с высокой точностью, причём на их изготовление тратится существенно меньше времени в отличие от привычных промышленных способов. Персонализация необходимого дизайна и отсутствие швов у итоговых продуктов положительно располагает 3D-печать для мира моды и аксессуаров, а единичное производство под заказ востребовано в медицине (к примеру, печать органов тела).

Следующее - применение аддитивных технологий позволяет использовать не доступные в традиционных формообразующих способах материалы по типу сплавов, композитов, разного рода полимеров или тугоплавких металлов. Помимо этого, 3D-принтеры явно выигрывают в плане сокращения производственных остатков: если экземпляр получился бракованным, его можно вновь превратить в исходное сырьё, и из него заново напечатать то же самое изделие. Ввиду этого аддитивное производство является одним из самых безвредных для окружающей среды.

Обзор глобального рынка.

По вышеназванным причинам, согласно, например, Research And Markets, отрасль 3D-печати ежегодно завлекает всё больше бизнес-участников из области промышленного производства. Об этом могут свидетельствовать размеры финансовых показателей, фигурирующих на этом рынке, который складывается из четырёх сегментов:

• серийное изготовление оборудования и комплектующих для 3D-печати;

• производство и продажа материалов для 3D-печати;

• программное обеспечение для аддитивных машин, совместимое с компьютерными системами;

• комплексные предложения по изготовлению изделий с помощью 3D-оборудования.

Рисунок 2. Прогнозные значения сегментов глобального рынка в отрасли аддитивного производства с учётом современных мировых тенденций, млрд. долл. США

Основываясь на графике на рисунке 2, выходит, что с 2022 рынок аддитивного производства вырастет в 2 раза уже через 5 лет – к 2027 году, - показывая около 20% ±5% среднегодового прироста. К одному из факторов роста можно отнести, например, производство по требованию, которое может значительно минимизировать перебои в цепочке поставок. Говоря более распространённо, рынок расширяется благодаря тому, что аддитивное производство снижает эксплуатационные расходы по сравнению с традиционными технологиями (самый очевидный аспект - сокращение количества материальных отходов), а возможности распределённого производства, быстрого прототипирования и снижения затрат на складское хранение позволяют лучше реагировать на волатильность рынка.

Это свидетельствует о прогнозируемой устойчивости отрасли в ближайшие годы и демонстрирует явное наличие интереса в мире к наращиванию объёмов использования данной методики производства. То же самое подтверждают данные компании CONTEXT на примере предполагаемого роста самого востребованного сектора рынка аддитивных технологий – оказыванию услуг по 3D‑печати (рис. 3).

Рисунок 3. Прогнозные объёмы рынка промышленной 3D‑печати в 2023‑2034 гг., млрд. долларов

К главным услугам, в которых 3D-печать пользуется крупнейшим спросом, выделяемым в производственном процессе, относятся прототипирование для опытно-конструкторских исследований, изготовление комплектующих и компонентов, а также создание рабочих приборов для оборудований и для прикладного использования. Преобладающими приобретателями данных услуг являются промышленные комбинаты, металлообрабатывающие цеха, машиностроительные заводы, авиакосмические производства, строительные фирмы, медицинские центры, ювелирные мастерские (важно отметить, что услуги востребованы как у индустриальных гигантов, так и у представителей малого и среднего бизнесов). Соответственно, наибольший интерес аддитивное производство вызывает в таких сферах промышленности, как авиакосмическая, оборонная, электроника, автомобильная и машиностроительная (рис 4.).

Рисунок 4. Использование аддитивных технологий по отраслям

Основные мощности располагаются в Северной Америке (США и Канада), где, как было ранее упомянуто, эта технология изначально и появилась. Там же базируются крупнейшие игроки, после которых идут представители из Европы, располагающие по большей части в Германии, Великобритании, Франции, Швеции, Бельгии и Италии. Однако с каждым годом конкуренция на рынке 3D-печати неумолимо развивается, в особенности после вступления в игру китайских производителей. Да и в общем объёме в последние годы Азиатско-Тихоокеанский регион показывает самые высокие темпы прироста (особенно такие страны, как Китай, Япония, Индия, Индонезия, Австралия, Малайзия).

Однако если Индия обычно рассматривается западными компаниями как развивающийся партнёр, то Китай – как безустанно подкрадывающаяся угроза. Таким главным игрокам, как EOS, Nikon SLM Solutions, Colibrium Additive, 3D Systems и Stratasys становится всё сложнее конкурировать с ведущими китайскими производителями (HBD, BLT, Farsoon, Kings3D, UnionTech и т. д.). По мнению аналитиков, главный ключевой подъём китайских компаний происходит из-за того, что, несмотря на свирепое соперничество внутри страны, они поддерживают друг друга в своём внешнем атакующем стремлении завоевать иностранные рынки (в том числе и российский).

Обзор отечественного рынка

Согласно исследованию журнала «Полимерные материалы», рынок 3D‑печати в РФ (оборудование, ПО, материалы, поставки, производство по запросу) вырос на 33,9% с 2021 по 2022 гг. в стоимостном выражении и на 60,1% - с 2022 по 2023 гг. К 2027 году прогнозируется рост до более чем 46 млрд. руб. (при сохранении среднегодового темпа роста 31,5%). Данная оценка основана на ожидаемых темпах расширения предприятий индустрии аддитивных технологий и отражает целевые показатели бизнес-игроков, которые Правительство Российской Федерации утвердило в Стратегии развития аддитивных технологий в Российской Федерации до 2030 года 14 июля 2021 года в Распоряжении N 1913-р.

Также были заявлены дополнительно два сценария развития: консервативный и негативный (рис. 5). Первый показывает более умеренный среднегодовой темп роста – 21,6%, что позволит достигнуть 34,7 млрд руб. к 2027 г. А следуя негативному сценарию, предполагается наиболее сдержанный рост на уровне 12,4% в среднем в год и с максимальным объёмом рынка в 26,6 млрд руб. к 2027 году. Но в любом случае просматривается рост российского рынка аддитивного производства, просто с разными темпами.

Рисунок 5. Три сценария развития отрасли 3D-технологий в России, согласно Стратегии-2030, в стоимостном выражении, млрд. руб.

Предлагаемые Стратегией механизмы стимулируют создать новый конкурентоспособный в мировом масштабе облик аддитивных технологий в Российской Федерации на основе развития научно-технического и кадрового потенциалов, оптимизации производственных мощностей, их модернизации и технического перевооружения, создания новых технологических направлений и технологий, освоения прорывных промышленных аддитивных технологий, а также совершенствования нормативно-правовой базы для удовлетворения потребностей государства и иных заказчиков в современной продукции аддитивного производства. К тому же для устранения отставания и ускорения научно-технологического развития разработана дорожная карта "Технологии новых материалов и веществ".

И, по данным Ассоциации развития аддитивных технологий (АРАТ) (некоммерческой организации, целью которой является консолидация усилий предприятий стратегических отраслей промышленности и госкорпораций в развитии трёхмерной печати), размер рынка российских аддитивных технологий в 2024 году составил 20,3095 млрд. руб., что соответствует целевому показателю, обозначенному на этот год (рис. 6). Можно сделать вывод, что отрасль развивается целевыми темпами, и это не может не радовать, в особенности внутри нашей страны, которая попала в сложную геополитическую ситуацию в связи с санкциями, необычайно введёнными против нашего государства после объявления специальной военной операции в начале 2022-го года.

Рисунок 6. Объём использования аддитивных технологий по отраслям в России за 2024 год

Структура российского рынка аддитивных технологий значительно отличается от мирового: объём услуг 3D-печати не является доминирующей составляющей, а наоборот, сформирован в больше степени за счёт оборудования и материалов. Однако, согласно отчёту НИИ «Аддитивные технологии» за 2023–2024 годы, рынок в настоящее время разбит на такие технологии 3D-печати, как:

• SLM/DMLS (43%) — чемпион для аэрокосмической и медицинской отраслей за счёт высокой точности «выращивания» (±20 мкм) и возможности использовать титановые сплавы.
• FDM (22%) — самая доступная технология, широко используемая малым бизнесом для прототипирования и изготовления оснастки.
• SLS (18%) — рост обоснован засильем отечественных полимерных порошков за последний год.
• Binder Jetting (12%) — популярен в области энергетики печатью песчаных форм под литьё и в автомобилестроении.
• DED (8%) — активно применяется для ремонтирования крупногабаритных деталей по типу турбин и насосов.

По данным АРАТ, основными «потребителями» аддитивных технологий в России являются компании из авиационной и космической отраслей и оборонно-промышленного комплекса, на которые приходится львиная доля всего российского рынка, а далее идут фирмы, связанные с медициной и машиностроением. Также по статистике свыше 30% всего российского рынка аддитивного производства сосредоточено на сегментах топливно-энергетического комплекса (включая атомную промышленность). Сейчас в России функционирует пять Центров аддитивных технологий общего доступа (ЦАТОД): в Снежинске, в Новоуральске, в Трёхгорном, в Сарове и в Лесном. Также обширно реализуются различные программы и инициативы, направленные на стимулирование развития отрасли, поддержку исследований и разработок, а также создание благоприятных условий для бизнеса. Особое внимание уделяется подготовке кадров, способных эффективно работать с аддитивными технологиями, и развитию кооперации между научными организациями, предприятиями и образовательными учреждениями (к примеру, программы по развитию соответствующих специалистов есть в МГТУ имени

Н.  Э. Баумана, МИСиС, МАИ, МИРЭА, ЛЭТИ и других).

Таким образом, результатом такой государственной политики стало укрепление позиций российских производителей благодаря следующим факторам:

1. увеличение спроса на продукцию (реверс-инжиниринг) в связи с потерей отечественных производителей доступа к официальному сервисному обслуживанию зарубежного оборудования;
2. позитивно сказалось на сегментах технологий работы с металлами санкции и уход ведущих западных производителей введение высоких стандартов разработки;
3. государственный курс на импортозамещение ушедших компаний, что включает в себя субсидии и иные программы поддержки, которые способствовали активизации НИОКР;
4. постепенное снижение предвзятости потребителей к отечественному оборудованию;
5. перестройка цепочек поставок позволила обеспечить наличие комплектующих и сырья для производства в критически важный период 2022–2023 гг. благодаря китайским поставщика;
6. благоприятная денежно-кредитная политика и устойчивый рубль

Нельзя пройти рисков, сопровождающие внедрение аддитивных технологий в России. Главный среди них – недостаточная оценка экономической целесообразности в запуске аддитивного производства на определённом предприятии. Это обуславливается, прежде всего, ошибками в сравнении себестоимости продукции, производимой новым способом.

Но, невзирая на активное лоббирование развития отечественного рынка, государственную поддержку и усилия отраслевых ассоциаций, российские компании, работающие в сфере аддитивных технологий, продолжают сталкиваться с рядом серьёзных трудностей:

• Дефицит собственного высокоточного оборудования
• Санкционные ограничения усложняют закупки новых моделей и запасных частей, а ремонт зарубежных машин зачастую требует нелегального импорта комплектующих.
• Ограниченная номенклатура материалов
• Зависимость от импортного программного обеспечения
• Отсутствие стандартов
• Всё ещё нехватка квалифицированных специалистов
• Высокий порог входа, связанный с необходимостью перестройки существующих производственных цепочек, обучении персонала и освоении нового ПО.

Заключение

Аддитивные технологии дают возможность производить и восстанавливать любые изделия. Если раньше в случае поломки или износа оборудования в труднодоступных регионах доставка комплектующих занимала месяцы, то сегодня от запуска печати до замены детали проходит несколько дней. Эти преимущества аддитивного производства можно экстраполировать и на другие ведущие отрасли промышленности.

Развитие 3D-печати в России сдерживается множеством препятствий. Они могут включать в себя недостаток финансирования, ограниченный доступ к передовым технологиям и материалам, нехватку квалифицированных специалистов, а также санкционное давление, затрудняющее импорт оборудования и программного обеспечения. Также аддитивные технологии имеют более низкую скорость серийного производства отдельных элементов по сравнению с традиционными методами литья или механообработки.  Тем не менее, появляются всё новые отечественные разработки в этой области. Для России оптимально использовать 3D-печать в оборонных заказах и в космосе, где ключевую роль играет не стоимость, а уникальность и секретность итогового продукта.

Поддержка со стороны государства в виде грантов, субсидий и стимулирования научных исследований, а также внедрение инновационных решений могут постепенно уменьшить зависимость России от импорта оборудования и материалов для 3D-печати. В перспективе это способно укрепить позиции России на глобальном рынке аддитивных технологий и создать конкурентоспособную отечественную индустрию. Однако, для достижения значимого прогресса потребуется комплексный подход, включающий в себя инвестиции в науку и образование, развитие собственной производственной базы и активное участие в международном сотрудничестве.

И заявление, что “Россия намерена к 2030 году войти в пятёрку стран-лидеров в области аддитивных технологий”, с которым выступил бывший генеральный директор компании "Росатом-Аддитивные технологии" Михаил Турундаев в начале декабря 2021 года на общероссийском лидер-форуме "Аддитивные технологии. Расширяя горизонты" (главная площадка страны, ежегодно объединяющая экспертов в области аддитивных технологий: учёных, разработчиков, производителей и потребителей), пока преждевременно.

Для превращения России в настоящего конкурентоспособного игрока на мировом рынке необходим радикальный прорыв: повсеместное внедрение отечественного оборудования, значительные вложения в научные исследования и разработки, и, самое важное, ориентация на инновационные решения: не просто воспроизводить существующие решения, а создавать свои, по-настоящему прорывные.

Список литературы:

1. 3D-принтер EnvisionTEC ULTRA 3SP Ortho - [Электронный ресурс] URL: https://vektorus.ru/3d-printers/3d-envisiontec-ultra-3sp-ortho.html (дата обращения: 01.05.2025).
2. Global Additive Manufacturing Market Size, Share, and Trends Analysis Report – Industry Overview and Forecast to 2031 - [Электронный ресурс] URL: https://www.databridgemarketresearch.com/ru/reports/global-additive-manufacturing-market (дата обращения: 01.05.2025).
3. Industrial 3D Printing Market Size, Share and Trends 2024 to 2034 -[Электронный ресурс] URL: https://www.precedenceresearch.com/industrial-3d-printing-market (дата обращения: 01.05.2025).
4. ISO / ASTM52900-15, Standard Terminology for Additive Manufacturing – General Principles – Terminology, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2015, [Электронный ресурс] URL: www.astm.org (дата обращения: 01.05.2025).
5. Аддитивное производство в 2024 году: итоги - [Электронный ресурс] URL: https://twize.ru/articles/additive-manufacturing-2024-results/ (дата обращения: 04.05.2025).
6. Аддитивное производство в России и мире: подводим итоги года - [Электронный ресурс] URL: https://blog.iqb.ru/3d-industry-2024-results/ (дата обращения: 02.05.2025).
7. Аддитивные технологии – драйвер кардинальных изменений в мировой и российской промышленности - [Электронный ресурс] URL: https://weldex.ru/ru/media/news/2025/february/20/rynok-additivnyx-texnologij-i-3d-pechati/ (дата обращения: 02.05.2025).
8. Аддитивные технологии как ключевой фактор развития технологического суверенитета энергетики - [Электронный ресурс] URL: https://www.eprussia.ru/epr/493-494/6534253.htm (дата обращения: 04.05.2025).
9. Исследование российского рынка аддитивного производства - [Электронный ресурс] URL: https://polymerbranch.com/articles/issledovanie-rossijskogo-rynka-additivnogo-proizvodstva/ (дата обращения: 05.05.2025).
10. Насколько 3D-печать безопасна для окружающей среды? - [Электронный ресурс] URL: https://3dtoday.ru/industry/naskolko-3d-pechat-bezopasna-dlya-okruzhayushchey-sredy-uchenye-byut-trevogu.html (дата обращения: 30.04.2025).
11. Официальный сайт Ассоциации развития аддитивных технологий - [Электронный ресурс] URL: https://aatd.ru/ (дата обращения: 05.05.2025).
12. Сокольников В. В., Андрюхина Д. С., Зиновкина Д. А. Анализ аддитивных технологий // Международный журнал прикладных наук и технологий "Integral" 3/2023 (дата обращения: 02.05.2025).
13. Технологии и материалы 3D-печати: учеб. пособие / А. Е. Шкуро, П. С. Кривоногов. – Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. ун-т, 2017. - [Электронный ресурс] URL: https://elar.usfeu.ru/bitstream/123456789/6617/1/Shkuro.pdf (дата обращения: 01.05.2025).
14. Треть российского рынка АТ приходится на ТЭК - [Электронный ресурс] URL: https://crp.gov.ru/news/mashtekh-tret-rossiyskogo-rynka-additivnykh-tekhnologiy-prikhoditsya-na-tek-12-noyabrya-2024-13-34/ (дата обращения: 03.05.2025).
15. Что такое ревёрс-инжиниринг с применением 3D-технологий - [Электронный ресурс] URL: https://top3dshop.ru/blog/chto-takoe-revers-inzhiniring.html (дата обращения: 04.05.2025).