11 апреля 2017

Русский аддитивный прорыв

Создатель уникальной аддитивной технологии, российский ученый Глеб Туричин рассказал «Эксперту» об установке, способной за считанные часы выращивать огромные металлические изделия, о перспективах развития отрасли в России и о ее выходе на мировые рынки в качестве технологического лидера.

 

Глава Института лазерных исследований Санкт-Петербургского Политеха, ректор СПбГМТУ Глеб Туричин
Фото: Журнал "Эксперт" №12 (1022) 20 марта 2017

Дома, выращенные роботами из песка и цемента, 3D-принтеры, печатающие предметы из пластмассы и металла любой формы, словно они нарисованные, и даже самолеты из порошка… Аддитивные технологии стремительно распространяются, завлекая умы и обещая трансформировать уклад цивилизации. А в России, как водится, посыпают голову пеплом: «Шеф, все пропало!», «Мы безнадежно отстали!» Однако в действительности аддитивные технологии в машиностроении в нашей стране развиваются едва ли не опережающими темпами по сравнению с лидерами глобального рынка, ведущими свои разработки уже десятки лет. Начав четыре года назад, Институт лазерных и сварочных технологий Санкт-Петербургского политехнического госуниверситета (СПбГТУ) создал самую производительную в мире установку по выращиванию изделий большого размера. Заказанное заводом ОДК кольцо диаметром почти два метра, выращенное всего за 15 часов с машиностроительной точностью, вызвало настоящий переполох в западном научно-техническом сообществе, считающем эту прогрессивную сферу исключительно своей монополией. О том, как на самом деле обстоят дела в российской «аддитивке» и каковы ее перспективы на стремительно растущем мировом рынке, «Эксперт» побеседовал с возмутителем спокойствия, главой Института лазерных и сварочных технологий СПбГТУ, недавно возглавившем еще и основной кораблестроительный вуз страны – СПбГМТУ, профессором Глебом Туричиным.

- Я думал начать погружение в тему аддитивных технологий с какого-нибудь замминистра, но потом выяснил, что многое так или иначе крутится вокруг вас…

- Чтобы люди могли сказать что-то внятное, они должны понимать, о чем говорят. В Минпромторге зама по аддитивке нет, но есть люди, которые что-то в этом понимают. Во-первых, Глеб Никитин, первый заместитель Дениса Мантурова. Он в теме уже давно, по крайней мере, выращенная нами рюмка была подарена ему еще два года назад. И Александр Потапов, который занимался оборонкой, а сейчас отправился руководить Уралвагонзаводом. Еще в министерстве имеет смысл говорить с директором департамента инвестиционного станкостроения Михаилом Ивановым. Он погружен в эту сферу.

Если говорить про аддитивные технологии вообще, то все неплохо. Под Москвой в городе Шатуре находится Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН. Это единственный лазерный институт в академии.

- А «Радуга»? Еще он назывался «Владимир-30»?

- «Радуга» - военный институт. Он работает по вражеским спутникам, по которым не попасть. Так вот, в этом институте в Шатуре ребята уже в девяностые годы занимались лазерной стереолитографией. Это совершенно аддитивная технология. Причем они достигли такого уровня, что для хирургов перед операцией делали реальные модели черепов, чтобы нейрохирург именно на том черепе, который потом придется оперировать, отрабатывал манипуляции. Они начинали в самом конце «совка». Так что дела обстоят не так, что провал и один Туричин в Питере что-то делает.

- В основном идут истерические возгласы: все, мы отстали на тридцать лет, никогда не догнать…

- Это наша национальная особенность. Если мы трезвы, мы посыпаем головы пеплом. Есть еще такой человек – Михаил Иванович Зленко, он, по-моему, сейчас в НАМИ работает. Он разными аддитивными технологиями занимается давно. В городе Вятка, который раньше назывался Киров, Анатолий Михайлович Чирков занимался лазерной наплавкой, валы восстанавливал. Никому он был не нужен. Здесь, в Корабелке, была замечательная лаборатория, где местные сварщики с помощью лазера восстанавливали валы для «икарусов». Они были старенькие, а покупать запчасти в начале девяностых было нереально. Они двигатели разбирали, тащили валы сюда, наплавляли, шлифовали и ставили назад на «икарусы», которые еще какое-то время бегали. Абсолютно аддитивная технология. Но никто не говорил, что ребята занимаются аддитивными технологиями. Говорили: «Вот банда жуликов, валы восстанавливают за наличные деньги, наверное». А в соседнем Институте водного транспорта была прекрасная дама, профессор, которая точно так же восстанавливала большие валы для судовых двигателей.

- Ничего себе! Они же огромные…

- Большая железяка. Но в таком вале что хорошо – он крутится. Достаточно чего-то большого,  чтобы крутило, например большого токарного станка. Плазматрон к нему подвести и наплавить – в чем тут вопрос? Вот так все эти наплавочные технологии и жили. Параллельно наши зарубежные братья изобрели технологию послойного выращивания, это то, что сейчас называется SLS/SLM. SLM – это когда плавится, а SLS – это когда спекается.  Там смысл в чем? Делается такой тонкий слой порошочка металлического со средним размером порошиночки микрон в двадцать. Его ножом или валиком раскатывают в слой сорок микрон толщиной. После этого сканирующий лазерный луч пробежал быстренько, где-то расплавил, и там из порошочка возникло твердое и прилипло при этом к подложке. После этого насыпали новый тоненький слой порошка на всю поверхность, дальше лучиком пробежали. Так работают машины для послойного выращивания, которые все накупили в огромном количестве. «Сатурн» из Рыбинска купил их целую кучу, в ВИАМе московском стоит штуки три. Общим счетом, я думаю, уже более сотни таких машин в стране работает.

Эти машины делают изделия уже не из пластмассы, а из металла. А технологий выращивания из пластмасс много. Есть принтеры маленькие, китайские. Покупаешь, подключаешь к компьютеру, принтер заряжается пластмассовой ниткой, которая просто расплавляется, выходя из такой вот фильерки под воздействием нагреваемого электрическим током башмачка. Ездит по такой-то траектории эта головочка и позволяет вырастить пластмасску. Довольно свободное формообразование. Цена такой установки – три копейки…

- Ну, она бытовая по производительности.

- Бытовая, но на таких же машинках делаются литейные модели. Потому что если потом взять эту деталь, облепить ее глиной, условно говоря, глину обжечь, а потом выжечь внутреннюю модель, то туда можно залить металл, он примет эту форму и будет литое изделие. Во это по стране на производствах тоже стоит. У нас в Политехе большой центр современного литья, называется НИИ машиностроительных технологий. Там есть полная линейка аддитивного оборудования, делают отливки.

- Это прототипированием называется…

- По факту это прототипирование, потому что выращивается прототип, а потом из него делается форма. И очень широко используются так называемые цементно-песчаные принтеры. Это принтеры, которые сразу делают форму. Они тонкими слоями, слой за слоем, кладут цементно-песчаную смесь, она схватывается, в ней внутри образуется правильной формы полость, туда потом металл заливается. Это все  есть, но это просто улучшение существующих литейных технологий. Это не то, что сейчас имеют в виду, когда говорят про аддитивку. Потому что аддитивка – это все таки выращивание изделия. Когда у тебя есть машина, есть понимание, какое изделие ты хочешь сделать, и есть кнопка. Ты подходишь к машине, куда-то вставляешь в виде флешки свое понимание – 3D-модель, программа управляющая, еще что-то – нажимаешь на кнопку, какое-то время ждешь, засовываешь в эту машину руку, вытаскиваешь изделие – пистолет, авиационный двигатель… И вот эти технологии SLM – выращивание из металлических порошков – они именно это и делают. Но проблема в чем? Первая проблема: они ограничены в габаритах. Потому что нужно сканировать лазерным лучиком, а сделать поле сканирования лазерного луча больше, чем полметра на полметра без потери качества фокусировки пока никак не получается.

ОГРАНИЧЕНИЯ ПОСЛОЙНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ

- То есть, действующие таким образом лазерные технологии не позволяют делать большие предметы?

- Да. Но мы придумали нечто другое. Я сам лазерщик по происхождению, и то, что одна из лазерных технологий, которая у меня получилась – аддитивная, это просто так вышло. SLM-машин для послойного выращивания в мире не делает только ленивый. Их серийно выпускают три конторы в Германии, две - в Америке, китайцы делают их как черти. Французские братья тоже делают.

- Японцы, наверное делают, корейцы…

- Японцы и корейцы делают, но они до нашего рынка не доходят. Потому что здесь рядом немецкая, а теперь и немецко-американская компания EOS. Это крупнейший и старейший производитель таких машин, у них в Москве не просто представительство, а целая фирма, называется «AB-универсал». Владеет и руководит ею Андрей Бояринцев – хороший инженер, соображающий. В той же Германии находится компания, которая так и называется – SLM Solutions, делает очень похожие машины. Вот у них максимальное поле для работы как раз полметра на полметра, и у них две головки совмещенные ради этого работают.

При выращивании формы машина способна воспроизводить модели с точностью до нескольких микрон. Но у таких машин производительность очень маленькая. Они могут делать по-честному граммов пятьдесят в час при среднем качестве. Если быстрее, то качество металла просто падает. А если хорошее качество, то десять граммов в час. Тогда получается мелкая точная финтифлюшка, полностью готовая к применению в качестве какого-нибудь шпенька. И если нужно одновременно делать, скажем, сто маленьких деталюшечек, то  она будет делать их целый день. Производительность очень ограничена. И размер сильно ограничен, потому что большое поле сканирования – значит большое фокусное расстояние. Если диаметр пятна большой, то точность построения в реальности теряется.

- И перспектив здесь не прослеживается?

- Не прослеживается. Это хорошая технология для производства мелкого и точного – со сложными формами, внутренними каналами, полостями. Как сейчас говорят, с теоретическими поверхностями. Какую кривулю конструктор начертил, такая и будет, что бы ему в голову ни пришло. И это оперативно. Все же ведь в сравнении познается. По-другому это можно делать как? Литьем. Это значит, мы пошли, сделали точную модель. Потом залили, разобрали отливку. Поверхность отливки не очень, ее надо обработать. Поэтому выращиваться она будет один день, но отливаться-то будет неделю.

И от второй проблемы это не спасает. Мы кладем порошок слой на слой, и его надо расплавить. Делает это лазерный луч, сверху на этот порошочек падает, и верхнюю порошинку греет сильно, а нижнюю – слабее, просто потому, что она в тени. У нас какие есть варианты? Если мы верхнюю аккуратно расплавили, то нижняя осталась недоплавленной. Там поры – пустоты, с которыми надо что-то делать, они портят механические свойства материала. А если мы увеличим мощность и расплавим нижнюю порошинку, то верхнюю переплавим. Она вскипит. Мы все время находимся где-то на границе. В итоге после такого выращивания обязательно нужно горячее изостатическое прессование. Берут эту выращенную железку и засовывают в газостат. Это такая камера, в которую газа наподдают под давлением в сотни атмосфер, и температура там такая высокая, чтобы диффузия могла реально пойти. И держат долго-долго эту железяку под этим бешеным давлением, чтобы сдавить все поры.

- Но это, наверное, очень дорого…

- Да, газостат стоит очень дорого. В Королеве есть газостат, в ВИАМе. Большие богатые конторы их себе покупают. Из-за того, что это еще одна дорогая технологическая операция и время дополнительное – фактически это еще один передел, процесс становится еще дороже.

- Овчинка не стоит выделки.

- Нет, при этом все равно стоит. Это удивительно, но очень много где это того стоит.  «Прелесть», в кавычках, этой технологии в том, что оборудование все импортное и технологию придумали не мы. Скажем, спроектировал конструктор EOS  установку для выращивания зубных имплантатов. Привезли ее сюда, но хотят выращивать на ней не имплантаты, а лабиринтное уплотнение для двигателей самолета. А оно там плохо выращивается, потому что установку спроектировали под имплантаты. А переделать ее наши кулибины не могут, потому что зарубежные кулибины ее так сделали, что не переделать. Кроме того, они так сделали, что установка работает только с их фирменным порошком, который надо у них покупать. Это такая же бизнес-модель, как, например, автомобили можно отдавать даром, а окупать их за счет сервиса.

- Это общая тенденция. Все хотят привязать…

- Все хотят себе устроить светлое будущее без работы. К тому же управляющие программы для этих машин – тоже «черные ящики», понятные тем, кто и проектировал, и абсолютно недоступные для того, кто такой машиной пользуется.

- А универсальных нет?

- По-настоящему универсальных нет. Это не чья-то злая воля, просто не бывает универсальных технологий изготовления всего. Они все так или иначе специализированы.

Но это не наш путь, мы в него не полезли из таких соображений: ну а то мы сделаем сильно лучше, начав на двадцать лет позже? Играть на сильно конкурентном поле – зачем? Если есть возможность найти полянку без конкуренции, то лучше найти ее. Вот исходя из такой логики я и мой институт, а теперь и целый университет занимаемся аддитивными технологиями для больших изделий.

А КАК ЭТО ДЕЛАЕТСЯ ДЛЯ БОЛЬШИХ

- Когда это началось?

- Четыре года назад пришел ко мне человек, который занимался разного рода авиационными делами: Алексей Николас. Он показал ролик BeAM. С ним мы сейчас объединяем продуктовые ряды, они нас представляют там, мы их – здесь.

- То есть полноценное такое партнерство.

- Да-да-да. Мы не те люди, которые везут в Папуасию красные тряпки и стеклянные бусы, - мы те, кто меняет свою пирогу на их ловушки для страусов. Мы на равных. Одна из наших структур называется Российско-германский центр лазерных технологий. Она российско-германская не потому, что сюда адаптирует германское оборудование, а потому что точно так же работает и в ту сторону. У нас уникальная позиция в стране – мы не только конкурентоспособны, но и признаны за границей. Настолько, что, когда было интересно играть в немецкие конкурсы, мы как немецкий институт получали немецкое финансирование.

- Ну, сейчас это невозможно в связи с русофобской истерией. Кстати, вы как, чувствуете ее там?

- Ну, я чувствую некоторые ограничения в импорте. Но все-таки политика политикой, а давние профессиональные связи остаются. Вот компания BeAM в лице своего руководства приезжала неделю назад. Говорит: все-таки давай подпишем. И это не немцы, с которыми мы как родные, а это французы, с которыми сложнее.

- А на эти технологии нет ограничений в связи с санкциями?

- Во всяком случае, с их стороны ограничения на нас не распространяются. Ни на Институт лазерных технологий, ни на Морской технический университет, ни на Политехнический университет, ни на наши компании-партнеры. Попробовали бы распространить – они бы тогда потеряли больше, чем приобрели. Единственно, что с американцами больше не работаем.

- Я читал, что у них чуть ли не половина всех установок мира…

- Они молодцы. Чудесная компания Lokheed Martin со своими бешеными научными бюджетами вваливает не менее в не менее хорошие компании Optomec и Efesta деньги. Эти люди работают хорошо. Но насчет половины числа установок… Я бы сказал, что половина у китайцев, и темпы роста у них огромные. И они недавно показывали двухметровые титановые выращенные железки. Такие могут вырастить в мире только китайцы и мы.

news_11.04
Фото: Журнал "Эксперт" №12 (1022) 20 марта 2017

Установка – мировой рекордсмен

Прямое лазерное выращивание – технология создания изделий сложной формы из металлических порошков по заданной 3D-модели. В одной детали возможно использовать разные материалы и получать изделия с градиентными свойствами, при этом габариты деталей практически не ограничены. Производительность процесса в десять раз выше производительности послойного синтеза. Механические свойства получаемых изделий – на уровне горячего проката, отсутствуют поры, трещины и несправления.

В процессе прямого лазерного выращивания изделие формируется из металлического порошка, подаваемого сжатой газопорошковой струей непосредственно в зону лазерного воздействия, обеспечивающего нагрев и частичное плавление порошка и подогрев подложки. Контролируемое оплавление частиц порошка обеспечивает формирование мелкозернистой структуры металла.

Возможность подачи смеси порошков и контролируемого состава подаваемых порошков в ходе процесса выращивания обеспечивает высокоскоростное формирование изделий с градиентными свойствами. При этом в рамках одного технологического процесса становится возможным формирование изделия, характеристики различных участков которого отличаются и определяются локальными условиями эксплуатации.

Роботизированная установка, реализующая технологию высокопроизводительного прямого лазерного выращивания, размер рабочей зоны – 2000 х 2000 х 800 мм. Производство крупногабаритных изделий с градиентными свойствами из различных порошковых материалов (Ni, Ti, Fe, Cu, Co).

Манипулятор – промышленный робот (количество координат – не менее пяти), контролируемая рабочая атмосфера.


- Да ладно… Вы же сами сказали: полметра, не больше.

- Я сказал: фокусировка при послойном выращивании. Китайцы не только «послойкой» занимаются. А рассказы о том, что весь Boeing летает на выращенных деталях, - не знаю, не видел.

- Но сейчас в авиации лед у нас вроде тронулся. Даже конференции проводятся в ВИАМе.

- Да, там постоянно эти конференции проводят. А я регулярно приезжаю, рассказываю, показываю фото какой-нибудь нашей новой установки. Я дам вам фото той установки, которая умеет выращивать двухметровые изделия. Мы официально впервые опубликуем в вашем журнале – это самая большая русская аддитивная установка. А может быть, и самая большая в мире. Кстати, американцы в последнее время как-то затихарились. Если европейцы ездят на конференции, то американцев я что-то не вижу. Скорее всего, они вставили это дело в производство вооружений. Потому что эти технологии туда просто просятся. И прикрыли уже информацию, боясь, что мы что-то увидим и сможем повторить.

Произошел качественный скачок. Благодаря тому, что сначала мы, а потом, подозреваю, и другие поняли, как сделать машины, построенные на других принципах – не послойном выращивании, а на прямом выращивании. И как довести такие машины до производительности, которая измеряется в килограммах в час. А если сделать это, тогда технология становится реальной и способна изменить экономику машиностроения. Когда пятикилограммовую железяку можно сделать за час, а не за пятьсот часов, как сейчас. И когда это поняли, полтора года назад началась движуха. Когда мы показывали одну железяку за другой, все приходили в восторг.

- Вы начали заниматься этим четыре года назад?

- Четыре года назад я увидел ролик французской компании BeAM, где они со своей технологией прямого выращивания, которую они, бедные, секретили, показывали такую штуку: вот растет труба, бегает проволочка выращивательная… У них головка на линейных приводах, вешается на портальной системе, ездит, труба наращивается и расходится на четыре отростка. Полезная штука для объединения трубопроводов. Она у них росла около часа, небольшая, но интересно. Народ спрашивает: можете такое сделать? Думаю: ну, объемная наплавка, наверное, там что-то усовершенствовали. Понятно, что нужно уметь очень хорошо управлять движением такой головки. Мы из подручных средств слепили такую штуку, благо это нам ничего не стоило, потому что оборудования всякого у нас уже было довольно много.

- Рухнувший рубль помогает?

- Не особо. Потому что зарплату я должен платить такую же, как и в других странах. Если, скажем, в той же Германии она будет сильно больше, рано или поздно люди уедут туда.

- А у фонда заработной платы такая большая доля в себестоимости?

- Где-то двадцать процентов. Там дорогая комплектация. В ней лазер дорогой.

- Опять же импортный?

- Нет, лазер фрязинский. Насколько там локализовано производство? Понятно, что не на сто процентов, но все-таки это лазер, который сделан в России. Вот питатели порошковые – импортные. Пытаемся локализовать, даже конструкторскую документацию сделали. Но должен возникнуть завод чей-то, это не мы должны делать, а тот, кто хорошо делает газовые центрифуги. Например, Уральский завод газовых центрифуг. Мы их подталкиваем, чтобы они начали делать российские пророшковые питатели.

- Кстати, вы наверняка знаете программу «Национальная технологическая инициатива» (НТИ). Можете в двух словах рассказать, что делают эти ребята?

- Что они делают? Пытаются поделить деньги, которые им дали. У них это плохо получается, потому что они не понимают, зачем они. Цель непонятна. Формировать рынки будущего уже сейчас?

- А что, беспилотные автомобили…

- Скажите честно: кому нафиг нужен беспилотный автомобиль? Вот я человек, который получает массу удовольствия от вождения.

- Такси, грузовики… Это же экономия. И более безопасно. Они же на это упирают.

- Метро у нас полностью автоматизировано, но машинист там сидит зачем? Функцию человеческого контроля исключать нельзя – цена ошибки будет слишком высока. Представьте: автоматизированные, полностью беспилотные грузовики прутся со скоростью 150 километров в час по шоссе и где-то что-то засбоило – китайский транзистор сгорел в одной из схем управления. Один грузовик развернулся и медленно поехал по встречке. Что будет с грузовиками?

- В Китае поезда беспилотные ходят вовсю. В Шанхае поезд без машинистов летит с огромной скоростью. И никаких аварий.

- Китайцы уже ничего не боятся. Один из проектов, который мы сейчас предложили нашему Министерству промышленности, - беспилотное водное такси в Питере. Но это ли будет смыслом рынков будущего? Я понимаю, если бы сказали: все дружно пошли в «зеленую» энергетику, у всех стоят ветряки, а у нас не стоят. Почему, непонятно. Может быть, в этой форме что-то есть. Но превращать весь «Аэронет» (часть НТИ) в беспилотный квадрокоптер – думаю, есть более интересные задачи. Например, сейчас нефть дешевая – давайте наконец сделаем свой широкофюзеляжник.

- Ну, с китайцами вроде делают…

- Как с китайцами делают, мы знаем. Китайцы делают, а мы сидим болтаем ногой. Может быть, подумаем, что не здорово лететь двенадцать часов из Калининграда во Владивосток? Может, надо лететь три часа? Может, надо вернуться к сверхзвуковой пассажирской авиации? Или есть нефтяные проекты на Севере. Почему бы нам не сделать танкеры с атомной силовой установкой? Сейчас двадцать процентов того, что везет танкер, сгорает: север, лед надо колоть. Мы такой проект будем предлагать – танкер ледового класса с атомным двигателем.

В чем вообще прелесть НТИ? В том, что они усилием мысли перенеслись на двадцать лет вперед и думают, что они это будущее понимают. Но не исключено, что через двадцать лет об этом будут вспоминать точно так же, как Хрущева, который пообещал к 1980 году коммунизм, а его заменили на Олимпиаду. Вот на что будет заменен НТИ, я не знаю.

- Давайте вернемся к аддитивным технологиям. Была история…

- История. Четыре года назад из наличного был ангар на улице Хлопина, 8а, и то, что недорого можно было купить в ближайшем магазине «Максидом» в виде шлангочков и трубочек. Мы модернизировали немецкую установку, приделали на нее другое сопло, поставили другой вращатель, научились правильно все нагибать и сыпать. Вырастили круглую трубочку. Потом конусок.

- То есть, все-таки купили немецкую установку?

- У нас была немецкая установка для сварки и термообработки. Там были лазер и робот. Мы их переделали. Мы пробовали вырастить что-то. Вот вырастили трубочку. Она сломалась в руках. Повозились месяц, научились вращать эту трубочку так, чтобы не ломалась и еще чтобы раскрывался конусок. Потом приехавшим товарищам мы сказали, что забесплатно дальше работать не готовы. А это был Феликс Шамрай – руководитель проекта в Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК). Он притащил сюда Дмитрия Колодяжного, который был заместителем ОДК по развитию. Мы сказали: изыщите нам денег, а мы сделаем настоящую технологию по выращиванию чего-то. Говорят: вот у нас есть такие большие авиационные двигатели, надо сделать такие. Мы говорим: хорошо, утром деньги – вечером стулья. И в итоге они нам действительно очень здорово помогли. Пока мы тут возились, я пытался понять, откуда вообще эти ограничения на производительность, откуда ограничения на толщину стенки, откуда влияние или невлияние толщины слоя на механические свойства, есть ли анизотропия… Потом два года, уже понимая эти вещи, мы этого никому не рассказывали. Рассказал я впервые на конференции в сентябре 2016-го. Тогда я опубликовал статью «К вопросу об устойчивости…», где было написано то условие математическое, которое нужно соблюсти, чтобы получить большую производительность. К этому моменту у нас уже были свои установки, не нужно было держать это знание в качестве конкурентного преимущества. И тогда мы сразу получили большой государственный проект – деньги от Минобрнауки и Самарского завода им. Кузнецова, который принадлежит ОДК. По 112 миллионов рублей они сложились, чтобы мы построили установку. Вообще, ОДК из наших госкорпораций самая технически продвинутая. Практически каждый из заводов ОДК чем-то особо гордится. Уфимский завод – это суперлитейные технологии, наверное, лучшие в стране. Рыбинский завод – суперопытный завод аддитивного производства. Московский «Салют» - очень мощное точное станкостроение. У каждого завода была какая-то фишка, а завода им. Кузнецова не было. Они решили: а у нас будет выращивание крупногабаритных изделий.

news_11.04_01
Фото: Журнал "Эксперт" №12 (1022) 20 марта 2017

- А в чем суть вашей технологии? Если коротко?

- У нас изделие строится из порошка, который подается газопорошковой струей в зону выращивания. Струя тонкая, правильно сфокусированная и правильно совмещенная со сфокусированным лазерным лучом. Потому что если струя неправильно сфокусирована и совмещена, то не получится устойчивого выращивания на высоких скоростях и производительности не получится. И еще важно нагревать и плавить порошок контролируемым образом, потому что если все полностью переплавить, не оставить зародышей для объемной кристаллизации, то структура металла станет как у отливки – дендриты, крупные зерна. И механические свойства будут как у отливки. Ну, а остальное: как струю создать, как лазерный луч сфокусировать, как всем этим в пространстве управлять и как нужную газовую атмосферу создать – дело техники.

Кстати, исследовательская компания BeAM построена на базе центра Irepa Laser в Страсбурге. Тогда среди всех научных центров, которые касались этой тематики, централизованно распределили задания, и вся Франция, как один работала на то, чтобы создать прототип машины и технологию. Сказали: а вот вы, компания BeAM, будете их серийно выпускать и коммерциализировать.

- Государственная программа, значит, там была?

- Да. Хайтек чисто рыночным образом развивается в одной стране – в России. Во всех остальных поддерживает государство. За американскими компаниями стоит Lokheed Martin с гигантскими исследовательскими бюджетами, за французами – французское государство, за немцами стоит прекрасно настроенная немецкая сетевая система государственной поддержки науки. За нами что стоит? Армия и флот.

- Но если посмотреть на динамику госбюджетов, выделяемых по разным институтам на науку и исследования…

- Вопрос эффективности нельзя упускать. В общем, мы сейчас наши машины начинаем тиражировать. Желание иметь такую машину есть у Дальзавода (судостроительный и судоремонтный  завод «Роснефти» во Владивостоке. – «Эксперт»). Готовится контракт на поставку машины в Москву, там столичное правительство хочет такой проект у себя создавать, а оператором этого проекта является как раз фирма Бояринцева «АБ-Универсал», которая все машины EOS в Россию поставляла. По-видимому, еще одна наша машина поедет в Самару, там стоится наноцентр.

- В чем эффективность вашей машины?

- Вот заготовка корпуса средней опоры газотурбинного двигателя. Сейчас она делается 3200 нормо-часов, это примерно год. А у нас она будет делаться пять дней. Пять дней против года! В эти наши машины заложены две важные вещи: устойчивость выращивания и бешеная производительность. Мы сейчас очень сильно превосходим всех по производительности.

- Всех?

- Всех. С точки зрения выращивания по технологии, которая использует порошок. Есть еще крайне интересная технология, где используется проволока. Мы тоже в этом направлении работаем. Вот когда доработаем и ускачем настолько вперед, что не будем бояться, тогда покажем.

Кстати, с материалами интересно. Каждая наша машина в сутки жрет 30 килограммов порошка. Порошок, если дешевый, - это три тысячи рублей за килограмм. То есть 60 тысяч рублей порошка съедает машина в сутки. Это двадцать миллионов рублей в год на одну установку. Поставили десять установок – 200 миллионов рублей. Надо строить завод по производству порошка. Это нормальный годовой объем для завода. Кто будет строить эти заводы и на чем будут делать порошок, никто толком не понимает.

- А технологии есть?

- Есть, но в России оборудование не выпускают, его нужно ввозить. Причем это не очень производительные установки, фактически на 50 тонн порошка. Порошки у нас разрабатывают, тут ВИАМ московский у нас молодцы. Сейчас ВИАМ собирается строить такой завод в Самаре, имея в виду и наши машины. Это будет стройка века.

- Должна быть госпрограмма развития…

- Да, должна быть стратегия, чтобы мы развивали аддитивку, судостроение, авиационную технику и ракеты. И животноводство, безусловно. Остальное не нужно, будем покупать. Сосредоточились на этих направлениях, с десятилетним циклом, - нормально будем понимать, к чему прибежим. Сейчас же у нас планирование отсутствует как класс. Сейчас в Корабелке мы делаем пятилетнюю программу развития, чтобы понимать, куда мы стреляем и куда хотим в итоге попасть. Такой программы развития науки в стране нет. Есть концепция Стратегии научно-технического развития России – не знаю, кто ее предложил президенту. По-моему, совершенно не  то, что нам сейчас нужно, абсолютно негодная для нашего реального состояния.

В ПРЯМОМ ВЫРАЩИВАНИИ БУДЕМ ПЕРВЫМИ

- Так какие перспективы у аддитивных технологий?

- По технологии прямого выращивания, я думаю, мы сохраним лидирующие позиции. Потому что система работает, в том числе благодаря моему нынешнему положению в этом кабинете. Производство этих машин должно превратиться в серию Либо сами, либо с кем-то. Рынок есть – в авиастроении, в судостроении.

- А почему только там, ведь выращивать можно что угодно?

- Вопрос в цене. Сколько стоит килограмм выращенного изделия? Из дешевого порошка – шесть тысяч рублей. Для того, чтобы кому-то понадобилась эта технология,  нужно изделие стоимостью за килограмм свыше шести тысяч рублей. Это ракетный двигатель, авиадеталь, судовой винт, редуктор. Что у нас может быть еще дороже? Какие-нибудь хитрые обтекатели чего-нибудь, большие турбинные лопатки, сложные, с каналами. А вот, скажем, алюминиевые блоки дизельного двигателя дешевле. Поэтому их будут отливать. Техника – это компромисс между экономикой и физикой. Научатся производить порошка больше и дешевле – упадет на него цена, будет расширен рынок… Куда точно пойдет аддитивка – в медицину. И как только дойдет до нас тот, кто этого хочет, мы начнем растить титановые косточки.

- То есть сфера приложения – это дорогие какие-то изделия. Но как всегда при росте рынка и объемов производства стоимость будет постепенно падать. Придумают технологии более дешевого производства порошков.

- Эти технологии уже есть, их нужно только довести. Довести плазменное распыление до какого-то состояния, ибо оно гораздо дешевле метода газовой атомизации. Потом, когда появится второй, кроме IPG, производитель волоконных лазеров, цена на них сильно упадет. А это треть цены нашей машины.

- Это немцы?

- Это Валентин Гапонцев. Насколько он немец, я не знаю, поскольку живет в Америке, но какое-то время жил в Германии. Это компания IPG, русская ее часть называется «ИРЭ-Полюс», потому что команда русская, из НИИ «Полюс» во Фрязино. Сначала Гапонцев переехал в Германию, там делал волоконники, потом переехал в Америку, а компания превратилась в транснациональную корпорацию. Сейчас она стоит около шести миллиардов долларов. Они все уехали туда, но потом часть вернулась. Во Фрязино завод построили. Вообще, это и есть настоящий суперхайтек. Не так много людей, знакомством с которыми я горжусь, а знакомством с Гапонцевым – горжусь. В общем, когда это все станет дешевле, такие машины, которые мы делаем, станут компьютерной периферией. Вот в НТИ говорят, что через десять лет у них будут беспилотники. Да не нужны будут они, если все будут сидеть дома, а если хочешь сделать, в магазин тебе ехать не надо. 

 

Автор: Сергей Тихонов

Рекомендуемые новости