Обеспечение бесперебойной работы оборудования – ключевой вызов для современных промышленных предприятий. Длительные сроки замены комплектующих при поломках – от нескольких дней до месяцев – приводят к существенным убыткам из‑за простоя. Узнаем, как решают эту проблему аддитивные технологии.
Главный технолог Экспертного центра 3D‑решений TWIZE Денис Климов ответил на вопросы отраслевого федерального журнала «Промышленные страницы», адресованные ведущим экспертам отрасли в рамках дискуссии о применении 3D‑технологий в ремонте. Материал с обзором экспертных мнений будет доступен в №4 журнала за 2026 год, а мы предлагаем полную версию беседы с Д. Климовым.
Содержание:
Наша компания предлагает поставку и интеграцию 3D‑решений под ключ, контрактное производство, обучение 3D‑технологиям, услуги 3D‑печати/3D‑сканирования/3D‑моделирования, выезд специалистов на предприятие и др.:
– Какие аддитивные методы наиболее распространены для решения промышленных задач по ремонту оборудования?
– Ремонт – это всегда единичные изделия или мелкие партии.
Можно принципиально обозначить два подхода к восстановлению износившихся деталей с помощью 3D‑печати. Первый способ – это профессиональное, обоснованное изготовление деталей аддитивным методом. Второй – это восстановление изношенных деталей или их критичных поверхностей и размерных посадок специальными профессиональными аддитивными технологиями наращивания или покрытия. Очень важную роль здесь играет глубокое знание применяемых материалов и накопленный производственный опыт.
Первое удачное промышленное применение технологий 3D‑печати для ремонта и восстановления техники можно отнести к началу 1990‑х годов. Тогда специалисты института ОАО «НИИТавтопром», где тогда работал и я, создали первые установки аддитивного детонационного нанесения восстановительных покрытий и внедрили их на Сокольническом вагоноремонтно-строительном заводе.
Технология позволила поддерживать импортную и отечественную технику в рабочем состоянии путем восстановления в промышленных масштабах изношенных частей и узлов техники, зачастую уже снятой с производства. Сейчас этот метод также активно и массово применяется для ремонта двигателей, коробок передач, мостов ступиц тяжелой техники. Далее отечественной промышленностью было освоено производство оборудования, и технология шагнула в авиационную промышленность.
Сейчас аддитивные способы восстановления деталей можно разделить на два основных направления:
-
технология лазерной наплавки – предназначена для аддитивного восстановления крупных толщин (более 1‑2 мм) и изношенных элементов деталей;
-
технология детонационного нанесения – для размерного восстановления небольших износов (до 1 мм).
Далее, в конце 1990‑х годов, стала распространяться лазерная стереолитография (SLA), позволившая широко внедрить мелкосерийное изготовление изношенных дефицитных пластиковых деталей. Сначала на SLA‑принтере создавалась пластиковая мастер‑модель, по ней делали силиконовые формы и заливали специальными эпоксидными или полиуретановыми составами необходимые детали в количестве до нескольких сотен штук. SLA‑печать и сейчас активно применяется для быстрого изготовления различных нагруженных пластиковых частей, таких как шестерни и стеклонаполненные силовые элементы – кронштейны, фитинги.
Что касается установок на базе селективного лазерного плавления металлических порошков (SLM), то их применение целесообразно только при производстве заготовок сложной формы, которые затруднительно получить на фрезерных станках.
Отдельно можно выделить возможность получения методом SLM‑печати заготовок титановых деталей и нелитейных нержавеющих сталей, а также некоторых видов инконеля.
Для получения габаритных заготовок (более 200 мм) для ремонтных и восстановительных работ целесообразно использовать литье в песчаные формы. Их можно получать по технологии FDM или SLA отпечатком в виде мастер‑модели в ХТС (холодно-твердеющую смесь).
-
Лазерная наплавка и детонационное нанесение материала для ремонта и восстановления.
-
FDM, DLP, SLA для создания пластиковых и резиновых деталей из специальных материалов.
-
Литье в силиконовую форму по прототипу, напечатанному на SLA‑принтере.
-
Печать выжигаемой SLA‑модели для последующей отливки заготовки.
-
SLM для получения заготовок изделий из распространенных видов металлов.
– Как аддитивное производство помогает сократить время простоя и снизить затраты на запасные части или финансовые потери компании? Есть ли реальные цифры, показательный пример подобных решений?
– Экономия времени и стоимости ремонта изделий может быть десятикратной. Приведу пример применения наплавки. На предприятии существовала проблема: замена изношенных или поврежденных лопаток турбины требовала больших расходов, а сроки поставки были слишком долгими. Решением стало применение локальной послойной наплавки того же сплава с помощью высокоточного лазера и подачи порошка непосредственно на изношенные зоны лопатки.
В результате стоимость ремонта снизилась в 3‑5 раз по сравнению с изготовлением новой лопатки, а его сроки сокращены с нескольких недель до нескольких дней. Ресурс детали был восстановлен на 100%, повышена износостойкость реставрированных кромок.
– Можете перечислить основные преимущества использования 3D‑печати в ремонте промышленного оборудования?
– По аддитивной технологии можно на месте, иногда на специализированном ремонтном предприятии, восстановить изношенную деталь, сэкономив при этом время и средства. Также некоторые детали можно полностью напечатать заново. Особенно актуальна печать для сальников, прокладок, гибких резиновых деталей сложной формы, так как выполнима в течение дня из специально разработанного температуростойкого (-45 ~ +200 °С) и химостойкого материала.
– Возможно ли не только восстановить старую деталь, но даже улучшить ее свойства?
– При восстановлении деталей с помощью аддитивных технологий (нанесение покрытий и наращивание) очень заметно улучшаются эксплуатационные характеристики на различных валах, цапфах, осях ступиц, посадочных местах подшипников в картерах. Достижению этой цели способствует применение специальных композиционных порошков.
– Экономическая сторона дела – решающий на сегодня фактор для многих. В каких случаях 3D‑печать запасных частей нецелесообразна и будет проще использовать традиционные подходы, либо вовсе купить новую деталь?
– Нецелесообразно печатать серийные детали массового сегмента при их доступности к заказу и недорогой цене.
– Какие еще технологии или их сочетания помогают промышленникам в условиях санкций и дефицита иностранных комплектующих?
– Актуальной является технология 3D‑сканирования с созданием модели ремонтируемого объекта. Это позволяет перепроектировать места износа посадок подшипника и сальника под больший типоразмер (на 1‑2 мм), что увеличивает ресурс и повышает эксплуатационные свойства. Сальники, при отсутствии серийных, изготавливаются с помощью специальных материалов по технологии фотопечати.
– Рынок оборудования для печати постоянно расширяется, появление новых игроков диктует усовершенствование оборудования. Какие новые решения сегодня доступны потребителям?
– Прежде всего становится актуальным применение новых материалов. Рынок 3D‑печати бросает новый вызов: нужны новые материалы и компетенции, реализуемые на существующем оборудовании для получения более доступных и качественных изделий.
Умение правильно применять и предоставлять новые материалы для существующих технологий является ключевым в эффективности аддитивных методов производства и восстановления деталей. Мы прикладываем большие усилия к созданию новых материалов и их тестированию для нужд клиентов.
Стоимость ремонта лопатки турбины снизилась в 3‑5 раз по сравнению с изготовлением новой лопатки, а его сроки сокращены с нескольких недель до нескольких дней
Большими перспективами для печати изделий из новых материалов обладает технология печати с нанесением связующего (Binder Jetting) с последующим спеканием. Таким образом можно производить металлические и неметаллические изделия из композиционных материалов. С помощью этой технологии становится возможным получать заготовки – как довольно сложные и габаритные, так и тонкостенные, из практически любых видов металлических и неметаллических материалов с шероховатостью Ra 1‑2 и точностью 0,1‑0,2 мм.
Нельзя обойти вниманием еще один процесс струйной обработки связующим веществом – MBJ (Metal Binder Jetting), с возможностью последующей термической обработки (закалка, отпуск) для получения необходимых физических свойств. Он также подходит для массового производства деталей со сложной геометрией. Можно использовать практически любые металлические порошки – легированных, быстрорежущих, твердых сплавов, тугоплавких металлов (вольфрам, молибден и т.д.), различных видов керамики.
Среди преимуществ – высокая скорость печати и низкая стоимость. В зависимости от детали, производительность может быть в 10 раз выше, а дешевизна – в 10 раз больше, чем при серийной SLM‑печати.
– Какие задачи пока «не по зубам» даже оборудованию последнего поколения?
– Большинство металлических деталей, отремонтированных или произведенных с помощью 3D‑печати, требуют финишной механической обработки для получения окончательной точности и шероховатости согласно чертежу. Точность выше 0,05 мм и шероховатость Ra лучше 0,1 являются технологическим барьером для аддитивных технологий.
Фото в заставке: topclad.com
Статья опубликована 28.07.2026 , обновлена 28.07.2026
