Меньше чем за год команда «Анизопринт», резидент кластера ядерных, новых промышленных технологий и материалов Фонда «Сколково», прошла путь от небольшого проекта до компании с крупным международным заказом в области 3D-печати для авиапромышленности. О том, как им это удалось, рассказывает генеральный директор компании Федор Антонов.
Компания «Анизопринт» специализируется на 3D-печати высокопрочными полимерными композитами. Разработанная ее специалистами технология открывает возможность изготавливать углепластиковые детали сложной формы и со сложной внутренней структурой. Внедрение этой технологии позволит производить детали со сложной схемой армирования и автоматизировать их производство. По оценкам экспертов, мировой рынок 3D-печати составит 18 миллиардов долларов к 2018 году, включая 1 миллиард персональной печати функциональных деталей.
Дата основания компании — день космонавтики
Проект по разработке технологий и оборудования для нужд космической промышленности был инициирован в Сколковском институте науки и технологий (Сколтехе) полтора года назад. «Мы создавали первую в институте настоящую лабораторию, в который было оборудование, были сотрудники, были идеи для проектов. С директором центра профессором Гюрдалом мы сформировали список приоритетных проектов, которые должны были начать реализовываться в этой лаборатории. Идея «3Д-печати» композитов, армированных непрерывными волокнами, показалась нам очень перспективной», — вспоминает Федор Антонов.
Затем в июне 2014 года была подана заявка на субсидию Минобрнауки в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 — 2020 годы». При поддержке руководства Сколтеха был сформирован консорциум исполнителей, в который также вошли СПбПУ, ТПУ, ИФПМ СО РАН, МИСиС и ИПМаш РАН. Проект получил поддержку государства.
«Сколтех должен был разработать оборудование, СПбПУ – систему проектирования и инжиниринга, остальные члены консорциума занимались испытаниями. Мы прошли конкурсный отбор, заняв первое место из нескольких сотен проектов», — поясняет директор «Анизопринт».
Соглашение с Минобрнауки было заключено только в октябре 2014 , а уже через месяц нужно было сдавать первый этап работы, включавший разработку экструдера (печатающей головки принтера), как основного элемента системы, его изготовление и испытание, изготовление и испытание образцов. Из-за очень сжатых сроков сделать работу должным образом не удалось, но это не помешало команде в начале 2015 года получить результаты, которые на тот момент не имели мировых аналогов.
«Это был прорыв! Мы были очень воодушевлены. Я написал статью на Сomposite online. За статьей последовали пресс-релиз и серьезный интерес со стороны прессы. К нам приезжали «Вести» и RBTH, снимали про нас сюжеты, — рассказывает Антонов. — В результате нам стали писать заинтересованные промышленные партнеры (Bosch, Samsung), а также на нас вышли ребята из ядерного кластера «Сколково», и предложили подать заявку на получение статуса резидента ».
Поскольку первый этап проектной работы был принят с оговорками, у проекта в Сколтехе сменилось руководство. Тогда команда решила отправиться в самостоятельное плавание. Федор Антонов так описывает это решение: «Официальным днем основания компании мы считаем 12 апреля 2015 года — день космонавтики. В этот день мы с ребятами решили, что будем делать свое дело, продолжать развивать технологию в том же направлении, уже сами по себе. В том, что у технологии огромные перспективы, мы не сомневались и не сомневаемся».
После успешного прохождения экспертизы «Сколково», 26 июня команда получила свидетельство о государственной регистрации на ООО «Анизопринт», а 22 июля — статус резидента Фонда «Сколково». Кроме того, на ежегодной конференции стартапов Startup Village заняла первое место в треке «Промышленные технологии».
Теперь «Анизопринт» начала сотрудничество со Сколтехом уже как самостоятельная единица. «Мы – «внедренческий стартап», призванный реализовывать разработанную в Сколтехе технологию», — с гордостью сообщает Антонов.
Секрет беспрецедентных результатов
Технология 3D-печати композитов, которая разрабатывается в «Анизопринт», позволяет изготавливать изделия из композитного материала, по прочности и жесткости не уступающего порошковым металлам. Такие характеристики обеспечиваются за счет введения в материал непрерывных армирующих волокон.
«Наш материал — это композит, состоящий из двух основных компонент — связующего и армирующего волокна. В нашем случае, в качестве связующего выступает пластик, в качестве армирующего волокна — углеродное волокно, один из самых прочных и легких материалов, известных человечеству. Такие композиты активно применяются в конструкциях ракет, спутников, самолетов, машин», — поясняет Антонов.
Образцы-демонстраторы деталей, напечатанных по технологии Анизопринт. Фото: Анизопринт
По его словам, сама идея внедрения непрерывных армирующих волокон в процесс 3D-печати — послойного наложения расплавленной пластиковой нити, очень проста. У принтера есть печатающая головка — экструдер, куда подается пластик в форме нити, там он расплавляется и вытекает под действием давления на рабочую поверхность. Экструдер перемещается при помощи трехкоординатного привода.
Принтер печатает пластиком, весь вопрос в том, как добавить в него углеродное волокно.
Каждое углеродное волокно состоит из сотен и тысяч нитей микронного диаметра, и в одном волокне может быть от 1000 до 24 000 таких нитей. Традиционные композиты делаются путем пропитки этого волокна реактопластом, обладающим малой вязкостью в неотвержденном состоянии, так что связующее вещество легко проникает и распространяется между нитями за счет капиллярного эффекта. Но минус реактопласта в том, что он затвердевает один раз и его нельзя расплавить для последующей печати. Поэтому в 3Д-принтерах используются термопласты, которые расплавляются если их нагреть, и затвердевают при остывании. Но их существенным недостатком является вязкость, не позволяющая проникать между волокон.
По словам Антонова, решение было найдено практически случайно. Совместно с нынешним техническим директором Андреем Азаровым, работающем по совместительству в ЦНИИСМ, они реанимировали невостребованные технологию и оборудование для создания покрытия-пропитки для углеродного волокна. «Мы взяли немного этого волокна и попробовали в нашей технологии — результат превзошел все наши ожидания. Сейчас, мы совместно работаем над новым поколением пропитки. Именно эта пропитка обеспечивает монолитность композита, адгезию волокна к пластику, и еще ряд других уникальных свойств. Таким образом, наш материал — трехкомпонентный. Специальная пропитка скрепляет нити между собой внутри волокна, а пластик склеивает эти пучки друг с другом», — уточняет Антонов.
Андрей Азаров. Фото: ТАСС
Он также подчеркнул, что высокая прочность и жесткость обеспечивается (как и во всех композитах) за счет отсутствия пор, прочного соединения компонентов между собой, и высокого процентного содержания армирующих волокон в композите. В настоящий момент объемная доля волокон в материале, используемом «Анизопринт», составляет 25–30%, в то время как в традиционных конструкционных углепластиках она доходит до 40–60%. Увеличение объемной доли еще на 10 процентов позволит увеличить прочность материала в два раза.
Плодотворное сотрудничество
В начале ноября 2015 на выставке «Открытые инновации» компания «Анизопринт», показала самый прочный из известных материалов для трехмерной печати композитов. Федор Антонов и Андрей Азаров продемонстрировали, как можно напечатать углепластиковый решетчатый стабилизатор для сверхлегкой ракеты, разработкой которой в настоящее время занимается отечественная компания «Лин Индастриал», также резидент «Сколково».
«Помимо «Лин Индастриал» мы сотрудничаем с компанией «Здравпринт», занимающейся изготовлением ортезов и фиксаторов, — поясняет Федор Антонов. — Совместно с партнером «Сколково» компанией «Даурия-аэроспейс» [пионером частной космонавтики в России – прим. ред.] мы проектируем шпангоут космического телескопа под изготовление по нашей технологии. А для ребят из проекта Snitch мы будем печатать корпус селфи-дрона».
Кроме того, «Анизопринт» ведет переговоры с НПО «Техномаш» по применению собственной технологии для изготовления элементов «Перспективной пилотируемой транспортной системы», разрабатываемой «РКК Энергия», и с Ростехом по применению принтера для печати деталей беспилотных летательных аппаратов.
3D-принтер Prusa i3 Steel с печатающей головкой Анизопринт. Фото: Анизопринт
Одним из безусловных успехов компании по праву считается разработка печатающей головки для промышленного 3D-принтера. «Совместно с американскими партнерами мы разрабатываем установку для изготовления элементов интерьеров самолетов, таких как трубки, фитинги, кронштейны из негорючего пластика. Работа ведется в интересах концерна Airbus. Как раз сейчас мы запускаем у них нашу печатающую головку», – комментирует развитие международного сотрудничества генеральный директор «Анизопринт».
В завершение рассказа Федор Антонов поделился планами компании на будущее: «Потенциально очень интересной нам кажется идея изготовления трехслойных панелей переменной поверхностной плотности и жесткости. Такие панели (сотовые панели) активно применяются в авиации и космосе. Тут у нас есть несколько идей, которые мы хотим патентовать».
В Фонде «Сколково» высоко оценивают достижения и потенциал компании «Анизопринт». Наблюдениями за ростом стартапа поделился Евгений Молчанов, проектный менеджер Кластера ядерных, новых промышленных технологий и материалов Фонда. По его словам, успешное начало, прежде всего, обусловлено полной отдачей команды стартапа «Анизопринт», нацеленной на результат. «Мне знакомы участники с начала этапа коммерциализации, и то упорство, с которым создаётся эта компания как независимая бизнес единица, позволяет мне сделать вывод, что глобальный успех не заставит себя ждать. Стартап «Анизопринт» становится примером успешного технологического предпринимательства и вдохновляет многих россиян заниматься инновационным бизнесом, нацеленным на международные рынки», — подчеркнул Молчанов.
В то же время компании есть куда расти, до создания серьёзного отраслевого игрока предстоит пройти непростой путь, на котором потребуется профессиональная поддержка, считает представитель Фонда «Сколково». «Потребуются инвестиции и защита интеллектуальной собственности. Для этого существуют инструменты инвестиционной поддержки «Сколково», которые позволяют минимизировать риски инвесторов и дают возможность стартапам с минимальными затратами патентовать свои разработки на потенциальных рынках, — отметил преимущества работы с Фондом Евгений Молчанов. — Мы будем рады увидеть в ближайшие несколько лет, как «Анизопринт» станет одной из ведущей компаний на рынке аддитивных технологий».
