Аддитивные технологии

Полимеры нового поколения: не упустить шанс

Ускорение научно-технического прогресса в преддверии технологической сингулярности в 2011 году было формально оформлено концепцией Индустрии 4.0. Комбинируя возможности высокотехнологичного оборудования и цифровых технологий и сервисов, Индустрия 4.0 призвана обеспечить современную цивилизацию всем необходимым без высоких текущих расходов и с минимальными затратами ресурсной базы.
12 февраля 2020

Большая часть профессионального сообщества индустрии полимеров с изрядной осторожностью относится к утверждению: «Партия, состоящая из одного изделия, равна стоимости изделия из крупносерийной партии». Переработка полимеров 4.0 — это прежде всего паритетная цена продукта независимо от размера партии, то есть с возможностью фиксирования цены изделия при покрытии необходимых и достаточных затрат производителя с разумной (или компенсируемой из внешних источников) на целевом рынке маржинальностью. С точки зрения прикладной экономики в таких условиях будет реализовываться схема паушальной цены на продукцию переработки полимеров.

Исходя из предыстории вопроса, многие аналитики рынка обращают внимание на существенную пиарсоставляющую в концепции Индустрии 4.0. Очевидно, что временной этап, место создания концепции и уровень развития технологических сил очень «удачно» совпали с анализируемой концепцией. Все составляющие смыслы во многих своих вариациях были заложены в немецких технологических решениях. Оформляющая концепция должна была привнести на рынок идею необходимости смены или модернизации уже работающего оборудования под руководством западноевропейского промышленного лобби.

Рис. 2. Производственный участок компании «Пластмасс Групп».

 

Для развития экономики Российской Федерации оформление концепции в виде относительно стройного свода установок на фоне революционного изменения производственных мощностей позволяет во многих случаях возглавить развитие ситуации и за счет этого направить социальную составляющую этих процессов в русло сотрудничества и солидарности. Это тем более необходимо, поскольку очевидно быстрое и безвозвратное снижение потребности в рабочей силе, ранее задействованной на производственных мощностях предыдущего технологического уклада. При анализе текущих возможностей очевидны два направления, где Россия может применить свои силы для развития Индустрии 4.0, без учета традиционного сырьевого экспорта в Европу: программные продукты на заказ по управлению функционально новыми технологическими линиями/ предприятиями и поставки компонентной базы новой технологической революции (высококачественные сплавы, полимеры и композиты). Конечно, этими двумя направлениями включение российских предприятий в Индустрию 4.0 не ограничивается, но для нашей статьи этих примеров будет достаточно.

Компания «Пластмасс Групп» как производитель композитов и переработчик полимеров ясно видит пути продвижения отечественной продукции на экспорт. При выполнении ряда условий прогнозы для российской полимерной промышленности могут быть вполне оптимистичными, особенно если учитывать ситуацию с мировым потреблением в 175 тысяч тонн в 2021 году. Прогнозируя умеренный рост в 5%, получаем 262 тысячи тонн в год в 2031 году. Следует отметить, что за последние десять лет в некоторые годы рост потребления по этому направлению неоднократно превышал 10% в год.

Рис.1 Ежегодный мировой прирост потребления композитов с углеродными волокнами

Как полагают разработчики концепции Индустрии пластмасс 4.0, снижение стоимости кастомизированных изделий до цен массового производства происходит за счет удешевления аддитивного производства (3D печать и её будущие варианты; текущие технологии — лишь зарождающиеся подобия необходимых возможностей). Аддитивное производство готовых изделий по ценам Индустрии 4.0 для промышленных целей подразумевает применение инженерных полимеров и конструкционных композитов, пригодных для 3D печати. На фоне возрастающих природоохранных требований Индустрия пластмасс 4.0 создаёт предпосылки для перехода от термореактивных композитов к термопластичным, что обеспечит рост потребления полиэфиримида, полифениленсульфида, полиэфирэфиркетона, полисульфонов, термопластичных полиуретанов и жидкокристаллических полимеров в качестве полимерных матриц для углероднаполненных/усиленных/армированных композитов конструкционного назначения. Высокие уровни большинства физико-механических и химических показателей этих полимеров и матриц на их основе позволили в последние годы начать внедренческие испытания электропроводящих/электрохимических композиций, смарт-материалов с нанотехнологическими компонентами. Например, смарт-материалов на основе прямого и обратного пьезоэлектрического эффекта. На рисунке 3 представлен пример использования конструкционных пластиков нового поколения в аэрокосмической промышленности. Следует отметить, что некоторые материалы производства Пластмасс Групп уже нашли применение в российской космической промышленности.

Термопластичные конструкционные полимеры доступны к вторичной переработке, что делает их активными участниками процесса дематериализации . Например, целлюлоза в разных формах теряет с 2011 года по 1-2% общемирового потребления, что существенным образом влияет на снижение вырубки лесов.

Рис. 3. Применение конструкционных полимеров в аэрокосмической отрасли

 

Пластмасс Групп более десяти лет работает в области продаж и переработки конструкционных материалов со специальными свойствами, востребованными в рамках Индустрии пластмасс 4.0. При анализе технологической и коммерческой активности компании становится очевидным ярко выраженный рост потребления материалов для Четвертой индустриализации в Китае и странах Юго-Восточной Азии. Учитывая все текущие и будущие условия, необходимо модернизировать «экономику нефтегазовой трубы» России и активнее включаться в Индустрию 4.0 через компонентную область, в частности, с помощью индустрии полимеров нового поколения. При переходе к такой модели повышается маржинальность продаж, поскольку на рынке реализуется не чистое сырье (нефть или газ), а продукты его первого и второго передела.

Сразу возникает вопрос: «Как, когда и кто сможет обеспечить место отечественной химической промышленности в истории Индустрии пластмасс 4.0?». Кто? Отечественный бизнес с доступом к «длинным деньгам», технологиям синтеза современных мономеров/ полимеров и опытом переработки конструкционных полимеров и композитов на их основе. Как? За счет кооперации между отечественными поставщиками углеводородного сырья для синтеза и оператором проекта синтеза и переработки. Когда? Группа компаний Пластмасс Групп запустит синтез мономеров и полимеров, например полиэфирэфиркетона (PEEK), за 2 — 3 года при условии сотрудничества всех заинтересованных организаций, в том числе Росатома, Газпрома, Роскосмоса и Ростеха. PEEK находится в стадии роста, его мировое производство, по разным оценкам, может составлять не менее 10 тысяч тонн в год.

Рис. 4. Комплектующие из материала PEEK производства Пластмасс Групп

Многолетний опыт переработки конструкционных полимеров, а также композитов на их основе, и регулярные контакты с ведущими мировыми производителями целевых полимеров позволяют группе компаний Пластмасс Групп в кратчайшие сроки обеспечить производство в РФ объемом не менее 2 тысяч тонн в год. Это покроет потребности страны и позволит обеспечить экспортные поставки на многие годы вперед. Собственные синтез и производство конструкционных полимеров откроет возможности производства медицинских имплантов, снижающих смертность пациентов, нейтронной защиты делящихся материалов, что уменьшает в разы риски облучения при медицинских обследованиях, корпусов/деталей для носимой электроники отечественного производства, облегченных на 40-50% деталей двигателя внутреннего сгорания, более легкой и мощной бытовой техники и многого другого. Время на вхождение в «четвертую индустриализацию» очень ограничено, еще несколько лет — и Китай начнет свой синтез конструкционных материалов. Российским компаниям следует действовать на опережение. Компания Пластмасс Групп готова выступить оператором как по проекту синтеза, так и по проекту переработки конструкционных полимеров. Приглашаем заинтересованных участников рынка и государственные структуры к сотрудничеству в направлении Индустрии 4.0.

Теги: