От фрагментов человеческого черепа до деталей для спутника

Тех­но­ло­гия так назы­ва­е­мо­го 3D-прин­тин­га в послед­нее деся­ти­ле­тие стре­ми­тель­но заво­е­вы­ва­ет попу­ляр­ность в тех обла­стях инду­стрии, где тре­бу­ют­ся штуч­ные изде­лия слож­ной фор­мы. Это и меди­ци­на, и авиа­ция, и кос­мос, и авто­мо­би­ле­стро­е­ние. 3D-био­прин­те­ры изго­тов­ля­ют сер­деч­ные кла­па­ны, тка­ни кожи и кро­ве­нос­ных сосу­дов. Десят­ки чело­век, полу­чив­шие тяже­лые трав­мы, сей­час живут и здрав­ству­ют после хирур­ги­че­ских опе­ра­ций по вжив­ле­нию фраг­мен­тов чере­па, сде­лан­ных на 3D-прин­те­ре из кера­ми­че­ских мате­ри­а­лов с помо­щью уль­тра­фи­о­ле­то­во­го отвер­жде­ния. Фир­ма Siemens при­ме­ня­ет слу­хо­вые аппа­ра­ты, инди­ви­ду­аль­но настро­ен­ные под ухо паци­ен­та. Из дета­лей, создан­ных с помо­щью 3D-прин­те­ра, пять лет назад был собран элек­тро­мо­биль Urbee 2 (мак­си­маль­ная ско­рость — 112 км/​ч, спо­со­бен ехать на элек­тро­тя­ге без под­за­ряд­ки 64 км). Мас­шта­бы рас­пе­ча­тан­ных объ­ек­тов рас­тут. В 2014 году шан­хай­ская ком­па­ния WinSun исполь­зо­ва­ла стро­и­тель­ные 3D-прин­те­ры для воз­ве­де­ния особ­ня­ка пло­ща­дью 1100 м2; бло­ки были отпе­ча­та­ны из осо­бо проч­но­го бето­на, эко­но­мия мате­ри­а­лов соста­ви­ла око­ло 60%, а состав стро­и­тель­ной бри­га­ды был сокра­щен в пять раз. Кор­ре­спон­дент ТрВ-Нау­ка Алек­сей Огнёв побы­вал в недав­но открыв­шей­ся лабо­ра­то­рии адди­тив­но­го про­из­вод­ства Скол­ков­ско­го инсти­ту­та нау­ки и тех­но­ло­гий, наме­ре­ва­ясь выяс­нить, како­вы пер­спек­ти­вы 3D-прин­тин­га в Рос­сии.

Зубы и шесте­рен­ки

Владимир Каляев
Вла­ди­мир Каля­ев

— Клю­че­вая мысль — мы выра­щи­ва­ем объ­ек­ты из пыли. Это могут быть зубы, суста­вы, фраг­мен­ты чере­па, хирур­ги­че­ские инстру­мен­ты, дета­ли для робо­тов, спут­ни­ков, ракет и само­ле­тов… — рас­ска­зы­ва­ет инже­нер лабо­ра­то­рии Вла­ди­мир Каля­ев, выпуск­ник физ­фа­ка МГУ. — Клас­си­че­ские, суб­трак­тив­ные тех­но­ло­гии — это метод Мике­лан­дже­ло: взять кусок мра­мо­ра и отсечь всё лиш­нее. Адди­тив­ные тех­но­ло­гии не отсе­ка­ют, а выра­щи­ва­ют. Пара­мет­ры изде­лия посту­па­ют напря­мую из ком­пью­те­ра. Поэто­му мы можем изго­то­вить деталь прак­ти­че­ски любой фор­мы и слож­но­сти. Мы рабо­та­ем с инди­ви­ду­аль­ны­ми зака­за­ми.

Вла­ди­мир демон­стри­ру­ет мини­а­тюр­ный меха­низм из нержа­ве­ю­щий ста­ли: малень­кие шесте­рен­ки вра­ща­ют­ся вокруг дру­гой, поболь­ше, внут­ри зуб­ча­то­го дис­ка. Лазер­ный луч выпла­вил это изде­лие из порош­ка за три часа. Оно демон­стри­ру­ет тех­но­ло­гию печа­ти из метал­ла в ваку­ум­ной каме­ре. Осо­бен­ность объ­ек­та в том, что его невоз­мож­но разо­брать. Он вырос за один при­ем.

За пол­то­ра года уда­лось осна­стить лабо­ра­то­рию и подо­брать ансамбль прин­те­ров из Гер­ма­нии, Фран­ции и Южной Кореи, ана­ло­га кото­ро­му нет ни в одной точ­ке мира. В част­но­сти, здесь есть 3D Ceram Ceramaker 900, луч­ший на дан­ный момент прин­тер для печа­ти кера­ми­кой. Он может изго­тав­ли­вать объ­ек­ты в диа­па­зоне от юве­лир­ных укра­ше­ний до имплан­та­тов с инди­ви­ду­аль­ны­ми для каж­до­го паци­ен­та пара­мет­ра­ми. Так­же лабо­ра­то­рия обо­ру­до­ва­на Insstek MX 1000, кото­рый рабо­та­ет по высо­ко­ско­рост­ной тех­но­ло­гии Powder Bed Fusion. Он печа­та­ет изде­лия боль­ших раз­ме­ров из ста­ли, меди, алю­ми­ния, тита­на и нике­ля. Сотруд­ни­ки Скол­те­ха при­ни­ма­ют актив­ное уча­стие в созда­нии новой вер­сии это­го аппа­ра­та. Trumpf TruPrint 1000 рабо­та­ет с нержа­ве­ю­щей ста­лью, а 3D Systems ProJet 4500 — с пла­сти­ком. Лабо­ра­то­рия будет не про­сто исполь­зо­вать зару­беж­ные прин­те­ры для сотруд­ни­че­ства с про­мыш­лен­но­стью, но и опро­бо­вать свои соб­ствен­ные тех­но­ло­гии 3D-печа­ти, а так­же раз­ра­ба­ты­вать и сер­ти­фи­ци­ро­вать порош­ки для 3D-прин­тин­га.

Исто­рия 3D-прин­тин­га вос­хо­дит к XIX веку, когда появи­лись пер­вые фотоскульп­ту­ры и рельеф­ные топо­гра­фи­че­ские кар­ты. Если гово­рить о про­мыш­лен­ном исполь­зо­ва­нии, то в 1950-е годы в Гер­ма­нии был раз­ра­бо­тан метод сте­рео­ли­то­гра­фии, кото­рый поз­во­ля­ет созда­вать объ­ем­ные моде­ли из све­то­чув­стви­тель­но­го поли­ме­ра. Усо­вер­шен­ство­ван­ную тех­но­ло­гию в 1984 году запа­тен­то­вал аме­ри­ка­нец Чар­лз Халл. Спу­стя два года он уже нала­дил инду­стри­аль­ное про­из­вод­ство в сво­ей ком­па­нии 3D-Systems. Изна­чаль­но тех­но­ло­гии созда­ния трех­мер­ных объ­ек­тов назы­ва­ли «быст­рым про­то­ти­пи­ро­ва­ни­ем». В 1995 году сту­ден­ты Мас­са­чу­сет­ско­го тех­но­ло­ги­че­ско­го инсти­ту­та пред­ло­жи­ли яркий тер­мин «3D-прин­тинг», кото­рый быст­ро вошел в моду.

People-to-people interaction

Станислав Евлашин
Ста­ни­слав Евла­шин

Лабо­ра­то­рия — часть скол­техов­ско­го Цен­тра про­ек­ти­ро­ва­ния, про­из­вод­ствен­ных тех­но­ло­гий и мате­ри­а­лов. Она была откры­та в нояб­ре про­шло­го года. Скол­тех сотруд­ни­ча­ет с цен­тром иссле­до­ва­ний и раз­ра­бо­ток швей­цар­ской ком­па­нии Oerlickon, недав­но откры­тым в Мюн­хен­ском тех­но­ло­ги­че­ском уни­вер­си­те­те. Ком­па­ния, со сво­ей сто­ро­ны, уже заку­пи­ла 3D-прин­те­ры на сум­му око­ло мил­ли­о­на дол­ла­ров для уста­нов­ки в Скол­те­хе. В этом году рас­ши­рен­ная за счет оэр­ли­ко­нов­ско­го обо­ру­до­ва­ния лабо­ра­то­рия пере­едет в новый уни­вер­си­тет­ский кам­пус.

— Сей­час в нашей лабо­ра­то­рии один про­фес­сор, два науч­ных сотруд­ни­ка, три маги­стран­та, четы­ре аспи­ран­та, пять инже­не­ров. Набор сту­ден­тов посте­пен­но будет рас­ти. Око­ло тре­ти из тех, кто учит­ся в нашем Цен­тре, — выпуск­ни­ки Физ­те­ха. Они посту­па­ют к нам в рам­ках сов­мест­ной про­грам­мы Физ­те­ха и Скол­те­ха. Кро­ме того, у нас есть два ино­стран­ца, один из Непа­ла, вто­рой — из Кон­го, — рас­ска­зы­ва­ет Ста­ни­слав Евла­шин, заме­сти­тель руко­во­ди­те­ля лабо­ра­то­рии. — Боль­шин­ство про­фес­со­ров наше­го Цен­тра — из-за рубе­жа: США и Вели­ко­бри­та­нии. При­чем это не толь­ко ино­стран­ные граж­дане, но и выход­цы из нашей стра­ны. Учеб­ный год раз­бит на семест­ры по два меся­ца. В этой лабо­ра­то­рии сту­ден­ты зна­ко­мят­ся со все­ми прин­ци­па­ми 3D-печа­ти, дела­ют свои изде­лия, иссле­ду­ют их меха­ни­че­ские и проч­ност­ные, а так­же струк­тур­ные свой­ства с исполь­зо­ва­ни­ем опти­че­ско­го и элек­трон­но­го мик­ро­ско­пов, рент­ге­но­струк­тур­но­го ана­ли­за и т. д. Кро­ме того, есть отдель­ный курс по инду­стри­аль­ной робо­то­тех­ни­ке. Поми­мо обя­за­тель­ных кур­сов сту­ден­ты име­ют воз­мож­ность слу­шать лек­ции при­гла­шен­ных уче­ных с миро­вым име­нем.

Святослав Чугунов
Свя­то­слав Чугу­нов

Ста­ни­слав — канд. физ.-мат наук, мате­ри­а­ло­вед, он окон­чил физ­фак МГУ и рабо­тал в НИИ ядер­ной физи­ки это­го уни­вер­си­те­та. Сей­час Скол­тех выстра­и­ва­ет науч­ное сотруд­ни­че­ство с МГУ. Ста­ни­сла­ва при­вле­ка­ет тот факт, что в Скол­те­хе откры­тая струк­ту­ра, нала­же­но сотруд­ни­че­ство меж­ду раз­ны­ми лабо­ра­то­ри­я­ми, всё обо­ру­до­ва­ние скон­цен­три­ро­ва­но в сосед­них зда­ни­ях, и на любом при­бо­ре может рабо­тать каж­дый сту­дент или сотруд­ник инсти­ту­та. Един­ствен­ное усло­вие — уметь это делать и прой­ти инструк­таж по тех­ни­ке без­опас­но­сти.

— Мы сотруд­ни­ча­ем и с рос­сий­ски­ми, и с зару­беж­ны­ми ком­па­ни­я­ми. Для одной ком­па­нии мы будем иссле­до­вать спе­ка­е­мость уже суще­ству­ю­ще­го мате­ри­а­ла, для дру­гой — про­во­дить науч­ные иссле­до­ва­ния, кото­рые лягут в осно­ву раз­ра­бот­ки ново­го мате­ри­а­ла, — гово­рит Ста­ни­слав. — Такие ком­па­нии, как «Север­сталь», пони­ма­ют, что 3D-тех­но­ло­гии — это буду­щее. Преж­де, чем поку­пать прин­те­ры, они сотруд­ни­ча­ют с нами, что­бы выяс­нить, насколь­ко прин­тер удо­вле­тво­ря­ет тре­бо­ва­ни­ям, кото­рые заяв­ля­ет про­из­во­ди­тель.

Тех­но­ло­ги­я­ми по рабо­те с кера­ми­кой зани­ма­ет­ся науч­ный сотруд­ник цен­тра Свя­то­слав Чугу­нов. Его спе­ци­аль­ность — меха­ни­че­ская инже­не­рия: гид­ро­ди­на­ми­ка, нано­флю­и­ди­ка. Он учил­ся в Баш­кир­ском госу­ни­вер­си­те­те, полу­чил PhD в США, рабо­тал в Уни­вер­си­те­те шта­та Джор­джия на пози­ции пост­до­ка. Я спра­ши­ваю, что его при­ве­ло в Скол­тех.

— Я вер­нул­ся в Рос­сию, пото­му что понял, что зна­ния и опыт, накоп­лен­ные мною, вос­тре­бо­ва­ны здесь. Конеч­но, я не уни­каль­ный спе­ци­а­лист, но у нас экс­пер­тов в моей обла­сти немно­го. Я хочу помочь моей стране устра­нить тех­но­ло­ги­че­ское отста­ва­ние и в каких-то вопро­сах, даже начать пере­го­нять США, Евро­пу и Азию. 3D-печать поз­во­ля­ет изго­тав­ли­вать дета­ли быст­рее, дешев­ле и каче­ствен­нее. Рас­пре­де­ле­ние плот­но­стей более рав­но­мер­но, мень­ше дефек­тов, меха­ни­че­ские свой­ства выше. При тра­ди­ци­он­ных мето­дах про­из­вод­ства 50–60% мате­ри­а­ла ухо­дит в виде струж­ки, в адди­тив­ных тех­но­ло­ги­ях коли­че­ство отхо­дов состав­ля­ет око­ло 5%. Но при всех сво­их плю­сах это еще моло­дая и узко­спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ная тех­но­ло­гия, хотя инте­рес к ней в послед­ние два года зна­чи­тель­но уси­лил­ся.

По дан­ным пуб­лич­но­го ана­ли­ти­че­ско­го докла­да Скол­те­ха по новым про­из­вод­ствен­ным тех­но­ло­ги­ям, сред­не­го­до­вые тем­пы при­ро­ста в отрас­ли адди­тив­но­го про­из­вод­ства в 2010–2012 годах соста­ви­ли 27%. Это доволь­но мно­го. Одна­ко Wohlers Associates оце­ни­ва­ют рынок адди­тив­ных тех­но­ло­гий к 2021 году все­го в 10,8 млрд долл. В то же вре­мя рынок про­дук­ции нано­тех­но­ло­гий пре­вы­ша­ет 1 трлн долл.

Телескоп и микроскоп

Искандер Ахатов
Искан­дер Аха­тов

Из поме­ще­ния в под­ва­ле, нашпи­го­ван­но­го про­мыш­лен­ны­ми робо­та­ми и 3D-прин­те­ра­ми, я под­ни­ма­юсь в рабо­чий каби­нет Искан­де­ра Аха­то­ва, про­фес­со­ра Скол­те­ха. За стек­лян­ной сте­ной рас­сти­ла­ет­ся засне­жен­ное поле, ярко све­тит весен­нее солн­це, само­ле­ты взле­та­ют и захо­дят на посад­ку в аэро­порт Вну­ко­во. Инте­рес­но, исполь­зу­ют­ся ли в них адди­тив­ные тех­но­ло­гии? Мы в одном из четы­рех куби­че­ских раз­но­цвет­ных кор­пу­сов инсти­ту­та на ули­це Нобе­ля.

Искан­дер Шау­ка­то­вич — руко­во­ди­тель лабо­ра­то­рии и дирек­тор все­го скол­техов­ско­го Цен­тра про­ек­ти­ро­ва­ния, про­из­вод­ствен­ных тех­но­ло­гий и мате­ри­а­лов, частью кото­ро­го она явля­ет­ся. Поми­мо 3D-прин­тин­га здесь зани­ма­ют­ся плаз­мен­ным напы­ле­ни­ем твер­дых покры­тий, авто­ма­ти­зи­ро­ван­ным про­ек­ти­ро­ва­ни­ем и созда­ют новые ком­по­зи­ци­он­ные мате­ри­а­лы на поли­мер­ной осно­ве.

— Нау­ка созда­ния изде­лий из новых мате­ри­а­лов очень близ­ка к искус­ству, — гово­рит Аха­тов. — Необ­хо­ди­мо пони­мать и мел­кую струк­ту­ру мате­ри­а­ла, и всё изде­лие цели­ком. Миха­ил Ромм гово­рил при­бли­зи­тель­но так: «Насто­я­щий режис­сер дол­жен поль­зо­вать­ся дву­мя при­бо­ра­ми: мик­ро­ско­пом и теле­ско­пом. Мик­ро­скоп поз­во­ля­ет видеть все тон­ко­сти чело­ве­че­ской души, а теле­скоп — всё миро­зда­ние». Это, на мой взгляд, наи­бо­лее образ­ное объ­яс­не­ние мно­го­мас­штаб­но­сти. Инже­нер тоже рабо­та­ет в мно­го­мас­штаб­ном мире. 3D-прин­тинг поз­во­ля­ет из порош­ко­вых частиц мик­рон­но­го раз­ме­ра делать сан­ти­мет­ро­вые и мет­ро­вые изде­лия. При этом нуж­но отда­вать себе отчет, что во всем есть здо­ро­вый пре­дел. Еще одно кры­ла­тое выра­же­ние — фран­цуз­ско­го мора­ли­ста Жана де Лабрюй­е­ра: «Извест­ная духов­ная огра­ни­чен­ность помо­га­ет иным людям идти по сте­зе муд­ро­сти». Кто уме­ет оста­но­вить­ся в под­бо­ре точ­но­сти, тот может при­ни­мать пра­виль­ные реше­ния, а если он уйдет слиш­ком дале­ко, то поте­ря­ет нить. Что-то я увлек­ся фило­со­фи­ей…

Искан­дер Аха­тов — спе­ци­а­лист в обла­сти меха­ни­ки мно­го­фаз­ных и дис­перс­ных систем, жид­ко­стей с пузырь­ка­ми и части­ца­ми. Он родил­ся в Уфе, его отец — заслу­жен­ный неф­тя­ник, мать — почет­ный юрист. В 1970-е учил­ся на физ­фа­ке МГУ, защи­тил кан­ди­дат­скую на мех­ма­те. Она была посвя­ще­на мате­ма­ти­че­ско­му моде­ли­ро­ва­нию горе­ния и дето­на­ции порош­ко­об­раз­ных топ­лив. Док­тор­скую по нели­ней­ным вол­нам в жид­ко­стях со слож­ной рео­ло­ги­ей защи­щал в 1991 году в Ново­си­бир­ске. Мно­го лет он рабо­тал в Баш­кир­ском госу­дар­ствен­ном уни­вер­си­те­те, про­шел путь от асси­стен­та до заве­ду­ю­ще­го кафед­рой, парал­лель­но руко­во­дил лабо­ра­то­ри­ей в Инсти­ту­те меха­ни­ки Уфим­ско­го науч­но­го цен­тра РАН, затем был назна­чен его дирек­то­ром.

В 1990-е Искан­дер Шау­ка­то­вич рабо­тал в каче­стве при­гла­шен­но­го про­фес­со­ра в Гёт­тин­ген­ском, в 2000-е — в Бостон­ском и Ренссе­ла­ир­ском уни­вер­си­те­тах. В 2003-м полу­чил посто­ян­ную пози­цию про­фес­со­ра в Уни­вер­си­те­те шта­та Север­ная Дако­та и пере­ехал с семьей в Соеди­нен­ные Шта­ты. Его супру­га — био­лог, она изу­ча­ла физио­ло­гию чело­ве­ка и живот­ных, в Рос­сии зани­ма­лась эко­ло­ги­ей и ана­ли­зом почв, дочь окон­чи­ла Кор­нелл­ский уни­вер­си­тет и рабо­та­ет в обла­сти финан­со­вой инже­не­рии, сыну 13 лет, сей­час он учит­ся в International School of Moscow в Кры­лат­ском.

Реше­ние вер­нуть­ся вме­сте с семьей в Рос­сию было ответ­ствен­ным шагом. Всё нача­лось с про­грам­мы мега­гран­тов. Искан­дер Шау­ка­то­вич полу­чил пред­ло­же­ние орга­ни­зо­вать Науч­ный центр по дина­ми­ке дис­перс­ных систем в Баш­кир­ском госу­дар­ствен­ном уни­вер­си­те­те, выиг­рал заяв­ку и четы­ре года жил на две стра­ны, так как по усло­ви­ям гран­та четы­ре меся­ца необ­хо­ди­мо было про­во­дить в Рос­сии.

В это вре­мя Искан­дер Аха­тов позна­ко­мил­ся с заме­сти­те­лем мини­стра обра­зо­ва­ния Алек­се­ем Поно­ма­рё­вым (в насто­я­щее вре­мя — вице-пре­зи­дент по свя­зям с про­мыш­лен­но­стью Скол­те­ха), кото­рый ска­зал: «У тебя была меч­та при­не­сти поль­зу рос­сий­ской инду­стрии. Это вре­мя при­шло. Хочешь рабо­тать в Скол­те­хе?» Искан­дер Шау­ка­то­вич согла­сил­ся и вошел в коор­ди­на­ци­он­ный совет инсти­ту­та. Дол­го, почти пол­го­да, гото­вил proposal на созда­ние Center for Research Education Innovation по неф­ти и газу. Откры­тую экс­пер­ти­зу про­во­дил Мас­са­чу­сет­ский тех­но­ло­ги­че­ский инсти­тут. Заяв­ку одоб­ри­ли. Уче­ный набрал боль­шую коман­ду зару­беж­ных про­фес­со­ров. Оста­ва­лось най­ти дирек­то­ра, но на эту пози­цию никто не согла­шал­ся. Тогда Аха­тов согла­сил­ся воз­гла­вить центр сам и пере­ехал вме­сте с семьей в Моск­ву. Вско­ре он полу­чил от Скол­те­ха новое пред­ло­же­ние — создать Центр про­ек­ти­ро­ва­ния, про­из­вод­ствен­ных тех­но­ло­гий и мате­ри­а­лов, а Центр неф­ти и газа воз­гла­вил его зам.

Будущее 3D-принтинга

3D-принтер Insstek MX 1000 печатает изделия из стали, меди, алюминия, титана и никеля
3D-прин­тер Insstek MX 1000 печа­та­ет изде­лия из ста­ли, меди, алю­ми­ния, тита­на и нике­ля

— Как вы види­те основ­ную цель Цен­тра под вашим руко­вод­ством?

— Кон­цеп­ция Скол­те­ха заклю­ча­ет­ся в том, что­бы давать допол­ни­тель­ный импульс клю­че­вым науч­ным обла­стям. А инже­нер­ное направ­ле­ние явля­ет­ся самым тяже­лым в Рос­сии, пото­му что оно так или ина­че свя­за­но с маши­но­стро­е­ни­ем, кото­рое реаль­но лежит на боку. Его нуж­но воз­рож­дать. Инже­нер­ное обра­зо­ва­ние и инже­нер­ная нау­ка в Рос­сии нахо­дят­ся в загоне. Они про­сто-напро­сто упа­ли в яму. И что­бы их под­нять, нуж­ны огром­ные уси­лия. Сей­час в СМИ часто зву­чат лозун­ги «догнать и пере­гнать», «быст­ро сде­лать про­рыв». На самом деле для того, что­бы под­нять инже­нер­ную нау­ку и обра­зо­ва­ние, тре­бу­ет­ся вре­мя и боль­шие посто­ян­ные уси­лия.

— И сколь­ко вре­ме­ни пона­до­бит­ся?

— Годы. Пяти­ле­тия. Инже­нер­ное обра­зо­ва­ние — самое доро­гое в мире, пото­му что тре­бу­ет слож­но­го осна­ще­ния. Тем не менее в Рос­сии оно раз­ви­ва­ет­ся. Скол­тех дол­жен и выра­щи­вать сту­ден­тов, и раз­ви­вать отно­ше­ния с инду­стри­аль­ны­ми парт­не­ра­ми, и пытать­ся внед­рять новую инже­нер­ную тема­ти­ку, пото­му что маши­но­стро­е­ние — одна из самых непо­во­рот­ли­вых инду­стрий.

— В чем вы види­те осо­бен­ность обра­зо­ва­ния в вашем Цен­тре?

— Инже­нер­ное обра­зо­ва­ние дер­жит­ся на трех китах. Во-пер­вых, ака­де­ми­че­ская меха­ни­ка. Она все­гда была силь­на в Рос­сии, и уро­вень здесь опус­кать нель­зя. В нашу про­грам­му вхо­дят курс меха­ни­ки сплош­ных сред, чис­лен­ные мето­ды. Во-вто­рых, инфор­ма­ци­он­ные тех­но­ло­гии. Это веле­ние ново­го вре­ме­ни. В-тре­тьих, advanced manufacturing, кон­цеп­ция learning by doing, рабо­та рука­ми. Наши сту­ден­ты не сидят за пар­той целый день. Они раз­би­ва­ют­ся на груп­пы, наде­ва­ют хала­ты и рабо­та­ют на 3D-прин­те­рах, а потом несут изде­лия в лабо­ра­то­рию и там испы­ты­ва­ют на проч­ность. Обна­де­жи­ва­ет и то, что ребя­та у нас очень силь­ные. Сего­дня про­хо­ди­ла пред­за­щи­та маги­стер­ских дис­сер­та­ций в нашем Цен­тре, и я могу кон­ста­ти­ро­вать: к нам при­хо­дит очень хоро­ший чело­ве­че­ский мате­ри­ал.

— Како­ва стра­те­гия вашей лабо­ра­то­рии адди­тив­но­го про­из­вод­ства?

— Я вам чест­но ска­жу: лозунг о том, что 3D-прин­тинг — тех­но­ло­гия буду­ще­го, кото­рая пере­вер­нет мир, при­ду­ман жур­на­ли­ста­ми. Тре­бу­ет­ся боль­шой R&D, что­бы эта тех­но­ло­гия дей­стви­тель­но изме­ни­ла если не мир, то инду­стрию. 20 лет назад в Аме­ри­ке 3D-прин­те­ры надеж­но и чисто печа­та­ли изде­лия из пла­сти­ка — это назы­ва­лось rapid prototyping. Но с дру­ги­ми мате­ри­а­ла­ми всё слож­но. Надо попро­бо­вать, отой­ти в сто­рон­ку, поду­мать, еще раз попро­бо­вать. Сей­час новые мате­ри­а­лы выпус­ка­ют несколь­ко ком­па­ний, кото­рые сами про­из­во­дят 3D-прин­те­ры. Ком­па­нии, кото­рые прин­те­ры не про­из­во­дят, но выпус­ка­ют порош­ки, заин­те­ре­со­ва­ны в рын­ках сбы­та. Но оста­ет­ся откры­тым вопрос: какие мате­ри­а­лы мож­но исполь­зо­вать, а какие нет?

— Как усо­вер­шен­ство­вать тех­но­ло­гию 3D-прин­тин­га?

— Путь к улуч­ше­нию 3D-прин­те­ров двой­ной: с одной сто­ро­ны, совер­шен­ство­ва­ние про­грамм­но­го обес­пе­че­ния для управ­ле­ния печа­тью, с дру­гой сто­ро­ны — адап­та­ция лазер­но­го луча и само­го мате­ри­а­ла.

Во-пер­вых, нуж­но раз­ви­вать новые под­хо­ды к моде­ли­ро­ва­нию фор­мы объ­ек­та. Под фор­мой под­ра­зу­ме­ва­ет­ся слож­ная гео­мет­рия. Пред­ставь­те себе куб 1 x 1 x 1 м, внут­ри — слож­ная струк­ту­ра из дыр и кана­лов мик­рон­но­го раз­ме­ра. Это слож­ней­ший объ­ект, кото­рый совре­мен­ные ком­пью­те­ры оциф­ро­вать не могут — про­сто памя­ти не хва­тит. Нуж­ны новые мате­ма­ти­че­ские мето­ды и про­грамм­ное обес­пе­че­ние, кото­рые мог­ли бы пере­ра­ба­ты­вать эту инфор­ма­цию в том виде, кото­рый прин­тер вос­при­мет. Нынеш­ние спо­со­бы недо­ста­точ­ны для того, что­бы напе­ча­тать всё, что угод­но.

Во-вто­рых, до сих пор никто не зна­ет в точ­но­сти, каким обра­зом лазер­ное излу­че­ние дей­ству­ет на тот или иной поро­шок. Рань­ше дей­ство­ва­ли мето­дом проб и оши­бок. Но теперь все физи­че­ские про­цес­сы, кото­рые сопут­ству­ют это­му явле­нию, долж­ны под­вер­гать­ся деталь­но­му ана­ли­зу, и тех­но­ло­гию нуж­но опти­ми­зи­ро­вать. После того, как это будет сде­ла­но, 3D-прин­те­ры мож­но будет эффек­тив­но встра­и­вать в схе­мы авто­ма­ти­зи­ро­ван­но­го про­ек­ти­ро­ва­ния и «бес­че­ло­веч­ное» про­из­вод­ство, исполь­зу­ю­щее широ­кую палит­ру мате­ри­а­лов. Сей­час 3D-прин­те­ры могут рабо­тать как робо­ты в основ­ном толь­ко по пла­сти­ку. Поэто­му нам нуж­но даль­ше раз­ви­вать инже­нер­ную нау­ку, что­бы вопло­щать рево­лю­ци­он­ную идею 3D-прин­тин­га в реаль­ность.

Алек­сей Огнёв
Фото Вита­лия Шуст­и­ко­ва

Магистерская программа «Инновационные и цифровые инженерные технологии»

В маги­стер­скую про­грам­му «Инно­ва­ци­он­ные и циф­ро­вые инже­нер­ные тех­но­ло­гии» при­гла­ша­ют­ся сту­ден­ты, обла­да­ю­щие фун­да­мен­таль­ны­ми зна­ни­я­ми в обла­сти мате­ма­ти­ки, физи­ки и инже­нер­ных наук. В рам­ках про­грам­мы они про­хо­дят базо­вые кур­сы по меха­ни­ке сплош­ных сред, меха­ни­ке и физи­ке новых про­из­вод­ствен­ных тех­но­ло­гий, вычис­ли­тель­ным мето­дам, инфор­ма­ци­он­ным тех­но­ло­ги­ям в про­из­вод­стве. Затем обу­че­ние про­дол­жа­ет­ся по одно­му из трех направ­ле­ний: инно­ва­ци­он­ные тех­но­ло­гии (вклю­чая 3D-печать); ком­по­зи­ци­он­ные мате­ри­а­лы (их свой­ства и про­из­вод­ство); инфор­ма­ци­он­ные тех­но­ло­гии в про­из­вод­стве. У сту­ден­тов есть воз­мож­ность в про­цес­се обу­че­ния зани­мать­ся нау­кой под руко­вод­ством про­фес­со­ров.

Узнать боль­ше: msc.skoltech.ru/innovatsionnye-i-tsifrovye-inzhenernye-tekhnologii

Если вы нашли ошиб­ку, пожа­луй­ста, выде­ли­те фраг­мент тек­ста и нажми­те Ctrl+Enter.

Связанные статьи

8
Оставить комментарий

avatar
3 Цепочка комментария
5 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
5 Авторы комментариев
Алексей ЛкВладАлексей В. ЛебедевReplyAsh Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
Уведомление о
Ash
Гость
Ash

«Кон­цеп­ция Скол­те­ха заклю­ча­ет­ся в том, что­бы давать допол­ни­тель­ный импульс клю­че­вым науч­ным обла­стям. А инже­нер­ное направ­ле­ние явля­ет­ся самым тяже­лым в Рос­сии, пото­му что оно так или ина­че свя­за­но с маши­но­стро­е­ни­ем, кото­рое реаль­но лежит на боку.» Вот имен­но это и назы­ва­ет­ся пер­во­быт­ной маги­ей: когда вме­сто того, что­бы реаль­но под­ни­мать маши­но­стро­е­ние, ему «дают допол­ни­тель­ный импульс», зани­ма­ясь трёх­мер­ной печа­тью в Скол­ко­во. В кон­це-кон­цов, неуже­ли труд­но выде­лить несколь­ко минут и поду­мать? 1. Для того, что­бы рыноч­ные пред­при­я­тия внед­ря­ли новые тех­но­ло­гии, необ­хо­ди­мы дешё­вые и длин­ные кре­ди­ты в боль­ших объ­ё­мах. Таких объ­ё­мов нет и не пред­ви­дит­ся. 2. Для того, что­бы неры­ноч­ные пред­при­я­тия внед­ря­ли новые тех­но­ло­гии, нуж­но цен­тра­ли­зо­ван­ное управ­ле­ние эти­ми пред­при­я­ти­я­ми. Такое управ­ле­ние никто внед­рять не соби­ра­ет­ся. ———- И ведь… Подробнее »

Reply
Гость
Reply

Не сле­ду­ет путать Скол­ко­во и Скол­тех. Скол­тех – это тех­но­ло­ги­че­ский инсти­тут, постро­ен­ный по обра­зу MIT, кото­рый явля­ет­ся одной из частей инно­ва­ци­он­но­го цен­тра Скол­ко­во, но, в отли­чие от дру­гих эле­мен­тов инно­ва­ци­он­но­го цен­тра, зани­ма­ет­ся науч­ны­ми иссле­до­ва­ни­я­ми, раз­ра­бот­кой новых тех­но­ло­ги­че­ских про­цес­сов, мате­ри­а­лов, инфор­ма­ци­он­ных тех­но­ло­гий, обу­че­ни­ем маги­стров и аспи­ран­тов. Преж­де чем выно­сить свя­тых озна­комь­тесь с вопро­сом, хотя бы на сай­те инсти­ту­та. По-пово­ду «поду­мать»: (1) как тех­но­ло­ги­че­ский инсти­тут свя­зан с кре­ди­та­ми любой дли­ны? Он зани­ма­ет­ся сво­им делом и дела­ет это весь­ма непло­хо. Кре­ди­ты – это епар­хия совер­шен­но дру­гих орга­ни­за­ций. К тому же, про­ра­бот­ка финан­со­вых вопро­сов не озна­ча­ет, что над раз­ви­ти­ем и внед­ре­ни­ем тех­но­ло­гий в стране рабо­тать не нуж­но. (2) Цен­тра­ли­зо­ван­ное управ­ле­ние пред­при­я­ти­я­ми сно­ва мимо… Подробнее »

Ash
Гость
Ash

1. «Скол­тех — это тех­но­ло­ги­че­ский инсти­тут, постро­ен­ный по обра­зу MIT, кото­рый … зани­ма­ет­ся науч­ны­ми иссле­до­ва­ни­я­ми, раз­ра­бот­кой новых тех­но­ло­ги­че­ских про­цес­сов, мате­ри­а­лов, инфор­ма­ци­он­ных тех­но­ло­гий, обу­че­ни­ем маги­стров и аспи­ран­тов.» Что же Вы так скром­но оста­но­ви­лись на эта­пах раз­ра­бот­ки и обу­че­ния? Поче­му не про­ве­ли срав­не­ние с MIT даль­ше? Како­ва поль­за нашей эко­но­ми­ке от этих новых про­цес­сов (в руб­лях)? На каких пред­при­я­ти­ях оте­че­ствен­ной про­мыш­лен­но­сти рабо­та­ют обу­чен­ные маги­стры и аспи­ран­ты? 2. «Преж­де чем выно­сить свя­тых озна­комь­тесь с вопро­сом, хотя бы на сай­те инсти­ту­та. … Он зани­ма­ет­ся сво­им делом и дела­ет это весь­ма непло­хо.» Озна­комь­тесь с состо­я­ни­ем дел в нашей про­мыш­лен­но­сти. На кого фак­ти­че­ски (а не на бума­ге) рабо­та­ет этот инсти­тут? Поис­ко­ви­ка­ми-то вла­де­е­те? Или научить?… Подробнее »

Алексей В. Лебедев
Гость
Алексей В. Лебедев

Ну, если исполь­зо­вать ана­ло­гию, то Скол­тех все-таки толь­ко выка­пы­ва­ет ямки, но не зака­пы­ва­ет. То есть это все может при­го­дить­ся, когда появит­ся чело­век с куста­ми.

Ash
Гость
Ash

1. «…но не зака­пы­ва­ет.»
День­ги он зака­пы­ва­ет, при­чём в объ­ё­мах, намно­го боль­ших, чем обыч­ный ВУЗ.
2. «То есть это все может при­го­дить­ся, когда появит­ся чело­век с куста­ми.»
Как пока­зал опыт, из сред­не­ста­ти­сти­че­ско­го науч­но­го сотруд­ни­ка мож­но доволь­но быст­ро под­го­то­вить про­дав­ца.
И что-то я не при­пом­ню иссле­до­ва­ний, пока­зы­ва­ю­щих, что после несколь­ких лет рабо­ты не по спе­ци­аль­но­сти выпуск­ник сохра­ня­ет ква­ли­фи­ка­цию иссле­до­ва­те­ля.

Влад
Гость
Влад

Как я понял из ста­тьи, сей­час Скол­тех толь­ко раз­би­ра­ет­ся с тем, что сде­ла­но в мире. И за нема­лые день­ги!! Насколь­ко эффек­тив­но это для нашей эко­но­ми­ки, надо смот­реть за пери­од 3–5 лет. Пока похва­стать­ся, види­мо, нечем. Но тех­но­ло­гию осво­и­ли, види­мо. Нуж­ны зака­зы, кон­трак­ты. Да что-то тор­мо­зят гастар­бай­те­ры. С ними про­ще и дешев­ле.

Ash
Гость
Ash

«Нуж­ны зака­зы, кон­трак­ты.»
Вот то-то и оно. В том-то и фокус, что наша эко­но­ми­ка в этом не нуж­да­ет­ся.

Алексей Лк
Гость
Алексей Лк

Скол­тех был осно­ван где то в 2009/​2010 – я очень хоро­шо пом­ню то вре­мя, тогда это все было на волне Мед­ве­дев­ской «псев­до» модер­ни­за­ции. Ины­ми сло­ва­ми доста­точ­но вре­ме­ни уже про­шло, почти деся­ти­ле­тие. О вкла­де Скол­те­ха в реаль­ную эко­но­ми­ку Рос­сии гово­рить не при­хо­дит­ся – он ниче­го не про­из­во­дит кро­ме ста­тей и пост­до­ков-аспи­ран­тов (или про­из­во­дит?). Како­ва поль­за для обра­зо­ва­ния – доста­точ­но посмот­реть где осе­да­ют его выпуск­ни­ки – если 50% и более на Запа­де – то это про­вал так как мы на день­ги чест­ных нало­го­пла­тель­щи­ков гото­вим ква­ли­фи­ци­ро­ван­ные кад­ры для Запа­да. Како­вы цели суще­ство­ва­ния это­го заве­де­ния – об этом не зна­ет и сам Кон­стан­тин Севе­ри­нов о чем он и ска­зал в сво­ем интер­вью в мае 2017.… Подробнее »

Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (1 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
 
 
 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: