Аддитивные технологии предлагается изучить магистрантам ИРНИТУ, поступившим на открытую в этом году программу «Передовые производственные технологии» (направление «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»).
Курс лекций по этой тематике со второго семестра будет читать доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительных производств Алексей Стрелков.
Кроме того, как сообщил директор Института авиамашиностроения и транспорта Андрей Пашков, в этом году в университете создано научное направление по аддитивным технологиям, к которым планируется подключить магистрантов. Технология послойного наращивания и синтеза объекта была разработана в 1990 году и получила развитие в связи с возможностью быстрого создания прототипов для оценки эргономических и эстетических особенностей будущей серийной модели. Несмотря на то, что 3D-печать существует уже 30 лет, популярность она начала набирать в последнее десятилетие. Сегодня аддитивные технологии, объявленные основой промышленной революции, активно применяются на различных производствах по всему миру. Одним из главных российских драйверов внедрения промышленной 3D-печати является Ростех и входящая в его состав Корпорация «Иркут» - индустриальный партнер Иркутского политеха.
Исследователей привлекают бесконечные возможности 3D-печати, так как можно нарастить деталь любой формы. Кроме того, напечатанные детали получаются в среднем до 60% легче, чем созданные классическим способом аналогичные детали. Это особенно важно в аэрокосмической и медицинской отраслях.
По данным Андрея Пашкова, особенность инициатив сотрудников ИРНИТУ заключается в гибридном подходе, предполагающем совместить аддитивные и традиционные технологии (поверхностное упрочнение, ультразвуковая, плазменная и лазерное обработка) с целью изменения механических свойств материала.
«Основная проблема аддитивных технологий состоит в том, что они не обеспечивают традиционных механических свойств материала. Когда мы получаем отливку и потом ее многократно прокатываем, то это гарантирует высокие механические свойства по прочности, ресурсу, так как уже ликвидированы пустоты, неровности, сформирована кристаллическая структура материала. Что же касается аддитивных технологий, то по сути это только литье, которое не обеспечивает требуемых свойств.
Поэтому мы планируем разработать гибридные технологии, аналогичные традиционным. После наплавки на 3D - принтере будет выполняться определенная обработка, улучшающая свойства материала. Сотрудники нашего института отслеживают мировые публикации по данной проблематике, - рассказал Андрей Пашков. Партнерами ИРНИТУ по данным исследованиям являются Томский политех и Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск).
Мы намерены реализовать проекты в этой области, объединив традиционные знания по упрочнению и обработке с аддитивными технологиями. В частности, планируем создать устройство с двумя рабочими органами – это проволочная наплавка и обрабатывающее устройство, способное реализовать дробеударную обработку, а также ультразвуковую и лазерную обработку. Сейчас наш проект представляет опытную установку. В перспективе разработаем роботизированную установку, позволяющую выходить на промышленную реализацию. Надеемся, что наши поисковые намерения заинтересуют магистрантов, которые будут работать под руководством опытных сотрудников Института авиамашиностроения и транспорта».
Андрей Пашков озвучил еще одну важную задачу, к выполнению которой преподаватели подключают магистратов. Она касается сотрудничества с иркутскими медиками. По заказу хирургов политеховцы приступили к созданию имплантов, используя 3 D-технологии с последующим формированием механических свойств материала.
«Объектом исследования являются импланты. По данным хирургов, традиционные импланты имеют низкий ресурс и быстро выходят из строя. На первом этапе предлагаем «выращивать» имплантаты на 3D-принтере, а на втором – целенаправленно улучшать их свойства. При этом мы будем широко применять известные нам авиастроительные технологии. Используя одновременно поверхностное упрочнение и лазерную обработку можно попробовать создать гибридную технологию. Однако важно не только повысить ресурс имплантов в плане циклической прочности, но и увеличить их приживаемость в организме человека.
Таким образом, нам предстоит решить межотраслевую задачу. Сотрудники института провели ряд совещаний с практикующими хирургами. Наша инициатива одобрена руководством ИРНИТУ. По поручению ректора Михаила Корнякова решено сформировать группу, в которую войдут магистранты ИРНИТУ и медики – студенты и аспиранты. Они будут работать на стыке инженерной и медицинской наук. Часть молодых исследователей займется улучшением приживаемости имплантов, а энергия и знания политеховцев позволят разработать технологии целенаправленного воздействия на механические свойства поверхностного слоя материалов, из которых они будут изготавливаться», - рассказал Андрей Пашков.
Научно-исследовательской и опытно-конструкторской работой магистранты Института авиамашиностроения и транспорта ИРНИТУ займутся во втором семестре на базе передовых вузовских лабораторий.
