Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Гонка преследования

Ключевые слова:  аддитивные технологии, периодика

Автор(ы): Ольга Михайлова

Опубликовал(а):  Палии Наталия Алексеевна

25 ноября 2015

«Отрасль аддитивных технологий переживает изменения, которых не было за все 20 с лишним лет наблюдений», – говорит старший консультант Wohlers Тим Кэффри. Россия пытается встроиться в процесс. «Не видеть существующую тенденцию, не оседлать ее было бы просто неумно», – заявил в феврале на конференции «Аддитивные технологии в промышленности» вице-премьер Дмитрий Рогозин. По его словам, это будет новая промышленная революция. «Цифровое производство сменит в ближайшие 20 лет некоторые виды массового производства, особенно с высокой конечной стоимостью продукта», – говорит он.

Особенности национальной печати

Как рассказал на конференции глава Всероссийского НИИ авиационных материалов (ВИАМ) Евгений Каблов, в мире есть уже много примеров, подтверждающих курс на глубокое применение аддитивных технологий. «Boeing благодаря 3D-печати изготавливает более 22 тыс. деталей 300 наименований для десяти марок коммерческих и военных самолетов», – отметил он.

На долю России пока приходится 2% 3D-принтеров, установленных в мире

Традиционное производство деталей по сути близко скульптуре: берется материал и от него отсекается все лишнее. Суть аддитивных технологий противоположна: здесь изделие «печатается» слой за слоем. За процессом следит компьютер, ориентируясь на точную 3D-модель. У метода есть несколько сильных сторон. Во-первых, сокращаются расходы мате риала (в зависимости от детали экономия может достигать 75%). Во-вторых, появляется возможность создавать более сложные изделия (например, с различными полостями). В-третьих, можно выпускать детали, не нуждающиеся в дополнительной обработке.

Лидер глобального рынка аддитивных технологий – США (доля немногим менее 40%). И это направление в стране продолжает развиваться. Так, по распоряжению президента Барака Обамы создан Национальный научный центр по аддитивным технологиям, включающий 15 государственных институтов. На Россию, по оценке Wohlers, приходится менее 2% 3D-принтеров, установленных в мире с 1988 по 2012 год. Сколковский институт науки и технологий («Сколтех») в своем докладе по развитию новых производственных технологий приводит еще такие данные: за последние 15 лет в нашей стране выдан 131 патент по различным аспектам аддитивной печати – 0,14% от мирового количества. Причем 14 из них получены отечественными заявителями, а 117 – иностранными.

3.jpg

Сейчас деятельность большинства российских компаний и исследовательских центров, так или иначе связанных с аддитивными технологиями, на деле сводится к работе с зарубежными оборудованием и материалами. Однако в связи с появлением на государственном уровне акцента на замещении импорта, ситуация должна меняться. Во всяком случае, на это рассчитывают в правительстве. Минпромторг ведет работу над отдельной подпрограммой «Развитие средств производства» в рамках госпрограммы «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности», предусмотрев в ней мероприятия по внедрению аддитивных технологий. «Нельзя создать в ближайшие 10- 15 лет конкурентоспособную промышленность, если не внедрять аддитивные технологии», – говорит глава ведомства Денис Мантуров.

Дорогу осилит идущий

У истоков современного аддитивного производства стоит стереолитография, внедряемая с середины прошлого века. Это процесс изготовления трехмерных изделий из фотополимерных материалов под воздействием света. В дальнейшем усовершенствования касались технических деталей: методов сканирования модели, способов формирования слоев из материалов, проецирования изображения и технологий отверждения. В нашей стране серьезные работы по данному направлению ведутся с 1970-х, когда предприятиями Минэлектронпрома начался выпуск технологических лазеров. Но долго основным достижением в сфере лазерной стереолитографии были лишь исследования ученых Института проблем лазерных и информационных технологий, выполненные в бытность СССР.

75% материалов позволяют экономить технологии 3D-печати

Ситуация стала меняться только в последние годы, когда отдельные предприятия и исследовательские центры начали работу над внедрением аддитивных систем. Сейчас появляются первые результаты. Так, в ВИАМе недавно впервые в стране изготовили по аддитивной технологии сложную деталь – «завихритель» авиационного двигателя ПД-14. Есть и другие примеры. Азамат Хаширов, студент химического факультета Кабардино-Балкарского университета, на Выставке инновационных проектов молодых ученых Северного Кавказа представил новый материал для 3D-печати на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена и галлуазита, минерала подкласса слоистых силикатов.

Сегодня сразу несколько крупных научных и инженерных центров России говорят о своем интересе к теме аддитивных технологий. На базе завода «Воронежсельмаш» реализуется проект по созданию профильного центра, здесь собран наиболее полный комплект 3D-принтеров. Осенью прошлого года это направление было официально включено в список приоритетов ядерного кластера «Сколково». А Сибирское отделение РАН готовит заявку в Фонд перспективных исследований на создание своего Центра развития 3D-индустрии. Председатель отделения Александр Асеев полагает, что в России есть реальная возможность организовать в сжатые сроки производство различных 3D-принтеров и сырья для них.

4.jpg

И новости, подтверждающие эту мысль, понемногу, но появляются. В марте сотрудники Центра перспективных конструкций «Сколтех» объявили о том, что им удалось создать новый композитный материал, характеризующийся высокой прочностью (более 400 МПа, в то время как у традиционных конструкционных алюминиевых сплавов – 200–300 МПа). «Самая распространенная технология 3D-печати состоит в разогреве пластика в экструдере принтера и послойном наплавлении изделия. Если в эту тонкую струйку внедрить армирующие волокна, то на выходе получится композитный материал крепче алюминия», – поясняет старший научный сотрудник центра «Сколтех» Федор Антонов. Однако возникает проблема с тем, чтобы добиться хорошего качества получаемого изделия. Собственно, достоинство разработки в формировании крепкой поверхности сопряжения между компонентами композита.

Это позволяет перейти от прототипирования к изготовлению нагруженных элементов конструкций, то есть соответствует глобальному тренду, обозначенному Wohlers. Кстати, проектирование таких конструкций – отдельная задача, за которую отвечает команда из Санкт-Петербургского политеха. «Вы сможете печатать детали для беспилотников, квадрокоптеров и роботов, лопасти, кронштейны, корпусные элементы – выбор практически неограничен. Можете напечатать, например, протезы, ортопедические стельки для ботинок, пряжки для ремней. В конце концов, можете напечатать негнущуюся крышку для вашего телефона. А в будущем эту технологию можно будет использовать в аэрокосмической отрасли», – заключает Федор Антонов. Замена материалов с пластиков для прототипирования на более прочные и дальнейшая отработка технологического процесса, как ожидается, позволят улучшить текущие показатели в два-три раза. В течение ближайших двух лет планируется спроектировать, изготовить и испытать конструкции из новых материалов в интересах индустриального партнера проекта – Объединенной ракетно-космической корпорации.

Кто на новенького?

Каждый год в Америке проходит конференция TED – одна из самых известных в мире площадок для презентации идей, меняющих мир. Когда-то здесь были представлены персональный компьютер Macintosh и первый компакт-диск Sony. В этом году одной из главных премьер конференции стала технология CLIP, позволяющая «выращивать» предметы, играя на балансе света и кислорода. Аббревиатура произошла от Continuous Liquid Interface Production, что означает непрерывное изготовление в жидком интерфейсе. Суть в том, что создается прозрачное окно, которое подобно линзе пропускает свет и кислород в емкость с жидким фоточувствительным полимером. Кислород не позволяет отдельным его участкам затвердевать, а ультрафиолет, наоборот, используется в качестве фиксатора. Автомат контролирует дозирование кислорода и света, «выращивая» изделие. Создатели из компании Carbon3D уверяют, что скорость печати у CLIP-устройства может быть в 25–100 раз выше, чем на обычном 3D-принтере (в зависимости от модели). Еще одно достоинство – более устойчивые механические свойства из-за отсутствия швов спекания. При этом CLIP допускает использование для литья весьма широкого перечня материалов. Например, применяя в качестве исходного сырья эластомеры, можно выпускать детали самых разных продуктов от спортивной обуви до автокомпонентов.


В статье использованы материалы: Нефтехимия РФ


Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 


Комментарии
Пастух Евфграфович, 30 ноября 2015 15:13 
ОЧЕНЬ бы хотелось получить Гибкие полотна боковых зеркал на автомобили.
Палии Наталия Алексеевна, 19 декабря 2015 21:30 
на сайте МИСиС выложена видеозапись Лекции И.Ю. Смурова, прочитанной в рамках цикла

"Рождественских лекций 2015", Аддитивные технологии превращают мечту в реальность

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Золотая ветвь
Золотая ветвь

"Кванториум" презентовал новую образовательную программу по нанотехнологиям
ФГАУ ФНФРО и ФИОП РОСНАНО недавно представили новую образовательную программу для наноквантумов

РИА Новости: В Стокгольме вручили Нобелевскиe премии
10 декабря состоялась церемония награждения Нобелевскими премиями за 2018 год, вручены премии в области медицины или физиологии, физики, химии. Накануне Нобелевские лауреаты прочитали лекции.

Лекционный курс «Элементоорганические соединения» в рамках развития проекта «Академический (научно-технологический) класс в московской школе»
В период с 9 по 30 октября 2018 г. в ИОНХ РАН были прочитаны лекции, посвященные элементоорганическим соединениям.

Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Рентгеновская микроскопия
А.В.Афонин, Мельников Геннадий Семенович
В предлагаемом кратком обзоре сделана попытка оценки возможностей применения рентгеновских методов анализа регулярных структур. Обзор может быть полезен участникам наноолимпиады и всем, кто интересуется современными методами анализа и их последовательным развитием.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.