Медицина и промышленность: как в Беларуси используют 3D-печать
Комментарии
12.11.2024 | 13:34
Сергей Шлычков
Аддитивные технологии более широко известны как технологии 3D-печати. Сейчас на них большой спрос во всем мире. Такие технологии открывают целый ряд возможностей - в первую очередь позволяют получать изделия уникальной формы, причем быстрее и дешевле. Это востребовано и в медицине, и в промышленности. Чего уже достигла наша страна в этой сфере, рассказал председатель Государственного комитета по науке и технологиям Сергей Шлычков во время шестого лидер-форума "Аддитивные технологии - реальность технологического лидерства".
Мировые тенденции
Как отметил глава ГКНТ, в современных условиях развитие экономики невозможно без внедрения новых технологий. На сегодня аддитивные технологии являются одним из основных драйверов развития промышленности в мире. Во всех технологически развитых странах ведутся активные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию методик, материалов и оборудования для 3D-печати. Сейчас в мире существует более 1 тыс. разновидностей 3D-принтеров: от используемых в домашних условиях до 3D-биопринтеров для изготовления тканей, которые могут быть использованы для хирургии и трансплантации.
В Беларуси этому направлению также уделяется большое внимание. "Основные преимущества аддитивных технологий - сокращение сроков и стоимости производства изделий, изготовление изделий уникальной формы, которые невозможно произвести другим способом, возможность быстрого изготовления единичных образцов. В отличие от традиционного производства, с помощью аддитивных технологий можно получить изделия с уникальными свойствами, без швов, стыков", - рассказал Сергей Шлычков.
История аддитивных технологий в Беларуси
Принято считать, что практическое освоение аддитивных технологий в мире началось в 1980-е годы. Тогда же началась разработка аддитивных технологий в Беларуси. По словам председателя ГКНТ, пионером этого направления в нашей стране стала кафедра технологий машиностроения Витебского государственного технологического университета.
С 1992 года аддитивные технологии начали разрабатываться в Витебском отделении Института физики твердого тела и полупроводников. Тогда наряду с лазерно-порошковыми технологиями послойного синтеза также изучались технологии, основанные на процессах фотополимеризации, в частности, разрабатывались различные варианты масочной и проекционной стереолитографии. В начале 2000-х годов в Полоцком государственном университете началась разработка концептуальных принципов организации интеллектуальных производств на основе использования аддитивных технологий. В ГНПО порошковой металлургии НАН Беларуси была создана экспериментальная установка для получения изделий из порошковых материалов, на которой был выполнен цикл исследований процессов аддитивного построения.
"Важным показателем уровня развития аддитивных технологий являются масштабы их освоения в промышленной сфере. В настоящее время имеется не один десяток белорусских производственных предприятий, которые применяют аддитивные технологии (в основном это технологии для целей быстрого прототипирования). Среди них следует отметить наше ведущее предприятие по производству бытовой техники "Атлант", которое активно осуществляет 3D-печать изделий из пластика начиная с 1993 года", - отметил Сергей Шлычков.
На современном этапе развитие аддитивных технологий в Беларуси и их внедрение в различные отрасли экономики реализуется в Институте порошковой металлургии, Институте прикладной физики, Институте механики металлополимерных систем, Институте химии новых материалов НАН Беларуси, Белорусском национальном техническом университете, Белорусском государственном аграрном техническом университете, Белорусском государственном технологическом университете и других научных и инновационных организациях страны.
3D-печать в медицине и промышленности
В государственном реестре научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ нашей страны по тематике "аддитивные технологии" зарегистрировано около 40 работ. Их результаты используются в производстве. Изготавливаются изделия сложной формы: штампы для литья пластмасс в интересах машиностроения, сложнопрофильные изделия в виде имплантов для челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, ортопедии, а также изделия специального назначения.
Широкое применение в нашей стране получили аддитивные технологии в сфере медицины. Так, РНПЦ детской хирургии разработал и внедрил метод хирургического лечения врожденных пороков сердца у пациентов детского возраста с использованием технологии 3D-печати. Учеными РНПЦ травматологии и ортопедии для практического использования предложен метод предоперационного моделирования с применением технологии 3D-проектирования и прототипирования при планировании хирургического лечения пациентов с повреждениями и врожденными деформациями позвоночника. В РНПЦ кардиологии проводятся работы по разработке метода хирургического лечения пациентов с обструктивными заболеваниями левого желудочка с использованием напечатанных на 3D-принтере моделей межжелудочковой перегородки сердца. Учеными НАН Беларуси разработан и внедрен метод 3D-печати деталей из слоистых и ячеистых материалов для малогабаритных насосов, к числу которых относятся и кардионасосы вспомогательного кровообращения.
Важным элементом в аддитивных технологиях является сырье. К порошкам предъявляют повышенные требования по форме, гранулометрическому составу и чистоте. В Институте порошковой металлургии НАН производят порошки сферической формы не только из стандартных материалов (никелевый суперсплав, стали), но и сложнолегированные порошки, используемые в качестве одного из компонентов при получении высокотемпературных радиопоглощающих материалов. Проводятся работы по получению сферических порошков алюминия и сплавов на его основе. Имеются наработки по получению перспективных порошковых материалов, жаропрочных сплавов на основе кобальта, которые могут найти широкое применение в аэрокосмической, энергетической, машиностроительной отрасли, в области точной механики.
Группой специалистов НАН Беларуси разработана технология постобработки, которая решает проблемы по снятию напряжений, уменьшению пористости и увеличению пластичности готовых изделий. Институтом прикладной физики НАН Беларуси выпускаются 3D-принтеры для FDM-печати по заказам предприятий с требуемыми габаритами рабочей зоны и высокой производительностью. Есть и другие проекты по производству 3D-принтеров. "Наличие отечественного оборудования и филаментов позволяет создавать крупногабаритные изделия из полимерных материалов", - отметил Сергей Шлычков.
Подготовка кадров и сотрудничество с Россией
Большое внимание в нашей стране также уделяется вопросам подготовки кадров в области аддитивных технологий. Например, в Витебском государственном университете ведется подготовка студентов по специальности "производство изделий на основе трехмерных технологий", в рамках которой изучается техника 3D-печати. Есть и другие вузы, которые готовят специалистов в этой области.
Отдельного внимания заслуживает сотрудничество Беларуси в области аддитивных технологий с госкорпорацией "Росатом". "В настоящее время мы ведем активную работу по созданию в нашей стране Республиканского центра аддитивных технологий общего доступа. Центр будет заниматься разработкой новых методов и материалов для 3D-печати, проведением исследований и обучением специалистов для различных отраслей промышленности", - рассказал председатель ГКНТ.
Он также отметил, что благодаря постоянному развитию и увеличению доступности оборудования аддитивные технологии продолжают демонстрировать высокие темпы роста и успешно реализуют свой потенциал в различных сферах экономики. Беларусь готова и дальше развивать это направление, в том числе в сотрудничестве с российскими партнерами.
Валерия ГАВРИЛОВА,
БЕЛТА.-0-
Мировые тенденции
Как отметил глава ГКНТ, в современных условиях развитие экономики невозможно без внедрения новых технологий. На сегодня аддитивные технологии являются одним из основных драйверов развития промышленности в мире. Во всех технологически развитых странах ведутся активные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию методик, материалов и оборудования для 3D-печати. Сейчас в мире существует более 1 тыс. разновидностей 3D-принтеров: от используемых в домашних условиях до 3D-биопринтеров для изготовления тканей, которые могут быть использованы для хирургии и трансплантации.
В Беларуси этому направлению также уделяется большое внимание. "Основные преимущества аддитивных технологий - сокращение сроков и стоимости производства изделий, изготовление изделий уникальной формы, которые невозможно произвести другим способом, возможность быстрого изготовления единичных образцов. В отличие от традиционного производства, с помощью аддитивных технологий можно получить изделия с уникальными свойствами, без швов, стыков", - рассказал Сергей Шлычков.
История аддитивных технологий в Беларуси
Принято считать, что практическое освоение аддитивных технологий в мире началось в 1980-е годы. Тогда же началась разработка аддитивных технологий в Беларуси. По словам председателя ГКНТ, пионером этого направления в нашей стране стала кафедра технологий машиностроения Витебского государственного технологического университета.
С 1992 года аддитивные технологии начали разрабатываться в Витебском отделении Института физики твердого тела и полупроводников. Тогда наряду с лазерно-порошковыми технологиями послойного синтеза также изучались технологии, основанные на процессах фотополимеризации, в частности, разрабатывались различные варианты масочной и проекционной стереолитографии. В начале 2000-х годов в Полоцком государственном университете началась разработка концептуальных принципов организации интеллектуальных производств на основе использования аддитивных технологий. В ГНПО порошковой металлургии НАН Беларуси была создана экспериментальная установка для получения изделий из порошковых материалов, на которой был выполнен цикл исследований процессов аддитивного построения.
"Важным показателем уровня развития аддитивных технологий являются масштабы их освоения в промышленной сфере. В настоящее время имеется не один десяток белорусских производственных предприятий, которые применяют аддитивные технологии (в основном это технологии для целей быстрого прототипирования). Среди них следует отметить наше ведущее предприятие по производству бытовой техники "Атлант", которое активно осуществляет 3D-печать изделий из пластика начиная с 1993 года", - отметил Сергей Шлычков.
На современном этапе развитие аддитивных технологий в Беларуси и их внедрение в различные отрасли экономики реализуется в Институте порошковой металлургии, Институте прикладной физики, Институте механики металлополимерных систем, Институте химии новых материалов НАН Беларуси, Белорусском национальном техническом университете, Белорусском государственном аграрном техническом университете, Белорусском государственном технологическом университете и других научных и инновационных организациях страны.
3D-печать в медицине и промышленности
В государственном реестре научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ нашей страны по тематике "аддитивные технологии" зарегистрировано около 40 работ. Их результаты используются в производстве. Изготавливаются изделия сложной формы: штампы для литья пластмасс в интересах машиностроения, сложнопрофильные изделия в виде имплантов для челюстно-лицевой хирургии, стоматологии, ортопедии, а также изделия специального назначения.
Широкое применение в нашей стране получили аддитивные технологии в сфере медицины. Так, РНПЦ детской хирургии разработал и внедрил метод хирургического лечения врожденных пороков сердца у пациентов детского возраста с использованием технологии 3D-печати. Учеными РНПЦ травматологии и ортопедии для практического использования предложен метод предоперационного моделирования с применением технологии 3D-проектирования и прототипирования при планировании хирургического лечения пациентов с повреждениями и врожденными деформациями позвоночника. В РНПЦ кардиологии проводятся работы по разработке метода хирургического лечения пациентов с обструктивными заболеваниями левого желудочка с использованием напечатанных на 3D-принтере моделей межжелудочковой перегородки сердца. Учеными НАН Беларуси разработан и внедрен метод 3D-печати деталей из слоистых и ячеистых материалов для малогабаритных насосов, к числу которых относятся и кардионасосы вспомогательного кровообращения.
Важным элементом в аддитивных технологиях является сырье. К порошкам предъявляют повышенные требования по форме, гранулометрическому составу и чистоте. В Институте порошковой металлургии НАН производят порошки сферической формы не только из стандартных материалов (никелевый суперсплав, стали), но и сложнолегированные порошки, используемые в качестве одного из компонентов при получении высокотемпературных радиопоглощающих материалов. Проводятся работы по получению сферических порошков алюминия и сплавов на его основе. Имеются наработки по получению перспективных порошковых материалов, жаропрочных сплавов на основе кобальта, которые могут найти широкое применение в аэрокосмической, энергетической, машиностроительной отрасли, в области точной механики.
Группой специалистов НАН Беларуси разработана технология постобработки, которая решает проблемы по снятию напряжений, уменьшению пористости и увеличению пластичности готовых изделий. Институтом прикладной физики НАН Беларуси выпускаются 3D-принтеры для FDM-печати по заказам предприятий с требуемыми габаритами рабочей зоны и высокой производительностью. Есть и другие проекты по производству 3D-принтеров. "Наличие отечественного оборудования и филаментов позволяет создавать крупногабаритные изделия из полимерных материалов", - отметил Сергей Шлычков.
Подготовка кадров и сотрудничество с Россией
Большое внимание в нашей стране также уделяется вопросам подготовки кадров в области аддитивных технологий. Например, в Витебском государственном университете ведется подготовка студентов по специальности "производство изделий на основе трехмерных технологий", в рамках которой изучается техника 3D-печати. Есть и другие вузы, которые готовят специалистов в этой области.
Отдельного внимания заслуживает сотрудничество Беларуси в области аддитивных технологий с госкорпорацией "Росатом". "В настоящее время мы ведем активную работу по созданию в нашей стране Республиканского центра аддитивных технологий общего доступа. Центр будет заниматься разработкой новых методов и материалов для 3D-печати, проведением исследований и обучением специалистов для различных отраслей промышленности", - рассказал председатель ГКНТ.
Он также отметил, что благодаря постоянному развитию и увеличению доступности оборудования аддитивные технологии продолжают демонстрировать высокие темпы роста и успешно реализуют свой потенциал в различных сферах экономики. Беларусь готова и дальше развивать это направление, в том числе в сотрудничестве с российскими партнерами.
Валерия ГАВРИЛОВА,
БЕЛТА.-0-
