Интервью директора по науке ИЛМиТ Дмитрия Рябова и съемки в лабораториях института станут частью кинопроекта НИУ ВШЭ для российских школьников. Кинопроект «Кем быть в 2028. Профессии будущего» второй год совместно реализуют Факультет коммуникаций, медиа и дизайна Высшей школы экономики и Фонд развития общественных связей «Продюсер будущего». Проект представляет собой серии из 13-минутных роликов, каждый из которых посвящен одной профессии, актуальной на ближайшие 8-10 лет.
Сейчас авторский коллектив кинопроекта работает над серией о перспективной профессии «Разработчик биопротезов». Часть съемок уже прошла в компании «Моторика» (технопарк «Сколково»), которая использует для создания протезов верхних конечностей материалы и конструкции, разрабатываемые в ИЛМиТе. В самом институте снимали то, с чего начинается создание биопротезов: детальное изучение структуры изготовленной из порошка детали в лабораториях оптической и сканирующей электронной микроскопии и собственно печать в 3D-принтере рамок протезов на участке аддитивных технологий.
Как ожидается, российские школьники смогут увидеть фильм о разработчиках биопротезов и 3D-технологиях уже в сентябре – в самом начале учебного года.
Из интервью директора по науке ИЛМиТ Дмитрия Рябова авторам кинопроекта:
– Почему для изготовления протезов используется именно 3D-печать, а не другие методы металлообработки? – Протез – изделие уникальное, его подгоняют под конкретного человека. Если мы возьмем классические технологии, например, литье или деформацию с последующим фрезерованием, то нам для изготовления протеза потребуется либо индивидуальная литейная оснастка, либо перенастройка всего оборудования, чтобы оно фрезеровало заготовку под форму, которая каждый раз новая. Ну, и конечно, после фрезерования останутся горы стружки, и значит, коэффициент использования металла будет невысоким, а затраты на производство возрастут.
А 3D-печать как раз подходит для создания штучных продуктов. В 3D-принтере, добавляя материал слой за слоем, мы с высокой точностью изготавливаем нужную деталь, причем практически без отходов. Когда речь идет об уникальном, индивидуальном подходе, у 3D-печати альтернатив на сегодня практически нет.
– С чего начинается процесс 3D-печати, как он происходит и чем заканчивается? – Печать начинается с того, что разработчик-проектировщик делает 3D-модель детали, которую нам нужно получить. Чтобы адаптировать модель под принтер, ее с помощью специального программного обеспечения располагают на платформе – алюминиевой плите. В зависимости от того, как мы разместим деталь, на ее печать может уйти больше или меньше времени. При этом может измениться количество поддержек, необходимых, чтобы деталь сохраняла размеры и ее сложные контуры оформились правильно. Затем 3D-модель разбивается на слои толщиной несколько десятков микрон.
Процесс запускается после того как сделаны все настройки и в принтер засыпан порошок. Автоматика, нанося порошок слой за слоем, выращивает деталь на алюминиевой подложке. Когда принтер заканчивает последнюю операцию, изделие из него извлекают и механически удаляют поддержки.
Затем мы удаляем поддержки и проводим термическую обработку – в случае алюминиевых сплавов она нужна для устранения внутреннего напряжения и придания прочности. После этого деталь готова, мы отдаем ее дальше – в финальную сборку.
– Расскажите, пожалуйста, о ваших разработках – алюминиевых сплавах. В чем их главные преимущества применительно к протезам? – Мы разработали несколько сплавов. Нашей основной задачей было предложить потребителям что-то новое в части свойств. Одно из них – прочность, столь необходимая конструкторам. Алюминиевые сплавы, с которых все начиналось, хорошо печатаются, но их прочности сегодня уже порой не хватает. А разработанный нами материал на 25-30% прочнее аналога! При этом скорость печати, то есть время производства изделия, точно такое же и даже несколько выше. И все это без дополнительной затратной механической обработки. С точки зрения металлургии это обычный алюминиевый сплав, просто он прочнее, чем аналог.
