ENERGIA ATOMOWA
Technologie addytywne są bardziej znane jako technologie druku 3D. Obecnie istnieje na nie duże zapotrzebowanie na całym świecie. Takie technologie otwierają cały szereg możliwości - przede wszystkim pozwalają wytwarzać produkty o unikalnym kształcie, szybciej i taniej. Jest to pożądane zarówno w medycynie, jak i w przemyśle. Siergiej Szłyczkow, przewodniczący Państwowego Komitetu Nauki i Technologii, opowiedział o tym, co nasz kraj już osiągnął w tej dziedzinie podczas szóstego forum liderów "Technologie addytywne - rzeczywistość przywództwa technologicznego".
Światowe trendy
Jak zauważył szef PKNT, w nowoczesnych warunkach rozwój gospodarczy jest niemożliwy bez wprowadzenia nowych technologii. Obecnie technologie addytywne są jednym z głównych motorów rozwoju przemysłowego na świecie. We wszystkich krajach rozwiniętych technologicznie trwają aktywne prace badawczo-rozwojowe nad stworzeniem metod, materiałów i sprzętu do druku 3D. Obecnie na świecie istnieje ponad 1000 odmian drukarek 3D: od tych używanych w domu po biodrukarki 3D do produkcji tkanek, które mogą być wykorzystywane do operacji i przeszczepów.
Na Białorusi ten kierunek również cieszy się dużym zainteresowaniem. „Głównymi zaletami technologii addytywnych jest skrócenie czasu i obniżenie kosztów produkcji wyrobów, wytwarzanie produktów o unikalnym kształcie, których nie można wyprodukować innymi metodami, możliwość szybkiej produkcji pojedynczych próbek. W przeciwieństwie do tradycyjnej produkcji, z pomocą technologii addytywnych można uzyskać produkty o unikalnych właściwościach, bez szwów, połączeń" - powiedział Siergiej Szłyczkow.
Historia technologii addytywnych na Białorusi
Powszechnie przyjmuje się, że praktyczny rozwój technologii addytywnych na świecie rozpoczął się w latach 80-tych XX wieku. Następnie rozpoczął się rozwój technologii addytywnych na Białorusi. Według przewodniczącego PKNT, pionierem tego kierunku w naszym kraju był Wydział Technologii Mechanicznych Witebskiego Państwowego Uniwersytetu Technologicznego.
Od 1992 roku w witebskim oddziale Instytutu fizyki ciała stałego i półprzewodników zaczęto rozwijać technologie addytywne. W tym czasie, wraz z technologiami laserowo-proszkowymi syntezy warstwa po warstwie, badano również technologie oparte na procesach fotopolimeryzacji, w szczególności opracowano różne warianty stereolitografii maskowej i projekcyjnej. Na początku XXI wieku Połocki Uniwersytet Państwowy zaczął opracowywać koncepcyjne zasady organizacji inteligentnej produkcji opartej na wykorzystaniu technologii addytywnych. W Państwowym Centrum Badawczo-Produkcyjnym Metalurgii Proszków Narodowej Akademii Nauk Białorusi utworzono eksperymentalną jednostkę do produkcji wyrobów z materiałów proszkowych, na której przeprowadzono cykl badań nad procesami produkcji addytywnej.
„Ważnym wskaźnikiem poziomu rozwoju technologii addytywnych jest skala ich przyjęcia w sferze przemysłowej. Obecnie istnieje kilkanaście białoruskich przedsiębiorstw produkcyjnych, które wykorzystują technologie addytywne (głównie technologie szybkiego prototypowania). Wśród nich należy wymienić nasze wiodące przedsiębiorstwo zajmujące się produkcją sprzętu AGD „Atlant”, które od 1993 roku aktywnie prowadzi druk 3D wyrobów z tworzyw sztucznych” - powiedział Siergiej Szłyczkow.
Na obecnym etapie rozwój technologii addytywnych na Białorusi i ich wdrażanie w różnych sektorach gospodarki jest realizowane w Instytucie Metalurgii Proszków, Instytucie Fizyki Stosowanej, Instytucie Mechaniki Układów Metalowo-Polimerowych, Instytucie Chemii Nowych Materiałów Narodowej Akademii Nauk Białorusi, Białoruskim Narodowym Uniwersytecie Technicznym, Białoruskim Państwowym Uniwersytecie Rolniczo-Technicznym, Białoruskim Państwowym Uniwersytecie Technologicznym oraz innych organizacjach naukowych i innowacyjnych kraju.
Druk 3D w medycynie i przemyśle
Około 40 prac jest zarejestrowanych w państwowym rejestrze prac badawczych, rozwojowych, projektowych i eksperymentalno-technologicznych naszego kraju na temat „technologii addytywnych”. Ich wyniki są wykorzystywane w produkcji. Wytwarzane są produkty o złożonych kształtach: matryce do formowania tworzyw sztucznych na potrzeby budowy maszyn, produkty o złożonych profilach w postaci implantów do chirurgii szczękowo-twarzowej, stomatologii, ortopedii, a także produkty specjalnego przeznaczenia.
Technologie addytywne w medycynie są szeroko stosowane w naszym kraju. Na przykład Republikańskie Narodowe Centrum Badawcze chirurgii dziecięcej opracowało i wdrożyło metodę chirurgicznego leczenia wrodzonych wad serca u pacjentów pediatrycznych z wykorzystaniem technologii druku 3D. Naukowcy z Republikańskiego Centrum Badań nad Traumatologią i Ortopedią zaproponowali metodę modelowania przedoperacyjnego z wykorzystaniem technologii projektowania i prototypowania 3D w planowaniu leczenia chirurgicznego pacjentów z urazami rdzenia kręgowego i wrodzonymi deformacjami do praktycznego zastosowania. Republikańskie Centrum Badań Naukowych Kardiologii pracuje nad opracowaniem metody leczenia chirurgicznego pacjentów z obturacyjnymi chorobami lewej komory serca przy użyciu wydrukowanych w 3D modeli przegrody międzykomorowej serca. Naukowcy z Narodowej Akademii Nauk Białorusi opracowali i wdrożyli metodę druku 3D części wykonanych z materiałów laminowanych i komórkowych dla małych pomp, w tym pomp wspomagania krążenia.
Ważnym elementem technologii addytywnych jest surowiec. Proszki podlegają wyższym wymaganiom pod względem kształtu, rozkładu wielkości cząstek i czystości. W Instytucie Metalurgii Proszków Państwowej Akademii Nauk wytwarzane są proszki sferyczne nie tylko z materiałów standardowych (nadstopy niklu, stale), ale również proszki stopowe o złożonej strukturze, wykorzystywane jako jeden ze składników w produkcji wysokotemperaturowych materiałów radioabsorbujących. Prowadzone są prace nad otrzymywaniem sferycznych proszków aluminium i stopów na bazie aluminium. Prowadzone są prace nad wytwarzaniem obiecujących materiałów proszkowych, żaroodpornych stopów na bazie kobaltu, które mogą znaleźć szerokie zastosowanie w przemyśle lotniczym, energetycznym, maszynowym, w dziedzinie mechaniki precyzyjnej.
Grupa specjalistów z Narodowej Akademii Nauk Białorusi opracowała technologię przetwarzania końcowego, która rozwiązuje problemy odprężania, zmniejszania porowatości i zwiększania plastyczności gotowych produktów. Instytut Fizyki Stosowanej Narodowej Akademii Nauk Białorusi produkuje drukarki 3D do druku w technologii FDM zgodnie z zamówieniami przedsiębiorstw o wymaganych wymiarach obszaru roboczego i wysokiej wydajności. Istnieją również inne projekty dotyczące produkcji drukarek 3D. "Dostępność krajowego sprzętu i filamentów umożliwia tworzenie wielkogabarytowych produktów z materiałów polimerowych" - powiedział Siergiej Szłyczkow.
Szkolenie personelu i współpraca z Rosją
Wiele uwagi poświęca się również w naszym kraju szkoleniu personelu w dziedzinie technologii addytywnych. Na przykład Witebski Uniwersytet Państwowy kształci studentów w specjalności „produkcja wyrobów opartych na technologiach trójwymiarowych”, w ramach której badane są techniki druku 3D. Istnieją również inne uniwersytety, które szkolą specjalistów w tej dziedzinie.
Na szczególną uwagę zasługuje współpraca Białorusi w dziedzinie technologii addytywnych z korporacją państwową "Rosatom". "Obecnie aktywnie pracujemy nad stworzeniem Republikańskiego Centrum technologii addytywnych ogólnego dostępu w naszym kraju. Centrum będzie zajmować się opracowywaniem nowych metod i materiałów do druku 3D, prowadzeniem badań i szkoleniem specjalistów dla różnych branż" - powiedział przewodniczący PKNT.
Zauważył również, że dzięki ciągłemu rozwojowi i rosnącej dostępności sprzętu, technologie addytywne nadal wykazują wysokie tempo wzrostu i z powodzeniem wykorzystują swój potencjał w różnych obszarach gospodarki. Białoruś jest gotowa dalej rozwijać ten kierunek, w tym we współpracy z rosyjskimi partnerami.
Waleria GAWRIŁOWA,
BELTA
