Interfax-Russia.ru – Томские ученые работают над созданием первого в России левитационного 3D-принтера.
Специалисты из Томского государственного университета (ТГУ) разрабатывают 3D-принтер, который будет работать на основе так называемой акустической левитации. Первый прототип устройства ученые планируют создать к 2020 году. Работа ведется в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ), на который выделено 15 млн рублей.
"Первый этап – это контролируемая левитация частиц, затем на этой основе мы создадим метод манипуляции группой частиц, чтобы собирать из них трехмерные объекты. При попадании в звуковое поле и в процессе осаждения частицы порошкообразного вещества перегруппировываются, падают по требуемым траекториям и осаждаются в определенно заданный рисунок. Слой за слоем частицы будут осаждаться в какую-либо фигуру", - рассказал руководитель проекта, профессор ТГУ Дмитрий Суханов.
По его словам, технологию управления группой частиц сегодня освоило уже множество развитых стран, однако наилучших результатов достигли ученые из Японии и Великобритании. Пока что исследователи пытаются левитировать вещества в различных средах – в основном в воздухе и в воде. В перспективе, если все эти опыты окажутся удачными, технологию можно будет применить, например, при установке компонентов на печатные платы, а также при работе с химически агрессивными растворами - кислотами или веществами, разогретыми до высоких температур.
"Мы применяем собственные решетки ультразвуковых излучателей, разрабатываем систему параллельного управления излучателями и программное обеспечение. Для достижения поставленной цели необходима комбинация цифровых технологий передачи и обработки большого объема данных, технологий синхронного генерирования и усиления множества сигналов, а также решений акустических и аэродинамических задач", - сказал Суханов.
По данным вуза, томские исследователи уже создали собственную установку для левитации мелких частиц, в частности, пенопласта, в акустическом поле. Прибор состоит из безэховой камеры, покрытой поглотителями волн, и излучателей.
"В потоке акустических волн (40 кГц - ИФ) частицы находятся в подвешенном состоянии, в зависимости от мощности можно увеличивать их количество и размер. При помощи специально созданной программы левитируемыми частицами можно управлять, двигать из стороны в сторону", - уточнили в пресс-службе университета.
В дальнейшем, как отметил Суханов, к работе над проектом разработчики, вероятно, привлекут и университетских химиков – их помощь, в частности, понадобится при выборе оптимальных веществ и температурных режимов для соединения частиц в трехмерный объект.
Вместе с тем, томские ученые первыми в России применили 3D-технологии и при создании спутника. По данным разработчиков, космический аппарат размером всего 30 на 11 и 11 см, получивший название "Томск-ТПУ-120", относится к классу наноспутников и призван помочь ученым испытать новые технологии и материалы в условиях космоса. В августе прошлого года спутник был выведен в открытый космос с Международной космической станции (МКС).
"За первые два месяца своего пребывания в космосе "Томск-ТПУ-120" совершил почти тысячу витков вокруг планеты, его сигналы приняли радиолюбители 8 стран: Германии, США, Японии, Бразилии, Великобритании, Франции, Финляндии и разных городов России. Всем им он передал поздравление, записанное к 120-летию вуза на разных языках студентами Томского политеха, и телеметрию - информацию о параметрах работы его систем", - рассказали в пресс-службе Томского политехнического университета, в стенах которого и был создан уникальный аппарат.
Там же отметили, что все радиолюбители, сообщившие о приеме сигнала в студенческий Центр управления полетами (ЦУП) Томского политеха, получат памятные карточки. Они станут официальным подтверждением того, что человек действительно слышал сигнал с томского спутника.
Кроме того, впервые с использованием 3D-модели будет спроектировано и научно-исследовательское судно "Пионер-М". Реализацией проекта займется Севастопольский государственный университет (СевГУ).
"То, что мы делаем, происходит впервые в стране. Мы передадим заводу-изготовителю не чертежи, а 3D-модель. До сих пор такие технологии использовались только в военном кораблестроении. Кроме того, мы одними из первых пытаемся применить инновационную методологию проектирования, по которой рассчитываем весь жизненный цикл судна на 125 лет - от закладки до утилизации", - сообщил проректор по научной и инновационной деятельности СевГУ Максим Евстигнеев.
Как в свою очередь рассказали в пресс-службе университета, работа над проектом "Пионер-М" велась одновременно в студенческом проектном офисе (при СевГУ), где над ним трудились студенты 9 вузов России, и в севастопольском конструкторском бюро (КБ) "Коралл".
"На сегодняшнем этапе проектирования идет выбор основных технических решений: окончательно определяются основные параметры судна – длина, осадка, тип двигательной установки, архитектурно-конструктивный тип корабля; ведется компоновка элементов", - сообщили в университете.
Как ожидается, судно начнут строить весной следующего года. Исполнителем проекта, предположительно, выступит "Севморзавод".
"Прецедента, чтобы вуз принимал участие в подобном процессе, вы не найдете в России. Мы пытаемся проектировать и строить судно по-новому. "Пионер-М" сойдет со стапелей в конце 2019 года", - отметил Максим Евстигнеев.
Вместе с тем, 3D-технологии сегодня успешно применяются и в медицине. Так, к примеру, в ноябре минувшего года в медицинском промышленном парке в Новосибирске открылось первое в Сибири производство по изготовлению "напечатанных" на 3D-принтере имплантатов для лечения переломов (остеосинтеза).
"В России всего три производства, которые занимаются выпуском подобных изделий. Одно из них в Подмосковье - это локализация английской фирмы, ничего российского там близко нет, кроме территории, на которой это все выпускается. Второе производство - в Рыбинске. Там не производится и четверти объема тех изделий, которые производятся здесь, в медтехнопарке", - заявил журналистам новосибирский вице-губернатор Александр Титков.
Он также отметил, что в 2017 году валовая выручка медпромпарка составила около 500 млн рублей, а после запуска второй очереди, которая запланирована на 2018 год, эта сумма вырастет до 1,5 млрд рублей в год.
По словам директора АО "Инновационный медико-технологический центр" (Медицинский Технопарк) Екатерины Мамоновой, свои изделия медицинский промпарк планирует поставлять, прежде всего, Минобороны РФ, заинтересованному в подобных товарах отечественного производства.
"В медпромпарке будет открыто еще два новых производства. Одно из них связано с лабораторным пластиком и второе - это производство, первое в России производство персонализированных имплантатов - здесь установят 3D-принтеры, это будет только под медицину", - сказала она.
Обозреватель Наталья Пономарева
Присоединяйтесь к Interfax-Russia в "Twitter‘е", "Вконтакте" и на "Facebook
Закон о тишине в Томской области может быть ужесточен