Ученые Сколтеха разработали первый в России композитный 3D-принтер

Cколковский институт науки и технологий, в составе консорциума исполнителей, приступил к выполнению проекта «Разработка интегрированной системы компьютерного проектирования и инжиниринга для аддитивного производства легких и надежных композитных конструкций ключевых высокотехнологичных отраслей промышленности» в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014—2020 годы», мероприятие 1.4.

Одна из ключевых задач проекта — создание технологии и оборудования для аддитивного производства (3D печати) композитных конструкций.

На сегодняшний день сотрудниками Сколковского института науки и технологий уже разработана технология 3D печати изделий из композитов, в частности – углепластика, позволяющая получать образцы композиционного материала, превосходящие по своим механическим характеристикам мировые аналоги.

Так, прочность первых образов, изготовленных по отечественной технологии, составляет более 400 МПа (прочность конструкционных алюминиевых сплавов — 200-300 МПа), что превосходит аналогичные показатели мировых аналогов в лице главного конкурента — американской компании MarkForged — почти в два раза

Идея, изначально предложенная директором Центра Сколтеха по перспективным конструкциям Зафером Гюрдалом, была выбирана в качестве одного из проектов для стартап-лаборатории Центра. Профессор Гюрдал начал работать над этим проектом в Южной Каролине в прошлом году, и, приехав в Россию, решил продолжить развивать эту перспективную идею в Сколково. Летом 2014-ого года Дмитрий Васильев, магистрант Сколтеха, проходил практику в Университете Южной Калифорнии (USC) и работал там над этой темой. Сейчас Дмитрий — полноправный член команды проекта. «В июле мы подали заявку на субсидию Минобрнауки – рассказывает Федор Антонов, старший научный сотрудник Центра – Несмотря на то, что в тот момент у нас не было работающего прототипа, мы получили финансирование и активизировали работу в октябре 2014-ого года. В последующие четыре месяцы мы очень много работали, и после ряда неудач, пришли, наконец, к рабочему решению: никто не ожидал, что оно окажется настолько эффективным. Сейчас все члены команды крайне воодушевлены перспективами проекта! У нас есть работающий прототип, который может печатать очень прочные и жесткие детали, есть технология, которую мы планируем запатентовать. Вы спросите – зачем нужен такой принтер? Ответ прост: сегодня 3D печать используются преимущественно для быстрого прототипирования, то есть для изготовления макетов, а не реальных изделий. Наша технология позволит изготавливать на 3D принтере нагруженные элементы конструкций, обладающие оптимальной геометрией и внутренней структурой материала. Кстати, проектирование таких конструкций — это отдельная очень большая задача, за которую в проекте отвечает команда из Санкт-Петербургского политехнического университета. Такой принтер уже не просто печатает игрушки. Вы сможете печатать детали для беспилотников, квадрокоптеров и роботов, лопасти, кронштейны, корпусные элементы – выбор практически неограничен (единственное условие – чтобы они были не слишком большими по размеру). Можете напечатать, например, протезы, ортопедические стельки для ботинок, пряжки для ремней. В конце концов, можете напечатать негнущуюся крышку для Вашего iPhone 6 Plus. А в будущем эту технологию можно будет использовать и в аэрокосмической отрасли», — заключает Федор.

Замена материалов связующего (с пластиков для прототипирования на конструкционные и суперконструкционные термопласты) и дальнейшая отработка технологического процесса позволит улучшить текущие показатели еще в 2-3 раза.

В течение ближайших двух лет консорциумом проекта планируется спроектировать, изготовить и испытать конструкции из композитных материалах в интересах индустриального партнера проекта — Объединенной ракетно-космической корпорации.

***

Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – негосударственное научно-образовательное учреждение в Сколково (Россия, Московская область). Созданный в 2011 году при участии Массачусетского технологического института (МТИ), институт готовит новые поколения исследователей и предпринимателей, развивает научные знания и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром в новом тысячелетии. Сколтех строит свою работу, опираясь на опыт лучших российских и международных образовательных и исследовательских институтов. При этом особый акцент делается на преподавание навыков предпринимательской и инновационной деятельности.