Применение аддитивных технологий

Аддитивные технологии – специальность относительно новая, российские колледжи и вузы занимаются подготовкой студентов с 2017-2018 года. Что это за профессия, насколько она востребована и какие перспективы у молодых дипломированных специалистов?

Длительность подготовки

Подготовка будущих специалистов осуществляется на базе:

• основного общего образования (9 классов);
• полного общего образования (11 классов);
• среднего профессионального образования.

Обучение ведется в колледжах (код специальности – 15.02.09). Его длительность – 3 года 10 месяцев и 2 года 10 месяцев. По окончании учебного заведения выпускникам присваивается квалификация техник-технолог.

Продолжить обучение они могут в ВУЗах и получить степень бакалавра. Программы бакалавриата рассчитаны на 4 года. Код специальности «Аддитивные технологии» в университетах — 2.27.03.05.

Описание направления

Аддитивные технологии – это инновационный способ производства товаров разных промышленных групп методом послойного наращивания сырья. 3D принтер – самый известный пример устройства, работающего по описываемому принципу.

Материалы, способы нанесения могут отличаться, но в каждом случае продукция производится по единому принципу – послойному наращиванию. За основу технологи берут пластик, поликарбонат, бетон, металл, живые клетки – любые материалы.

Начало использования аддитивных технологий стало прорывом для современной промышленности, открыло дополнительные возможности. Сегодня они применяются в разных отраслях:

• строительство;
• дизайн и архитектура;
• медицина;
• машиностроение;
• научно-исследовательская работа;
• энергетика;
• электротехника;
• авиационная промышленность.

Самый известный пример применения – 3D принтер. Потенциал у этого направления мощный: с годами его популярность будет набирать обороты, а сферы применения расширяться. Эксперты рынка труда прогнозируют высокий спрос на специалистов по аддитивным технологиям.

Причина растущей популярности кроется в их особенностях: внедрение послойного наращивания сокращает себестоимость изготовления товара и ускоряет процесс его производства. При этом качество конечной продукции не только не теряется, а и повышается.

Периодически в средствах массовой информации публикуются новости о создании бионических протезов, человеческих органов для пересадки, одежды, предметов быта, которые объединяет одно – все они напечатаны на 3D принтерах. В перспективе массовым станет печать автомобилей, жилых домов и других объектов капитального строительства.

Инновации требуют хорошего технического и практического знания предмета, поэтому программы подготовки студентов включают максимум прикладных дисциплин.

Учебная программа

В колледжах и университетах дисциплины разбиты на несколько модулей, чтобы каждое направление было проработано досконально, без пробелов в образовании.

Курс подготовки техника и инженера-технолога включает десятки спецпредметов, включая:

1. Технический рисунок – от продумывания композиции до верстки и выбора шрифтов.
2. Промышленный дизайн, его тенденции и перспективы.
3. Практический промышленный дизайн, в процессе которого каждый студент будет работать над собственным проектом, рассчитывать его, создавать макет из бумаги.
4. Основы моделирования из Лего, других инструментов, в том числе с использованием простой 3D-печати.
5. Трехмерная графика и изучение программного обеспечения, практические навыки его использования.
6. Изучение разных технологий 3D, их отличий, сфер применения.
7. Допечатная подготовка 3D-моделей.
8. Оцифровка реальных объектов.
9. Создание презентаций проектов в разных программах, в том числе с очками виртуальной реальности.
10. Углубленное изучение векторной графики и других графических редакторов.
11. Моделирование цифровых скульптур.
12. Организация производств и их оптимизация.
13. Работа с технологическими стартапами, инженерный анализ.
14. Выездные практические занятия на производствах с использованием аддитивных технологий.
15. Стажировка на предприятии с возможным дальнейшим трудоустройством.

Должностные обязанности

В должностные обязанности специалиста входят:

Производство продукции методом послойного наращивания. Оно включает:

• организацию подготовительных мероприятий, сырья;
• запуск производства и контроль за его ходом;
• составление производственной технической документации, необходимой отчетности.

Работа над технологическим процессом производства. Сюда входят:

• подготовка 3D моделей деталей, комплектующих;
• разработка программы управления трехмерной печатью;
• разработка отдельных технологических этапов;
• внедрение новой технологии в производство;
• создание новых и модернизация действующих производственных цепочек аддитивными способами.

Управление аддитивными производствами. Оно подразумевает административные функции:

• организацию работы с привлечением сотрудников и бригад подрядчиков;
• руководство работой, включая своевременное обеспечение специалистов необходимыми ресурсами;
• ведение технической документации и отчетности.

Кем работать?

Диплом специалиста по аддитивным технологиям позволяет заниматься:

1. 3D-моделированием и компьютерным проектированием.
2. Эксплуатацией и обслуживанием аддитивных машин.
3. Индустриальным дизайном.
4. Инженерным проектированием.
5. Финальной обработкой объектов, изготовленных с применением аддитивных технологий.
6. Оптимизацией производств с применением цифровых технологий.
7. Разработкой и выводом новых товаров на потребительский рынок.

Заработная плата дипломированного техника без опыта работы составляет 35-45 тысяч рублей. В дальнейшем она будет расти.

Обязательные навыки и компетенции

Будущий инженер по аддитивным технологиям должен:

• знать материаловедение;
• в совершенстве владеть специализированным ПО и использовать его функционал в полном объеме;
• знать основы бизнес-планирования;
• уметь презентовать свой проект, четко сформулировав конечную цель, просчитав расходы и себестоимость производства;
• креативно мыслить, искать новые интересные решения;
• мысленно выстраивать всю технологическую цепочку;
• уметь точно и быстро подбирать материалы, инструменты, другие ресурсы для реализации проекта.

Технолог должен быть готов к тому, что его инновационные проекты, идеи не на всех производствах востребованы. В России это направление только набирает обороты – удельный вес отечественных предприятий, использующих его, не превышает 1,5% в общем объеме мирового рынка. Эксперты прогнозируют ему дальнейшее развитие.

Мировое лидерство удерживают Германия, Америка и Китай. Бизнесмены и инвесторы из этих государств охотно сотрудничают с перспективными российскими специалистами, предлагая им достойные условия и оплату труда.

Учебные заведения

Получить специальность можно в образовательных учреждениях технического профиля:

• Московском политехническом университете;
• Санкт-Петербургском политехническом университете им. Петра Великого;
• Московском госуниверситете им. Баумана;
• Томском политехе;
• Московском технологическом университете «СТАНКИН»;
• Политехническом колледже № 8 им. Павлова;
• Колледже предпринимательства № 11 в Москве.

Результаты использования метода послойного синтеза

Машиностроение. Первый прототип трехмерного автомобиля, развивающего скорость 112 км/ч, от компании Kor Ecologic. Кузов и детали для транспортного средства печатались на 3D принтере.

LMSD Swim – автомобиль, который производитель позиционирует как «умный и безопасный». Разработчики презентовали его осенью 2015 года. Транспортное средство на 2/3 напечатано на принтере. Для его изготовления использовались инновационные материалы – ABS-пластик и углеволокно.

Строительство. Объект, традиционное строительство которого занимает 2-3 года, можно построить за 15-20 дней, если применять строительную трехмерную печать. Это доказали инженеры-конструкторы из Дубая, создав «Офис будущего» в 2016 году.

Модульное здание высотой 6 метров, длиной 36 метров и шириной 12 метров они распечатали на принтере. Процесс занял 17 дней, еще 2 дня потребовалось на монтаж. Затраты на строительство составили 140 тысяч долларов. Объект полностью готов к эксплуатации.

Отель Lewis Grand на Филиппинах тоже построен с применением аддитивной печати. Автором проекта выступил россиянин Андрей Руденко.

Медицина. Томографическое исследование с высокоточной печатью больного органа и точной локацией патологии – один из наиболее распространенных и востребованных результатов внедрения инноваций. Благодаря этому виду диагностики и томографическим снимкам качество лечения удалось повысить в разы, сократить смертность пациентов.

Искусственное выращивание органов для пересадки в скором времени станет повседневной реальностью. Сегодня в медицинских лабораториях с успехом выращивается человеческая кожа для последующей пересадки, костные и хрящевые ткани.

Внедрение технологий позволяет печатать одноразовые стерильные инструменты, изготавливать высококачественные и точные имплантаты, зубные коронки, ортопедические протезы.

Крупные фармацевтические компании уже тестируют таблетки и другие лекарственные препараты с применением искусственного интеллекта. Это позволит сократить количество побочных эффектов, сроки выздоровления, снизить вероятность рецидивов.