Калі руліць 3D

Сёння можна дакладна адзначыць, што Беларускі дзяржаўны тэхналагічны ўніверсітэт — адзіная ў краіне ўстанова вышэйшай адукацыі, дзе вядзецца падрыхтоўка спецыялістаў па вывучэнні трохмерных тэхналогій з улікам шырокага спектра іх прымянення ў інавацыйнай вытворчасці. Аб тым, як гэта адбываецца, нашым чытачам расказвае Аляксандр Уладзіміравіч СПІГЛАЗАЎ, кандыдат тэхнічных навук, загадчык кафедры механікі матэрыялаў і канструкцый, якая забяспечвае вучэбны працэс па спецыяльнасці “Вытворчасць вырабаў на аснове трохмерных тэхналогій”.

—Аляксандр Уладзіміравіч, вы, па сутнасці, стаялі ля вытокаў адкрыцця падрыхтоўкі спецыялістаў з вышэйшай адукацыяй па кірунку трохмерных тэхналогій вытворчасці. Чым, на ваш погляд, была выклікана неабходнасць такой падрыхтоўкі ў вашым універсітэце?

— Сёння трохмерныя тэхналогіі стварэння вырабаў (3D-друк) з розных матэрыялаў знаходзяць шырокае прымяненне ў побыце і на вытворчасці як у навукова-даследчых мэтах, так і для выпуску тавараў. На сённяшні час 3D-тэхналогіі выкарыстоўваюцца ў асноўным для вытворчасці аб’ёмных і наглядных макетаў вырабаў, якія паўтараюць толькі форму, але не могуць забяспечыць іх выкарыстанне ў рэальных умовах.

Цяпер развіццё такіх тэхналогій ідзе вельмі імкліва. Актыўна вядуцца распрацоўкі і ўкараняюцца ў вытворчасць тэхналогіі, якія дазваляюць вырабляць так званыя нагружаныя элементы канструкцый, якія валодаюць аптымальнай геаметрыяй і ўнутранай структурай матэрыялу. Аднак заўважу, нягледзячы на наяўнасць тэхналогій вытворчасці, узнікае пытанне: як іх абслугоўваць, як распрацоўваць канструкцыі саміх вырабаў. Безумоўна, патрэбен такі спецыяліст, які б валодаў глыбокімі ведамі аб матэрыялах і іх уласцівасцях у вырабах, меў канструктарскую падрыхтоўку, ведаў тэхналагічныя асаблівасці працэсу вытворчасці вырабаў, прынцыпы іх праектавання, аўтаматызацыі і праграмавання.

Большасць буйных прадпрыемстваў нашай краіны сёння ўжо маюць патрэбу ва ўкараненні і выкарыстанні 3D-тэхналогій мадэлявання і прататыпавання, у тым ліку і для выпуску серыйных вырабаў канструкцыйнага прызначэння і тавараў народнага ўжытку.

Прааналізаваўшы сітуацыю на рынку працы, улічваючы запатрабаванні заказчыкаў кадраў, была пастаўлена задача забяспечыць патрэбнасці прадпрыемстваў інжынернымі кадрамі ў галіне ўкаранення новых перадавых тэхналогій вытворчасці, канструявання і вытворчасці вырабаў на аснове трохмерных тэхналогій, праектавання асноўных элементаў тэхналагічнага абсталявання для іх рэалізацыі.

Адкрыццё такой спецыяльнасці не толькі дае пасыл да развіцця гэтага кірунку вытворчасці ва ўсёй яго разнастайнасці, але і створыць зачын у кадравым патэнцыяле нашай краіны ў галіне распрацоўкі і выяўлення новых кірункаў развіцця так званых адытыўных тэхналогій.

— Як вы фарміравалі зместавае насычэнне падрыхтоўкі кадраў для гэтай спецыяльнасці? Якія кампетэнцыі прадугледжваюцца для такіх спецыялістаў?

— Змест падрыхтоўкі сфармуляваны на падставе рэальных патрабаванняў прадпрыемстваў і арганізацый, якія працуюць у сферы трохмерных тэхналогій, а таксама закладваецца база па забеспячэнні канкурэнтаздольнасці выпускнікоў у галіне канструявання вырабаў і канструкцый, вывучэння перадавых і перспектыўных напрамкаў развіцця тэхналогій вытворчасці, інжынірынгу. Можна выдзеліць кампетэнцыі будучага спецыяліста, сярод якіх матэрыялазнаўства (палімеры, кампазіты, металы, кераміка, шкло, вяжучыя матэрыялы), структурастварэнне і кіраванне паказчыкамі эксплуатацыйных уласцівасцей, метады выпрабаванняў матэрыялаў і вырабаў; асновы праектавання прататыпаў і мадэлей вырабаў, прамысловы дызайн, камп’ютарныя метады мадэлявання, інжынерны аналіз і аптымізацыя канструкцыі вырабаў; трохмерныя тэхналогіі, абсталяванне для рэалізацыі працэсаў друку і стварэння вырабаў, асновы праектавання тэхналагічнага абсталявання; праграмаванне і аўтаматызацыя трохмерных тэхналогій і сродкаў тэхналагічнага абсталявання. Як бачна, нашы студэнты атрымліваюць аб’ёмныя і вельмі дакладныя веды па гэтай спецыяльнасці.

Думаю, што ў перспектыве спатрэбіцца вылучэнне шэрага асобных напрамкаў падрыхтоўкі кадраў, у прыватнасці прататыпаванне і выраб макетаў, што актуальна не толькі для візуалізацыі канструкцый і дэкаратыўных форм, але і для традыцыйных вытворчасцей на прадпрыемствах нашай краіны, а таксама архітэктуры і будаўніцтве, 3D-друк з палімераў і кампазітаў на іх аснове, 3D-друк з металаў, 3D-друк з неарганічных матэрыялаў, у машынабудаванні — друк кузаваў і формаўтваральных элементаў і г.д.

— Хто будзе ажыццяўляць падрыхтоўку спецыялістаў?

— Наш універсітэт з’яўляецца адукацыйнай пляцоўкай для падрыхтоўкі спецыялістаў у галіне тэхналогій перапрацоўкі і вытворчасці ў розных напрамках эканамічнай дзейнасці прадпрыемстваў. У БДТУ ўжо даўно ажыццяўляецца падрыхтоўка кадраў па сумежных (роднасных) спецыяльнасцях “Канструяванне і вытворчасць вырабаў з кампазіцыйных матэрыялаў” і “Хімічная тэхналогія арганічных рэчываў, матэрыялаў і вырабаў”. Выпускнікі, якія атрымаюць спецыяльнасць “Вытворчасць вырабаў на аснове трохмерных тэхналогій”, будуць адрознівацца ад спецыялістаў сумежных кірункаў узмоцненай падрыхтоўкай у галіне канструявання вырабаў і распрацоўкі новых спосабаў іх вытворчасці, у аснове якіх ляжыць адытыўны сінтэз.
Вядуць падрыхтоўку будучых спецыялістаў высокакваліфікаваныя педагогі. Агульнапрафесійныя і спецыяльныя дысцыпліны студэнтам чытаюць 7 выкладчыкаў кафедры механікі матэрыялаў і канструкцый, 6 з якіх — кандыдаты навук, дацэнты. Таксама будуць задзейнічаны выкладчыкі сумежных кафедраў універсітэта.

— Якая матэрыяльна-тэхнічная база створана ва ўніверсітэце, каб ажыццяўляць эфектыўную падрыхтоўку спецыялістаў па трохмерных тэхналогіях?

— Для аснашчэння вучэбнага працэсу была ажыццёўлена закупка базавага абсталявання. На яго аснове створаны лабараторны комплекс, які дазваляе ахапіць усе стадыі навучання студэнтаў, такія як матэрыялазнаўства, канструяванне вырабаў, трохмернае мадэляванне, інжынерны аналіз, тэхналогія вытворчасці, падрыхтоўка канструктарскай дакументацыі. Такі комплекс нам удалося стварыць пры істотнай дапамозе дзяржавы. У 2016 годзе выконваўся грант Прэзідэнта Рэспублікі Беларусь у адукацыі на тэму “Распрацоўка і ўкараненне ў адукацыйны працэс лабараторнага комплексу трохмернага прататыпавання з метадычным забеспячэннем, які адпавядае сучаснаму сусветнаму і айчыннаму ўзроўню развіцця навукі, тэхнікі і вытворчасці ў сферы адытыўных тэхналогій”.

Варта адзначыць, што для рэалізацыі навучання неабходна не толькі абсталяванне для 3D-друку, але і комплекс прыбораў для вывучэння шырокага спектра ўласцівасцей матэрыялаў, ацэнкі ўплыву тэхналагічных рэжымаў на магчымасць выпуску вырабаў і іх якасць. Універсітэт мае ўнікальныя лабараторыі з прафесійным абсталяваннем па вывучэнні разнастайных відаў матэрыялаў у любым агрэгатным стане, у тым ліку і ўстаноўкі па сінтэзе матэрыялаў, неабходныя для рэалізацыі трохмерных тэхналогій вытворчасці.
Натуральна, што па меры развіцця адытыўных тэхналогій і пашырэння напрамкаў падрыхтоўкі спецыялістаў матэрыяльная база ва ўніверсітэце будзе пастаянна ўдасканальвацца і даўкамплектоўвацца новым абсталяваннем. Гэта закладзена ў перспектыўны план развіцця БДТУ і ажыццяўляецца пры фарміраванні штогадовых планаў закупак.

— Аляксандр Уладзіміравіч, раскажыце, як вялася распрацоўка вучэбна-метадычнай дакументацыі для новай спецыяльнасці?

— Стварэнне неабходнай вучэбна-метадычнай дакументацыі — творчы і цікавы працэс, які доўжыцца ўжо некалькі гадоў і ў якім задзейнічаны некалькі дзясяткаў вучоных і выкладчыкаў нашага ўніверсітэта.

Асноўная цяжкасць у тым, што БДТУ з’яўляецца першапраходцам у падрыхтоўцы спецыялістаў па вытворчасці вырабаў на аснове трохмерных тэхналогій у нашай краіне. Пагаджуся, што ў свеце ёсць метадычныя распрацоўкі ў гэтым кірунку, але яны носяць разрознены характар, ахопліваюць асобныя аспекты тэхналогій.

Вучэбна-метадычную работу можна разглядаць у разрэзе двух асноўных напрамкаў: сістэматызацыя ўжо існуючых напрацовак, як уласных, так і выкладзеных у літаратурных крыніцах, і правядзенне даследчай работы па вывучэнні ўласцівасцей матэрыялаў, параметраў тэхналогіі трохмернага друку, спосабаў яго рэалізацыі. Так, напрыклад, пры выкананні гранта на падставе атрыманых вынікаў зроблены метадычныя рэкамендацыі па настройках аптымальных рэжымаў працэсу сінтэзу вырабаў, а таксама метадычныя ўказанні па рэалізацыі працэсу трохмернага сканіравання натурных узораў, камп’ютарнай апрацоўкі і аптымізацыі геаметрыі вырабаў, па даследаванні асобных стадый працэсу друку, ацэнкі ўплыву на якасць канчатковых вырабаў. Матэрыялы даследаванняў дазволілі ўпершыню стварыць аснову для адкрыцця падрыхтоўкі спецыялістаў з вышэйшай адукацыяй у галіне вытворчасці вырабаў на аснове трохмерных тэхналогій, сфармуляваць змест і структуры дысцыплін спецыяльнасці.

Пры стварэнні вучэбнай літаратуры выкарыстоўваюцца напрацоўкі перадавых навуковых даследаванняў. Так, з гэтага года пад маім кіраўніцтвам выконваецца навукова-даследчая работа задання “Распрацаваць тэхналагічныя асновы ў галіне 3D-друку вырабаў канструкцыйнага прызначэння з арміраваных тэрмапластычных палімераў”, дадзенага ў рамках Дзяржаўнай праграмы навуковых даследаванняў на 2016—2020 гады “Механіка, металургія, дыягностыка ў машынабудаванні”. Вучэбна-метадычная работа — гэта бесперапынны працэс. Сёння, калі інтэнсіўна ідзе развіццё тэхналогій, станаўленне напрамкаў, наша задача — своечасова адсочваць і напаўняць вучэбны працэс сучаснымі перадавымі ведамі.

Інтэрв’ю падрыхтавала Ала КЛЮЙКО.