Альніков Євген Миколайович 

Магістр

 Харківська державна академія дизайну і мистецтв, Україна, Харків

  Анотація: У роботі розглядаються технології 3D-друку в Україні. 3D-друк пов’язують з четвертою промисловою революцією, що означає злиття автоматизованого виробництва, обміну даних і виробничих технологій в єдину систему. Стрімкий розвиток технології 3D-друку вимагає вивчення як теоретичних, так і практичних можливостей цієї технології в дизайні та архітектурі. Актуальність та новизна роботи полягає у встановленні та науковому обґрунтуванні можливостей застосування та перспективи розвитку технології 3D-друку як форми промислового дизайну в Україні. 

  Ключові слова: технології 3D друку, предметно-просторове середовище, дизайн

  За підсумками Всеукраїнської виставки-конференції передових технологій 3D-друку та сканування «3D PRINT CONFERENCE KIEV», що пройшла 16 жовтня 2016 р. в м. Києві на НСК «Олімпійський» були розглянуті теми: 1) Тенденції і прогноз світового ринку 3D-друку; 2) 3D-друк в меті розвитку України; 3) 3D-друк металом: створення матеріалів складних 3D-форм при низьких затратах; 4) Чи зможе 3D-друк змінити ринок будівництва і нерухомості; 5) Нюанси інженерного 3D-друку; 6) Контроль якості і випробовування полімерної нитки ABS і PLA; 7) Роль промислового дизайну і 3D-друку для успішного стартапу; 8) Сучасні програми 3D-моделювання від Autodes. В рамках конференції були проведені майстер-класи з: прикладної інформації з 3D-друку; з видів 3D-друку; з SLA і FDM – технології 3D-друку; з виготовлення оптимальних конструкцій за допомогою адитивних технологій; з обзору 3D-принтерів (SLA, Delta printer); з друку власноруч створених моделей сувенірів; з видів сканерів (Artec, David, Sense); з корисного ПО для сканування; з 3D-сканерів своїми руками від Ardunio; з презентації учбового посібника для 3D-моделювання і друку; з набору для 3D-моделювання і друку; з секретних банків 3D-моделей.

  Участь в конференції прийняли 27 компаній що займаються технологіями 3D-друку та сканування. 

  Український стартап Kwambio, відомий як онлайн-платформа дизайнерських 3D-форм, запустив перше в Україні виробництво 3D-друку повного циклу. Kwambio заснували Володимир Усов і Дмитро Кривошей у 2014 році. Команда перемогла в конкурсі стартапів на IDCEE - найбільшій IT-конференції в Центральній і Східній Європі, а в 2015 році пройшла акселерацію в TechStars Boston. Kwambio співпрацює з дизайнерами та незалежними студіями (Chen Chen & Kai Williams, byAMT, Andrew Sack, Jim Drain і багатьма іншими), а також уклала партнерські договори з різними компаніями-виробниками. Однак тепер стартап буде пропонувати керамічні та металеві товари власного виробництва в Одесі.

  "Ми намагалися працювати з американськими партнерами. Але якість, ціни і терміни виробництва не годилися. Чашка за 100 доларів, яку треба чекати п'ять тижнів... Тому вирішили відкрити власне виробництво. Розробили свої власні матеріали для друку і гарантуємо терміни виробництва в 2-3 рази швидше. Ну і ціна, звичайно, в рази нижче", - пояснив засновник і головний виконавчий директор Kwambio Володимир Усов. "Наша мета - пропонувати продукцію високої якості за доступними цінами, щоб зробити 3D-друк і виробництво якісних товарів доступними більшості людей і компаній", - сказав він.

  Виробництво спеціалізується на керамічних і металевих виробах і працює як з бізнесом, так і з індивідуальними замовленнями. Вже сьогодні можна замовити друк виробів з кераміки, а в листопаді 2016 р. стартує цех з виробництва моделей з бронзи. Особливістю виробництва Kwambio є використання промислових 3D-принтерів в з'єднанні з традиційними технологіями. Після 3D-друку об’єкт необхідно відправити в піч для випалювання - як у традиційному гончарному виробництві, а пізніше керамісти наносять глазур і роблять другий випалювання, як пояснив Олександр Мустафаєв, винахідник першого 3D-принтера в Центральній Європі і головний інженер Kwambio.

  Цільова аудиторія проекту широка. Kwambio друкує готові вироби, які можливо купити на сайті, а також приймає замовлення дизайнерів, компаній і звичайних користувачів. Ідею об’єкту можливо подати у вигляді скетчу (начерку) – спеціалісти компанії створять 3D-модель, порадять оптимальний матеріал, надрукують прототип, внесуть при необхідності правки і надрукують фінальний продукт або серію виробів. Увесь процес займає два тижні, а за 3D-друком вашого об’єкту можливо спостерігати в реальному часі на сайті Kwambio через камеру он-лайн - трансляції.

  Запуск власного виробництва команда готувала п’ять місяців. За цей час в Kwambio розробили не тільки особливі способи друку, але й власні матеріали, які дозволили отримати більше 80 видів поверхонь виробів. Матеріал міцний і надійний – надруковані керамічні вироби можна мити в посудомийній машині, використовувати в духовці. Потужностей виробництва достатньо для виробництва більше тисячі виробів в місяць, запевняють в компанії, на сьогодні працює два цеха з 3D-друку кераміки, тому поки що приймаються замовлення на виробництво тільки керамічних виробів. Вартість виробу розраховується індивідуально виходячи з ціни $0.07 за один квадратний сантиметр для керамічних виробів. Максимальний розмір виробів: 350х350х380 мм, мінімальна товщина стінки/радіус: 3мм.

  Серед вітчизняних науковців помітні дослідження з теорії технологій 3D-друку проводив Чернишова Сергій Іванович. Він зацікавився унікальною технологією 3D-друку, яка зробила прорив у світовому виробництві, і прийняв рішення про впровадження цієї технології в Україні. Для цього він уклав угоду з провідною компанією в цій сфері 3D Systems і в 2001 році поставив в Харків перші в країні новітні промислові 3D-принтеры, що працювали за технологією швидкого прототипування (англ. Rapid Prototiping). Устаткування було встановлене в НТУ "ХПІ" на кафедрі "інтегрованих технологій машинобудування". Для просування технології 3D-друку в масштабах країни за ініціативою С.І. Чернишова на базі НТУ "ХПИ" був створений учбовий-науково-виробничий центр «Високі технології в машинобудуванні». Таким чином, з'явився перший кластер у сфері науки і виробництва, що дозволило об'єднати науку, учбовий процес і виробництво.

  У 2006 році в НТУ "ХПИ" Чернишов захистив першу в Україні кандидатську дисертацію на тему інтегрованих технологій пошарового вирощування виробів, в 2008 році став лауреатом Державної премії України в галузі науки і техніки за розробку і впровадження інтегрованих комплексних технологій для виробництва наукомісткої продукції машинобудування - авіаційних двигунів нового покоління.

  Тезою його дисертації є: - «Основною перевагою пошарового вирощування виробів (Rapid Рrototyping) є можливість істотного зниження тривалості повного циклу виготовлення виробів, що являє собою суму трьох етапів: створення комп'ютерної моделі, її матеріалізацію й постобробку для кінцевого надання виробові необхідних споживчих властивостей». Метою його роботи стало: підвищення ефективності інтегрованих технологій пошарового вирощування виробів на основі статистичного прогнозування часу повного циклу виготовлення. 

  С. І. Чернишов зауважував: - «Ефективність використання інтегрованих технологій пошарового вирощування виробів прямо залежить від раціонального вибору методу матеріалізації й можливості попередньої оцінки тривалості повного циклу виготовлення виробу. Причому ця оцінка повинна виконуватися на етапі ухвалення рішення про використання тієї або іншої технології».

  «Необхідно відзначити, що зі збільшенням рівня комп'ютеризації інтегрованих технологій зростає їхній рівень інкапсуляції (невідомості для користувача використовуваних внутрішніх властивостей і методів). Це у свою чергу призводить до підвищення рівня невизначеності при прогнозуванні тривалості повного циклу виготовлення виробів. Особливо це стосується виконання одноразових проектів, до яких, як правило, відносяться роботи із використанням технології Rapid Рrototyping. Тому підвищення ефективності використання інтегрованих технологій пошарового вирощування виробів шляхом прогнозування часу їхнього виготовлення на базі статистичного моделювання представляє актуальну наукову й практичну задачу».

  «Розвиток потужної обчислювальної техніки, здатної оперувати тривимірними образами, успіхи в розробці лазерних технологій обробки матеріалів стали основою розвитку технологій пошарового створення реальних тривимірних об'єктів будь-якого ступеня складності. RP (Rapid Prototyping) - інтегрований робочий процес прискореного виготовлення деталей або інших прототипів - на сьогоднішній день являє собою органічне сполучення можливостей комп'ютерних технологій обробки інформації, просторового моделювання (САD), віртуального інжинірингу, сучасних лазерних та ін. способів виготовлення (САМ). 

  Методологічною основою роботи була ідеологія генеративних технологій, що забезпечують прямий перехід від 3D САD моделі до твердотільного об’єкта шляхом пошарового його представлення (сукупність 2 D моделей) і наступної побудови пошаровим вирощуванням способами лазерної стереолітографії (SLA) і селективного лазерного спікання (SLS).

  Реалізація системи статистичного моделювання робочих процесів інтегрованих технологій виконана на рівні готового програмного продукту». Результатом дисертації став висновок: « у результаті теоретичних, модельних і експериментальних досліджень розроблено методологію прогнозування повного циклу створення виробів інтегрованими технологіями пошарового вирощування на базі статистичного моделювання в умовах істотної невизначеності технологічних характеристик процесів, що забезпечує підвищення ефективності використання генеративних технологій макрорівня за рахунок зниження ризиків при виконанні проектів по їхній реалізації. 

  Практична реалізація розроблених підходів виконувалася при прийнятті рішень по виконанню реальних замовлень ЗАТ «Верифікаційні моделі».