CC BY
0УДК 374.5
ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОТОТИПИРОВАНИЯ НА БАЗЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ЛАБОРАТОРИИ УНИВЕРСИТЕТА
ЛОГВИНЕНКО ПАВЕЛ АЛЕКСАНДРОВИЧ
магистр техники и технологии, старший преподаватель кафедры «ПиИТ», Инновационный Евразийский университет, г. Павлодар
Аннотация. Рассмотрены преимущества использования технологии прототипирования в условиях Инновационного Евразийского университета. Цель - по созданной или отсканированной трехмерной CAD-модели послойно вырастить модель (прототип). Результат - распространение знаний и информации о возможностях информационных технологий, CAD/CAM систем.
Ключевые слова: технология прототипирования, ускоренная подготовка производства, модель
В настоящий момент внедрение новых технологий является актуальной проблемой любого предприятия и организации. Ежедневно любому человеку, живущему в социуме, приходится сталкиваться с инновационными технологиями. При этом то, что еще накануне было на передовых позициях инноваций, сегодня уже может стать «вчерашним днем». Рынок диктует правила развития производства. Для повышения конкурентоспособности и для завоевания ведущих позиций на рынке требуется высокая скорость реагирования [3, с. 15].
Модернизация сферы образования направлена на активное участие работодателей в подготовке кадров для своего региона. В системе оценки качества подготовки специалистов в обязательном порядке предусматривается участие представителей производственных предприятий: государственная аттестационная комиссия возглавляется председателем из числа работодателей; при составлении каталогов элективных дисциплин учитывается практическая ценность и востребованность, при проведении ярмарок выпускников, в составе внешних экспертов привлекаются опытные кадровики.
Помимо подготовки конкурентоспособных и востребованных специалистов, региональные университеты должны заниматься научными разработками и быть инициаторами введения инновационных технологий на производственных предприятиях. Научно-исследовательский сектор высшего учебного заведения должен иметь и развивать прикладные и научно-исследовательские подразделения.
Указом Президента Республики Казахстан от 4 июня 2013 года № 579 утверждена Концепция инновационного развития Республики Казахстан, в которой отмечается, что имеется недостаточное понимание составляющих инноваций и того, как развивать инновации в университетах. В документе выделено, что система образования не готова к вызовам ускоренной индустриализации и выполнению задач по развитию высокотехнологических секторов экономики. Исследования продолжают держаться на старом кадровом потенциале, созданном в прошлую эпоху. [2, с. 2]
В будущем предусматривается введение рейтинговой системы оценки инновационности высших учебных заведений. Расчет рейтинга будет основываться на сравнении отношения доходов, полученных от предоставления образовательных услуг, к доходам от продажи и внедрения научных разработок.
Павлодарская область является многоотраслевым индустриальным комплексом. Промышленный потенциал региона определяют крупные экспортоориентированные промышленные компании, в целом, на долю области приходится около 7 % промышленного производства Республики. Для успешного развития экономики региона требуется большое количество специалистов в области техники и технологии [5].
В настоящий момент в систему профессионального образования по поручению Главы государства внедряется дуальная система обучения (учебный процесс плюс производственные навыки). При этом спектр специальностей с дуальной системой обучения, в первую очередь, охватывает машиностроение, инженерное дело, строительство и другие технические направления. Если предприятия не могут предоставить производственные площади и современное оборудование, то образовательные учереждения стремятся оснащать и модернизировать собственые мастерские и лаборатории.
Инновационный Евразийский университет — многопрофильный вуз и за годы своего развития вырос в достаточно крупное учебное заведение с высококвалифицированным профессорско-преподавательским составом и мощной материально-технической базой. Для реализации миссии вуза по подготовке конкурентоспособных специалистов в области техники и технологии на базе ИнЕУ имеются все возможности для создания научно-производственной лаборатории коллективного пользования.
В качестве направлений деятельности научно-производственной лаборатории можно определить:
проведение научно-исследовательских работ;
демонстрация современных технологий при проведении учебных занятий; привлечение молодых преподавателей, магистрантов и студентов к научной работе и производственной деятельности лаборатории;
выполнение опытно-конструкторских разработок; проведение научных и обучающих семинаров; повышение квалификации;
изготовление опытных образцов новых изделий; регистрация интеллектуальной собственности.
В перечне современного оборудования материально-технической базы ИнЕУ имеется принтер трехмерной печати, работающий по технологии прототипирования.
Технология получения прототипов на специальных машинах прототипирования или 3Б принтерах — это способ быстрого и точного получения новых деталей и изделий. По созданной или отсканированной трехмерной САО-модели послойно выращивается модель (прототип).
Рисунок 1 - Технология быстрого прототипирования (Rapid Prototyping)
Технология Rapid Prototyping (RP) известна и давно широко распространена и в Европе, и в США, и в Японии. Машины прототипирования уже выпускаются китайскими производителями и широко рекламируются в социальных сетях.
Выделяют наиболее распространенные на сегодняшний день технологии трехмерного моделирования:
PolyJet — послойное распыление светочувствительного материала (фотополимера) с последующим отверждением каждого слоя с помощью освещения ультрафиолетовой лампой; MIT — послойное склеивание частиц порошкообразных материалов; 3DP — послойное склеивание композитного порошка на основе гипса связующим веществом;
FDM — послойное выдавливание расплавленной пластиковой лески; MJM — послойное распыление капель нагретого воска;
SLA — отверждление фотополимерной смолы ультрафиолетовой лампой или лазером. Есть возможность ускорить не само производство, а сократить период подготовки новых изделий. Как известно, период конструкторско-технологической подготовки производства занимает более 70 % времени. Новые или модернизированные изделия необходимо презентовать, одобрить, затем изготовить новую оснастку, апробировать опытный образец и только после положительных результатов начать производство. Ускорение подготовки производства новых изделий возможно с внедрением технологии прототипирования. Преимущества технологии прототипирования: визуализация при конструировании;
определение ошибок на начальных этапах подготовки производства, что позволяет избежать дорогостоящих переделок;
уменьшение сроков подготовки производства;
выпуск и презентация опытных образцов изделий, без изготовления дорогостоящей оснастки;
эффективный маркетинг;
максимальное снижение себестоимости для мелких серий; отсутствие дополнительных инструментов для обработки; довольно высокий коэффициент использования материалов;
широкий спектр применения (автомобилестроение, изготовление товаров народного потребления, протезирование в медицине, создание учебных макетов, сувенирная продукция и т. п.).
Возможности, которые дает 3D печать:
оказание услуг не только крупным, но и средним и мелким предпринимателям региона; распространение знаний и информации о возможностях информационных технологий, CAD/CAM систем и прочего.
Рисунок 2 - Учебная модель по дисциплине «Основы конструирования и детали
машин», созданная на 3D-принтере
Необходимо обратить внимание на программное обеспечение 3D принтеров. Этот вопрос может стать проблемным для регионов. Связанно это с общей образовательной и подготовкой по информационным технологиям. Обучение в школах, в колледжах и профессионально-технических лицеях предполагает использование лицензированного программного обеспечения в рамках стандартных пакетов программ. Для внедрения технологии прототипирования необходимо владеть технологическими знаниями и навыками начального черчения и трехмерного моделирования. Пробелы в этом направлении могут быть компенсированы занятиями в научно-практической лаборатории вуза.
Кроме того, анализ современного состояния экономики говорит о том, что малое и среднее предпринимательство вносит немалый вклад в региональное развитие. При этом, представители малого и среднего бизнеса, как правило, не принимают участия в формировании компетенций выпускников вузов. У мелких предприятий нет достаточно масштабных материально-технических ресурсов, но они мобильнее и быстрее могут откликаться на внедрение инноваций. С помощью RP-технологий возможно получение довольно прочных образцов, что является идеальным и для предприятий, выпускающих малосерийную продукцию. Наличие современного оборудования на базе ИнЕУ дает возможность сотрудничества вуза с малым бизнесом.
Все, что уже делается в направлении слияния науки и производства является правильным, и может пока нет крупных экономических эффектов от сотрудничества, четких реальных результатов, но самое главное, есть понимание необходимости. В прошлом году Правительством Республики Казахстанбыли выбраны восемь приоритетных направлений предоставления инновационных грантов, среди них одно из направлений сформулировано как - прогрессивные технологии машиностроения, включая использование новых материалов. Это означает, что внедрение технологии прототипирования имеет возможность и в дальнейшем найти государственную поддержку.
ЛИТЕРАТУРА
1. Концепция инновационного развития Республики Казахстан до 2020 года, Астана, 2013 год, [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http:// www.edu.kz; (дата обращения 24.09.2013).
2. Мухамадеева Р.М. «Трансферт технологии прототипирования в Казахстане», Германия, European Applied Sciences, — № 5, — 2013, — с. 15—17.
3. Официальный сайт Агентства Республики Казахстан по статистике, [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http:// www.stat.kz; (дата обращения 24.09.2013).
4. Справочный портал [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http:// kps.kz (дата обращения 24.09.2013).
5. Тшеуберген Д.М. «Интеграция науки, образования и производства: мировой опыт и перспективы его использования в Казахстане», Официальный сайт КазНТУ им. К.И. Сатпаева, [Электронный ресурс] — Режим доступа. — URL: http:// www.kazntu.kz (дата обращения 2.05.2013).
