аддитивные технологии что это такое специальность где работать
15.02.09 Аддитивные технологии 30.06.2020
Специальность реализуется в учебном отделении «Хорошевское» по адресу: 1-ый Хорошевский проезд, д.8 строение 1.
Образовательная база приема
Нормативный срок освоения программ (очная форма)
Специальность Аддитивные технологии является самой молодой среди специальностей и профессий в машиностроение. Однако, аддитивные технологии являются будущим всех промышленных предприятий. Совсем скоро не останется привычной нам обработки материалов, ее место займет послойное выращивание и наплавка-аддитивные технологии. Специалиста в данной области можно назвать пионером и уверенно назвать аддитивные технологии специальностью будущего.
Все начинается с процесса изготовления изделия на основе CAD-модели путем послойного добавления материала. Создание (или, иначе говоря, выращивание) детали происходит за счет последовательного формирования слоев материала, их фиксации или отверждения и соединения между собой.
Использование 3D-принтеров и 3D-сканеров открыло уникальные возможности воспроизведения сложнейших пространственных форм, объектов, инженерных конструкций и механизмов во многих областях науки и производства — например, в аэрокосмической, автомобильной, нефтегазовой промышленности, машиностроении, металлообработке, медицине, ювелирном деле.
Что будет написано в дипломе:
Специализация: Аддитивные технологии
Область профессиональной деятельности:
Ракетно- космическая промышленность, машиностроение, приборостроение, химическое машиностроение, автомобилестроение, медицина (изготовление протезов), стоматология.
Виды профессиональной деятельности:
Для кого/ кому может быть интересна эта программа:
Специальность будет интересна тем, кого интересует работа с 3Д моделированием, печать изделий на 3 Д принтерах и работа с бесконтактными сканерами.
На какую заработную плату может претендовать выпускник колледжа: Выпускники с дипломом на «отлично» и «хорошо» могут претендовать на заработную плату от 80 000 рублей.
Рабочее место:
Работа в лабораториях по проведению входного и выходного контроля, работа с аддитивными установками, работающими с пластиком, или металлом. Работа в технологическом бюро.
Базы прохождения практики и потенциальные места трудоустройства наших студентов:
ПАО «Компания «Сухой», АО «ММП имени В.В. Чернышева», ОАО НПО «Наука», АО «Аэроэлектромаш», АО «НИИХиммаш», НПО «Алмаз» ФГУП «НАМИ», АО «НИИ ТП».
После окончания колледжа студенты для дальнейшего профессионального становления личности и повышения уровня обучения по выбранной специальности могут поступать в следующие учебные заведения: МГТУ СТАНКИН, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Московский государственный университет путей сообщения и прочие ВУЗы технической направленности.
Личностные качества при выборе специальности:
Аналитический склад ума, усидчивость, наблюдательность, нацеленность на результат, многозадачность, умение работать с большими объемами данных.
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:
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:
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:
Должностные обязанности
В должностные обязанности специалиста входят:
Производство продукции методом послойного наращивания. Оно включает:
Работа над технологическим процессом производства. Сюда входят:
Управление аддитивными производствами. Оно подразумевает административные функции:
Кем работать?
Диплом специалиста по аддитивным технологиям позволяет заниматься:
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:
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:
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.
Павел Петров. Об инженерах по аддитивным технологиям и 3D-печати
– Чем занимается Московский политехнический университет?
– Московский политех — молодой университет (он начал свою работу 1 сентября 2016 года), но уже обладающий богатой историей. Он возник на базе таких известных вузов, как МГТУ «МАМИ», Московский государственный индустриальный университет, Вечерний металлургический университет, Московский государственный открытый университет, Московский государственный университет инженерной экологии и Московский государственный университет печати им. И. Федорова.
– В названии вашей кафедры фигурируют аддитивные технологии. Что это?
– Аддитивные технологии — это технологии создания различных изделий слой за слоем на основании цифровых трехмерных данных. Толщина каждого слоя зависит от класса установки и может быть от 0,016 до 0,3 мм. Пожалуй, наиболее популяризированная из аддитивных технологий — это 3D-печать, реализуемая на персональных 3D-принтерах.
Хотя принцип работы у всех аддитивных технологий один и тот же — послойное формирование объекта, физические эффекты, которые лежат в основе установок аддитивного производства, могут различаться. Это может быть расплавление термопластичной (подверженной деформации из-за повышения температуры — прим. сайта) массы и ее последующее отверждение, отверждение фотополимерного (меняющего свойства под воздействием света — прим. сайта) материала под воздействием света с определенной длиной волны, спекание либо сплавление порошка, склеивание тонких листов и т.д.
– Как происходит послойная печать объектов?
– Давайте в качестве примера возьмем популярный и достаточно простой в конструкции 3D-принтер, работающий с порошковым материалом на основе гипса. Он позволяет быстро создавать детализированные прототипы, которые, однако, имеют невысокую прочность. Во время 3D-печати порошковый материал выкладывается тонким слоем на рабочей платформе 3D-принтера и в тонкий слой подается через печатающую головку клеевой состав. Печатающая головка ничем не примечательна; представляет собой штатную деталь обычного офисного лазерного принтера. Отверждение порошка происходит за счет отверждения клеевого состава. Слой за слоем происходит наращивание объема изготавливаемого прототипа.
Вместо гипсового композиционного материала можно использовать песчаный, а вместо печатающей головки обычного офисного принтера — твердотельный лазер. Под действием лазерного луча песчаная смесь подплавляется, частички порошка скрепляются друг с другом, создавая прочный объект. Вроде все схоже между двумя описанными технологиями, в основе лежит послойное формирование объекта, но физика процессов несколько разнится.
– Какие материалы используют в 3D-печати?
– Сейчас гамма материалов, из которых может быть получен прототип или изделие с применением установок аддитивного производства, весьма разнообразна. Инженеры по аддитивным технологиям используют металлические и неметаллические материалы, в том числе песчаные материалы, материалы, подобные строительным, и даже бумагу.
– Что входит в обязанности инженера по аддитивным технологиям?
– Этот специалист выстраивает в голове весь технологический путь, от разработки 3D-модели на компьютере до выхода готового изделия, выбирает материал и инструмент для отверждения исходного материала с учетом того, какими свойствами нужно наделить изготавливаемый объект и где этот объект будет использован.
Чтобы все сделать верно, инженер по аддитивным технологиям должен обладать огромным комплексом знаний — разбираться в материаловедении и его специальных разделах, владеть в совершенстве специализированным программным обеспечением для имитационного моделирования технологических процессов аддитивного производства и современными подходами к проектированию нового изделия, знать теорию и технологии самих аддитивных технологий, экономику и азы бизнес-планирования, поскольку при выборе той или иной технологии нужно учитывать себестоимость изделия и конечную цель, для которой эти изделия получаются. Иногда уместно сочетать аддитивные технологии с классическими технологиями производства (обработкой материалов давлением, литейными технологиями, технологиями левизной обработки и сварки), или и вовсе предпочесть классические технологии производства аддитивным технологиям.
– Где применяются аддитивные технологии?
– Представьте автомобилестроительную компанию и отдел, который занимается проектированием двигателей. Новый двигатель должен пройти обязательную сертификацию. Как правило, для этой процедуры выставляется не одно изделие — двигатель в сборе, а небольшая партия — 7–10 агрегатов. Использование комбинации традиционных технологий с аддитивными технологиями, в частности, изготовление литейных форм с применением аддитивной технологии SLS (Selective Laser Sintering, «селективное лазерное спекание») с применением песчаных смесей, позволяет сократить цикл производства по каждой детали, входящей в состав двигателя, до 6–8 недель; при этом уменьшается себестоимость детали в 2–3 раза.
– Почему вы решили заняться аддитивными технологиями?
– Все началось в 2004–2005 годах, когда в образовательный процесс кафедры «Кузовостроение и обработка давлением им. И.А. Норицына» внедрили современные технологии цифрового производства, т.е. технологии 3D-моделирования; попросту говоря, CAD- и САЕ-программы. В 2007 году при поддержке префектуры ВАО г. Москвы у нас был открыт проект «Молодежное конструкторское бюро». Суть проекта: есть малая компания либо изобретатель, которым необходимо изготовить опытный образец (первый образец) своей будущей продукции; «Молодежное конструкторское бюро» помогает сделать цифровую 3D-модель, проверить ее собираемость, прочность, работоспособность и выдать рекомендации по возможности ее воплощения в материале.
В течение трех лет «Молодежное конструкторское бюро» наладило контакт со многими изобретателями ВАО г. Москвы; результаты работы бюро демонстрировались на различных выставках. Однако встал закономерный вопрос: что делать с виртуальной 3D-моделью дальше? Ответ на этот вопрос был дан, и у нас появился первый в университете 3D-принтер, который работал с фотополимерным материалом.
Постепенно мы набирались опыта, у нас появлялись новые машины. В 2014 году в университете появилась образовательная программа «Компьютерное моделирование и прототипирование», которая с 2016 года называется «Аддитивные технологии».
– Где, помимо Московского политеха, можно получить высшее образование, чтобы стать инженером по аддитивным технологиям?
– Из вузов я рекомендовал бы Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Томский политехнический университет, Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН».
Если же человек живет в небольшом городе и не готов переезжать, можно окончить бакалавриат по какой-либо технической специальности, например, по направлению «Машиностроение». Важным аспектом подготовки является объем часов в образовательной программе, отводимых на изучение цифровых технологий подготовки производства, базовым инженерным дисциплинам, теории и технологии обработки материалов. После окончания бакалавриата молодой специалист может поступить в магистратуру по профилю «Аддитивные технологии» либо «Аддитивное производство». Кстати, в Московском политехе в 2018 году открывается магистратура «Аддитивное производство».
Есть и еще один вариант подготовки специалиста по аддитивным технологиям. После окончания девяти либо одиннадцати классов молодой человек может поступить в Колледж предпринимательства № 11 либо в Политехнический колледж № 8 имени дважды Героя Советского Союза И.Ф. Павлова и получить специальность техник-технолог в области аддитивных технологий.
– На какие школьные предметы стоит делать упор старшекласснику, который хочет стать инженером по аддитивным технологиям?
– Ему пригодятся такие предметы как «Технология», «Информатика», «Физика» и «Проектная деятельность», если такой предмет есть в школе. «Проектная деятельность» позволяет школьнику получить навыки командной работы, опыт применения теоретических знаний при реализации небольших проектов.
– В каких компьютерных программах работают инженеры по аддитивным технологиям?
– Для создания 3D-моделей наши студенты используют T-FLEX CAD, программу Autodesk Inventor, Autodesk Fusion 360, Autodesk Netfabb, а также комплекс программ от компании Altair Engineering для выполнения топологической оптимизации, формирования бионического дизайна, моделирования технологии аддитивного производства и подготовки данных под последующую 3D-печать. Также мы адаптировали для учебного процесса программы от компании MSC Software.
– Какие компетенции нужны человеку, который хочет стать инженером по аддитивным технологиям?
– У него обязательно должно быть желание поменять существующую реальность, стремление развиваться самостоятельно и развивать технологии и находить новые решения для стандартных и нестандартных задач.
– Где могут работать инженеры по аддитивным технологиям?
– Они нужны в инжиниринговых центрах, на предприятиях, связанных с военно-промышленным комплексом и машиностроением, в зуботехнических лабораториях крупных стоматологических клиник, в компаниях, специализирующихся в разработке и изготовлении слуховых аппаратов и имеющих свое производство, в компаниях, занимающихся косметической лицевой хирургией и т.д.
– Сколько зарабатывает инженер по аддитивным технологиям?
– В зависимости от имеющегося опыта работы, а также специфики компании, открывающей вакансию, уровень зарплат может быть от 20 до 60 тысяч рублей в месяц и выше.
– С какими трудностями может столкнуться инженер по аддитивным технологиям?
– Он может обнаружить, что современные подходы к проектированию изделий не везде востребованы. Например, на устоявшемся производстве его опыт и идеи могут оказаться никому не интересными по причине существующего устоявшегося подхода к разработке изделий и построению производства. Более гибкими в этом отношении являются опытные производства.
– Существуют ли кружки, где старшеклассники могут попробовать себя в роли инженера по аддитивным технологиям?
– В Москве есть целая сеть центров молодежного инновационного творчества. В этих центрах установлено современное оборудование, в том числе, и для 3D-моделирования, 3D-сканирования, 3D-печати, 3D-фрезерования, лазерной резки и т.д. Школьники могут участвовать в программах этих центров, реализовывать свои проекты, подавать их на конкурсы.
Кроме того, в Московском политехе на факультете инженерной школы есть кружок по 3D-моделированию.
А тем, кто хочет глубже погрузиться в мир 3D-технологий, — на ежегодной выставке 3D Print Expo представляются компании-производители оборудования из РФ, азиатских и европейских стран.
– Что вы могли бы посоветовать посмотреть или почитать старшеклассникам, которые хотят больше узнать об аддитивных технологиях?
– Существует классическая книга за авторством Яна Гибсона, Брента Стакера и Давида Розена «Технологии аддитивного производства. Трехмерная печать, быстрое прототипирование и прямое цифровое производство». В ней собрана информация о существующих технологиях аддитивного производства, их применении и возможной коммерциализации.
Также я рекомендую старшеклассникам смотреть научно-популярные фильмы и рекламные ролики компаний — производителей 3D-оборудования. Из интернет-порталов советую обратить внимание на 3DToday, где ежедневно публикуют статьи и новости из мира 3D-технологий, в том числе аддитивных технологий. Там есть мнения пользователей, взгляды экспертов, сравнительные оценки современных технологий 3D-печати, интересные кейсы из разных отраслей производства.
Специалист по аддитивным технологиям, 3D-печати
Сфера деятельности
Вид деятельности
Творить, создавать нечто новое, проектировать, контролировать, проверять, оценивать, работать по технологии, в соответствии с требованиями и правилами
Краткое описание
Специалист по аддитивным технологиям (инженер в сфере аддитивных технологий, специалист 3D-печати, инженер 3D-печати, оператор 3D-печати) – специалист, создающий изделия методом 3D-печати. Профессия появилась с распространением революционной технологии – создания объемного объекта путем послойной печати. С помощью 3D-принтера и разных материалов уже создают детали для машиностроения и электроники, дома, музыкальные инструменты, еду, биологические объекты (например, стволовые клетки), но перспективы аддитивных технологий в масштабах мировой экономики еще трудно оценить. 3D-печать удешевляет и упрощает многие производственные процессы.
Где учиться
Образование по специальности «Аддитивные технологии» в России только зарождается. Оно относится к среднему профессиональному образованию. В результате обучения выпускник получает квалификацию «техник-технолог». Программы обучения аддитивным технологиям входят и в инженерную специальность «Инноватика», которую можно получить в передовых технических вузах.
Направления образования:
Машиностроение (15.00.00)
Управление в технических системах (27.00.00)
Где работать
Специалист по аддитивным технологиям
Родственные профессии
Специалист по информационным системам, специалист по компьютерному проектированию, оператор станков с программным управлением
Сфера профессиональной деятельности
Классификация профессии
Описание профессии
Аддитивные технологии в настоящее время являются одними из наиболее динамично развивающихся перспективных производственных процессов, которые могут стать основой для перехода промышленности к новому технологическому укладу. Сегодня технологиям быстрого формирования изделий уделяется повышенное внимание. Аддитивные технологии в настоящее время становятся неотъемлемой частью понятия «инновационное производство и технологии» и все чаще являются предметом обсуждения на форумах и конференциях разного уровня. Аддитивные технологии давно перешли из разряда технологий изготовления прототипов в разряд серьезных промышленных технологий формирования деталей сложной конструкции ответственного назначения.
Основные виды деятельности специалиста по аддитивным технологиям:
Требования к индивидуальным особенностям специалиста
К профессионально важным качествам специалиста по аддитивным технологиям относятся:
Специалист по аддитивным технологиям должен обладать следующими личностными качествами:
Медицинские противопоказания
Приказ Министерства здравоохранения и социального развития РФ от 12 апреля 2011 г. N 302н
Требования к профессиональной подготовке
Специалист по аддитивным технологиям должен знать:
Специалист по аддитивным технологиям должен уметь: