«Отец» технологии селективного лазерного спекания получил премию «Изобретатель года» от Техасского университета (+ видео)

Награды «Изобретатель года» в этом году удостоился один из разработчиков технологии селективного лазерного спекания (SLS), профессор Джозеф Бимен. В 1984 году Бимен преподавал в Техасском университете, когда с ним связался молодой студент Карл Декард, у которого была идея создать устройство, сплавляющее слои порошка с помощью лазерного луча. Биман оценил эту идею и согласился работать вместе с Декардом, и даже стал его руководителем в магистратуре. Исследователи долго работали над первым рабочим прототипом SLS-устройства, и пока Декард пытался найти наилучший способ сконструировать такое устройство, Биман стремился получить все необходимое для исследований.

Как раз в то время власти Техаса решили сделать ставку на стремительно развивавшиеся высокотехнологичные отрасли и начали предоставлять внушительные гранты на разработки в этих отраслях. Инженерный факультет Техасского университета, тем временем, переезжал в новое здание и определил бюджет на закупку нового оборудования. Благодаря такому удачному стечению обстоятельств Бимену удалось обеспечить Декарда необходимым ему лазером. Причем при закупке Бимен сообщил, что оборудование необходимо для разработки процесса резки металла, поскольку он знал, что руководство университета вряд ли поддержит такой радикальный проект, как 3D-печать по методу SLS.

Эксперименты продолжались два года, и, наконец, разработчики нашли компанию-партнера, Nova Automation, а SLS впоследствии стал одним из самых революционных методов 3D-печати в истории. Этого никогда бы не произошло, если бы Бимен не поверил в идею студента и не боролся за ее осуществление. Будучи профессором Техасского университета и занимая один из руководящих постов на инженерном факультете, Бимен объясняет студентам, что нет разработок, которые обязаны своим успехом единственному изобретателю.

«Я никогда не говорю, что делаю все сам. В Техасском университете мне нравится, что для каждого проекта привлекается множество специалистов из разных областей – инженеры-химики, специалисты по электронике и компьютерам. Инженеры призваны решать проблемы, и они решают их одну за другой, по очереди. Я всегда говорю студентам, что инженерные науки – это просто, потому что любая проблема сама по себе не так уж сложна. Трудность только в том, что решать приходится большое количество проблем, и все решения должны работать», – комментирует Бимен.

Разумеется, сейчас технологии 3D-печати становятся привычными и повседневными. Даже пройдясь по кампусу Техасского университета, можно увидеть, как 3D-печать внедряется повсеместно – все студенты имеют доступ к 3D-печати, например, для создания прототипов или практики цифрового дизайна, или просто для печати устройств и фигурок. В кампусе также расположена Станция инноваций, первый аппарат для 3D-печати, устроенный наподобие аппаратов для продажи еды и напитков – он находится в учебном центре инженерного факультета.

Несмотря на то, что сегодня в кампусе более широко распространены 3D-принтеры, работающие по технологии FDM или FFF, именно разработанный в Техасском университете метод SLS постепенно помогает осуществить революцию в производстве. По мере развития технологии появилась возможность печатать быстрее, точнее и с более высоким разрешением, однако сама концепция сплавления тонкого слоя порошкообразного материала с помощью лазера остается неизменной.

SLS применяется в десятке отраслей промышленности, от 3D-печати медицинского оборудования до изготовления цельнометаллических деталей для самолетов или гоночных автомобилей, и даже для производства крепежей для дома. Эта технология, в отличие от многих других методов 3D-печати, имеет важное преимущество: она позволяет изготовить практически все, что угодно, быстрее и дешевле.

«3D-принтер, работающий по технологии SLS – это, в сущности, устройство, способное на все, поскольку в основе лежит всего одна операция — добавление материала. Мы почти сразу поняли, что если разработка будет успешной, она способна изменить сам принцип производства. Представьте, что можно сделать МРТ-снимок мозга, точно узнать форму опухоли и автоматически настроить катодную систему для подачи строго необходимого количества лекарства. Технологию можно изменить для любых целей, и она сразу же начнет работать и давать нужный результат – именно об этом идет речь», – объясняет Бимен.

Инженеров-механиков обычно учат, что, разрабатывая что-то новое, необходимо максимально упростить его в связи с производственными ограничениями. Теперь этот принцип устарел. «Если вы можете что-то представить себе, то это можно изготовить с помощью 3D-печати», – говорит Бимен. Такие технологии 3D-печати, как селективное лазерное спекание, полностью изменили принципы обучения следующего поколения инженеров. Им больше не придется избегать сложности – скорее, они должны будут научиться стремиться к ней.