В умовах стрімкого розвитку технологій та нових викликів, що постають перед будівельною, архітектурною і дизайнерською галузями України, впровадження інновацій стає необхідністю. Саме тому в Інституті інноваційної освіти Київського національного університету будівництва і архітектури (ІІНО КНУБА) відкрили Навчально-наукову лабораторію «Технології адитивного виробництва» (ТАВ).
Журнал Prof Build дізнався про деталі роботи цього сучасного освітньо-дослідницького простору, а також про можливості для студентів.
Чому обирають 3D-друк
Адитивне виробництво — це технологія створення об’єктів за тривимірною цифровою моделлю шляхом пошарового нанесення матеріалу. Сам процес часто називають «вирощуванням», оскільки виріб формується поступово, шар за шаром, у напрямку знизу вгору або зверху вниз — залежно від типу обладнання та обраної технології. Найбільш відома ця технологія під назвою 3D-друк.
Нині адитивні технології активно використовуються для виготовлення прототипів, тестових зразків і готових деталей з різноманітних матеріалів — від пластика й полімерів до металевих і композитних сумішей. Відтак, 3D-друк широко застосовується у промисловості, машинобудуванні, медицині, побутовій сфері, будівництві, військовій галузі, дизайні тощо. За допомогою 3D-принтерів виготовляють елементи салонів автомобілів, авіаційні вузли, медичні імпланти, елементи двигунів та багато іншого.
Для компаній ця технологія стала ефективним способом створення наочних макетів і прототипів. Адже це дозволяє перевірити функціональність, зовнішній вигляд і відповідність виробу технічним вимогам ще до запуску в серійне виробництво, відтак — заощадити час і ресурси. Нині ринок праці потребує фахівців, які уміють працювати з новітніми технологіями. Отже, потрібно готувати кадри, які не лише володіють сучасними навичками, а й здатні швидко адаптуватися до технологічних змін і бути гнучкими в роботі з інноваційними рішеннями.
Читайте також: У КНУБА запрацювала нова лабораторія BIM-моделювання
Відповідь викликам часу
«Навчання має бути сучасним і практичним. Тому ми створили Навчально-наукову лабораторію «Технології адитивного виробництва», щоб дати студентам більше, ніж стандартні знання з підручників. Ми об’єднали науку, навчання і практику задля підготовки фахівців нового покоління», — пояснює Сергій Герасимнюк, в.о. завідувача кафедри інноваційної архітектури та дизайну, доцент кафедри.
У лабораторії для студентів і викладачів ІІНО КНУБА відкриваються можливості для вивчення адитивних технологій, проведення наукових досліджень і експериментів із сучасними цифровими технологіями, вдосконалення презентацій ідей та спрощення процесів проєктування. А ще — можливість попрактикуватися на інноваційному обладнанні, яке використовується на реальних виробництвах, і впровадити новітні технології у виробничі процеси. Таким чином студенти можуть підготуватися до сучасних викликів у галузі цифрового моделювання та 3D-друку.
Оснащення лабораторії відповідає сучасним вимогам. Тут встановлено 3D-принтери та плотери, проєктори й інтерактивна дошка, сучасні ноутбуки. На цьому сучасному обладнанні можна виготовляти прототипи для дизайнерських, архітектурних та інженерних проєктів, створювати макети для виставок, презентацій, навчальних цілей і тестування інноваційних матеріалів. Зокрема 3D-принтер Bambu Lab P1S дозволяє створювати точні деталізовані моделі з різних матеріалів. Завдяки автоматичному калібруванню і високій швидкості друку ці пристрої ідеально підходять для архітектурного та дизайнерського моделювання.
Читайте також: У КНУБА розробляють новий бетон для 3D-друку будівель – з уламків споруд і відходів сільського господарства
Використовуючи 3D-друк, студенти можуть створювати фізичні макети будівель, інтер’єрів і об’єктів міського середовища, тестувати складні форми та конструктивні рішення до їхньої реалізації, а також швидко виготовляти прототипи для порівняння концепцій. Фізичні моделі, створені за допомогою 3D-друку, підсилюють презентацію архітектурних і дизайнерських проєктів: вони дозволяють краще передати об’єм, пропорції та деталі, додають тактильності, а також надають можливість демонструвати внутрішню структуру об’єкта за рахунок модульності.
Нині лабораторія активно розвивається і до її роботи залучається все більше студентів. До прикладу, Катерина Шурупова при виконанні свої кваліфікаційної роботи про дизайн проєкту фірмового стилю спортивної школи розробила логотип таяк презентаційний матеріал надрукувала на 3D-принтері брелок зі створеним логотипом. Ключові сфери роботи Лабораторія орієнтована на кілька важливих напрямів. Насамперед це дослідження і впровадження адитивних технологій у сферу будівництва, архітектури та урбаністики.
За допомогою 3D-друку тут розробляють архітектурні макети, будівельні конструкції та урбаністичні моделі, що дозволяє відпрацьовувати нестандартні проєктні рішення та апробувати нові технології. Також лабораторія інтегрує цифрові технології у навчальний процес, готуючи студентів до роботи із сучасними інструментами проєктування, моделювання та виготовлення архітектурних форм і будівельних елементів. Особливу увагу приділяють дослідженню оптимізації геометричних і матеріальних характеристик об’єктів, виготовлених за допомогою адитивних технологій.
Наукові та навчальні пріоритети
Серед наукових напрямів лабораторії — впровадження сучасних інформаційних технологій у підготовку фахівців, розробка рекомендацій щодо використання 3D-друку в будівництві, архітектурі та містобудуванні. Особливу увагу приділяють аналізу технологічних трендів, оптимізації параметричного і генеративного дизайну та дослідженню впливу цифрових рішень на економіку будівельних проєктів. Лабораторія також є платформою для дослідження можливостей 3D-друку в архітектурі, урбаністиці, виготовленні прототипів, макетів і презентаційних моделей. Важливим напрямом є створення цифрових моделей і макетів для навчальних та практичних завдань студентів.
Читайте також: Підготовка до старту: кейси профнавчання
Можливості для студентів і викладачів
Лабораторія є відкритим простором для студентів, викладачів та науковців. Тут регулярно проводяться майстер-класи, тренінги, воркшопи, де учасники вивчають особливості 3D-друку, цифрового моделювання та адитивних технологій.
Наприклад, під час воркшопу «3D-друк в архітектурі та дизайні: від цифрової моделі до фізичного об’єкта», студенти та викладачі ІІНО КНУБА дізналися про можливості використання 3D-друку в архітектурній та дизайнерській практиці — зокрема, як сучасні адитивні технології допомагають ефективніше реалізовувати і презентувати власні проєкти. Також вони мали можливість ознайомитися з технічним обладнанням лабораторії, дізналися про вимоги до цифрових моделей, особливості підготовки файлів у різних програмах, і навіть побачили приклади надрукованих об’єктів.
Окремий напрям — це навчання роботі з обладнанням лабораторії. Студенти мають можливість самостійно працювати на сучасному обладнанні, виконувати індивідуальні й командні проєкти.
Платформа для розвитку інновацій
У майбутньому в Навчально-науковій лабораторії «Технології адитивного виробництва» планують розширювати напрями діяльності, розробляти методологічні рекомендації для будівельної галузі та архітектури, проводити наукові конференції й виставки. У планах також налагодження співпраці з партнерами.
«Завдяки таким ініціативам, українська будівельна та архітектурна освіта поступово переходить на якісно новий рівень, формуючи фахівців, які вже сьогодні готові працювати з технологіями майбутнього», — підсумував Сергій Герасимнюк.