Аддитивное будущее в надежных руках

Как и где получить образование в сфере аддитивных технологий

В рамках программы выставки «Металлообработка-2026» состоялась дискуссия о подготовке кадров как о факторе развития аддитивных технологий. «Вестник атомпрома» убедился, что аддитивное будущее в надежных руках, но предстоит еще много работать, прежде всего над технологиями.

Сессия о подготовке кадров состояла из двух частей: первая — дискуссии преподавателей и представителей индустрии, вторая — защита конкурсных студенческих работ. Организатором мероприятия традиционно выступила Ассоциация развития аддитивных технологий (АРАТ).

По мере выступлений зал заполнился почти до отказа. Тому две причины. Первая — докладчики выступали ярко, полемизировали, а оценить своего профессора в ходе диспута всегда интересно; вторая — студентам («национальной сборной отличников», как отметил модератор дискуссии Глеб Туричин, ректор СПбГМТУ и по совместительству руководитель крупного производственного центра, человек опытный и разбирающийся и в подготовке специалистов, и в технологиях) предстояло продемонстрировать результаты своих работ в области 3D-технологий, и, как положено отличникам, почти все (плюс группы поддержки) пришли заранее. А поскольку результаты студенческих работ тоже были убедительны, это позволяет понять: процесс формирования новой специальности движется.

Один из посылов дискуссии и ключ к пониманию проблемы кадров для аддитивного производства, который присутствовал «между строк», в следующем: для получения результата в топовых индустриях нужен не просто оператор, не просто технолог, а исследователь-материаловед. При этом он должен разбираться в лазерах, мехатронике, а также экономике и мыслить категориями аддитивного производства.

Сегодня, ставя на печать новую серию ответственных деталей, необходимо всматриваться в результат вплоть до масштаба электронного микроскопа. Даже когда результат налицо — его нужно обосновывать регуляторам. Ведь особенно интересно внедрить аддитивные методы в топ-индустриях, таких как производство турбин, реактивных двигателей и прочей продукции высоких скоростей и энергий. Сложная повторяемость, необходимость поддержки производства со стороны ученого-материаловеда, который еще и технолог, — одна из причин недостаточного энтузиазма к 3D-печати со стороны «традиционных» производств. Грань между наукой и производством пока размыта, но, когда технология созреет до абсолютной стабильности и повторяемости результата, ключевую роль в ней станет играть не наличие увлеченного исследователя-технолога, а выстроенность процессов.

Экосистема ЦАТОД

«Росатом» реализует проект по созданию центров аддитивных технологий общего доступа на базе образовательных учреждений и ведущих вузов страны.

На данный момент открыто пять центров в вузах: Удмуртском государственном университете, Томском политехническом университете, Белгородском государственном аграрном университете, Самарском национальном исследовательском университете им. академика С. П. Королева и Дальневосточном государственном университете путей сообщения в Хабаровске. Еще шесть центров открыты на базе дошкольных и общеобразовательных учреждений: это АНОО «Город детства» в подмосковных Красногорске и Химках, детсад № 159 и ИТ-лицей  № 24 им. Героя Советского Союза А. С. Черезова в Ижевске, детсад № 20 и школа № 20 в Северодвинске (Архангельская область).

От детсада до завода

В ЦАТОДах разработано 17 образовательных программ. Дети уже с пятилетнего возраста знакомятся с технологиями аддитивного производства, осваивают основы 3D-моделирования и печати. Обучение двухгодичное и включает 144 академических часа занятий, а также участие в ежеквартальных мастер-классах от сотрудников «Росатома». К настоящему времени 45 детей получили сертификаты об окончании образовательной программы по 3D-печати. За время работы ЦАТОДов на площадках в Подмосковье и Удмуртии более 250 детей приняли участие в мастер-классах по 3D-печати и 3D-моделированию.

В ЦАТОДах «Росатома» на базе вузов обучено свыше 150 студентов и специалистов по направлению «Аддитивные технологии» для различных отраслей промышленности. В частности, весной 2026 года более 80 студентов Белгородского государственного аграрного университета прошли обучение и получили сертификаты выпускников программы «3D-моделирование и аддитивные технологии в сельском хозяйстве».

Центр на базе Удмуртского государственного университета за три года работы обучил более 40 специалистов. Здесь в 2025 году запущена первая в России образовательная экосистема ЦАТОД, объединившая вуз с ИТ-лицеем и детским садом. Сегодня более 30 дошкольников и учеников лицея в Ижевске проходят курс по аддитивным технологиям в рамках образовательной вертикали, а в формировании производственной цепочки аддитивных технологий в регионе участвует Чепецкий механический завод, на котором запущено производство титановых порошков для 3D-печати.

Тонкости печати

Центры на базе вузов оснащают 3D-принтерами производства «Росатома», в частности машинами из линейки RusMelt, печатающими металлами и работающими по технологии селективного лазерного сплавления.

ЦАТОДы на базе дошкольных и общеобразовательных учреждений оснащаются установками, работающими по технологии FDM (моделирование методом послойного наплавления), и наборами для творчества «3D Креативик», в состав которых входят 3D-принтеры.

Также центры обеспечиваются ручными и стационарными 3D-сканерами, металлическими порошками и расходными материалами, другим оборудованием и инструментами. Специалисты бизнес-направления «Аддитивные технологии» проводят сервисное обслуживание, отработку технологии печати и настройку режимов, а также обучают сотрудников центра.

Окупаемый проект

ЦАТОДы — это еще и коммерческий проект. В данных центрах идет выполнение заказов на 3D-печать и реверс-инжиниринг, проводятся НИОКР в интересах промышленных предприятий. Предприятия могут выпускать продукцию или тестировать новые продукты на оборудовании ЦАТОД без приобретения 3D-установок в собственность. Вузы и инновационные компании могут разрабатывать собственные материалы и технологии 3D-печати на коммерческой основе на площадках ЦАТОД. Например, в центре на базе Томского политехнического университета, выполняя коммерческий заказ, спроектировали и напечатали оснастку для изготовления урологических экстракторов для лечения мочекаменной болезни. 3D-печать позволила использовать для решения этой сложной задачи специальные жаропрочные сплавы и повысить качество изделия, значительно ускорить процесс изготовления и сделать его более экономичным. Совместно с НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра РАН томские политехники разработали и внедрили технологию изготовления полимерных имплантов для челюстно-лицевой хирургии. Для их печати используются российские фторполимеры.

Не вместо, а вместе

О подготовке кадров в МГТУ им. Н. Э. Баумана рассказал Владислав Фунтиков, директор созданного в этом машиностроительном вузе Инновационного центра аддитивного производства. По его словам, обучение аддитивным компетенциям в Бауманке дополняет традиционные программы, базирующиеся на основных направлениях, таких как лазерные технологии в машиностроении, материаловедение, литейное дело, технологии керамики. В рамках этих и других направлений получают навыки аддитивного производства будущие специалисты по технологиям машиностроения, сварки, диагностики, а также специалисты по керамическим и композитным материалам. Процесс обучения по аддитивной тематике «растворен» в базовых учебных курсах, преимущественно в магистратуре, и практикумах. Его основа — развитая материальная база, которая позволяет превратить практикум в полноценный процесс развития специалиста, погрузить его в исследовательские задачи с использованием аддитивного оборудования.

Большой импульс развитию учебной базы Бауманки дали программа «Приоритет-2030» и программа передовых инженерных школ. Гранты и субсидии помогли создать учебно-производственный центр с оборудованием, в рамках которого и идет практическое внедрение аддитивных технологий. Часть аддитивного оборудования — в распоряжении базовых кафедр. Например, литейная индустрия сегодня связана и с «пластиковой» FDM-печатью, позволяющей быстро создавать пластиковые модели (они выгорают при заливке металлом), и с изготовлением песчаных форм для высокоточного литья. То есть компетенция аддитивной печати дополняет курс традиционных направлений. В случае интереса студента к 3D-печати или к какому-то из других направлений он может устроиться в одно из конструкторско-технологических бюро Бауманки. До 70% студентов используют возможность работы в таких центрах. Инновационный центр аддитивного производства — тоже одно из таких бюро.

Чтобы обучение было связано с производством, в рамках передовых инженерных школ осуществляется взаимодействие с крупными заказчиками, такими как машиностроительные корпорации. Формируются долгосрочные дорожные карты сотрудничества, ведется обучение преподавателей, целевая подготовка работников, решаются прикладные задачи. Также налажено дополнительное профессиональное образование для технологов, конструкторов, операторов станков с ЧПУ. Некоторые проработки в Бауманке делаются с прицелом на будущее и пока еще не освоены классической промышленностью. Пример — бионический дизайн рамы колесного робота, она напоминает диковинный скелет. Эта рама была разработана с использованием российского конструкторского ПО и отлита, формы печатались на «песчаном» 3D-принтере. Как минимум авиаконструкторам такое направление потенциально интересно.

Без отрыва от земли

Директор Института двигателей и энергетических установок Самарского национального исследовательского университета Виталий Смелов рассказал о более приземленных аспектах работы с самой крылатой отраслью страны. После ряда слияний бывший Куйбышевский авиационный институт приобрел аэрокосмический статус и имя Сергея Королева, но сохранил традиции и инженерную школу, связанную с Куйбышевским авиазаводом, заводом «Моторостроитель» и другими изначально базовыми предприятиями — заказчиками кадров. В основе работы традиционно лежит принцип предметного обучения, практикоориентированного подхода, когда студенты практически со второго курса погружаются в проектную деятельность и работу над реальными задачами.

Аддитивное направление дополняет специальность «конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств». Место аддитивным технологиям нашлось в курсе обучения технологиям станков с ЧПУ. В рамках целевой программы «Крылья Ростеха» соответствующие знания и навыки преподаются будущим конструкторам и технологам газотурбинных двигателей.

На данный момент аддитивные технологии понемногу прокладывают себе путь туда, где присутствует высший уровень ответственности, — в авиацию, атомную сферу. Правда, сперва технологии отрабатываются на опытных образцах и наземных установках, а не на тех, что поднимаются в воздух. Время бионических конструкций и напечатанных авиадвигателей еще не пришло, хотя студентам не только разрешают мечтать и творить в этом направлении с использованием университетского оборудования, но даже и поощряют такие поиски.

Первые аддитивные машины стали появляться в Самарском университете еще с 2010-х годов. Некоторые работают до сих пор, пройдя не одну реконструкцию. Сегодня и аддитивное направление, и другие технологии, которым обучают в Самаре, дополнены целой экосистемой лабораторий, испытательных стендов, технологиями постобработки. Значимой вехой развития стало создание в 2025 году центра аддитивных технологий общего доступа (ЦАТОД) c госкорпорацией «Росатом».

Начать с малых дел

Евгений Пиженков, заведующий учебной лабораторией, старший преподаватель УрФУ им. Б. Н. Ельцина, рассказал, как «аддитивная грамотность» прививается в самой основе традиционного производства — на этапе обучения конструированию инструмента.

Первый SLM-принтер появился в УрФУ в 2013 году. Вскоре возникла идея совместного проекта со Свердловским инструментальным заводом — выполнить НИОКР по разработке опытных образцов сборного режущего инструмента. С оборудованием было и остается непросто: принтер западного производства полюбился, но «устал» и ремонту не подлежит; принтер восточного производства капризней и с качеством сложнее.

Проблематику аддитивных технологий в УрФУ разделили между собой две кафедры: процессы проектирования и механику печати осваивает и преподает кафедра станков и инструмента, процессы материаловедения — литейщики. Постепенно она растекается и на другие направления — прототипирование, реверс-инжиниринг, 3D-конструирование. Продвижению аддитивной печати на «инструментальной» кафедре и в среде ее индустриальных партнеров помогает тот факт, что на фоне современного станка, тем более ракетного двигателя, инструмент — изделие гораздо более простое. Одна или несколько деталей, габариты невелики: напечатать можно быстро, нюансы постобработки не всегда важны; главное — прочность. Нет сложного процесса сертификации изделий, и это открывает путь для освоения технологий промышленностью, а значит — каждый, кто идет на производство, получает благодаря знанию аддитивных технологий преимущество.

На сегодняшний день важно, чтобы у студентов было как можно больше практики, проектного обучения. По сути, именно в этом русле уже пять лет преподается 3D-печать на кафедре станков и инструмента. Идеи подбрасывают несколько производственных партнеров из инструментальной отрасли, то есть студенты работают над реальными проектами, партнеры же получают практический результат.

Пионеры, дети рабочих

Пионером формирования самостоятельной программы по аддитивным технологиям стал МИСИС. Заведующий лабораторией аддитивного производства МИСИС Станислав Чернышихин рассказал об особом пути, по которому пошел этот вуз. В используемой образовательной модели главное — взаимосвязь между наукой и образованием. Программа обучения «Аддитивные технологии» сформировалась в рамках ПИШ «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» — она помогла создать ряд научно- образовательных пространств и закупить оборудование. Обучение опирается на цепочку научно-исследовательских и экспериментальных возможностей МИСИС. В стенах университета можно выполнить моделирование сплава, выплавить его, изготовить порошок на нескольких типах «атомизаторов»: не промышленный объем, но учебные и исследовательские нужды удовлетворяет. Диапазон работы с материалами — от легкоплавкого магния до жаростойкого вольфрама. Базовая технология — SLM, в линейке восемь установок, из них две собраны в МИСИС. Есть и целый ряд других установок — для печати литейных форм, пластиковых моделей и т. д.

Напечатав изделие, молодые исследователи получают широкие возможности по изучению результата — для этого нужна развитая база материаловедческих исследований. Это микрокомпьютерная томография (она тоже появилась в рамках ПИШ), различные виды микроскопии, оборудование термического и механического анализа. Есть возможность проведения натурных испытаний. Плюс команда, которая работает на этом оборудовании, — это и позволило собрать практикоориентированную магистерскую программу.

По мнению выступающего, успешная формула создания программы по подготовке высококвалифицированных кадров — это функция от количества денег, которые получил вуз, с поправкой на коэффициент удачной трансформации денег в оборудование (здесь не все просто, и, хотя деньги в начале цепочки, они — не главное). Далее — увлеченная команда, чтобы оборудование не простаивало и направление развивалось. Лучший способ мотивировать и выучить такую команду — это участие в работах, оплаченных реальными заказчиками. А на фундаменте этих двух составляющих и появляется качественная услуга образования, формируются программы подготовки востребованных специалистов, готовых к новым вызовам и новым технологиям.

Сборная отличников

В ходе выставки прошел студенческий конкурс перспективных проектов в аддитивных технологиях «Будущее отрасли: конкурс молодых ученых». Студенты из ведущих вузов страны — МГТУ им. Н. Э. Баумана, Уральского федерального университета, Самарского университета, НИТУ «МИСИС», СПбПУ, РТУ МИРЭА, СПбГМТУ — представили на суд жюри свои разработки и научные исследования, продемонстрировав высокий уровень знаний и инновационный потенциал проектов в области аддитивных технологий и новых материалов.

Первокурсник СПбГМТУ Алексей Алексеев рассказал об исследовании слоистых стальных материалов — комбинации аустенитных и мартенситных сталей, возможности варьировать магнитные и прочностные свойства. И продемонстрировал, действительно глубоко удивив жюри, инновационный результат — напечатанный монолитный ротор электродвигателя. Именно этой работе решением жюри было отдано первое место.

Студент из Самарского государственного университета Вадим Хупутдинов рассказал о непростой задаче по борьбе за идеальную гладкость изделий. Не секрет, что поверхность напечатанного изделия шероховата, и в некоторых случаях это недопустимо. Автор исследовал факторы, которые влияют на гладкость поверхности, и определил диапазоны наиболее подходящих параметров. Члены жюри высоко оценили результаты работы, отдав конкурсанту второе место, а также поинтересовались, как режимы влияют на пористость изделия, которая не менее критична и тоже является узким местом технологии, — автор подтвердил, что это предмет уже стартовавшего следующего исследования.

Постобработке был посвящен целый ряд работ. Третьекурсницы МГТУ им. Н. Э. Баумана Варвара Середина и Анна Михайлова сосредоточились на проблеме постобработки поверхности пескоструйной технологией и лазерной полировкой, методах оценки, гладко ли получилось, — интерферометрии, использовании механического профилометра, микроскопии. Работа первокурсника магистратуры из Самарского университета Дениса Шуватова была посвящена электрохимической полировке. Члены жюри всерьез ушли в проблему полировки изогнутых каналов изделия и посоветовали связаться с предприятием, которое штурмует эту же задачу: «Тот, кто найдет решение, получит неплохой рынок».

Участники уделили внимание и композитам. Доклад аспиранта МИСИС Леонида Федоренко был посвящен влиянию нитрида алюминия и нитрида циркония на композитный алюмоматричный материал. Исследование показало, что важный фактор — это разница в смачиваемости материалов: решающее значение для печати имеет краевой угол смачиваемости, то есть форма капли. Жюри забеспокоилось, не носит ли исследование умозрительный характер, но оказалось, что эти материалы перспективны для космической промышленности, они легче и прочней металла. Осталось убедиться в трещиностойкости, усталостной прочности, провести циклические испытания и т. д. А научному исследованию было отдано третье призовое место.

«Ассоциация развития аддитивных технологий в сотрудничестве с вузами уже четвертый год подряд проводит конкурс студенческих проектов. И мы видим, как растут наши молодые ученые, те, кто будет завтра работать в аддитивном производстве. Их проекты уже не теория, а конкретные технологии для двигателестроения, станкостроения, атомной и нефтегазовой отрасли страны, отработанные и созданные на аддитивных установках и 3D-принтерах отечественного производства. Конкурс показал, что российская инженерная школа готова решать задачи импортозамещения», — прокомментировала итоги конкурса Ольга Оспенникова, доктор технических наук, исполнительный директор АРАТ, советник президента АО «ТВЭЛ».