В 2020 году Пермский Политех принял участие в трех проектах обновления приборной базы: в Федеральной целевой программе развития уникальных научных установок, в Федеральной целевой программе развития Центров коллективного пользования и в проекте «Развитие передовой инфраструктуры для проведения исследований и разработок в РФ» в рамках национального проекта «Наука». Университет приобрел новое высокотехнологичное оборудование на сумму 268 млн рублей.
В рамках Федеральной целевой программы развития уникальных научных установок Пермский Политех закупил оборудование для Центра экспериментальной механики на 68 млн рублей. По словам ученых, модернизация научного оборудования позволит расширить круг задач и повысить эффективность установки, у которой нет аналогов в мире. Это поможет проводить комплексные испытания материалов. Результаты исследований можно будет применять в области механики деформируемого твердого тела, материаловедения, авиационного двигателестроения, проектирования и производства полимерных изделий газопроводного транспорта, медицины, при проектировании и разработке месторождений полезных ископаемых, в создании новых перспективных материалов и проектировании ответственных конструкций.
По Федеральной целевой программе развития Центров коллективного пользования вуз приобрел оборудование для Центра наукоемких химических технологий и физико-химических исследований на 87 млн рублей (11 млн рублей составило собственное финансирование Пермского Политеха).
В рамках федерального проекта «Развитие передовой инфраструктуры для проведения исследований и разработок в РФ» национального проекта «Наука» Пермский Политех обновил приборную базу на 113 млн рублей (11 млн составило софинансирование вуза). Участие в программе позволило оснастить существующие подразделения и создать три новых: лабораторию по изучению биологических материалов (32 млн рублей), Центр прототипирования (44,3 млн рублей) и Fablab (3,5 млн рублей).
Для развития приборной базы кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» и Лаборатории рационального природопользования и природоподобных технологий приобрели высокоскоростную центрифугу и комплект роторов (1,7 млн рублей), реометр (9,2 млн) и 2D PIV-систему визуализации потоков течений (10,4 млн).
В частности, высокоскоростная центрифуга будет задействована при исследовании трансформации соединений в процессе обмена веществ в организме. Это позволит оценить свойства потенциальных лекарственных препаратов, экотоксикантов, компонентов пищевых и косметических продуктов. Быстрый, высокопроизводительный и всесторонний анализ метаболической стабильности поможет определить эффективность и безопасность органического вещества, изучить его токсичность и другие свойства. С помощью центрифуги ученые смогут получить биологический материал для скрининга большого количества веществ, используя минимальное количество ресурсов.
Для проведения геомеханических исследований на горно-нефтяном факультете Пермский Политех закупил программно-аппаратный комплекс оптоволоконной термометрии-шумометрии и акустического каротажа стоимостью 13,8 млн рублей.
— Оборудование включает два наземных регистрирующих блока для термометрии и акустической шумометрии, оптоволоконный кабель с аксессуарами и программное обеспечение для обработки и интерпретации данных мультипольного акустического каротажа и распределенных оптоволоконных термо-акустических датчиков. Такие комплексы активно внедряются в нефтяной отрасли США и Китая, но у оборудования нет аналогов в России. Комплекс поможет выявить работающие интервалы нефтяного разреза при оценке эффективности пропантного гидроразрыва пласта, определить трещиноватость горных пород и контролировать развитие геомеханических процессов в пластах, — рассказывает декан горно-нефтяного факультета Пермского Политеха, доктор геолого-минералогических наук, профессор Сергей Галкин.
Использовать комплекс ученые планируют на скважинах нефтегазодобывающих предприятий, в частности, НК «ЛУКОЙЛ» и ПАО «Пермнефтегеофизика» (Росгеология). Интерес к совместным исследованиям проявил и Китайский нефтяной университет (Хуадун) (г. Циндао). Кроме того, установку будут использовать в учебном процессе студенты направления «Геофизические исследования скважин», в том числе совместно с Китайским нефтяным университетом.
Для создаваемого Центра прототипирования университет приобрел широкий спектр оборудования, позволяющий производить исследования технологических процессов и создавать прототипы различных изделий: оптоволоконный станок лазерного раскроя (4,4 млн рублей), вертикальный гибочный пресс с ЧПУ (3,2 млн) и комплект оборудования для ультразвуковой, вибрационной и ударной обработки (1,3 млн).
Оборудование для ультразвуковой, вибрационной и ударной обработки позволит производить обработку формируемых изделий во время процесса наплавки и после нее. Это поможет обеспечить нужную микроструктуру синтезированного материала и устранить его дефекты при аддитивном производстве. Технология позволит избавиться от остаточных напряжений и деформаций и повысить механические свойства готовых изделий.
Для расширения возможностей исследования и описания процессов гибридного аддитивного производства на кафедре «Сварочное производство, метрология и технология материалов» вуз закупил двухлучевую электронно-лучевую установку трехмерного выращивания (15,4 млн рублей), комплект сварочного оборудования для плазменной сварки/наплавки на токе обратной полярности (3,7 млн), комплект сварочного оборудования для плазменной сварки/наплавки на токе прямой полярности (3 млн) и комплект сварочного оборудования для сварки/наплавки плавящимся электродом в среде защитных газов (4 млн).
Двухлучевая электронно-лучевая установка трехмерного выращивания позволит разработать технологические и технические решения в области гибридных аддитивных технологий, повысить механические свойства изделий и эффективность процесса. Результаты исследований позволят значительно снизить материалоемкость деталей в машиностроительной отрасли, повысить коэффициент использования материала, сократить число технологических операций для выпуска продукции, снизить затраты на изготовление технологической оснастки и опытных образцов. Это снизит себестоимость продукции в ракетостроительной и авиационной отраслях и в сфере энергетического машиностроения.
Комплект сварочного оборудования для плазменной сварки/наплавки на токе обратной полярности ученые будут использовать для работы над изделиями из магниевых сплавов, которые отличаются плохой свариваемостью. Обратная полярность тока способна обеспечить условия для качественного сплава. Комплект оборудования для плазменной сварки/наплавки на токе прямой полярности позволяет выполнять работы с высокочастотным импульсным воздействием. С помощью этой технологии можно производить крупногабаритные заготовки из титановых сплавов. Аддитивные технологии помогут снизить издержки производства, повысив коэффициент использования материала, вывести на рынок новую продукцию, обеспечить независимость российской промышленности от иностранных технологий. Комплект сварочного оборудования для сварки/наплавки плавящимся электродом в среде защитных газов будут использовать для «выращивания» изделий сложной геометрической формы. Это сохранит высокие механические свойства деталей.
За счет средств программы Пермский Политех произвел модернизацию электронного микроскопа Phenom кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» на 3,7 млн рублей.
— Модернизация электронного микроскопа Phenom ProX позволит ученым исследовать элементный состав металлов, сплавов, керамических, минеральных и композиционных материалов. С помощью обновления катодной группы и программного обеспечения стало возможным изучать распределение частиц и пор материалов, в том числе высокопластичных, — рассказывает доцент кафедры металловедения, термической и лазерной обработки металлов Пермского Политеха, кандидат технических наук Михаил Симонов.
Для исследований в области поверхностной обработки изделий на механико-технологическом факультете вуз приобрел оборудование для электромеханической обработки стоимостью 3 млн рублей. Кроме того, университет закупил для нужд центра лазерных аддитивных технологий лазерный источник Raycus RFL-C1000 (1000w) на 2,5 млн рублей.
Вуз также приобрел комплекс, с помощью которого можно проводить механические испытания и анализировать напряженно-деформированное состояние биосовместимых материалов, на сумму 30,7 млн рублей и 3D-принтер стоимостью 1,5 млн рублей.
— Комплекс позволяет исследовать поведение биомедицинских изделий в условиях, приближенных к физиологическим. Он состоит из универсальной машины для проведения механических испытаний на растяжение, сжатие и изгиб в жидкой среде и системы анализа напряженно-деформированного состояния биосовместимых материалов. Камера для испытаний в жидкой среде позволяет имитировать условия физиологических сред. Система цифрового микро- и макроанализа структуры поверхности образца дает возможность получить изображения с многократным увеличением и записать процесс испытаний. Оборудование также позволяет анализировать и обрабатывать изображения образцов биосовместимых материалов для построения полей деформирования и анализа их распределения, — отмечает доцент кафедры динамики и прочности машин, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории интеллектуальных материалов и конструкций Пермского Политеха, кандидат физико-математических наук Михаил Ташкинов.
Комплекс для высокотемпературной трехмерной FDM-печати ученые будут использовать для создания полимерных изделий по цифровым моделям методом послойного нанесения расплавленного материала. Оборудование поможет им отрабатывать технологии производства полимерных биомедицинских изделий с проектируемой структурой.
Для развития сектора студенческой науки в университете будет создан Fablab, где обучающиеся на практике смогут реализовывать творческие идеи. Вуз уже приобрел для него комплекс из 3D-принтера, 3D-сканера, пятикоординатного обрабатывающего центра, лазерного и сверлильно-фрезерного станка и рабочей станции на сумму 2,5 млн рублей.
— Комплекс предназначен для цифрового прототипирования изделий лаборатории мехатроники кафедры «Динамика и прочность машин». С помощью него наши студенты и молодые ученые смогут реализовывать свои разработки. Локальная точка цифрового производства для универсальных нужд (сканирования объектов и перевода их в формат 3D-модели, печати реальных объемных моделей из пластиков, фрезеровки заготовок из дерева, фанеры, металлов, гравировки лазером различных поверхностей, нанесения координатных сеток, рисунков, фотографий и текстов) позволит создавать прототипы мехатронных устройств и разрабатывать новые приборы, материалы и интеллектуальные системы, — рассказывает профессор кафедры динамики и прочности машин Пермского Политеха, доктор физико-математических наук, доцент Илья Келлер.
