Как напечатать успех — ЦМИТ «Нанотехнологии»

C 2014 года ЦМИТ «Нанотехнологии» МГУ имени М.В. Ломоносова работает со школьниками и студентами по различным направлениям обучения, в частности в области сканирующей зондовой микроскопии и приборостроения.

ЦМИТ «Нанотехнологии» — подразделение Физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова. Центр ориентирован на работу со школьниками и студентами, заинтересованными современной наукой, технологиями и желающими влиться в научный коллектив. Его учащиеся совместно с преподавателями занимаются научными исследованиями в рамках различных образовательных курсов.

Мы поговорили с научным руководителем Центра о том, как 3D печать помогает в работе со школьниками и студентами.

Игорь Владимирович Яминский, профессор, доктор физико-математических наук, МГУ имени М.В.Ломоносова

В 2014 году при запуске Центра молодежного инновационного творчества «Нанотехнологии» перед нами стояла непростая задача: выбрать оборудование для оснащения Центра, чтобы оно было наиболее эффективным для обучения, быстрое в освоении и практически применимое.

К этому моменту у нас был накоплен большой опыт в создании и применении главного инструмента нанотехнологий — сканирующих зондовых микроскопов. Также мы научились производить компактные 3-х осевые фрезерные обрабатывающие центры и станки. Кроме того, внедрили в производственный процесс САПР для электронного моделирования и последующего изготовления трехмерных моделей на обрабатывающих центрах. Казалось бы, всё есть. Но было ощущение, что мы что-то упустили. Оказалось, что мы забыли про технологии 3D печати.

Преподаватели и учащиеся ЦМИТ «Нанотехнологии»

В тот момент 3D печать и 3D принтеры вышли на высокий технологический уровень, и появилась новая задача: не просто купить принтер, а выбрать самую подходящую для нас модель. Мы закупили четыре принтера Picaso 3D Designer. Все принтеры были одинаковой конфигурации. Одновременно с закупкой 3D принтеров мы сформировали большой запас материалов для печати. Освоение принтеров прошло быстро и легко.

Сначала мы печатали модели из открытых источников интернета. Здесь и Пизанская башня, и Собор Св. Петра и Павла. Дружная пара из винта и гайки. Щипцы для захвата мелких деталей. Удивительно изящный и хрупкий цветок — бутон розы. Конечно, напечатали и гаечный ключ. А как же без него в ЦМИТе?

Процесс работы в ЦМИТе

Самым увлекательным занятием для школьников оказалось использование 3D принтера в паре с 3D сканером. Сначала, разбиваясь на пары, школьники сканировали друг друга. Один становился моделью, а другой оператором 3D сканера. Потом менялись ролями. На выходе с помощью 3D принтера выходили бюсты школьников — учеников ЦМИТ «Нанотехнологии». Все напечатанные фигурки передавались школьникам.

Популярным для студентов оказалось изготовление моделей различных вирусов в рамках образовательного курса физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова «Физика живых систем».

3D принтер оказался востребованным помощником и в производственных целях. С помощью него мы стали изготавливать детали и узлы для наших экспериментальных установок. Разработали и изготовили проточные термостатированные ячейки для дифференциального спектрометра. Для сканирующего капиллярного микроскопа сделали удобные держатели электродов.

Слева — сканирующий капиллярный микроскоп, справа — макет биосенсора.

Одним из значимых проектов Центра являлась разработка биосенсора для раннего обнаружения вирусов в биологических жидкостях. С помощью 3D принтера были напечатаны не только корпуса электронных блоков, но и изготовлена ключевая деталь биосенсора — проточная жидкостная ячейка для установки биочипа — сердца биосенсора.

Слева — макет корпуса биосенсора, справа — макет измерительного узла.

Еще одним направлением работы Центра является выполнение внешних заказов. Среди наших заказчиков — специалисты, ученые, студенты, аспиранты, энтузиасты и умельцы. Заказы оказались очень разнообразны: корпус для литий-ионной батареи для установки в самодельный самокат, держатели образцов для хранения биопрепаратов, конструктивные элементы научных установок. Часто для выполнения заказов мы используем 3D печать.

Слева — печать контейнера аккумулятора для электрического скутера LongBoard. Автор проекта Иван Максимов. Справа — Всеволод Соснин, участник конкурса Innomake, рассказывает принцип работы проточной ячейки в центре «Умный дом».

С момента первой покупки 3D принтеров Picaso прошло 8 лет. В нашем Центре молодежного инновационного творчества «Нанотехнологии» они превратились в полноправных участников образовательного, научного и производственного процессов.

Фото: ЦМИТ «Нанотехнологии»