Как достичь национального успеха в России

 

 

Убежден, Россия способна не только провести 

масштабное обновление своей промышленности, 
но и стать поставщиком идей, технологий для всего мира, 
занять лидирующие позиции в производстве товаров и услуг, 
которые будут формировать глобальную технологическую повестку, 
чтобы достижения наших компаний служили символом национального успеха, 
национальной гордости, как в свое время атомный или космический проекты. 
/ В.В. Путин, 
из послания Федеральному собранию, 2014 год 

 

Тех, кто мешает быстрому внедрению народных технических инициатив в жизнь, 
необходимо вешать, причем на гнилых веревках. 
Именно на гнилых, чтобы они падали, и их можно было бы повесить еще и еще раз 
/ В И. Ленин, 
из письма в Совнарком   

   

В годы казалось бы канувшей в Лету эпохи холодной войны, несмотря на многочисленные санкции со стороны Запада и дискриминационные законодательные акты типа поправки Джексона–Веника, действовавшей много лет, наша страна не растеряла своих «левшей», а ее инновационные разработки пользовались спросом на всех континентах. А вот реформы 90-х годов нанесли отечественной оборонке и другим отраслям промышленности несравненно больший ущерб. 

В настоящее время ситуация сложилась тоже не из простых. Как сказал недавно президент России Владимир Путин, действующая сейчас экономическая модель российского общества себя исчерпала, сохранение нынешней экономической ситуации – это уже угроза нашей национальной безопасности. Поэтому необходим переход к новой модели экономического роста и развития российского общества в целом.

 

Одним из направлений перехода к такой модели и стала амбициозная государственная программа инновационного развития, до окончания реализации которой осталось шесть лет. При финансировании оборонно-промышленного комплекса (ОПК) в объеме 26 трлн. рублей до 2020 года должно появиться 1500 критических технологий.

Научное сообщество, политическое руководство страны, экономический блок правительства России объявили в качестве базового тренда модернизации российской экономики ее реиндустриализацию – то есть новую индустриализацию на основе последнего технологического уклада.

 

Если с этой стороны взглянуть на ситуацию в оборонно-промышленном комплексе, то, по словам научного руководителя РЭУ им. Г. В. Плеханова Сергея Валентея, она выглядит не самым лучшим образом. «Сегодня практически не производится никакой интеллектуальной собственности в оборонно-промышленном комплексе», – говорит он. Решению этой задачи препятствуют как минимум несколько групп факторов.

В первую очередь это деформированная структура экономики. За период с 1990 по 2012 год доли базовых отраслей реиндустриализации – машиностроения и металлообработки – в общем объеме промышленного производства упали почти в два раза.

 

Во-вторых, это низкий уровень оплаты труда в промышленности и как следствие – кадровый «голод». Ситуация с заработной платой вызывает у граждан реакцию отторжения на предложения пойти поработать в промышленности. Глубину кадрового кризиса лучше всего иллюстрируют низкие проходные баллы в ряд технических вузов страны.

 

В-третьих, не менее серьезное негативное воздействие на возможности использования интеллектуальной собственности ОПК в гражданских секторах экономики оказывает пространственная сверхконцентрация носителей интеллектуальной собственности, доставшаяся России в наследство от СССР. Основная масса «интеллектуалов» сосредотачивается в семи регионах: Москве, Санкт-Петербурге, а также в Московской, Калужской, Нижегородской, Новосибирской и Томской областях.

 

В-четвертых, утрачены многие объекты интеллектуальной собственности. В период рыночных реформ по возможностям использования потенциала ОПК в интересах развития гражданских секторов экономики был нанесен самый ощутимый удар. Его причина – нерешенность проблем собственности на интеллектуальный капитал. Хотя общая стоимость такой собственности, созданной советской оборонкой и нелегально проданной третьим странам, оценивается экспертами в 8 млрд. долларов.

 

Как справедливо отмечает Виктор Никонов, преодоление воздействия первых трех факторов следует искать не внутри самого ОПК, а в разработке стратегии реиндустриализации всей экономики России. Данная стратегия, помимо прочего, должна будет учитывать и особенности пространственного размещения носителей «интеллектуального капитала». Например, путем формирования кластеров по типу Дубнинского (в подмосковной Дубне), использования сохранившегося кадрового потенциала ряда моногородов и пр.

Что касается утраты объектов интеллектуальной собственности ОПК, то начать нужно с ее защиты, поскольку весь объем защищенной интеллектуальной собственности в России сегодня не превышает 1%.

Далее Виктор Никонов пишет, что мы живем в век, когда многими процессами управляют, что называется, деньги. Госзаказчик платит и имеет право на РИД, но от этого страдает интеллект. Получается, интеллект не имеет права на работу (продукт), которую сам создает. И пока деньги будут стоять во главе угла, ничего не изменится.

 

Такой порядок вещей надо менять. То есть, дать возможность интеллекту использовать его интеллектуальную собственность. Но даже на уровне правительства никто не будет коммерциализировать разработку, которую создал изобретатель. Нет такой цели и задачи. Поэтому надо максимально передавать разработчику такие права, чтобы он хотя бы впоследствии мог иметь свой коммерческий интерес. Образно говоря, государству можно и нужно подумать, как безвозмездно отдать патенты их авторам и предприятиям.

Пока же, по мнению генерального директора ООО «Национальный центр интеллектуального капитала» Максима Дышлюка, то же Минобороны требует передачи ему интеллектуальной собственности от предприятий при подписании контрактов на производство ВВТ. Предприятия упираются. В результате бывает так, что производство остается без заказа, а Минобороны – без вооружения и техники.

 

Как сообщалось в материалах проверки Генпрокуратуры России (об этом я уже писал ранее), Минпромторгом освоены колоссальные средства, выделенные государством, однако задачи по разработке и внедрению передовых технологий, развитию научно-интеллектуального потенциала авиа- и судостроительных отраслей не решены. Например, в 2011-2013 годах на выполнение НИОКР в рамках программ в сфере авиа- и судостроения израсходовано 133 млрд. рублей, министерством заключено более 500 госконтрактов, однако в результате получено лишь 93 запатентованных ОИС. Полученные результаты не сопоставимы с затраченными ресурсами, при этом ни одно из изобретений государством не используется. Или такая цифра: из 270 тысяч действующих российских патентов продается менее 2%, что не выгодно ни правообладателям, ни России.

Виктор Никонов считает, что необходимы единая методология и механизмы оценки результативности российской науки и эффективности реализации госпрограмм инновационного развития с позиций стратегического аудита и аудита эффективности экономики интеллектуальной собственности (в том числе создания добавочной стоимости, капитализации нематериальных активов и обеспечения инвестиций).

В числе первоочередных мер можно выделить следующие:

– активнее привлекать предприятия в определении тематики госзаказа на разработку инновационных технологий, необходимых для модернизации производства и реиндустриализации (интерес к софинансированию). Снижать уровень коррупции через принятие и введение антикоррупционных стандартов при размещении госзаказа на НИОКР и закупки импортных технологий и оборудования;

– закреплять имущественные права на РИД за исполнителем НИОКР (предприятием), полученных при бюджетном финансировании, на условиях мотивированного использования РИД в выпуске конечной продукции «двойного» и гражданского назначения, обеспечения баланса интересов автор–соисполнитель–заказчик.

Это позволит выйти из инновационного тупика, в котором оказались многие отрасли России.

В. В. Путин предлагает в первую очередь реализовывать национальную технологическую инициативу. На основе долгосрочного прогнозирования необходимо понять, с какими задачами столкнется Россия через 10-15 лет, какие передовые решения потребуются для того, чтобы обеспечить национальную безопасность, высокое качество жизни людей, развитие отраслей нового технологического уклада.

Нужно объединить усилия проектных, творческих команд и динамично развивающихся компаний, которые готовы впитывать передовые разработки, подключить ведущие университеты, исследовательские центры, Российскую академию наук, крупные деловые объединения страны. И конечно, пригласить наших соотечественников, которые трудятся за рубежом в науке и в высокотехнологичных отраслях, но, разумеется, тех из них, кто действительно может что-то дать.

К сожалению, мы по-прежнему обучаем значительную часть инженеров в вузах, которые давно оторвались от реальной производственной базы, от передовых исследований и разработок в своих областях. Пора перестать гнаться за количеством и сосредоточиться на качестве подготовки кадров, организовать подготовку инженеров в сильных вузах, имеющих прочные связи с промышленностью, и лучше, конечно, в своих регионах.

В связи с глубоким вниманием к подготовке инженерно-технических кадров, которое следует из послания В. В. Путина, одним из важнейших насущных вопросов является инженерное образование в постиндустриальной России, и, прежде всего, подготовка инновационных инженеров.

 

«Уровень высшего образования в России характеризуется, с одной стороны, высоким процентом охвата населения, с другой – обесцениванием статуса диплома вуза России в мировом рейтинге. И это происходит на фоне внедрения Болонской системы в условиях сырьевой экономики. В вузах просела научная работа, поскольку, с одной стороны, ранее созданные заделы в науке исчерпаны, а, с другой – высокая аудиторная нагрузка не позволяет преподавателям заниматься научной работой, что характерно для частных вузов», – отмечают в своей статье ученые Российского социального государственного университета В. А. Акатьев и Л. В. Волкова. Они считают, что особенно тревожная обстановка сложилась вокруг инженерного образования. Спад промышленного производства и переход экономики на сырьевые рельсы привел к уменьшению потребности в инженерных кадрах, в результате чего выпускники технических вузов не могут трудоустроиться по специальности. В подавляющем большинстве вузов России (кроме военных и отдельных уникальных вузов) специалитет через год прекратит существование. Сегодняшнего выпускника технического вуза (бакалавра или магистра) не назовешь привычным словом «инженер». И это не только потому, что такой квалификации уже нет, а прежде всего ввиду слабой инженерной подготовки, о чем говорят работодатели, по оценкам которых, около 40 процентов поступивших на работу выпускников технических вузов 2013 года нуждаются в дополнительной подготовке. Очевидно, Болонский процесс в образовательной системе России привел к кардинальным изменениям в ней и, как любой революционный процесс, не мог не привести к снижению качества образования на начальном этапе. Встает законный вопрос о том, не поспешно ли удалили из российской системы образования сильные и проверенные её стороны с учетом новых реалий внедрения Болонской системы и какие шаги предпринять для изменения негативной тенденции в инженерном образовании.

Инженерное образование в эпоху постиндустриальной России потеряло качество и былую популярность. Сегодня существует проблема трудоустройства выпускников технических вузов, а выпускники средней школы не мотивированы на сдачу ЕГЭ по физике, в результате чего уровень знаний студентов, отбираемых для обучения в технические вузы, значительно уступает соответствующему уровню абитуриента досоветского и советского периодов

По мере появления новых предприятий атомной, химической, машиностроительной и авиационной отраслей, а также появления предприятий по выпуску оборудования и аппаратов, замещающих соответствующие импортные комплектующие, наметилась тенденция увеличения спроса на высококвалифицированные инженерные кадры.

При расширении объемов производства руководителя предприятия больше интересует прибыль предприятия, а вовсе не то, применением каких технологий (и комплектующих) она достигнута. Очевидно, что создание новых технологий и оборудования – дело затратное и рисковое, да и инженерные знания для этого требуются. А руководящие должности в технических отраслях занимают сегодня в основном экономисты и юристы. Например, из 80 руководителей холдинга ОАО «Станкопром» только 4 человека имеют высшее техническое образование.

Конечно, для экономики страны было бы лучше, если бы предприятия стремились освоить технологии. И в этом плане система сотрудничества российских предприятий с иностранными компаниями в долгосрочной перспективе должна быть нацелена на освоение и замещение импортных технологий с выпуском российских аналогов. Однако на практике дело до замещения не доходит, вместо этого на предприятиях осуществляется «отверточная сборка» оборудования из импортных комплектующих. Компьютерные программы, «зашитые в черных ящиках», позволяют импортеру дистанционно проводить мониторинг состояния оборудования и менять параметры программных продуктов.

Такое сотрудничество предприятий с иностранными компаниями приводит к деградации технических отраслей, что вовсе недопустимо для оборонных предприятий, поскольку при необходимости иностранный поставщик может нарушить производство посредством дистанционного вмешательства в программу (снизить качество обработки деталей, отключить станок и др.).

Естественно, что совместная работа, направленная на освоение технологий и оборудования, а не только на извлечение прибыли, требует дополнительных временных и материальных затрат. Такая работа связана с необходимостью привлечения к работе инженеров, создания инженерных центров, привлечения ученых и специалистов, в том числе квалифицированных эмигрантов российского происхождения. Эти издержки по созданию технологического оборудования могло бы взять на себя, хотя бы частично, государство.

Сегодня в условиях санкций (из-за событий в Украине), связанных с запретом поставок в Россию высокотехнологичного оборудования, пришло понимание того, что экономическая независимость России тесно связана с необходимостью повышения уровня инженерного образования и технологических преобразований в России. Актуальным стало развертывание в России производств по замещению импортных комплектующих. Важно, чтобы это происходило при точечной, но существенной поддержке государства.

За прошедшие 20 лет уровень образования выпускников вузов России заметно снизился, об этом свидетельствуют мировые рейтинги вузов. В структуре выпускников вузов многократно увеличилась доля выпускников гуманитарного и социально-экономического направлений подготовки. Последнее связано не только с происшедшим спадом промышленного производства в стране и ростом потребности в гуманитариях, но и с тем, что подготовка не по инженерным направлениям требует гораздо меньших затрат на обучение и учебно-материальную базу. Кроме того, контингент абитуриентов, способный поступать и обучаться по этим направления, значительно шире. В этот период более популярными стали профессии банковских работников, менеджеров, предпринимателей, а также работа в качестве чиновников в административных структурах различного уровня. Это подтверждают и компании приема в вузы – на гуманитарные и экономические специальности конкурс на одно бюджетное место составляет 15-30 заявлений, в то время как на инженерные специальности, как правило, не превышает 5. Именно этим объясняется интерес к нетехническим направлениям образования со стороны негосударственных вузов. Если в 2000 году негосударственные вузы по гуманитарно-социальному и экономическому направлениям оканчивали около 11 тыс. человек (1% всех выпускников страны), то в 2013 году – уже более 110 тыс. человек (более 20%). В государственных вузах также произошло значительное увеличение количества выпускников гуманитарно-социально-экономического направления (с 164 тыс. человек в 2000 году до 380 тыс. человек в 2013 году). Сегодня в стране имеется перепроизводство экономистов, юристов и социологов; насчитывается около 1100 вузов, из которых половина (более 500) являются частными вузами с возрастом до 20 лет и гуманитарным профилем подготовки (экономика и право).

Как считают В. А. Акатьев и Л. В. Волкова, сегодня наступает интеллектуальный голод из-за «утечки мозгов» на Запад. Причем условия для утечки создаются в России. Ярким примером этого является созданный на международном уровне Сколковский институт науки и технологии («Сколтех»). В магистратуру «Сколтеха» отбирают наиболее талантливых российских бакалавров, окончивших ведущие вузы страны по наиболее престижным направлениям подготовки. Затем их направляют на стажировку в западные университеты, откуда они вряд ли возвратятся в Россию. К сожалению, отсутствуют механизмы цивилизованного ограничения (или материальной) компенсации такой эмиграции. Если бы была такая компенсация, то, возможно, её было бы достаточно для создания рабочих мест для талантливых инженеров и ученых в России.

Как я неоднократно писал, такой положительный опыт имеется в Казахстане, где государство оплачивает обучение на 2 и 3 степень за рубежом, но и справедливо требует 3-4-летней работы в стране после завершения обучения.

Следует заметить, что сегодня профессор вуза в России имеет учебную «горловую» нагрузку до 900 часов в год, и это ему не оставляет времени на работу с аспирантами и научную работу. Указанная «горловая» нагрузка примерно в три раза выше аналогичных иностранных норм. Количество студентов, приходящихся на одного педагога, в наших вузах равно 10, и оно в 3 раза выше, чем аналогичный показатель иностранного вуза. Перегрузка учебной работой преподавателей привела к тому, что вузы сегодня не в состоянии вести научную работу, проваливая многие показатели эффективности вуза.

 

Очевидно, нужен системный подход, учитывающий современное состояние всех факторов, влияющих на уровень высшего образования в стране. В первую очередь, нужно помочь техническим университетам, которые готовят выпускников для наиболее успешных секторов промышленности. К таким секторам промышленности сегодня могут быть отнесены ядерные и космические исследования, авиастроение, энергетика, горные шахты, нефтяная и газовая промышленность, информационные технологии, биомедицина.

Именно предприятия указанных секторов промышленности совместно с профильными кафедрами вузов могут успешно работать над созданием инновационных технологий. Однако эта работа тормозится существующей налоговой политикой инвестиций в инновационные технологии. Сегодня в России разработку и внедрение инноваций осуществляют менее 10% отечественных компаний, что в 6-7 раз меньше аналогичных показателей Германии, Ирландии, Бельгии и Эстонии. Такое положение объясняется полным отсутствием налогового стимулирования и поддержки инновационной деятельности в России. В результате технологическое отставание России и сырьевая зависимость её экономики продолжают усиливаться. Именно с этим связано ухудшение качества инженерного образования в России и снижение степени её соответствия современному мировому научно-техническому уровню.

В западном мире вузы построены по схеме кампусов – на отдельной территории площадью не менее двух квадратных километров размещены учебные и лабораторные корпуса, мини-заводы, общежития и прочая инфраструктура вуза. В нашей стране к вузам-кампусам можно отнести Новосибирский академический городок, МИФИ, МВТУ им. Н.Э. Баумана, МЭИ и др. В настоящее время проведено укрупнение государственных вузов. Однако объединение вузов, расположенных в разных частях города, носит формальный характер, оно приносит множество трудностей для сотрудников вуза.

Если обратиться к мировому опыту инновационного развития, то в сфере инновационной деятельности лидеров этого развития огромное значение имеют инвестиции в НИОКР.

Становление национальных инновационных систем, учитывающих исторические, культурные, социальные особенности государств, вносит изменения в количественные характеристики типовой схемы инновационного процесса. Так, если обратиться к годовым отчетам, опубликованным за последние пять лет ведущей международной бизнес-школой INSEAD и специализированным агентством ООН «Всемирная организация интеллектуальной собственности» (World Intellectual PropertyOrganization, WIPO), то можно увидеть, что, по их данным, за последние три года Швейцария и Швеция остаются неизменными лидерами инновационного развития экономики (см. табл. 1).

Таблица 1.

Значения Глобального инновационного индекса стран-лидеров за 2008-2013 гг.

№ п/п	The Global Innovation Index 2008-2009	Global Innovation Index 2009-2010	The Global Innovation Index 2011- Accelerating Growth and development	The Global Innovation Index 2012- Stronger Innovation Linkages for Global Growth	The Global Innovation Index 2013- The Local Dynamics of Innovation
1	США	Исландия	Швейцария	Швейцария	Швейцария
2	Германия	Швеция	Швеция	Швеция	Швеция
3	Швеция	Гонконг	Сингапур	Сингапур	Великобритания
…
51				Россия
…
56			Россия
…
62					Россия
…
64		Россия
…
68	Россия

Примечание: данные Е. С.Васильева и Н. В. Лисовской (Волгоградский государственный университет).

Модели инновационных систем Швейцарии и Швеции отличаются друг от друга, но при этом позволяют этим странам оставаться в ряду наиболее инновативных уже в течение ряда лет. Сегодня швейцарская инновационная система представлена следующим образом - это множество развитых центров инновационного развития, функционирующих в кантонах, между которыми существует сильная конкуренция по привлечению стартапов в области медицины и биотехнологий, в сфере разработки экологически чистых технологий добычи энергии. 2/3 суммарных расходов на НИОКР в Швейцарии поступает из предпринимательского сектора, а не от государства. Это также характерно и для Швеции, в которой научные разработки производятся также в частном секторе, но в рамках крупных многонациональных корпораций (75 % всех расходов). Большая роль в инновационной системе принадлежит Королевской академии наук Швеции (она присваивает нобелевские премии через Нобелевский комитет, тем самым определяет вектор развития науки в мире). Этим обосновывается акцентирование блока генерации знаний на фундаментальных науках и финансирование его государством. Прикладные же исследования обеспечиваются за счет грантов и совместных проектов с крупными транснациональными компаниями. Реализацией инновационной политики на местах занимаются специально созданные агентства (их уже более 600).

Что же касается США, которые выбыли из лидеров, то их модель инновационной системы предполагает преимущественное финансирование инноваций из федерального бюджета, и в меньшей степени – из средств университетов, организаций. В то же время местом генерации инноваций были и остаются именно университеты.

В России на данный момент нет возможности говорить о какой-то сложившейся модели. Как уже отмечалось раннее, большинство предприятий, а, следовательно, сама экономика страны, не являются инновационными, об этом свидетельствует и официальная статистика, собираемая и публикуемая Госкомстатом (см. табл. 2).

Таблица 2.

Показатели инновационной активности российских организаций, осуществляющих инновации в отчетном году, за период 2009-2012 гг., в %

Показатели	2009 г.	2010 г.	2011 г.	2012 г.
Инновационная активность организаций	9.3	9.5	10.4	10.3
Удельный вес инновационных товаров, работ, услуг в общем объеме	4.1	4.6	6.9	5.3
Удельный вес затрат на технологические инновации в общем объеме	1.93	1.55	2.20	2.52

Примечание: данные Е.С. Васильева и Н.В. Лисовской (Волгоградский государственный университет).

Если же сопоставить эти данные с данными онлайн-версии «Ежегодника Евростата 2012» (от января 2013 г.), то получается совсем неутешительная картина для России.

В десятке самых инновационно насыщенных стран ЕС доля инновационных предприятий не опускается ниже 55%. Из 31 страны, присутствующей в указанном отчете, самое слабое участие в инновационной деятельности принимает Болгария (27%), но даже этот результат выглядит недостижимым для России (по данным за 2012 г.).

В заключение Е. С. Васильев и Н. В. Лисовская считают, что стоит напомнить высказанный ранее тезис о лидерах и догоняющих, а также задуматься, не слишком ли много упущено времени и что можно сделать в сложившейся ситуации. Проблемы, стоящие перед российскими компаниями на пути к инновационному настоящему, касаются не только самих предприятий, а всего российского общества в целом. В настоящее время не существует единой системы ценностей, что, в свою очередь, не позволяет государству и обществу выработать собственную национальную инновационную систему. Для придания скорости России, как «догоняющей» стране, следует использовать «рецепты инновационного благополучия», заключающиеся в активном инвестировании в образование (а конкретно в человеческий капитал), а также активном участии предпринимательского сектора в финансировании в НИОКР, который в России является наименее активным фактором инновационной деятельности, но в то же время и наиболее заинтересованным участником всего инновационного процесса, который в состоянии осуществить наиболее полный контроль над инновационным процессом, доведя его до логического завершения: внедрения инноваций, приносящих предприятию прибыль.

Далее я хотел бы остановиться на основных направлениях новейших технологий, бурно развивающихся за рубежом.

И, как я неоднократно писал в своих статьях, одним из перспективных направлений является 3D-печать. Формально, про 3D-печать слышали очень многие, но применение технологии еще очень далеко до массового рынка. Это связано с такими преградами, как знания о материалах, наличие 3D-модели, неочевидность применения технологии для задач клиентов. Ну и разумеется, инертностью людей ко всему новому в целом. Часть компаний на рынке старается решать эту проблему. Каждая делает это по-своему.

 

Компания Artec Group, запустила свой сервис Shapify, позволяющий любому желающими мгновенно сделать свой 3D-скан и через некоторое время получить свою миниатюрную копию в цвете. Artec собрали большую будку с освещением и сканерами по кругу, с помощью которой делается 3D-скан человека. Как видно, Shapify не единственное решение со своей 3D-будкой, однако, оно самое удачное с точки зрения облачной инфраструктуры, поддержки просчета и фиксации моделей, что существенно облегчает жизнь тем, кто хочет сделать бизнес на этом. Само решение продается под ключ, и вы можете рискнуть и запустить свой бизнес, найдя удачное сочетание места, трафика из людей и надежных партнеров по 3D-печати.

Широко известный в узких кругах стартап Normal предлагает посмотреть и пощупать их продукт – кастомизируемая накладка для наушников, изготавливаемые специально под уши клиента. А они, как известно, весьма индивидуальны. Это один из свежих примеров сочетания традиционных технологий массового производства и персонализированности 3D-печати. На мой взгляд, довольно удачное решение, и в сотрудничестве со Stratasys оно активно пойдет в массы.

Принтеры Blueprinter, печатающие модели по технологии Выборочного Теплового Спекания (SHS) уже не первый год на рынке, и за последнее время цена на них выросла с 10 тысяч долларов до 25 тысяч долларов. Однако, это самый доступный принтер, позволяющий изготавливать детали в небольшой камере (200 x 157 x 140 мм) из самого популярного материала – полиамида.

Компании, оказывающие услуги по быстрому прототипированию также не отстают в вопросе популяризации технологии. Вместо того, чтобы размещать сложные инженерные решения или прототипы, они показывают красивые финальные предметы, приятные на вид и на ощупь. Таким образом они показывают не процесс и их услуги, а результат и радость для клиента. Это весьма полезный подход, который доносит до посетителей мысль о том, что технологии близки к обычным людям и используются в их интересах.

 

С точки зрения самого популярного материала для 3D-печати (после «домашних» ABS/PLA) абсолютный лидер – это полиамид (nylon). Производства, оказывающие услуги по 3D-печати, закупают машины компании EOS в больших количествах и выстраивают свой бизнес именно на технологиях этого производителя. Более того, недавно анонсированный материал фарфор будет производиться также с помощью этого же материала.

Так сложилось, что все основные инновации и, так называемая, третья промышленная революция в 3D-печати происходит вне поля внимания СМИ. О всех новых материалах, принтерах и возможностях знают только очень близкие к теме специалисты. Остальные люди (и в том числе заинтересованные клиенты) остаются в полном неведенье, и поэтому внедрение технологии и широкое коммерческое применение среди малого и среднего бизнеса пока идет медленно.

Компания Cooksongold совместно с EOS создали принтер для 3D-печати из драгоценных металлов. Cooksongold разработала порошки из 18k золота (розовое, желтое, белое) и с помощью принтера M080 изготавливает драгоценные изделия сложных форм, которые не под силу традиционному литью.

Представитель компании David Fletcher рассказал о возможностях принтера по печати ювелирных изделий. Вот основные тезисы, которые я бы выделил:

- отсутствие ограничений на дизайн;

- сложные формы, недоступные при традиционном литье;

- тонкие стенки изделий;

- легкий вес, полые изделия;

- изготовление неразъёмных соединений;

- короткое время производства, от 4 часов + 1,5-2 часа на обработку.

При этом, 99% неиспользуемого порошка вторично используется в производстве.

Технологии компании ExOne позволяют создавать два типа изделий: песчаные формы для последующей отливки и прямая печать из стали разных сортов. Более всего компания известна своими возможностями по печати из стали с бронзой с различными способами постобработки, в результате чего получаются весьма необычные изделия. Также, нельзя не отметить огромный вклад компании ExOne в производство песчаных форм для литья металлов. Эта технология очень активно применяется в автомобильной, авиа и военной промышленности.

Компания Arcam – производитель промышленных 3D-принтеров по технологии EBM (электронно-лучевая плавка), позволяющей изготавливать высокоточные изделия из титана. Компания преимущественно работает для аэрокосмической и медицинской (ортопедия) сфер. Именно ее решения позволяют решать проблемы уменьшения веса конструктивных элементов ракет (как пример) и создание ортопедических протезов и вставок, адаптированных под конкретного человека.

Компания HP на конференции HP Discover показала прототип системы Sprout для сканирования объемных объектов и работы с их 3D-копиями. Sprout включает в себя моноблок, к которому подключен модуль с несколькими камерами и проектором. С помощью камер формируется трехмерный образ сканируемого объекта, который затем может отображаться на экране моноблока или проецироваться на стол перед ним. Отсканированные объекты можно редактировать с помощью предустановленного программного обеспечения: поворачивать, накладывать на другие объекты или фон, а также вставлять в стандартные офисные документы. Операции с изображением можно проводить при помощи компьютерной мыши, рук или стилуса. Моноблок выполнен на базе мощного процессора Intel Core i7 и имеет 1-терабайтный гибридный диск. Размер дисплея составляет 23 дюйма, его разрешение – Full HD (1920 на 1080 точек). Картинка, формируемая на столе перед дисплеем, имеет размер в 20 дюймов при детализации 1024 на 768 точек.

Компания Rohinni из штата Айдахо, США, создала 3D-печатную светящуюся бумагу. Разработка получила название Lightpaper(«Светобумага»). Фактически, это тонкие листы светодиодных массивов, которые могут быть согнуты в различные формы или использованы для покрытия различных поверхностей. Light paper создается за счет смешивания крошечных светодиодов с «чернилами», служащими в качестве субстрата. Затем, полученная смесь наносится на токопроводящий слой. «Начинка» запечатывается между двумя прозрачными защитными слоями. При этом размер светодиодов сопоставим с размером эритроцитов. Получаемая «светящаяся бумага» даже тоньше, чем органические светодиоды, применяемые в производствеOLED-дисплеев. Для чего можно применять такие устройства? Хотя бы для подсветки автомобильных логотипов. В конце концов, можно изготовлять настольные лампы… без лампочек. Достаточно будет распечатать светящийся абажур. Согласно Нику Смуту, главному маркетологу Rohinni, компания намеревается сделать технологию печати Lightpaper доступной для любителей. Если старания компании увенчаются успехом, то в скором времени мы сможем украшать светящимся материалом корпуса наших телефонов, переделывать стены спален в ночные светильники, мастерить светящиеся циферблаты часов – как повелит фантазия. «Lightpaper – световая технологическая платформа, о полном потенциале которой даже мы можем только догадываться», – рассказывает Смут.

Немецкая автомобилестроительная компания Street Scooter которая полностью закончила работу по созданию прототипа малогабаритного электрического автомобиля C16. И самым интересным в этом является то, что практически весь кузов автомобиля и большая часть других его узлов и деталей были изготовлены при помощи промышленного трехмерного принтераStratasys Objet 1000 3D Production System, способного печатать несколькими различными материалами. Среди деталей автомобиля C16, изготовленных на трехмерном принтере, можно выделить такие габаритные детали, как передняя и задняя части кузова, двери, бампера, юбки кузова и колесные арки. Кроме этого, практически весь салон и множество небольших деталей ходовой, трансмиссии также были изготовлены на принтере. Естественно, достаточно ощутимое количество деталей и узлов автомобиля C16, как и автомобиля Strati компании Local Motors, было изготовлено более традиционными способами или взято в готовом виде. Однако, использование технологий трехмерной печати позволило существенно сократить цикл производства от разработки до изготовления опытного образца, на что ушло всего 12 месяцев. И, следует отметить, что опытный образец C16 вполне удался, он уже показал на полигоне, что выдерживает даже самые жесткие испытания не хуже транспортных средств, изготовленных из традиционных деталей обычными методами. Вес этого двухместного транспортного средства, без учета веса аккумуляторных батарей, будет составлять 450 килограмм. Максимальная дальность поездки на одном заряде аккумуляторной батареи составит около 100 километров, а максимальная скорость движения - 100 километров в час. При столь скромных эксплуатационных показателях автомобиль C16 стоит 10 тысяч евро. Трехмерный принтер Objet 1000 является самым большим на сегодняшний день промышленным трехмерным принтером, способным печатать объекты сразу несколькими различными материалами. И это – тот же самый принтер, при помощи которого компания KOR EcoLogic уже изготавливала элементы кузовов и другие детали для автомобиля Urbee. Следует отметить, что компания Street Scooter, которая является дочерней коммерческой компанией университета Ахена (Aachen University), уже производит небольшие автофургоны, используемые немецкой службой почтовой доставки.

Химики университета Калифорнии в Риверсайде придумали материал многоразового использования. Новая бумага по сути представляет собой стеклянную или пластиковую пластину. Технология основана на свойствах окислительно-восстановительных красителей, представленных ныне в свободной продаже. Краситель формирует слой изображения на бумаге. Ультрафиолетовое излучение, которым принтер подсвечивает такую «бумагу», оставляет только буквы и другие символы, на остальной поверхности краситель обесцвечивается. Текст или картинка на таком носителе сохраняется в течение нескольких дней, после чего напечатанная информация может быть стёрта посредством простого нагревания бумаги. Как показали лабораторные испытания разработки, новая бумага может быть использована для печати более 20 раз без существенной потери контраста и разрешения. «Бумага многоразового использования не требует использования картриджей и чернил для печати, что делает технологию экономически и экологически жизнеспособной. Наша разработка представляет собой прекрасную альтернативу обычной бумаге для принтера, поскольку способна удовлетворить растущий спрос пользователей и не навредить окружающей среде», – говорит ведущий автор исследования Ядун Инь (Yadong Yin). Бумага на данный момент испытана в трёх основных цветах: метиленовый синий, нейтральный красный и кислотно-зелёный. В состав красителей входят нанокристаллы титана, а также загуститель на основе гидроксиэтилцеллюлозы. Оптимальное сочетание красителей, катализаторов и загустителя в плёнке и отвечает за свойство многоразового использования бумаги-пластины. Во время печати ультрафиолетовый свет выжигает пигмент на бумаге, делая её полностью прозрачной, за исключением букв и символов, которые по-прежнему остаются синего, красного или зелёного цвета, в зависимости от того, какой была пластина перед запуском в печать. Стирание подразумевает повторное окисление восстановленного красителя, в результате чего проявляется первоначальный цвет листа. Ускорить реакцию можно, нагрев пластины до 115 градусов по Цельсию – при такой температуре бумага вернёт первоначальный цвет всего за 10 минут. «Напечатанный текст останется чётким и разборчивым на протяжении трёх дней, если не подвергать пластину воздействию высоких температур и намеренно не стирать текст», – рассказывает Инь в пресс-релизе. По словам разработчиков технологии, основное её преимущество заключается в том, что производство имеет низкую стоимость, токсичность и крайне умеренно потребляет энергию. В настоящее время Инь и его коллеги работают над модификацией технологии. Они планируют повторить процесс не на пластине из стекла или полимера, а на привычной бумаге. Также в скором времени учёные обещали увеличить потенциально количество циклов использования многоразовой бумаги.

Исследователи из школы инженерии прикладных наук имени Генри Самуэли при Калифорнийском университете создали первую в своём роде текстуру поверхности, которая может отталкивать любую жидкость вне зависимости от того, из какого материала поверхность изготовлена. Свойства такой поверхности основаны исключительно на физических свойствах структуры, так что текстура может быть использована в промышленных или биомедицинских приложениях. Например, такая поверхность может замедлить коррозию, не давая смачиваться поверхности металла, или продлить срок службы многих деталей различных агрегатов. Вода или другая жидкость будет отталкиваться от текстурированного материала, образуя капли на его поверхности. Напомним, что природный, к примеру, гидрофобный (боящийся воды) материал является грубым на микроскопическом уровне. Воздух между «волосками» не даёт воде впитаться в такую поверхность, в результате чего жидкость будет отскакивать от поверхности подобно бусине. Такое явление можно наблюдать в природе на листьях некоторых растений. «В микроскопическом масштабе поверхность листьев ворсистая, так что поверхность, соприкасающаяся с водой очень мала, – поясняет главный исследователь проекта профессор механической и аэрокосмической инженерии Чан-Цзинь Ким (Chang-Jin Kim). – Это сокращение точек контакта приводит к тому, что вода держится на поверхности за счёт поверхностного натяжения. Искусственные сверхгидрофобные поверхности были разработаны, чтобы воспользоваться этим явлением путём формирования микромасштабных шероховатостей или узоров на поверхности гидрофобного материала».

Например, антипригарное покрытие в посуде является гидрофобным, однако оно не отталкивает масляные жидкости. Кулинарный жир распространяется по ней (а не превращается в бусины), потому что у такого покрытия более низкое поверхностное натяжение, чем у воды. Так как гидрофобный материал не является олеофобным (боящимся масла), шероховатости не сделают его поверхность олеофобной, не говоря уже о суперолеофобности.

Ким в сотрудничестве с доктором Тини Лю (Tingyi Liu) смог создать полностью омнифобную поверхность (то есть отталкивающую абсолютно любой тип жидкости). Для этого учёные придумали и воплотили в материале поверхность, покрытую тысячами микромасштабных шероховатостей, похожих на головки гвоздей. Каждая из них около 20 микрометров в диаметре, что намного меньше, чем ширина человеческого волоса. По внешнему виду такая текстура напоминает существующие суперолеофобные структуры. Небольшие «гвозди», расположенные на расстоянии около 100 мкм друг от друга, напоминают в поперечном сечении букву Т. Даже полностью смачивающие поверхность жидкости, попадая на эту инженерную поверхность, отскакивают как бусины. «Когда вы летите в космическом корабле, можно увидеть, как жидкость держится вместе в виде сфер – это происходит из-за того, что она полностью окружена воздухом. То же самое происходит и в нашем случае, – объясняет Лю. – В нашей текстурированной поверхности жидкость словно лежит на подушке, состоящей на 95% из воздуха, и её собственное поверхностное натяжение делает так, что она катится по поверхности, не распадаясь».

Эффект, которого удалось достичь американским учёным, никогда ранее не наблюдался ни на одной из техногенных или естественных поверхностей (хотя некоторые научные группы приближались к этому пределу). Он обусловлен исключительно физическими характеристиками текстуры, а не какими бы то ни было химическими свойствами материала поверхности. Ким считает, что уместно будет называть такого рода поверхность «механической». Поверхность смогла оттолкнуть все доступные жидкости, включая воду, масла и многие растворители, что дало ей право считаться суперомнифобной. Она не впитала даже фторированный растворитель перфторгексан, жидкость с наименьшим из известных поверхностных натяжений. Учёные нанесли свой текстурированный микромасштабный рисунок на стекло, металл и полимер, и в каждом случае поверхность отталкивала все жидкости в серии тестов. По словам исследователей, такого рода покрытие может улучшить долговечность многих элементов зданий или транспортных средств, постоянно находящихся на открытом воздухе. К тому же отталкивающие свойства не деградируют от ультрафиолетового воздействия света или высоких температур (опять же благодаря не химической природе явления). Также поверхность может найти применение при изготовлении биомедицинских устройств, так как её отталкивающие свойства не ухудшаются из-за загрязнения биологическими жидкостями.

Учитывая необходимость масштабного обновления промышленности России, необходимо обеспечить кардинальное изменение подхода к созданию и освоению новейших технологий и новых образовательных методов, в частности по подготовке инновационных инженеров. 

А что же будет с Родиной и с нами, зависит от нас самих, и в первую очередь от молодых. Им здесь жить.