W siedzibie Państwowej Akademii Nauk Stosowanych w Chełmie odbyło się spotkanie z udziałem przedstawicieli BioCloner Health sp. z o.o., JM Rektor prof. ucz. dr Beaty Fałdy oraz zespołu odpowiedzialnego za rozwój infrastruktury badawczej i dydaktycznej uczelni, w tym Laboratoriów Centrum Studiów Inżynierskich. Spotkanie miało charakter roboczy i strategiczny, a jego głównym celem było wdrożenie zaawansowanej, wielogłowicowej drukarki 3D klasy badawczo-eksperymentalnej do zaplecza technologicznego uczelni oraz określenie kierunków dalszej współpracy naukowo-technologicznej.
Geneza wdrożenia technologii
Obecność nowoczesnej drukarki 3D w uczelni w Chełmie jest efektem współpracy pomiędzy sektorem przemysłowym a środowiskiem akademickim. Inicjatywa ta zrodziła się w wyniku szeregu rozmów i konsultacji pomiędzy przedstawicielami BioCloner Health i władzami uczelni, których wspólnym celem było stworzenie nowoczesnego środowiska badawczo-dydaktycznego odpowiadającego wymaganiom Przemysłu 4.0 i 5.0.
Jak podkreślał członek zarządu BioCloner Health, Maciej Gołaszewski, kluczowym impulsem do nawiązania współpracy była wspólna wizja rozwoju ośrodków, które nie tylko uczą inżynierii, lecz również umożliwiają jej praktyczne zastosowanie – od etapu koncepcji i modelowania aż po wykonanie funkcjonalnego prototypu.
Projekt wdrożenia drukarki nie był działaniem jednorazowym, lecz elementem długofalowej strategii ukierunkowanej na rozwój kompetencji technologicznych regionu oraz zacieśnienie współpracy pomiędzy nauką a przemysłem.
Proces budowy zaplecza technologicznego
Rozmowy koncepcyjne koncentrowały się wokół kilku kluczowych obszarów:
- stworzenia warunków do prowadzenia prac badawczo-rozwojowych w obszarze technologii addytywnych,
- rozwoju kompetencji studentów w zakresie prototypowania wielomateriałowego.
- potrzeby unowocześnienia infrastruktury laboratoryjnej i technologicznej,
- integracji kształcenia projektowego z rzeczywistymi procesami produkcyjnymi.
W toku analiz dostrzeżono wyraźną lukę pomiędzy standardowymi drukarkami z użyciem filamentu wykorzystywanymi w dydaktyce a zaawansowanymi systemami stosowanymi w przemyśle i ośrodkach badawczych. Odpowiedzią na tę potrzebę stało się wdrożenie wielogłowicowej drukarki 3D opracowanej przez BioCloner Health, przystosowanej do pracy w środowisku badawczo-eksperymentalnym.
Decyzja ta wpisuje się w strategiczne działania uczelni zmierzające do rozwoju kierunków inżynierskich, zwłaszcza w obszarach:
- inżynierii materiałowej,
- budownictwa,
- wytrzymałości materiałów,
- elektrotechniki,
- chemii technologicznej.
Charakterystyka technologiczna urządzenia
Wdrożona drukarka 3D jest systemem modułowym o otwartej architekturze technologicznej. Jej najważniejszą cechą jest możliwość stosowania wymiennych głowic drukujących, co znacząco rozszerza zakres zastosowań w porównaniu z klasycznymi systemami FFF.
Urządzenie umożliwia wykorzystanie różnych technologii, w tym:
- FFF – druk z filamentów termoplastycznych,
- DIW (Direct Ink Writing) – druk z past, żeli oraz materiałów o specyficznych właściwościach reologicznych,
- druk z materiałów wysokotemperaturowych w postaci proszków i granulatów,
- druk z materiałów światłoutwardzalnych.
System obsługuje szeroką gamę materiałów wsadowych, takich jak:
- filamenty polimerowe,
- granulaty,
- proszki funkcjonalne,
- pasty ceramiczne i kompozytowe,
- hydrożele,
- fotopolimery.
Taka konstrukcja pozwala realizować eksperymenty wielomateriałowe w ramach jednego procesu technologicznego, bez konieczności zmiany urządzenia. Umożliwia to m.in.:
- tworzenie struktur wielomateriałowych,
- łączenie materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych,
- opracowywanie prototypów elementów hybrydowych,
- symulowanie procesów przemysłowych w warunkach laboratoryjnych.
Znaczenie dla procesu dydaktycznego
Wdrożona technologia znacząco wspiera model kształcenia projektowego typu „od koncepcji do prototypu”. Studenci mogą przejść przez wszystkie etapy procesu inżynierskiego:
- analizę problemu technicznego,
- projektowanie w środowisku CAD,
- dobór materiałów i technologii,
- przygotowanie procesu produkcyjnego,
- wykonanie prototypu,
- przeprowadzenie testów funkcjonalnych i wytrzymałościowych,
- optymalizację konstrukcji na podstawie wyników badań.
Takie podejście sprzyja rozwijaniu:
- myślenia systemowego,
- kompetencji badawczych,
- umiejętności pracy eksperymentalnej,
- zdolności analizy właściwości materiałów,
- świadomości procesów technologicznych.
Technologia ta nie pełni jedynie funkcji demonstracyjnej, lecz stanowi realne narzędzie tworzenia innowacji. Oznacza to przejście od modelu edukacji odtwórczej do modelu kreatywnego i projektowego.
Potencjał badawczo-rozwojowy
Podczas wizyty omówiono również możliwości wykorzystania drukarki w działalności badawczej, w tym w zakresie:
- analizy właściwości mechanicznych materiałów kompozytowych,
- opracowywania struktur porowatych,
- badań nad materiałami wysokotemperaturowymi,
- testowania nowych formulacji past i żeli,
- wytwarzania elementów funkcjonalnych dla budownictwa i elektrotechniki.
Modułowa konstrukcja urządzenia umożliwia prowadzenie badań interdyscyplinarnych na styku inżynierii materiałowej, chemii i automatyki. Stwarza to podstawy do realizacji projektów badawczych, współpracy z przemysłem oraz komercjalizacji wyników prac naukowych.
Summary
Spotkanie przedstawicieli BioCloner Health z władzami uczelni oraz wizytacja laboratoriów potwierdziły, że wdrożenie wielogłowicowej drukarki 3D stanowi element długofalowej strategii rozwoju uczelni.
Obecność tej klasy aparatury:
- podnosi jakość kształcenia inżynierskiego,
- umożliwia prowadzenie zaawansowanych badań eksperymentalnych,
- wzmacnia współpracę nauki z przemysłem,
- zwiększa konkurencyjność uczelni,
- inspiruje studentów do tworzenia innowacyjnych rozwiązań.
Wdrożenie tej technologii nie jest jedynie inwestycją w sprzęt, lecz przede wszystkim w rozwój kompetencji, potencjału intelektualnego oraz zdolności do tworzenia innowacji o znaczeniu regionalnym i krajowym.