После торжественной церемонии вручения почетных медалей и дипломов лауреаты премии посетили кафедру реактивных двигателей и энергетических установок КНИТУ-КАИ, где работал В.Е. Алемасов, и возложили цветы к мемориальной доске великого ракетостроителя.

Как рассказал главный специалист научно-инновационного отдела Академии наук РТ Герман Стинский, в этом году на получение премии было подано 12 заявок. «Все заявки прошли независимую научную экспертизу, три лучшие работы были представлены Президенту Татарстана.  Результаты исследований сегодняшних лауреатов признаны мировым научным сообществом, опубликованы в авторитетных высокорейтинговых журналах и уже внедрены на предприятиях – то есть, востребованы в промышленности», - отметил Герман Стинский.

В этом году премия присуждена одному из сотрудников КНИТУ-КАИ, кандидату технических наук, доценту кафедры лазерных технологий Илье Цивильскому - за «значительный вклад в развитие физических основ технологии плазменной обработки металлопорошковых композиций для аддитивного производства и получение изделий наукоемкого машиностроения».

До XXI века технологии создания изделий были традиционно «субтрактивными» - от английского “to subtract” – вычитать. Это означает, что из сплошного куска материала убирали (отсекали, откалывали, отрезали, выпиливали, стачивали) все лишнее. Но что, если изделие имеет такую сложную форму, что доступ к ее внутренним частям затруднен? На помощь пришли «аддитивные» технологии (от “addition” – добавление, сложение): в них исходный материал – это порошок или нить, из которых постепенно слой за слоем наращивается объем изделия.

Илья Цивильский пояснил, что суть его исследования – разработка и программная реализация цифровых математических моделей для оптимизации физических процессов, сопровождающих полный цикл аддитивного (или послойного) выращивания (или печати) изделий из металлов, керамики и их композиций: «3D-печать, как и любая технология производства, начинается с материала – которым является мелкодисперсный металлический порошок. Основное требование – высокая сферичность гранул порошка, заданный фракционный и химический состав. Получить такие порошки можно в лабораторных условиях, но в промышленных масштабах необходима технология, позволяющая производить их не только качественно, но и быстро, причем из любого сырья (колотые частицы, отработанная шихта). Для этого используются технологические установки на основе индуктивно-связанной плазмы. Как из космического плазменного облака сформировалась наша Вселенная, звезды и планеты, так и сейчас за сотые доли секунды в плазме плавятся частицы и под действием поверхностного натяжения приобретают идеальную сферическую форму. Но если пустить этот процесс на самотек, частицы начнут хаотично слипаться между собой, переиспаряться, разрушаться. Здесь на помощь и приходит математическая модель или цифровая копия установки синтеза частиц: мною разработана полная самосогласованная модель нестационарного горения 3D индуктивно-связанной плазмы с учетом газовой динамики смесей, теплопереноса и электромагнитных эффектов, а также динамики в ней порошковых частиц. В ходе расчетов существенно улучшена конструкция плазмотрона и его конденсационной камеры для повышения качества синтеза порошков».

Исследователь рассказал, что после оптимизации синтеза и обработки порошковых материалов им разработана универсальная модель спекания и сплавления микрогранул металлического порошка высокоэнергетическим лазерным лучом, включая технологию селективного лазерного спекания и прямого нанесения материала, когда порошок доставляется в зону сплавления струей транспортного газа. Ключевая область применения модели – повышение эффективности 3D-печати по металлу за счет изменения конструкции наплавочных сопел и диапазонов ее управляющих параметров.

«Теперь, начиная с создания идеального материала – частиц порошка, его транспортировки в зону спекания (разравнивание слоя, газовый впрыск через коаксиальные и сверхзвуковые сопла) и заканчивая оптимизацией режимов работы аддитивных установок (скорость и траектория лазера, его мощность, температура в рабочей камере), мы можем реализовать прекрасно контролируемый техпроцесс печати изделий сложной геометрической формы с уникальными прочностными свойствами и управляемой микроструктурой. Все в нашем мире подчиняется законам физики. Если закон описан математическим языком – это понимание процесса – а с этого и начинается контроль над ним!», - добавил ученый.

По его словам, классический метод проб и ошибок почти неприменим в высокотехнологичном производстве. «Поэтому на помощь приходит математическое моделирование – виртуальная модель. Все рассчитать, оптимизировать, чтобы потом идеально напечатать в реальности – как мы хотим, а не как хочет природа - этим я и занимаюсь», - поделился Илья Цивильский.

Как рассказал исследователь, результаты цикла работ, за которые кандидату наук присуждена премия, уже активно внедряются на технологических площадках Татарстана и России: лазерные установки для ПАО «Камаз», горячее напыление градиентных покрытий для Санкт-Петербургского политехнического университета. Кроме этого, Илья Цивильский является ведущим разработчиком программных модулей, рассчитывающих тепломассоперенос, остаточные напряжения и коробления изделия на мезо- и макроуровнях для отечественного ПО «Виртуальный принтер» - проекта, инициированного компанией «Росатом–Аддитивные технологии», которая стала отраслевым интегратором по развитию направления трехмерной печати. Технология госкопорации «Росатом» нацелена на применение 3D-печати в авиа- и автомобилестроении, аэрокосмической отрасли, энергетике, литейном производстве, в медицине – для производства индивидуальных имплантатов и хирургических инструментов. 

Кроме этого, в прошлом году работа Ильи Цивильского по демонстрации расчетов индуктивно связанной плазмы прошла в финал всемирного конкурса «The art of simulation», которую проводит американская компания Ansys Inc. – одна из лидеров в области программного обеспечения для научных и инженерных расчетов.

Ученый поделился истоками своих успехов и любви к науке: «Физику я люблю еще со школы, а в университете моим идейным вдохновителем и наставником стал мой научный руководитель – Альберт Харисович Гильмутдинов – человек, который своим примером показал, каких высот можно достичь в науке. Настоящий профессионал, прогрессивный профессор, талантливый ученый, грамотный лидер. Выражаю ему искреннюю сердечную признательность и надеюсь на новые свершения».

Государственная премия Республики Татарстан имени академика Российской академии наук, почетного члена Академии наук  Республики Татарстан Вячеслава Евгеньевича Алемасова учреждена в 2014 году Указом Президента Республики Татарстан Рустама Минниханова. Премия носит имя В.Е.Алемасова - уроженца Казани, великого ученого, одного из основоположников казанской научно-педагогической школы теплоэнергетики и реактивного двигателестроения, широко известного в России и за рубежом. 

Премия ежегодно присуждается Президентом Республики Татарстан за выдающиеся научные достижения в области инженерных наук и значительный вклад в развитие приоритетных отраслей науки и промышленности трем молодым ученым. Первое вручение премии состоялось в июле 2015 года.