3D-бизнес из гаража: как в ТПУ создают томографы для мышей и самолетов

ТОМСК, 8 фев – РИА Томск. Томский политех (ТПУ) в День российской науки открыл Центр объемной реконструкции, где ученые будут создавать томографы как изучения самых маленьких объектов – например, мышей и пиропатронов, так и крупногабаритных – самолетных двигателей и крупных элементов. В центре вуз будет готовить и уникальных специалистов в этой области, причем не только для РФ, но и других стран.

Силиконовая долина в Томске из гаража

"Вы знаете, что здесь было до открытия центра? Здесь был гараж, – рассказал на церемонии открытия центра ректор ТПУ Петр Чубик. – Напомню: все говорят, что Силиконовая долина выросла из гаража. Я очень рассчитываю на то, что дело, которое мы начинаем, перерастет масштабы отдельного Центра объемных реконструкций и вырастет до серьезного большого бизнеса, который принесет славу ТПУ, Томску и стране".

Еще два года назад это здание было не узнать: на задворках корпуса №10 ТПУ находился полуразваленный гараж. Сейчас в современном здании площадью около 900 квадратных метров разместились помещения с уникальными комплексами, большая часть которых создана самими политехниками. На создание центра вуз направил около 60 миллионов рублей, в том числе по программе повышения конкурентоспособности ТПУ.

"В этом центре специалисты и оборудование, которое позволяет "смотреть" сквозь стены, причем не абы какие стены: это может быть и бетон, и металл – по стали до 30 сантиметров можно увидеть, что находится за этими стенами. И они могут не просто "увидеть", а представить в 3D-изображении, чтобы узнать, что там есть и какие дефекты", – рассказал ректор.

Ни одна мышь не пострадала

"Здесь вы видите микротомограф, который позволяет просматривать внутреннее содержание объектов", – показывает директор Института неразрушающего контроля (ИНК) ТПУ Валерий Бориков самый маленький из разработанных в вузе томографов. Аппарат "легкий" – его могут перенести четыре человека.

Этот аппарат позволяет просматривать запалы пиропатронов (крепежный болт, в стержне которого существует полость со взрывчатым веществом с электродетонатором) на дефекты. Пиропатроны, например, используются в пирозамках, связывающих секции многоступенчатой ракеты. "Если эта штука не сработает – будут огромные потери, многомиллиардные. Такие микротомографы позволяют этого избежать", – отмечает Чубик.

Один такой аппарат уже был поставлен военным, рассказал РИА Томск Бориков. Вместе с тем, по его словам, у микротомографа большие перспективы и в "гражданке". Например, он позволяет исследовать элементы кости человека. "Эту кость нам дали соседи-медики (из Сибирского государственного медуниверситета – Ред.), чтобы проанализировать остеопороз", – демонстрирует глава ИНК фрагмент кости.

Также прибор позволяет исследовать в интересах медицины и науки небольших животных – например, мышей, причем без вреда грызуну: животное достаточно усыпить и исследовать под малой дозой рентгена. "Можно сказать, что ни одно животное не пострадало в ходе эксперимента", – пошутили гости на церемонии открытия.

"Эта система является уникальной. Много производителей микротомографов, но данная система позволяет рассматривать объекты с точностью до 10 микрон (0,00001 метра) и толщиной до 40 миллиметров по алюминию. Наши конкуренты такие толщины не просматривают", – делится Бориков.

Рядом другая разработка политеха – томограф для исследования более габаритных объектов специального назначения (размером до полуметра) с еще более высокой разрешающей способностью – до одного микрона.

"Недавно нам поставили измеритель расхода жидкости – материала для двигателя – и попросили определить, какие есть дефекты у изделия. Мы определили, что есть пузыри при создании композитного материала. Раньше каждое изделие на предприятии разрезали, а сейчас можно не разрушая определять, что находится внутри", – объясняет директор института.

Победить рак

В другом помещении политехники демонстрируют медицинский бетатрон – циклический ускоритель электронов, при помощи которого можно как проводить диагностику, так и лечить онкозаболевания.

"Работа по использованию медицинских бетатронов НИИ онкологии (Томск) ведется уже много лет, пролечено более 1,5 тысячи больных с достаточно высоким эффектом. И сегодня совместно с ООО "Амплитуда" (Москва) мы подали заявку по 218-му постановлению правительства. Если мы выиграем, то производство медицинских бетатронов будет поставлено на поток", – рассказывает ректор ТПУ.

По словам Борикова, в случае победы в конкурсе в новом центре политехники будут собирать бетатроны и поставлять их "Амплитуде", где будут изготавливаться интраоперационные комплексы лучевой терапии.

Размер не имеет значения

В другом, самом большом помещении нового центра, расположилась гордость разработчиков систем контроля ТПУ – комплексы для досмотра и контроля крупногабаритных объектов.

"Это запорная арматура для газопровода "Сила Сибири", который производит Томский электромеханический завод (ТЭМЗ). Вес объекта – около двух тонн. Все знают, когда человек болеет, он идет делать томографию. И у сложных изделий тоже есть свои "болезни" – трещины, дефекты, и их необходимо смотреть и оценивать", – говорит Бориков.

Дефектоскоп с использованием разработанного в ТПУ бетатрона "просвечивает" объект с различных ракурсов, после чего все срезы собираются, и на экране компьютера появляется объемная картинка изделия, на которой видны все его "внутренности". К слову, находящееся на "рентгене" изделие ТЭМЗа успешно прошло контроль.

Глава ИНК с гордостью говорит – таких аппаратов ни в России, ни в мире не делают.

"Имеются попытки создать томографию крупногабаритных объектов толщиной до 30 сантиметров по стали, но так как такие излучения (как бетатрон) хоть и существуют, но дорогие, то такие комплексы не делаются. Мы обладаем своей технологией производства бетатронов, которые являются источниками рентген-излучения с большой энергией, и с их помощью можно сделать переносные или мобильные томографы", – поясняет Бориков.

В планах вуза – создание томографов для контроля роторов авиационных двигателей и самих двигателей, и даже для дефектоскопии ракет в сборке. Еще одно направление работы центра – создание дефектоскопа для оперативного контроля качества сварных швов трубопровода для "Силы Сибири" при помощи объемной реконструкции.

"Время контроля – шесть минут. То есть через шесть минут оператор может приступить к разбраковке", – поясняет один из разработчиков. Установка может работать в различных условиях – как под проливным дождем, так и при любых температурных режимах – от минус 30 до плюс 30 градусов.

Отвечая на вопрос о перспективах работы центра в этом году, Бориков заявил, что в учреждении планируют активно развивать томографию крупногабаритных объектов, композиционных и сложных материалов – винтов вертолетов, фюзеляжей самолетов и другого.

Кадры для досмотра

Не менее важно и то, что на базе нового центра Томский политех будет готовить уникальных специалистов в области досмотровых технологий. В частности, в вузе намерены создать новую магистерскую программу, по которой как раз будут готовить специалистов в области промышленной томографии сложных объектов.

Здесь же будут проходить переподготовку, повышение квалификации и аттестацию специалисты в области неразрушающих методов контроля с самых разных предприятий.

"Важно готовить специалистов в этой области не только для обработки изображений, но и для разработки таких устройств, в том числе бетатронов. Сейчас таких специалистов нет, а потребности существуют, даже не столько внутри РФ, как за рубежом. Наши бетатроны поставлены по всему миру – в Китай, Малайзию, Германию, Великобританию, США. И требуются специалисты, чтобы их обслуживать и развивать", – рассказал Бориков агентству.