Історія кафедри Лазерної техніки та фізико-технічних технологій

Кафедра технології металів

(1898-1973)

Від заснування КПІ у 1898 році на механічному відділенні інституту передбачалося викладання дисципліни «Технологія металів» та проведення лабораторних і практичних занять у рамках підготовки інженерів-механіків.

Наявність добре обладнаних на той час механічних майстерень створювала умови для ефективного поєднання в учбовому процесі теорії та практики обробки матеріалів. Навчально-механічні майстерні КПІ були збудовані у 1900 р. за проектом архітектора І.С. Кітнера.

 

Навчально-механічні майстерні КПІ (зараз корп. №6) були збудовані у 1900 р. за проектом архітектора І.С. Кітнера.

З 1997 р. тут розгорнув свої експозиції Державний політехнічний музей.

Нажаль, в період Першої Світової, Радянсько-Української та Громадянської воєн значна частина об’єктивних документальних матеріалів про початковий період існування кафедри технології металів та розвитку Київської політехніки була втрачена. В ці роки діяльність майстерень та кафедри майже завмерла зовсім, і почала відроджуватися лише у 1922 році. Майстерні насичуються обладнанням, поступово відновлюється учбовий процес. В той же час майстерні починають приймати замовлення на виготовлення запасних частин для тракторів іноземних марок. У 1930 р. навчально-механічні майстерні перетворюються у промислове підприємство – завод ім. Лепсе, а навчальний процес переміщується до навчальних лабораторій, які до початку Другої Світової війни вдалося досить непогано обладнати верстатами різних типів. Війна та евакуація змінили нормальну діяльність кафедри, яка відновилася лише після реевакуації з Ташкента до Києва у 1944 р.

 

 

Член-кореспондент АН УРСР

Василь Юхимович Васильєв

Першим по війні завідувачем кафедри став відомий вчений в галузі технології металів член-кореспондент АН УРСР Василь Юхимович Васильєв. Він мав широкі наукові інтереси і залишив вагомий доробок як в розвитку наукових досліджень в інституті, так і у створенні і розвитку нових наукових та учбових підрозділів

З 1945 р. по 1958 р. кафедру очолював доц. Савін М.Ф. Ще під час евакуації до Ташкенту він разом з відомим фахівцем у галузі верстатобудування проф. Є.М. Хаймовичем розробляли технології виготовлення нових видів зброї у спеціальному конструкторському бюро. Разом з колективом кафедри тоді були спроектовані цехи валків, ремонтно-механічний та ковальський цехи Узбецького металургійного комбінату.

З 1958 по 1973 рр. на чолі кафедри перебував доц. Навроцький Б.С., який прийшов на кафедру після виробничої діяльності на відомому у Києві заводі “Більшовик”.

З 1960 по 1966 рр. кафедра готувала фахівців інженерно-педагогічного профілю. За цей час було випущено 144 інженери-педагоги. Двоє з випускників того періоду, проф. В.В. Джемелінський та доц. А.К. Скуратовський, і до тепер працюють на кафедрі. З 1948 по 1970 рр. захистили кандидатські дисертації З.Д. Панченко (1948), М.О. Горпенюк (1949), П.П. Єднерал (1951), Н.Ф. Рязанова (1955), В.К. Манжурнет (1967), В.В. Джемелінський (1970), Ю.П. Колосветов (1972).

 

Кафедра технології конструкційних матеріалів та матеріалознавства

(1973-1990)

 

Професор Володимир Васильович Хільчевський

У 1973-1990 рр. кафедру очолював професор Володимир Васильович Хільчевський – відомий фахівець в галузі опору матеріалів. В цей період розширюється сфера наукових та учбових інтересів кафедри. З появою нових матеріалів в учбових курсах розглядаються не тільки питання технології металів, але і більш широкі проблеми технології конструкційних матеріалів взагалі. Кафедра отримує нову назву “Технології конструкційних матеріалів та матеріалознавства”. У 1976-1990 роках було захищено дві докторські дисертації В.Г.Дубенцем (1986) и В.О.Степаненком (1988), а також ряд кандидатських дисертацій: В.А. Стаднік (1984), О.Т. Сердітов (1984), Ю.П. Старченко (1985), А.К. Скуратовський (1990).

Фахівці кафедри виконують дослідження, пов’язані з потребами промисловості: розробка комплексу тренажерів для підготовки зварювальників (доц. О.Я.Нікітін), дослідження процесів зношування деталей машин (доц. Ю.О.Попченко, доц. А.К.Скуратовський, к.т.н. Ю.Г.Старченко, c.н.с. Ю.М.Тарасов), стандартизація методів розрахунків вузлів машин (доц. М.С.Тривайло), вивчення механічних параметрів магнітних носіїв інформації (доц. М.С.Тривайло та ст. викладач Г.В.Герасимов), дослідження гістерезисних втрат матеріалів (проф. В.В.Хільчевський, ст. викладач В.Г.Шарапов), підвищення довговічності редукторів, муфт та варіаторів (доц. М.С.Тривайло, проф. Л.А.Каплінський, доц. В.А.Стаднік, доц. А.К.Скуратовський, доц. Ю.М.Гузенко, ст.н.с. В.О.Валентієнко), формування та зміцнення ріжучих частин сільськогосподарської та дорожньої техніки за допомогою плазмового струменю (проф. В.В.Хільчевський), підвищення стійкості стального та твердосплавного ріжучого інструменту та штампового оснащення за допомогою хіміко-термічної обробки (доц. О.Т.Сердітов, доц. Ю.В.Ключніков), утилізація кольорових та рідких металів (проф. С.О.Куценко, с.н.с. В.М.Опанасенко), розробка нових технологій фінішної обробки матеріалів (проф. В.В.Джемелінський).

Розробкою та застосуванням рентгено-структурного аналізу матеріалів займається ст. викладач А.М.Лутай, фрактографічного аналізу - проф. В.А.Степаненко. В останні роки свого життя на кафедрі працював відомий фахівець в галузі металознавства д.т.н., проф. В.Г.Пермяков (1917-1991), автор 200 наукових праць, Лауреат Премії Чернова Л.І. Під керівництвом проф. Пермякова В.Г. виконано та захищені 47 кандидатських дисертацій.

 

Кафедра лазерної технології, конструювання машин та матеріалознавства

(1990-2009)

 

Професор

Володимир Сергійович Коваленко

 У 1990 році кафедра значно розширюється і з загальноінженерної перетворюється у випускаючу (профілюючу) кафедру з новою назвою: “Лазерної технології, конструювання машин та матеріалознавства” (ЛТКМ). Ці зміни пройшли за рахунок переводу на кафедру цілого напрямку наукової та академічної роботи в галузі новітніх технологій з кафедри автоматизації технологічних процесів факультету хімічного машинобудування. Очолив кафедру декан факультету хімічного машинобудування д.т.н., проф. В.С. Коваленко, фахівець в галузі лазерної технології та електрофізичних методів обробки матеріалів.

  Наукові дослідження в галузі лазерних технологій вперше в Україні були розпочаті у 1964 р. на кафедрі технології машинобудування КПІ з ініціативи проф. С.О. Картавова. Відповідальним за розвиток цього наукового напрямку був призначений аспірант кафедри Коваленко Володимир Сергійович. Розвитку цих досліджень у подальшому багато сприяв чл.-кор. НАНУ проф. П. Р. Родін. Згодом в КПІ була створена академічна школа лазерної технології проф. В. Коваленка  «Процеси взаємодії високо енергетичних потоків з речовиною, нетрадиційні технології обробки матеріалів». Наукова школа заснована у 1964 р. в КПІ початком  перших досліджень з лазерної технології в Україні  та колишньому СРСР.

З наукової школи проф. В.С.Коваленка вийшло 6 докторів та 27 кандидатів наук. Кандидатські дисертації захистили Дятел В.П., Котляров В.П., Головко Л.Ф., Ле Ван Тиен, Олещук Л.М., Романенко В.В., Анякін М.І., Лавринович О.В., Орешник В.І.,     Парамонов А.М., Рам Нареш Прасад, Романюк Ю.Г., Халед Аль Шибуль, Мезги Наєбі, Кондрашов П.А, Колосовський А., Коноваленко В.І. та інш. Докторські дисертації захистили    Коваленко В.С., Котляров В.П., Головко Л.Ф., Носуленко, Самотугін С.С., Подчерняева І.О., Анякін М.І.

У 1984 р. з ініціативи проф. В. С. Коваленка в КПІ вперше в Україні була відкрита нова інженерна спеціальність "Технологія та обладнання лазерної обробки матеріалів", яка в подальшому була перейменована в “Фізико-технічні методи обробки матеріалів». В її організації, розробці методичної та учбової документації, підготовці учбових курсів та лабораторій значну роль відіграли проф. Котляров В.П., проф. Головко Л.Ф., доц. Романенко В.В., с.н.с. Дятел В.П., с.н.с. Анякін М.І., с.н.с. Гаращук В.П., доц. Олещук Л.М., асистенти Красавін О.П., Дубнюк В.Л., Козирєв О.С. та інші. З переводом на кафедру ТКМ нових наукового та учбового напрямків з лазерної технології на кафедрі ЛТКМ об’єдналися класичні та новітні технології обробки матеріалів. Цій інтеграції сприяли значні здобутки кафедри у галузі матеріалознавства, конструювання машин, у вивченні поведінки матеріалів в різних екстремальних умовах. Наукові дослідження з високих технологій проводилися спочатку співробітниками держбюджетної лабораторії лазерної технології, а у 1993 р. був створений НДІ лазерної техніки та технології, який продовжив роботи в галузі новітніх технологій на новому рівні. Науковці кафедри та НДІ ЛТТ досягли значних успіхів в розробці високоефективних технологій та обладнання для їх реалізації. Найбільші здобутки отримані у розробці зміцнюючих лазерних технологій та їх впровадженні у виробництві в об’єднаннях “Більшовик”, “Кіровгеологія”, “Арсенал”, з-д ім. Малишева (проф. Л.Ф.Головко, доц. В.І.Орешник, м.н.с. Н.І.Захарова, асистент О.П.Красавін та інші), розробці різних видів розмірної лазерної обробки матеріалів та їх впровадженні на заводах “Арсенал”, ”Електронприлад”, “Старт”, “Ізумруд” тощо (проф. В.П.Котляров, с.н.с. В.П.Дятел, с.н.с. М.І.Анякін та інші).

В зв’язку з надзвичайною актуальністю вирішення проблеми ліквідації наслідків катастрофи на Чорнобильській атомній станції фахівці кафедри та НДІ ЛТТ зайнялися дослідженнями в галузі застосування лазерної технології в роботах по демонтажу об’єкту “Укриття” ЧАЕС. Разом з НДІ проблем механіки “Ритм” к.т.н. Дятел В.В., к.т.н. Анякіним М.І., м.н.с. Бондаревським В.Л. та ін. був розроблений лазерний роботизований комплекс, призначений для дистанційного розрізання металевих конструкцій в умовах надзвичайно високої радіоактивності об’єкту “Укриття”. Науковий керівник роботи проф. В.С.Коваленко як експерт ООН від України приймав участь у 52-й Сесії Генеральної Асамблеї ООН, де розглядалося питання міжнародної підтримки низки заходів, пов’язаних з ліквідацією наслідків Чорнобильської катастрофи.

На базі науково-технічних розробок кафедри в галузі фінішної обробки деталей під керівництвом проф. В.В. Джемелінського створено науково-інженерний центр фінішних технологій “Квалітет” (НІЦ ФТ “Квалітет”). Фахівцями центру розроблені прогресивні технологічні процеси та обладнання вібраційного шліфування та відцентрового полірування деталей з чорних та кольорових металів, виробів з бурштину, кварцу та обсидіану.

Колектив кафедри виконав велику роботу по створенню нових та модернізації діючих лабораторій. Створено унікальну навчально-наукову лабораторію лазерних зміцнюючих технологій, лабораторію лазерного розкрою матеріалів, лабораторію прецизійної лазерної обробки, лабораторію оптичних лазерних систем, навчальну лабораторію фізичних методів досліджень, лабораторію електронної скануючої мікроскопії. Модернізовані лабораторія електрофізико-хімічних методів обробки матеріалів, навчально-наукова лабораторія тертя та зношування. Існують та підтримуються у належному стані традиційні учбові лабораторії різання, зварювання, обробки тиском, литва металів та ін.

Одним з головних досягнень кафедри за останні роки можна також вважати впровадження в учбовий процес та наукові дослідження сучасних персональних комп’ютерів. Наявність комп’ютерів нового покоління дозволила розгорнути розробку нового спецкурсу “Комп’ютерне проектування лазерного технологічного обладнання”.

Кафедра продовжила розпочату ще у 70-х роках традицію проведення щорічних міжнародних наукових конференцій з проблем лазерних технологій та інших нетрадиційних технологій обробки матеріалів. Завдяки цьому розширилися контакти кафедри з університетами та підприємствами США, Японії, Великої Британії, Канади, Німеччини, Португалії, Чехії, Китаю, Тайваню та інше. На протязі багатьох років дуже плідне співробітництво налагодилося між фахівцями нашої кафедри та колегами з Йєнського Університету (Німеччина), Бірмінгамського Університету (Великобританія), Осакського Університету (Японія), Університету Огайо (США) тощо. З лекціями перед студентами та викладачами виступали видатні фахівці з різних країн світу: проф. Біл Стін (Ліверпульський Університет, Великобританія); академік АН Японії, проф. Єшиакі Арата (НДІ зварювання Осакського університету, Японія); проф. Франц Шиффер, Др. Гизберт Штаупендаль (Йєнський Університет, Німеччина); др. Любомир Романків (компанія ІBM, США); проф. Чарльз Олбрайт (Університет Огайо, США), обраний Почесним професором КПІ у 1997 р.; Др. Ян Сполдінг (Великобританія) та інші. Збільшилося представництво наукової школи кафедри з лазерної технології та матеріалознавства на різних міжнародних конгресах, симпозіумах, конференціях: ІCALEO - Іnternatіonal Congress on Applіcatіons of Lasers and Electro-Optіcs, ІSEM - Іnternatіonal Symposіum on Electromachіnіng, LAMP - Laser Applіcatіon for Materіal Processіng, General Assembly of CІRP (Іnternatіonal Іnstіtute of Manufacturіng Engіneers) та інше.

Кафедра постійно співпрацює з різними установами НАН України: Інститутом електрозварювання ім. Патона, Інститутом проблем матеріалознавства ім. Францевича, Інститутом проблем міцності, Інститутом надтвердих матеріалів ім. Бакуля, Інститутом металофізики, Інститутом проблем лиття, Інститутом фізики, Інститутом технічної теплофізики та іншими. Протягом багатьох років один з основних спеціальних курсів “Фізика лазерів” читав відомий фахівець в галузі лазерної техніки с.н.с. ІЕЗ ім. Патона к.т.н Гаращук В.П.

В напрямку розробки високих технологій та обладнання для їх реалізації фахівцями кафедри отримано багато свідоцтв на винаходи та патентів, опубліковано сотні наукових статей, монографій, підручників та учбових посібників з грифом Міносвіти, серед яких найбільш вагомими є:

1. Картавов С.А., Коваленко В.С., Применение оптических квантовых генераторов для технологических целей, “Техніка”, Киев, 1967, 80 с.

2. В.С.Коваленко, В.В.Карулин, Лучевая и плазменная обработка материалов, УкрНИИНТИ, Киев, 1971, 35 с.

3. Коваленко В.С., Обработка материалов импульсным излучением лазеров, “Вища школа”, Киев, 1977, 144 с.

4. Коваленко В.С., Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов., “Вища школа”, 1975, 234 с.

5. Коваленко В.С., Головко Л.Ф., Упрочнение деталей лучом лазера, “Техника”, Киев, 1981, 132 с. (перекладена на китайську мову та видана в Пекині у 1985 р. ”Оборонвидав”).

6. Справочник по технологии лазерной обработки, В.С.Коваленко, В.П.Котляров, В.П.Дятел, Л.Ф.Головко, В.В.Романенко; Под общ. ред. В.С.Коваленко, “Техника”. Киев, 1985, 165 с

7. Коваленко В.С., Прогрессивные методы лазерной обработки материалов, “Вища школа”, Киев, 1985, 88 с.

8. Коваленко В.С., Верхотуров А.Д., Головко Л.Ф., Подчерняева И.А., Лазерное и электроэрозионное упрочнение материалов., “Наука”, Москва, 1986, 276 с.

9. Владимир С. Коваленко, Валерий П. Котляров, Владимир П. Дятел, Леонид Ф. Головко, Виктор В. Романенко, Лазерна обработка на материалите (Справочник), Държавно издателство “Техника”, София, Болгария, 1988, 184 с.

10. В.С.Коваленко, В.В.Романенко, Л.М.Олещук, Малоотходные процессы резки лучом лазера, “Техника”, Киев, 1987, 112 с.

11. В.С.Коваленко, В.П.Котляров, В.П.Дятел, Применение лазеров в машиностроении, “Вища школа”, Киев, 1988, 162 с.

12. В.С.Коваленко, Технология и оборудование для электрофизических и электрохимических методов обработки материалов, “Вища школа”, Киев, 1988, 162 с.

13. V.S.Kovalenko, A.D.Verhoturov, L.F.Golovko, І.A.Podchernyaeva, Laser & Electroerosіon Materіal Hardenіng, Plіnum Publіshіng Corp., New York, 1988, 267 p.

14. В.С.Коваленко, Лазерная технология, “Вища школа”, Киев, 1989, 280 с.

15. В.С.Коваленко, А.В.Лавринович, Лазерная обработка керамических материалов, “Техника”, Киев, 1991, 119 с.

16. В.С.Коваленко, Л.Ф.Головко, В.С.Черненко, Упрочнение и легирование деталей лазерным излучением, “Техника”, Киев, 1990, 192 с.

17. В.С.Коваленко, Л.Ф.Головко, Ю.А.Куницкий, Поверхностное глазурование материала при энергетическом воздействии, КПИ, Киев, 1983, 108 с.

18. V.S.Kovalenko, Laser Technology: State of the Art., Kіev-Taіpeі, Taіwan-Ukraіne, 1993, 29 p.

 

У зв’язку з впровадженням в Україні системи багатоступеневої освіти викладачі кафедри прийняли активну участь в розробці учбових планів та програм підготовки бакалаврів та магістрів з спеціальності “Технологія та обладнання високоефективних методів обробки матеріалів” навчального напряму “Інженерна механіка”. Міністерством освіти кафедра була визначена головною з цього напрямку.

Кафедра читає учбові курси не тільки для студентів своєї базової спеціальності, але також і для інших спеціальностей різних факультетів. Так курс технології конструкційних матеріалів читається для 30 спеціальностей 7 факультетів, курс деталей машин – для 23 спеціальностей 9 факультетів, а курс “Електрофізичні та електрохімічні методи обробки матеріалів” – для 11 спеціальностей 3 факультетів КПІ.

У 1996 р. в зв’язку з введенням нової номенклатури спеціальностей базова спеціальність кафедри отримала нову назву – “Обробка матеріалів за спеціальними технологіями”. В цьому ж році Вчена Рада КПІ на додаток до існуючої спеціалізації “Технологія та обладнання лазерної обробки” .затвердила ще одну спеціалізацію “Лазерні системи в медицині та біології”.

Інженерна спеціальність з новітніх технологій виявилась популярною, про що свідчить 100% розподіл випускників за держзамовленням. Всього за роки існування спеціальності з новітніх технологій кафедрою ЛТКМ підготовлено сотні інженерів та магістрів (з них 37 іноземців).

Визнанням світових досягнень кафедри в галузі лазерної технології стало обрання у 1993 р. проф. Коваленка B.C. Визначним Запрошеним Професором (Distinguished Visiting Professor) Державного Університету Огайо (США) , де він викладав протягом семестру 1994 р, ДжензянськогоУніверситету технології (КНР), Університету МакМастера (Канада), Окаямського Університету (Японія), а також Почесним Членом Лазерного Інституту, Fellow (LIA), членом Канадської Асоціації Промислових Лазерів, членом міжнародних професійних товариств IEEE, LEOS, заступником Голови Лазерної Асоціації колишнього СРСР (ЛАС), Почесним професором Харківського національного технічного університету, Членом комітету Радників Американського біографічного інституту. У 1998 р. в зв’язку з відзначенням 100-річчя з дня заснування КПІ проф. Коваленко В. С. був удостоєний звання ”Почесний професор КПІ”, а наприкінці 1998 р. він був обраний член-кореспондентом, а в 2002 р. –дійсним членом (академіком, Fellow) СІРПу – Міжнародної Академії Машинобудування (International Academy for Production Engineering) зі штаб-квартирою в Парижі. Ця інституція є найпрестижнішою та вищою професійною організацією провідних фахівців в галузі машинобудування та приладобудування в світі. В різні роки проф. Коваленко B.C. був також членом наукових рад з присудження ступеню Ph. D. (Доктора Філософії), а також ступеню магістра в Університеті Мак Мастера (Канада),в Осакському Університеті (Японія), Йєнському Університеті (Німеччина), Джензянського Університету Технології (КНР), а також членом спеціалізованої ради по захисту докторських дисертацій при Тульському політехнічному інституті (Росія). З 1998 р. проф. Коваленко B. C. є, також, членом Видавничої Ради міжнародного журналу "Journal of Laser Applications" (США).та інших.
У 2014 р. Проф. Коваленко В.С. обраний міжнародним експертом КНР  з лазерної технології, радником Уряду провінції Джензян з новітніх технологій.

У 1996 р. професори Коваленко В.С. та Головко Л.Ф. були запрошені Лазерним Інститутом Америки до складу Міжнародної Видавничої Ради (Іnternatіonal Edіtorіal Board) для підготовки Міжнародного довідника з лазерної технології (LІA Іndustrіal Laser Handbook, Magnolіa Publіshіng Іnc., Orlando, Florіda, USA), в якому вони стали авторами восьми параграфів цього унікального видання.

 

Урядові відзнаки:
•    Лауреат Державної премії УРСР (1982) (проф.Коваленко В.С.)
•    Лауреати Премії ради міністрів СРСР (проф.Котляров В.П., проф.Коваленко В.С.)
•    Заслужений діяч науки і техніки України (проф.Коваленко В.С.)
•    Кавалер відзнаки Президента України — ордена «За заслуги» (Україна, 1997) (проф.Коваленко В.С.)
•    Кавалери «Ордену Дружби Західного Озера» (КНР) (проф.Коваленко В.С., д.т.н. Анякін М.І.)
•    Кавалер «Ордену Дружби» (КНР) (проф.Коваленко В.С.)

 

 

Кафедра лазерної техніки та фізико-технічних технологій

(2009 - …)

 

Академік НАН України

Ігор Віталійович Крівцун

         У 2009 році кафедра отримала нову назву — «Лазерної техніки та фізико-технічних технологій», а на посаді завідуючого кафедри професора Володимира Сергійовича Коваленка змінив доктор фізико-математичних наук, академік НАН України Ігор Віталійович Крівцун.

Коло наукових інтересів І.В. Крівцуна: теоретичне дослідження та математичне моделювання фізичних явищ у низькотемпературній технологічній плазмі (зварювальні дуги, плазмові струмені, оптичні та інші розряди), а також процесів взаємодії електродугової плазми та лазерного випромінювання з матеріалом, що оброблюється, в умовах дугового, плазмового, лазерного і гібридного зварювання, наплавлення та нанесення покриттів.

І.В. Крівцуном розвинуто теорію взаємодії сфокусованого лазерного випромінювання і дугової плазми з конденсованими середовищами. Вперше виявлено особливості лазерного та комбінованого лазерно-плазмового нагрівання частинок дрібнодисперсних металевих і керамічних матеріалів. Розроблено такі новітні гібридні процеси, як лазерно-мікроплазмове зварювання металів малої товщини, лазерно-плазмове порошкове наплавлення та напилення керамічних матеріалів, лазерно-плазмове нанесення алмазних і алмазоподібних покриттів. Для практичної реалізації зазначених технологічних процесів створено низку інтегрованих лазерно-дугових плазмотронів, які не мають аналогів у світовій практиці.

В ці роки на нових географічних та наукових напрямках розвивається міжнародна діяльність кафедри. В десятих роках ХХІ століття укладено Угоду кооперативного дослідження та розвитку між кафедрою ЛТФТ та Інститутом новітніх технологій лазерної обробки Джензянського технологічного університету (Китай). В результаті цієї співпраці колективом у складі проф. Коваленка, доц. Анякіна, ас. Жука було розроблено засіб доставки порошкової композиції в зону лазерної обробки, надруковано дві міжнародних публікації, матеріали досліджень представлені на двох міжнародних конференціях, отримані 2 патенти.