Цю публікацію присвячено 40-річчю від дня заснування кафедри лазерної техніки та фізико-технічних технологій (ЛТФТ) Навчально-наукового інституту матеріалознавства та зварювання ім. Є.О. Патона.
Кореспондент "КП" обговорив із завідувачем кафедри ЛТФТ кандидатом технічних наук Олексієм Кагляком та доцентом Віктором Романенком деякі цікаві факти з історії діяльності єдиної в Україні кафедри, де вчені, інженери та студенти займаються спеціальними методами лазерної обробки матеріалів.
Потенціал, нагромаджений колективом ЛТФТ, є дуже значним. Адже передній край сучасної науки позначають саме новітні технології, зокрема й нетрадиційні методи обробки матеріалів.
В Україні перші дослідження у галузі використання лазерного випромінювання для обробки матеріалів було розпочато 1964 року на кафедрі технології машинобудування механiко-машинобудiвного факультету КПI. Ініціював їх професор С.О. Картавов. Варто нагадати принагідно, що сам лазер був винайдений трьома роками раніше – у 1961 році. Розвитку цих дослiджень у КПІ надалі сприяв також член-кореспондент Академії наук УРСР проф. П.Р. Родiн. Тодішній аспiрант кафедри В.С. Коваленко склав першу в Українi лазерну технологічну установку для прошивки мiкроотворiв. Згодом вiн органiзував на кафедрі науково-дослiдну лабораторiю лазерних технологій.
На створених власноруч перших технологічних лазерних установках колектив молодих дослідників почав виконувати держбюджетні теми, наукові дослідження та розробки на замовлення промислових підприємств. Однією з перших було розроблено операцію з лазерної прошивки отворів у форсунках дизелів, витратомірних шайбах і в багатьох інших виробах галузі машинобудування. Крім того, у 1970-ті роки минулого століття було розпочато дослідження можливостей застосування лазерного випромінювання для обробки (розпилювання та розколювання) натуральних алмазів. Окрім того на одному з підприємств м. Дніпропетровськ (тепер Дніпро) було виконано технічне завдання і впроваджено у виробництво процес виготовлення з використанням лазера отворів у металевих прес-формах для відведення газів при вулканізації шин у великовантажних автомобілях. Паралельно було розроблено і впроваджено у виробництво ще низку процесів, таких як електролазерне виготовлення контрувальних отворів у гайках корпусу літака для запобігання їх відгвинчуванню, процес виготовлення отворів системи проти обледеніння елементів крил та протипожежної системи літака тощо.
Долаючи існуючу на той час невіру в майбутнє лазерних технологій, яка було характерною для багатьох науковців і виробничників-машинобудівників, співробітники новоствореної лабораторії лазерної технології виконували роботи з лазерної розмірної обробки деталей, процеси з лазерного змiцнення та легування поверхонь деталей машин, металорізального інструменту. Водночас проводилися дослідження процесів лазерного різання матеріалів. Результати наукових досліджень і впровадження їхніх результатів у виробництво висвітлювалися в різноманітних публікаціях, доповідались на конференціях різного рівня. Значну роль у популяризації нових лазерних технологій серед виробничої й наукової спільноти України, а також республік колишнього СРСР, Великобританії, США, Німеччини, Китаю, Японії й інших країн та ознайомленні їх з результатами досліджень лабораторії відіграв її керівник Володимир Сергійович Коваленко (1941 – 2022 рр.).
Упродовж 1985 – 1990 рр. лабораторію було оснащено імпульсними твердотільними лазерами серії "Квант". Понад те, в лабораторії з'явились випромінювачі технологічних лазерів на алюмоітрієвому гранаті, які працювали у безперервному та імпульсному режимах генерації. Також було впроваджено (серед перших у подібних лабораторіях) потужні СО2 лазери. У подальшому такі випромінювачі були оснащені системами фокусування та координації.
Значну увагу співробітники лабораторії приділяли винаходам у сфері спеціального лазерного оснащення. Вчені та інженери працювали і на оборонну промисловість, хоча роботи за цим напрямом носили, звісно, закритий характер. Цей досвід дозволив фахівцям лабораторії впровадити на багатьох підприємствах Києва, України та колишнього Союзу різноманітну гаму лазерних технологій: від зміцнення різальних та штампових інструментів до різання та розділення різноманітних важкооброблюваних матеріалів. За широке впровадження цих операцій у різних галузі виробництва співробітників кафедри було нагороджено премією Ради міністрів УРСР у 1990 та 1991 роках.
Завдяки технологічним розробкам лабораторії, на великих заводах країни почали впроваджувати у процес виробництва дільниці з реалізації лазерних операцій. Нові технології дозволили прискорити і здешевити цілу низку операцій з виготовлення різноманітних виробів і переконливо довели доцільність упровадження технології лазерної обробки інструментів, деталей і виробів.
У подальшому стало цілком очевидно, що забезпечити швидкий розвиток лазерних технологій без підготовки професійних кадрів неможливо, тому в КПI на кафедрі автоматизації хімічних виробництв факультету хімічного машинобудування 1984 року з ініціативи професора Володимира Коваленка вперше в Україні започаткували нову інженерну спеціальність "Технологія та обладнання лазерної обробки матеріалів". Саме тоді, 40 років тому, на базі Київського політехнічного інституту кафедра ЛТФТ розпочала новий етап в історії своєї діяльності. У 1990 році відповідно до прогресивної тенденції об'єднання загальноінженерних і випускових кафедр на базі загальноінженерної кафедри матеріалознавства і технології конструкційних матеріалів (МТКМ) було відкрито випускову кафедру лазернихтехнологій, конструювання машин та матеріалознавства (ЛТКМ). Очолив її декан факультету хімічного машинобудування, д.т.н., проф. В. С. Коваленко – видатний український фахівець у галузі лазерної технології та спеціальних методів обробки матеріалів.
40-річчя кафедри ЛТФТ
На випусковій кафедрі ЛТКМ дослідження у сфері лазерних та комбінованих технологій ефективно поєднувалися з класичними дослідженнями в галузі машинобудування та технології металів (проєктування різноманітних механізмів, машин, методів ливарного виробництва, штампування тощо).
У 1999 році кафедру ЛТКМ включили до складу механіко-машинобудівного інституту (ММІ), створеного на базі механіко-машинобудівного факультету. У 2009 році кафедра отримала нову назву – "Лазерної техніки та фізико-технічних технологій" (ЛТФТ). Виконуючим обов'язки завідувача кафедри було призначено професора Леоніда Федоровича Головка. У 2010 році кафедру очолив академік НАН України, доктор технічних наук, професор Ігор Віталійович Крівцун.
Прихід на кафедру І.В.Крівцуна ознаменувався пожвавленням науково-дослідницької роботи, розвитком наукових зв'язків і тісним співробітництвом з промисловими підприємствами та удосконаленням функціонування кафедральних лабораторій. У 2020 році було організовано Інститут матеріалознавства і зварювання ім. Є.О. Патона, до складу якого увійшли всі кафедри інженерно-фізичного факультету, дві кафедри зварювального факультету і кафедра лазерної техніки та фізико-технічних технологій. Того ж таки року професора І. В. Крівцуна було обрано директором ІЕЗ ім. Є.О. Патона, а в.о. завідувача кафедри ЛТФТ призначено доцента кафедри Олексія Дмитровича Кагляка.
У 2023 році директором НН ІМЗ ім. Є.О. Патона стає доктор технічних наук Ігор Анатолійович Владимирський. Під час виборів нового директора співробітники кафедри ЛТФТ озвучили нову оригінальну ідею про створення так званого "наукового Рамштайну" (за аналогією з працюючою міжнародною коаліцією "Рамштайн", учасники якої надають передове озброєння Збройним силам України). Ідея такого "наукового Рамштайну" полягає в допомозі при наданні прогресивного обладнання від країн Заходу до наукових установ України. Вчені та інженери кафедри ЛТФТ вважають, що такий підхід дозволить прискорити інтеграцію України в європейський науковий, навчальний та економічно-промисловий простір.