САПР CAD, CAE, CAM с открытым исходным кодом для многофункциональной операционной среды GNU/Linux
"Центр материаловедения" активно поддерживает использование САПР с открытым исходным кодом для многофункциональной операционной среды GNU/Linux .
Для создания технической документации (чертежей 2D, 3D моделей изделий) сотрудники проектно-конструкторского отдела «Центра материаловедения» используют специализированное программное обеспечение на базе многофункциональной операционной среды GNU/Linux , которая используется в качестве операционной системы на большинстве самых мощных суперкомпьютеров планеты (сервера, компьютеры нестандартной архитектуры из-за возможности быстрой адаптации ядра операционной системы и большого количества ПО, системы военного назначения, компьютеры встроенные в различные устройства, из-за широких возможностей по конфигурированию Linux под выполняемую задачу).
Для проектирования и инженерных расчетов активно используется Свободное программное обеспечение (англ. freeware) — широкий спектр программных решений с правом пользователя («свободы») на неограниченные установку, запуск, а также свободное использование, изучение, распространение и изменение (совершенствование) и Открытое программное обеспечение (англ. open source software) — это программное обеспечение с открытым исходным кодом, который доступен для просмотра, изучения и изменения, что требует дополнительной квалификации, но позволяет помочь в доработке самой открытой программы, а также использовать код для создания новых программ, корректировки и исправления ошибок.
Использование дополнительных возможностей специализированных программных продуктов САПР — программного обеспечения, предназначенного для создания чертежей, конструкторской и технологической документации, а также 3D-моделей, - под среду GNU/Linux ( CAD -системами -для черчения,в CAE - проектирование твердых тел 3D, CAM -системы инженерных расчетов) позволяет нашим специалистам решать нестандартные задачи любой сложности.
Системы автоматизированного проектирования (CAD) - это программные технологии для проектирования объектов в двухмерной 2D или трехмерной 3D среде, что в значительной степени используется во многих направлениях, в том числе анимации, автомобильной, судостроительной, аэрокосмической промышленности, промышленном и архитектурном дизайне и проектировании, и др. CAD является главной движущей силой для исследований в области вычислительной геометрии, компьютерной графики (как аппаратное и программное обеспечение), а также дискретной дифференциальной геометрии.
Современные системы инженерных расчётов ( CAE ) обычно применяются совместно с CAD -системами. CAE -системы - это разнообразные программные продукты, позволяющие при помощи расчётных методов (метод конечных элементов, метод конечных разностей, метод конечных объёмов) оценить, как поведёт себя компьютерная модель изделия в реальных условиях эксплуатации. Помогают убедиться в работоспособности изделия, без привлечения больших затрат времени и средств.
Примеры моделей, созданные инженерами-конструкторами Центра материаловедения в программах GMSH (3D) и Blender(3D) под ОС GNU/Linux
 |
 |
 |
| Каркасное представление 3D модели стеклодержателя в редакторе GMSH | Каркасное представление 3D модели стеклодержателя в редакторе GMSH | Визуализация 3D модели стеклодержателя в редакторе Blender |
 |
 |
 |
| Каркасное представление 3D модели лестницы с кованым ограждениемв редакторе GMSH для подготовки на разбиение сетки метода конечных элементов | Вариант вида каркасного представления 3D модели лестницы с кованым ограждениемв редакторе GMSH | Каркасное представление 3D модели лестницы с кованым ограждением в редакторе GMSH для подготовки на разбиение сетки метода конечных элементов |
 |
 |
 |
| 3D модель лестницы с кованым ограждением в редакторе GMSH | Вариант вида 3D модели лестницы с кованым ограждением в редакторе Blender | 3D модель лестницы с кованым ограждением в редакторе Blender |
 |
 |
 |
| Визуализация модели лестницы с кованым ограждением в редакторе Blender | 3D модель лестницы в редакторе Blender | Каркасное представление 3D модели лестницы с кованым ограждением в редакторе GMSH |
CAELinux
CAELinux это дистрибутив Linux с открытым исходным кодом для инженерного расчетного анализа и проектирования. Название CAELinux произошло от сокращения Computer Aided Engineering (примерный перевод: инженерная разработка с помощью компьютера). Дистрибутив включает большое количество приложений для выполнения различных проектных, расчетных задач и моделирования, использует такие программные пакеты: Пре- и постпроцессоры и CAD: Salome_Meca 2009, Salome 4.1.4, GMSH 2.3, Netgen, Tetgen, enGrid, Paraview, OpenDX, CGX, QCad, ElmerGUI. Конечноэлементные решатели: Salome_Meca 2009, Code_Aster v9.4, Elmer v5.5 , Calculix 1.8, Impact 0.75, Dynela, OpenFOAM v1.5, Code-Saturne 1.4. Взаимодействие многих тел: MBDyn, EasyAnim. Обработка медицинских 3D-изображений: ITK-Snap, Image J, Voxel_Mesher. Математические программы: GNU Octave (+QtOctave), Scilab, wxMaxima, R & Rkward, Gnuplot, Latex. Additionnally CAELinux 2008 содержит новую версию GPL Salome_Meca 2008 пакет разработанных ЭСО (и многие другие). Этот обновленный пакет представляет собой слияние Code-Aster STA9.2 Solver конечных элементов и Salome v3.2.9 CAD / Pre / Post графический интерфейс и позволяет запускать полное исследование ВЭД непосредственно из SALOME графическим пользовательским интерфейсом.
BRL-CAD
BRL-CAD —кроссплатформенная САПР с открытым кодом. Она представляет собой мощную 3D САПР для моделирования составных объёмных тел CSG. BRL-CAD включает в себя интерактивный геометрический редактор, параллельную трассировку лучей, рендеринг и геометрический анализ. BRL-CAD разрабатывается более 20 лет и используется вооружёнными силами США. Весь проект распространяется в исходном коде. Работает на платформах BSD, IRIX, GNU/Linux, Mac OS X, Solaris и Windows NT.
FreeCAD
Разработчик FreeCAD Юрген Ригель, работающий в корпорации DaimlerChrysler, позиционирует свою программу как первый бесплатный инструмент проектирования механики (сравнивая свой продукт с такими развитыми несвободными системами как CATIA версий 4 и 5, SolidWorks), созданный на основе библиотеки Open CASCADE. Цель программы — предоставить базовый инструментарий этой библиотеки в интерактивном режиме.
Varkon
Разработчик FreeCAD Юрген Ригель, работающий в корпорации DaimlerChrysler, позиционирует свою программу как первый бесплатный инструмент проектирования механики (сравнивая свой продукт с такими развитыми несвободными системами как CATIA версий 4 и 5, SolidWorks), созданный на основе библиотеки Open CASCADE. Цель программы — предоставить базовый инструментарий этой библиотеки в интерактивном режиме.
Salome
. 
Salome - это открытая интегральная программная платформа для выполнения численных расчетов. И хотя, прежде всего Salome - это конечно-элементный пре-постпроцессор, но он является ядром вычислительной системы, вокруг которого в настоящее время объединяется множество CAE решателей. Его возможности наиболее мощные среди свободных аналогов (Gmsh и т.д.).
Кроме того, Salome позволяет разрабатывать собственные программные решения. В качестве примера расширений выступает пакет Salome-MECA. Это уже закрытый, но по-прежнему некоммерческий продукт. Он имеет уже встроенную поддержку таких решателей, как Code-Aster (структурный анализ) и Code-Saturne (анализ течения жидкостей и газов). Все эти продукты изначально разрабатывались рядом французских компаний и институтов для расчетов атомных станций. Поэтому пакеты обладают мощными средствами анализа. По своим возможностям и задачам платформа напоминает систему Ansys Multiphysical.
Blender 2.0
blender - многоплатформенный графический 3D пакет, распространяемый с открытым исходным кодом. Несмотря на относительно небольшой размер, функций этого пакета вполне достаточно для работы как обычным пользователям, так и профессионалам. Blender включает в себя средства 3D моделирования, анимации, рендеринга, обработки видео, набор опций для создания интерактивных игр, визуальные 3D эффекты и многое другое. Используя эту программу, можно создавать реалистичные 3D картины, с качеством цифровой фотографии.
A9CAD
A9CAD - свободно распространяемая программа для 2D-проектирования. Она поддерживает форматы DWG и DXF, являющиеся промышленными стандартами. Программа автоматизированного проектирования и создания чертежей. Поддерживает промышленный стандарт DWG/DXF. Позволяет создавать такие элементы чертежей, как: линия, прямоугольник, круг, ломаная линия, текст; выполнять такие операции над рисунком, как: перемещение, масштабирование, вращение, подрезание, зеркальное отражение; позволяет редактировать цвет, выравнивать ширину рисунка и т. д. Благодаря поддержке форматов DWG и DXF, начиная с DWG/DXF 2000, у вас не будет проблем с интеграцией этих стандартных форматов в повседневную работу. A9CAD обладает интерфейсом, с которым легко сможет работать любой пользователь. A9CAD - бесплатная замена AutoCAD в части 2D-проектирования.
CAD File Format Converter
Open CASCADE
Open CASCADE – это библиотека для геометрического моделирования, полученная на базе С++. Она представляет собой набор функций и объектов для разработки специализированных научно-технических и профессиональных приложений в таких областях, как САПР, метрология, измерительные машины, биомедицина, трехмерная картография, оптика, разработка дизайна внешних форм изделий и т.д.
Open CASCADE — инструмент разработчика универсальных и специализированных программных решений, сочетающий в себе набор библиотек и средств разработки ПО, ориентированного на 3D-моделирование, в особенности систем автоматизированного проектирования (САПР) . Исходный код доступен и распространяется по лицензии Open CASCADE Technology Public License, похожей на GNU LGPL , но с определёнными отличиями - сторонние разработчики могут использовать код Open CASCADE в своих продуктах (в том числе коммерческих), однако обязаны, в соответствии с лицензией, отсылать любые изменения в исходных кодах Open CASCADE её оригинальному разработчику — Open CASCADE S.A.S.
Обзор открытых CASCADE - приложений с демонстраци ей возможностей платформы
|
Мидас ИТ, FX + - coздание геометрических и конечно-элементных моделей для гражданского строительства
|
|
 |
 |
|
RINA, Leonardo Hull 3D Three Hold -конечно-элементный метод для сертификации в судостроении |
|
 |
 |
|
GIT, Shoe Magic Чистка дизайн приложений |
|
 |
 |
SAMTECH, SAMCEF Field - окружающая среда для проектирования, анализа и моделирования на основе линейных и нелинейных геометрических элементов |
|
 |
 |
Arcelor (Usinor), Isopunch -моделирование и анализ для штамповки листовой стали |
|
 |
 |
Aleker -программное обеспечение для проектирования мебели |
|
  |
 |
Solutions NC -координация измерительных машин и вне-программные строки программирования |
|
 |
|
Congratulations and thank you to our collaborators from TU Wien and CEST for very interesting work and making it published! In this work, an upscalable electrochemical MXene synthesis is presented. Yields of up to 60% electrochemical MXene (EC-MXene) with no byproducts from a single exfoliation cycle are achieved.
Thank you to our collaborators for the amazing joint work recently published in Graphene and 2D Nanomaterials about MXene–silk fibroin composite films aiming to develop materials with tunable electronic and thermal properties
Congratulations to all collaborators with this interesting joint work!
Dr. Oleksiy Gogotsi, director of MRC and Carbon-Ukraine, innovative companies that are among the leaders on the world MXene market, visited 2024 MRS Fall Meeting & Exhibit. together with Dr. Maksym Pogorielov, Head of Advanced Biomaterials and Biophysics Laboratory, University of Latvia.
MRC and Carbon-Ukraine team visited the 3rd International MXene conference held at Drexel University on August 5-8, 2024. Conference brought together the best reserchers and leading experts on MXene field. 
Together with colleagues from the University of Latvia, MRC/Carbone Ukraine, Adam Mickiewicz University, University Clinic Essen, and others, we have developed a novel concept involving the binding of antibodies to MXenes. In our research, we utilized anti-CEACAM1 antibodies to develop targeted photo-thermal therapy for melanoma (in vitro), paving the way for future in vivo studies and clinical trials. For the first time, we demonstrate the feasibility of delivering MXenes specifically targeted to melanoma cells, enabling the effective ablation of cancer cells under near-infrared (NIR) light. This new technique opens up vast potential for the application of MXenes in cancer treatment, diagnostics, drug delivery, and many other medical purposes.
Here we demonstrate a new developed method for depositing Ti3C2Tx MXenes onto hydrophobic electrospun PCL membranes using oxygen plasma treatment. These novel patches hold tremendous potential for providing mechanical support to damaged heart tissue and enabling electrical signal transmission,thereby mimicking the crucial electroconductivity required for normal cardiac function. After a detailed investigation of scaffold-to-cell interplay, including electrical stimulation, novel technology has the potential for clinical application not only for cardiac regeneration, but also as neural and muscular tissue substitutes.
MX-MAP project participants from MRC Dr. Oleksiy Gogotsi and Veronika Zahorodna performed split secondment visit to project partner organization University of Padova (Italy). MX-MAP project works on development of the key strategies for MXene medical applications. 
CanbioSe Project Meeting and Project Workshop was held at European Institute of Membranes (IEM), University of Montpellier, France on September 26-27, 2023. The workshop was focused on the theme of "Commercializing Biosensors, Intellectual Property, and Knowledge Transfer from Academia to Industry.
Dr. Oleksiy Gogotsi and Veronika Zahorodna visited IEEE NAP 2023 conference held in Bratislava on September 10-15, 2023. The prime focus of the IEEE NAP-2023 was on nanoscale materials with emphasis on interdisciplinary research exploring and exploiting their unique physical and chemical proprieties for practical applications.
Director of MRC and Carbon-Ukraine Dr. Oleksiy Gogotsi visited CEST labs in Wiener Neustadt (Low Energy Ion Scattering, Batteries development) and TU Vienna (ELSA, SFA). He meet with Dr. Pierluigi Bilotto, Dr. Chriatian Pichler and their colleagues, discussing novel materials and r&d activities for new technologies.