Деловая слава России


Новости



МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


АКТУАЛЬНАЯ ТЕМА



Опрос

Нужно ли стремиться вернуть в Россию учёных, уехавших жить и работать за границу?
Да, не стоит упускать умных и талантливых людей
Скорее да, но вряд ли наше государство сможет обеспечить им заграничный уровень жизни
Скорее нет, лучше обеспечить хорошие условия тем, что ещё не уехали
Нет, лучше вложить средства в воспитание и развитие молодых учёных
Другое








Деловая слава России » Промышленность » Технологии лазерного упрочнения поверхности

Промышленность: Технологии лазерного упрочнения поверхности - 10-07-2015, 13:01


Олег Александрович ЧУХЛАНЦЕВ

председатель Правления Группы компаний «ТОНАП», лауреат премии им. А.Н. Косыгина

 

ТЕХНОЛОГИИ ЛАЗЕРНОГО УПРОЧНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛЕЙ: МИНИМАЛЬНЫЕ ЗАТРАТЫ ПРИ МАКСИМАЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

 

Пора говорить не только и не столько об импортозамещении, сколько о развитии и продвижении наших отечественных передовых технологий. Если ориентировать производителя на «импортозамещение», то это заведомое отставание. Во время первой советской индустриализации были приобретены самые передовые на тот момент технологии. Закупалось все  комплексно: конструкция изделия, технология производства, проект завода, комплектующие. «Покупались» даже кадры. На этой базе создавались советские школы металлургов, машиностроителей, самолетостроителей, станкостроителей и многое другое.

 

Российские инженерные школы, а затем и технологии, были интересны для Запада. Так произошло с кислородно-конвертерным процессом, который впервые в мире был внедрен на НЛМК под руководством С.В. Колпакова. Теперь весь мир пользуется этой технологией, созданной и апробированной российскими инженерами. А сегодня «пророка нет в отечестве своем»! Выращен слой чиновников, которые с раболепием смотрят на Запад. Если предлагается что-то новое, передовое, и при этом российское, то сразу ставится вопрос: есть ли данная технология «у них»? Если нет, то следует вывод: нам это тоже не нужно.

 

 

Кризис 2008 года в нашей стране очень болезненно ударил по экономике, хотя в других странах этот кризис многие и не заметили. Ряд промышленных предприятий России потерпел банкротство. Помощь государства на деле была оказана только банкам. Кредиты, взятые предприятиями на техническое перевооружение, оказались «подвешенными». Вот один из примеров: ОАО «Пневмостроймашина» (Торговая марка «PSM-Hydraulics») – крупнейшее российское предприятие по проектированию и производству аксиально-поршневых гидромоторов и гидронасосов, выпуска ет более 80 тысяч изделий ежегодно. На кредиты ряда банков был построен новейший завод точного литья и приобретено итальянское оборудование. Предприятие оказалось в тяжелом положении: объем продаж сократился в 7,1 раза по сравнению с январем-июлем 2008 года. К осени 2009 задолженность Пневмостроймашины составляла более полутора млрд руб. Перекредитоваться в Сбербанке предприятию не удалось, и к сентябрю 2009 было объявлено о непреднамеренном банкротстве. Арбитражный суд лишил ОАО «Пневмостроймашина» права свободно распоряжаться зданием и земельным участком.

 

 

А в 2014 году Председатель Правительства РФ Д.А. Медведев поднимает вопрос о производстве строительной и дорожной техники только на базе Российских предприятий, где одним из основных элементов является гидравлика. Но при этом надо было Российский завод в трудные времена не поддержать, и исполнительные гидравлические механизмы снова будем вынуждены приобретать за рубежом, какое же это импортозамещение.  Второй пример. Огромная страна не может существовать без региональной авиации. В 2007 году компанией «ТОНАП» подано предложение о «Проекте самолета местных линий (СМЛ-1)» в конкурсную комиссию, возглавляемую в то время министром экономики и торговли Г.О. Грефом. Развитие проекта позволило бы сохранить Саратовский авиационный завод и его заводы-смежники, решить проблему с транспортом, особенно для регионов Севера и Сибири. Но проект не был поддержан, Саратовский завод обанкрочен и развален. В 2014 году Председатель Правительства РФ Д.А. Медведев озаботился проблемой местных авиационных линий. Но решать проблему теперь предлагается модернизацией АН-2 (1946 г.) или приобретением зарубежных самолетов, что стоит заведомо дороже нашего проекта.

 

 

В качестве и долговечности изделия заинтересован потребитель Компания «ТОНАП» занимается внедрением новейших лазерных технологий, позволяющих говорить о настоящем энергосбережении. Поскольку срок службы деталей в большинстве случаев определяется износостойкостью рабочих поверхностей, то необходимо разрабатывать оборудование и технологию, позволяющую повысить износостойкость. Применение лазерных технологий с минимальными прямыми затратами и без каких-либо сопутствующих проблем резко повышают износостойкость трудоемких металлоемких деталей и узлов, работающих в особо сложных условиях. Созданы отечественные технологии, значительно опережающие зарубежные, но их внедрение связано с определенными трудностями. Серьезные разработчики стремятся избежать недостатков предыдущих изделий. Именно поэтому мы целенаправленно занимаемся разработкой технологии лазерного упрочнения поверхности деталей без оплавления. Широко известно, что именно лазерный луч, благодаря высокой и стабильной плотности, мощности в пятне и большой линейной скорости его перемещения позволяет обеспечивать наилучший термический цикл для структурно-фазовых превращений со скоростным нагревом и быстрым охлаждением поверхностного слоя, не нагревая глубинные слои и не вызывая напряжений, деформаций и изменений геометрических размеров детали.

 

 

Известно также, что лазерное упрочнение позволяет получать достаточную глубину упрочненного слоя от десятков микрон до 1,2-1,5 мм без оплавления поверхности, и до 2,0-2,5 мм с минимальным оплавлением. При лазерном термоупрочнении поверхностей не существует проблемы адгезии, которая характерна для методов напыления и гальванических покрытий.  Лазерный луч, как никакой другой тепловой источник, позволяет упрочнять любые минимальные локальные участки деталей, тонкостенные ажурные нежесткие детали, изготовленные из широчайшей номенклатуры материалов. В частности, получены практические результаты эффективного упрочнения среднеуглеродистых сталей, инструментальных высоколегированных сталей, чугунов, титановых сплавов и т.д.

 

 

Используя перечисленные и другие известные преимущества лазерного луча, на специализированных комплексах уже произведено упрочнение тысячи деталей по заказам предприятий разных отраслей. Достигнутое при этом значительное, в 2-5 раз, повышение износостойкости, подтверждено на практике. Грамотное и оперативное внедрение метода в реальное производство позволит стране сэкономить десятки миллиардов рублей в год. К сожалению, не секрет сегодня и то, что некоторые предприятия, особенно монополисты, не заинтересованы в повышении срока службы своей продукции, боясь снижения количества заказов. Но именно потребители заинтересованы в повышении качества, износостойкости и срока службы приобретаемой и эксплуатируемой ими техники, и могут повлиять на поставщиков. К продвижению наукоемких технологий необходимо подключиться государственным структурам. С помощью технологических и индустриальных парков, федеральных целевых программ, инновационных и венчурных фондов и т.д.

 

 

Только малые промышленные предприятия способны конкурировать по производительности с зарубежными, особенно при вступлении в ВТО. Центры коллективного пользования должны стать базой для установки и эксплуатации высокопроизводительного наукоемкого промышленного оборудования, поскольку малым предприятиям не под силу самостоятельно приобретать его и эксплуатировать. Подобные центры востребованы и более крупными организациями. Для реализации проекта нами создано предприятие ООО «ТермоЛазер», учредителями которого являются: ООО «ТОНАП-Венчур», ООО «ВСЗ «Техника», главный конструктор, д.т.н., профессор, академик Лазерной академии, разработчик лазерных комплексов Василий Иванович Югов. Интеллектуальная собственность защищена патентами, патентодержателем является «ТОНАП-Венчур».

 

 

К великому сожалению, несмотря на наличие разнообразных фондов, призванных обеспечить технологический прогресс и переход на инновационную экономику, добиться финансирования от них практически невозможно. Именно поэтому наши лазерные комплексы созданы на частные средства. Мы стараемся решать проблему комплексно и погосударственному. В настоящее время во Владимире действует уникальная школа лазерных технологий. Благодаря усилиям профессора В.И. Югова, посвятившего развитию данного направления более 50 лет, созданы уникальные лазерные комплексы, не имеющие аналогов в мире. Однако внедрение этих технологий в промышленность связано с большими трудностями. Многие чиновники, с которыми приходится сталкиваться, признают передовым только то, что произведено за рубежом. Но делать ставку на копирование уже освоенных технологий – заведомо ставить себя и страну в положение аутсайдеров.

 

 

Во Владимире созданы мощные промышленные лазерные комплексы (ЛК) для термообработки деталей, готовые для серийного производства (на фото). Внедрение данных комплексов в промышленность, по самым скромным подсчетам, может дать экономический эффект в рамках государства на десятки и сотни миллиардов рублей. Это не только повышение износостойкости деталей машин и механизмов в несколько раз, но и энергосбережение, так как на придание нужных свойств детали с помощью термообработки электроэнергии тратится на несколько порядков меньше. Потребность у промышленности во внедрении данных технологий есть, но поскольку оборудование достаточно дорогостоящее (себестоимость лазерного комплекса мощностью 5 кВт порядка 25-30 млн. руб. при единичном производстве), то приобрести их отдельным предприятиям затруднительно. Хотя комплекс окупается максимум за 1-1,5 года, а гарантированный срок эксплуатации составляет не менее 15 лет.

 

Для максимальной загрузки ЛК мы предлагаем использовать центры коллективного пользования. Но даже такие продвинутые центры и технопарки, как Сколково и Троицк, не хотят устанавливать их на своей территории. Сегодня при поддержке губернатора Владимирской области Светланы Юрьевны Орловой создается индустриальный парк и межрегиональный кластер «Фотоника» на базе «ФКП «ГЛП «Радуга» для широкомасштабного внедрения данных технологий. Именно таким серьезным проектам государственной важности и нужна поддержка правительства. Например, проект, связанный со строительством газопроводов «Сила Сибири» и «Алтай». Внедрение для сварки трубопроводов роботизированных лазерных комплексов позволит, по самым скромным подсчетам, ускорить строительство минимум в два раза и сэкономить государственных ресурсов не менее, чем на 30-35%. Разработка и изготовление опытного промышленного ЛК для сварки составляет порядка 160 млн. руб., а затраты на строительство газопровода «Сила Сибири» оцениваются в 770 млрд. руб. В то время, как заместитель председателя Правительства РФ Козак Дмитрий Николаевич проводит расчеты и совещания, как бы снизить расходы на Проект, внедрение новых технологий, которые могут дать этот эффект, мало кому интересны. Поэтому в XXI веке сварку все еще производят вручную.

 

 

Следующий пример: Мостовой переход через Керченский пролив. Внедрение лазерных технологий позволит увеличить производительность в 1,5-2 раза по сравнению с традиционными технологиями сварки. Сварка производится за один проход лазерного луча на всю глубину свариваемого шва. Не нужно делать подготовительные операции в виде разделки кромок для сварки. Внедрение данной технологии позволит ускорить строительство Мостового перехода через Керченский пролив. Создана также документация на автоматизированный лазерный комплекс для сварки и резки крупногабаритных объектов (ПАЛАР). Внедрение таких комплексов на заводах по производству оборудования для атомных станций, судостроительных заводах, использование при утилизации АПЛ позволит дать значительный экономический эффект.

 

 

Еще одно из направлений – создание центра по тех нологиям лазерного аддитивного производства промышленных металлических изделий с использованием 3Д-принтеров. Мы называем его ЦКП «Прототипирование» с применением технологий прямого металлического лазерного спекания. Методы изменения температурных условий кристаллизации, легирование и введение в расплав модификаторов, термоциклирование, порошковая металлургия, термомеханическая обработка позволяют добиться значительного повышения прочностных свойств металлов и сплавов. Процесс лазерной термообработки исключает необходимость дополнительной термообработки в случае появления дефектов после «печати». Таким образом, перспективы применения лазерных технологий огромны.

 

 

Город с инфраструктурой 3.0

 
Промышленные предприятия из-за отсутствия средств ликвидировали свои «вспомогательные» службы: отделы охраны труда и техники безопасности, конструкторские, технологические, модернизации и автоматизации производства, службы механика, инструментальное производство и прочее. Все это привело не только к ликвидации некогда имевших большой авторитет научных и технических школ, но и деградации всей промышленности. Один из вариантов выхода из сложившейся ситуации мы предлагаем в Концепции по развитию Дальнего Востока и Байкальского региона. Сегодня наши города наполнены разрушающимися советскими инфраструктурами 1.0. Человечество же давно перешло к инфраструктурам 2.0, где у каждого элемента есть свой жизненный цикл, который управляется посредством информационно-технологической счетности, дигитальности, оцифровки. Вся инфраструктура и ее элементы проектируются в открытой виртуальной среде, где жизненный цикл от создания до утилизации отслеживается специальными протоколами.

 

 

Но этого абсолютно недостаточно для самообеспечения системы. Поэтому Россия может и должна научиться создавать и производить инфраструктуры следующего поколения – 3.0. Инфраструктура 3.0 – это мультиинфраструктура, система-гибрид, соединяющая в себе вектор назначений и разные типы утилизаций. Главное отличие новой системы в том, что она строится на основе технологий, обеспечивающих рост мощности на порядок. В их основе лежат знания о новых физических принципах и эффектах.  Инфраструктура 3.0 позволяет уже сегодня на практике преображать страны Азии и Тихоокеанского региона. Наглядным образцом инфраструктур 3.0 должен стать сверхсовременный интеллектуальный молодежный город, по-строенный на основах самоуправления.

 


Самолетно-вертолетный транспорт, распределенные активно-интегративные энергосети, генерация энергии на синтез-газе или при помощи микроядерного реактора, автоматизированный мини-завод по производству продуктов питания или генно-инженерная сельхозферма, телемедицинское обслуживание с колл-центрами, ежедневно отслеживающими состояние человека, интеллектуальные системы безопасности, виртуальный университет. Такой город мог бы быть создан на базе города на 30 тыс. человек при космодроме Восточный, который уже сегодня включен в ФЦП по космодромам России.

 

 

Для создания такого города мы должны предоставить молодежи «конструктор» из инфраструктур 3.0. И тогда на Дальний Восток поедут десятки тысяч амбициозных и талантливых молодых людей из европейской части России, чтобы на практически заброшенной территории обустраивать свой собственный город. Такой прототип городов будущего с центром и десятью международными молодежными городами-спутниками станет локомотивом дальневосточного развития. Организация стратегической занятости лежит в создании рабочих мест для специалистов высокой квалификации, представляющих промышленность завтрашнего дня. Необходимо проектировать новый техно-промышленный уклад и развивать авангардное градостроительство, что увеличит производительность труда в несколько раз. Только в новые города с суперсовременными инфраструктурными промзонами по типу Пудун (КНР) или Джаронг (Сингапур) с интересом поедет лучшая российская молодежь. Только в этом случае мы имеем реальные шансы организовать опережающее развитие и Дальнего Востока, и других регионов в ближайшие пять-семь лет, в обозримый и наиболее ответственный период.

 

Межотраслевой альманах №49/2014 год



Ключевые теги: Промышленность ТОНАП
 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.


АКТУАЛЬНО:

Календарь событий:

«    Май 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31