Умные решения
В области технологического развития Россия должна быть конкурентоспособна на мировом уровне. Такую задачу поставил Президент Владимир Путин.
- Для этого нам нужны специалисты, способные генерировать уникальные решения, в том числе для новых, только формирующихся индустрий, готовые использовать передовые методы проектирования и конструирования, - заявил глава государства на недавнем заседании совета по науке и образованию.
В такой логике работает ПЦАТ Самарского университета. Он решает научно-исследовательские, образовательные задачи в сфере трехмерной печати, оперативно реагирует на вопросы импортозамещения и реверс-инжиниринга, изготавливает из металлопорошковых смесей детали по заказу индустриальных партнеров.
ПЦАТ работает по модели "подготовка кадров - наука - производство". Яркий пример взаимодействия индустрии и системы образования, а также коммерциализации высокотехнологичных направлений - контракт между Самарским университетом и "ОДК-Кузнецов" на разработку технологии аддитивного производства деталей и узлов горячей части индустриальных газотурбинных двигателей. За три года на "Кузнецове" развернуто и действует комплексное высокотехнологичное производство. Внедрение методов 3D-печати позволило организовать процесс более эффективно: сократилось время производства, а также материальные затраты.
Сейчас ПЦАТ выполняет несколько проектов для предприятий оборонного комплекса, авто- и авиапрома, беспилотных авиационных систем. В частности, Вячеславу Федорищеву продемонстрировали опытный образец малоразмерной газотурбинной установки для нужд энергетики. Она будет востребована в условиях Крайнего Севера и Сибири. По словам инженера-конструктора Инжинирингового центра Самарского университета Евгения Злобина, скоро установку запустят в мелкосерийное производство. Потенциальные заказчики - нефтегазовые концерны России. Она способна полностью заменить иностранные аналоги, которые уже дорабатывают свой ресурс.
Фото: Дмитрий Бурлаков
Работать на имя
Аддитивное производство - это создание трехмерных деталей и объектов с помощью послойного добавления металлических сплавов. Специалисты такой процесс называют "выращиванием". По сравнению с традиционной механической обработкой нужно меньше материала, короче сроки изготовления. Качество такое же, а себестоимость - более "приятная".
То, что за аддитивными процессами будущее, в вузе поняли давно, утверждает директор Института двигателей и энергетических установок вуза Виталий Смелов. В 2010 году открыли профильную лабораторию. Первые опыты были связаны с быстрым прототипированием из пластика. Затем появилась идея попробовать что-то посерьезнее. Университет выиграл грант и получил установку, которая печатала металлопорошковыми смесями.
- Мы нашли свою нишу в производстве высоконагруженных жаростойких и жаропрочных деталей. Это "горячие" части газотурбинных двигателей: камеры сгорания, горелочные устройства, форсунки, сопловые аппараты, - пояснил Смелов.
"Прокачивали" компетенции, осваивали продвинутое оборудование. Постепенно стало понятно, что в периметре лаборатории становится тесно, поэтому решили создать центр аддитивных технологий.
- Хотим создать такой комплекс, о котором в России все знают, о котором говорят: "За реальным делом нужно ехать в Самару", - пояснил Смелов. - Мы боремся за свое имя. И если беремся за работу, то должны выполнить ее качественно, причем в кратчайший срок и за разумные деньги.
Печать качества
В ноябре 2023 года Самарский университет вошел в консорциум национальной сети учреждений по продвижению аддитивных и сопутствующих технологий. Следующим шагом инновационного развития вуза стало создание ПЦАТ.
Как пояснил губернатору ректор университета Владимир Богатырев, разработки и продукты центра применяют в двигателестроении, производстве деталей и комплектующих для авиационной и космической техники, в атомной энергетике, нефтеперерабатывающей и нефтегазодобывающей промышленности. К примеру, на отечественном станке ИЛИСТ-L производят крупногабаритные - до полутонны - элементы для газотурбинных двигателей. Скорость "выращивания" весьма высокая - до 2,5 килограмма в час.
Среди последних приобретений по федеральному гранту - российский 3D-принтер RusMelt 310M. Аппарат использует технологию селективного лазерного сплавления. Это сейчас наиболее продвинутый и востребованный метод трехмерной печати.
- Мы выпускаем изделия непростой геометрии, изготовить которые по-другому или сложно, или очень трудоемко, - отметил директор ПЦАТ Вячеслав Алексеев. - Механические свойства изделия не хуже, чем при изготовлении по традиционным технологиям, а иногда и выше.
Также среди преимуществ такой печати он назвал возможность мелкосерийного производства, сокращение цикла научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, снижение затрат на 30-40 %, широкий выбор отечественных металлопорошков для печати.
Впрочем, специалисты добавляют, что 3D-печать - не панацея. Как и у всякой технологии, у нее есть плюсы, минусы и ограничения. Чтобы получить готовое изделие, нужно решить комплекс научных задач. Задействован и преподавательский состав университета, и аспиранты, и студенты. Это помогает молодежи узнать реальные возможности аддитивных технологий, накопить научные знания, погрузиться в профессию и получить опыт.
- Работа в центре позволяет наблюдать все процессы, которые будут на реальном производстве при внедрении новых технологий, - пояснил губернатору инженер-конструктор Вадим Хупутдинов.
Фото: Дмитрий Бурлаков
100 спецклассов
Навыки работы на 3D-станках получают студенты - участники образовательной целевой программы "Крылья Ростеха". После выпуска они вольются в коллектив предприятия "ОДК-Кузнецов".
Как рассказал главе региона студент Иван Сергеев, помимо освоения продвинутых технологий "крылатая" команда занимается продвижением 3D-моделирования и в целом технических специальностей среди школьников. Сейчас охватывают два десятка учебных учреждений. Этого, по словам Сергеева, недостаточно для полновесной популяризации профессии инженера.
Не в полной мере, полагают студенты, в регионе раскрыт и потенциал спецклассов по беспилотным авиационным системам. Они есть в 18 школах, но преподавателей, которые могут грамотно рассказать о перспективной отрасли и научить нюансам, недостаточно. Студенты предложили свою помощь, в том числе по разработке методических рекомендаций.
Губернатор поручил вице-губернатору Антону Емельяненко с 1 сентября запустить новый инженерный проект.
- Мы становимся одним из ведущих центров по беспилотью в России. Не только по разработке и производству, но еще и внедрению, поэтому специалисты, методисты-преподаватели необходимы. Запустим региональную программу "Российские технологии" - 100 инженерных классов, в которых будут учить 3D-принтингу, моделированию, всему, что связано со сферой аддитивных технологий и БПЛА, - озвучил решение Федорищев.
