Студент Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова Макар Хоменко предложил новую технологию электроэрозионной обработки: комплекс с ЧПУ позволит изготавливать фасонные фрезы и сверла из твердых сплавов в несколько раз дешевле импортных аналогов. Проект получил грант «УМНИК» и уже через год должен выйти на лабораторный образец.
В чем инновация
Главная особенность разработки — двухэлектродная схема. Она соединяет точность электроэрозии и гибкость многоосевых станков. Вместо того чтобы вырезать деталь механически, установка использует электрические разряды, буквально «выплавляя» сложные контуры в заготовке. Этот бесконтактный метод дает возможность работать с особо твердыми материалами и получать идеально чистую поверхность без последующей шлифовки.
«Мы создаем устройство, которое занимает нишу между токарной обработкой и традиционной электроэрозией, — пояснил автор проекта. — Беря принцип бесконтактной резки, мы добавляем многоосевую кинематику и собственное программное обеспечение. Это позволяет изготавливать фасонные фрезы и сверла из твердых сплавов за одну установку».
Патентный поиск не выявил прямых аналогов двухэлектродной модульной схемы для изготовления фасонного инструмента.
Секрет успеха — оригинальное ПО
Разработка комплекса — это не только «железо», Макар Хоменко создает специализированный CAM-модуль. Эта интеллектуальная программа автоматически генерирует управляющие коды для станка, учитывая его уникальную кинематику. С этим модулем время подготовки производства сокращается на 35–40%, и, что еще важнее, снижается зависимость от зарубежных CAD/CAM-систем.
Основные параметры
Характеристики будущего комплекса:
— точность профиля — до ±5 микрометров, это в 10 раз тоньше человеческого волоса;
— чистота поверхности — Ra ≤ 0,8 мкм, что соответствует зеркальному блеску;
— время переналадки — всего 15–30 минут (в 4–8 раз быстрее импортных аналогов);
— стоимость — в 3–5 раз ниже зарубежных станков.
Модульная архитектура позволяет масштабировать комплекс под разные типоразмеры инструмента, поэтому он подходит для различных производственных задач.
Поддержка от университета
По мнению руководства, проект демонстрирует практическую направленность студенческих разработок и сочетает инженерные решения с перспективой коммерциализации.
«Проект Макара Хоменко показывает, как инженерная идея может последовательно трансформироваться в технологическое решение с понятными перспективами практического применения. В разработке сочетаются научно-техническая новизна, ориентация на реальные потребности промышленности и возможность дальнейшей коммерциализации. Для нас важно, что студент не ограничился теоретической проработкой, а сформировал техническую и экономическую модели проекта и определил пути создания прототипа», — отметила проректор по научной и инновационной деятельности Татьяна Давыденко.
Проектом руководит кандидат технических наук Артем Волошкин. Он помогает проверять математические модели и планировать эксперименты, соединяя смелые инженерные решения с академической строгостью. Сборка и отладка проходят в Студенческом конструкторском бюро, а метрологическая верификация и испытания — в Центре коллективного пользования (ЦКП) университета.
Планы на будущее
Предполагается, что команда за 12 месяцев создаст лабораторный образец комплекса (уровень готовности TRL 4). Затем проведет серию испытаний на заготовках из твердых сплавов (Т15К6) и быстрорежущих сталей и подаст заявку на регистрацию полезной модели. Средства гранта «УМНИК» (500 тыс. рублей) пойдут на электронные компоненты и датчики, металлопрокат, программное обеспечение, а также на патентование и научно-исследовательские работы. Предполагаемая себестоимость прототипа — около 400 тыс. рублей. Отпускная цена — от 800 тыс. до 1,2 млн рублей (при расчетной маржинальности 30–40%). Целевой сегмент — 150–200 единиц оборудования в год. Денежный объем рынка составляет 0,8–1,2 млрд рублей.
Конечная цель проекта — дать российским предприятиям доступное решение, благодаря которому они смогут быстро и качественно изготовить инструмент. Это снизит зависимость от импорта и укрепит технологический суверенитет страны.
Потенциальными потребителями технологии могут стать инструментальные цеха промпредприятий, предприятия оборонно-промышленного комплекса, сервисные центры по восстановлению оснастки, инженерные бюро, работающие с индивидуальными заказами.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
