Станкостроение — фундаментальная отрасль отечественной промышленности, которая сегодня активно развивается. Участник программы «Приоритет-2030» — Донской государственный технологический университет — выполняет целый ряд проектов, связанных с технологической оснасткой и повышением технологичности станочного оборудования.
Доцент кафедры «Автоматизация производственных процессов» факультета «Автоматизация, мехатроника и управление» ДГТУ Виктор Лапшин рассказал о разработке цифровых двойников технологических процессов для металлорежущих станков, которые повысят эффективность металлообработки.
«Идея состоит в совмещении детерминированных математических моделей и цифровых нейронных сетей. То есть получается своеобразный аналог человеческого мышления. У человека первично интуитивное понимание реальности, когда он гарантированно что-то знает, но не может рационально объяснить. Затем возникает объяснение, что и как произошло. Связка нейронных сетей и детерминированных математических моделей составляет суть цифрового двойника для систем металлообработки», — рассказал Виктор Лапшин.
Цель проекта — повышение производительности станка. Сюда входит снижение издержек, экономия материала, резцов, электроэнергии, трудовых ресурсов.
Еще одним важным направлением успешного развития отечественного станкостроения является упрочнение металлорежущего инструмента.
«Ученые нашего вуза разработали станцию электроакустического напыления с магнитострикционным излучателем и ультразвуковым волноводом, трансформирующим сложное акустическое поле. Ультразвук обладает высокой способностью диспергировать элементы, которые в обычных условиях не перемешиваются между собой, например масло и вода. В результате же действия ультразвука становится возможным смешение вольфрамокобальтовых соединений, что невозможно осуществить в обычных условиях», — поделился техник Управления научных исследований ДГТУ Андрей Парченков.
Донские ученые благодаря защитному покрытию уже изготовили ножи высокой прочности, предназначенные для резки металлических листов, для предприятия «Уральская сталь» в Новотроицке. Теперь ресурс работы оборудования продлен в несколько раз.
Команда ученых, возглавляемая профессором кафедры «Материаловедение и технологии металлов» факультета «Технология машиностроения» ДГТУ Валерием Варавкой, проводит исследования в сфере упрочнения металлического инструмента для режущих и давящих систем станков.
«Речь идет о резцах, кромкокрошительных ножницах и в целом о технологиях упрочнения металлического инструмента в интересах предприятий машиностроительного и металлургического комплексов», — пояснил Валерий Варавка.
В ДГТУ разработано направление — ионно-плазменное напыление, то есть нанесение на инструменты покрытий нитрида циркония, нитрида титана. Этот процесс образует на поверхности инструмента защитные слои толщиной порядка шести микрон. Такая пленка снижает коэффициент трения, увеличивает коррозионную стойкость, повышает твердость поверхностей инструмента. При применении данной технологии создаются высокоэнтропийные сплавы и возникает прочность, которая какими-то другими способами просто недостижима.
В настоящее время стойкость ножей, используемых на Таганрогском металлургическом заводе для обработки труб, не превышает 12 часов. Новая технология призвана значительно увеличить срок службы этих инструментов.
Продление ресурса металлообрабатывающих станков — критически значимая часть прорывного развития российского станочного парка.
Договор, который заключен между ДГТУ и АО «Таганрогский металлургический завод», касается смазочных охлаждающих жидкостей для инструмента металлообработки.
За несколько последних лет в ДГТУ научились получать растворы, внутри которых находятся наноалмазы — кристаллы диаметром порядка 800 пикометров (пикометр — одна триллионная, то есть 1/1.000.000.000.000 часть метра). Эти частицы поляризуются. В университете разработан способ изготовления таких изделий кавитационным путем.
Сейчас на заводе происходит ежемесячная замена смазочно-охлаждающих жидкостей. Специалисты ДГТУ намерены увеличить этот ресурс в два-три раза.
В настоящее время в нашей стране металлообработка тесно связана со сферой импортозамещения.
Научный коллектив кафедры «Материаловедение и технологии металлов» факультета «Технология машиностроения» ДГТУ исследует металлы и их сплавы, определяет химические составы материалов, режимы термической обработки.
«У нас работают специалисты высокого уровня, также мы располагаем всем необходимым оборудованием. Мы можем определить, из чего изготовлена та или иная деталь зарубежного производства. К нам обращаются компании “Ростсельмаш”, “Клевер”, “Новая динамика” и другие предприятия сельхозмашиностроения», — подчеркнул заведующий кафедрой «Материаловедение и технологии металлов» Максим Егоров.
Комбинированными методами упрочнения, термической обработкой стали в магнитном поле занимаются сотрудники лаборатория структурного анализа и экспертизы материалов.
«Например, у предприятия есть необходимость заменить тот или иной узел зарубежного производства, состоящий из валов, шестеренок, зубчатых колес и других деталей. Представители предприятия обращаются в нашу лабораторию, и мы определяем тип материала, из которого этот узел изготовлен, его твердость, пластичность, условия термической обработки и так далее», — отметил руководитель лаборатории Виктор Пустовойт.
Также эта лаборатория занимается вопросами создания броневой стали для средств индивидуальной защиты и техники.
Проекты, направленные на развитие станкостроения, ведутся в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
