Внедрение аддитивных технологий на промышленные предприятия Челябинской области, а также всей страны – главная задача Лаборатории механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий ЮУрГУ. Сотрудники лаборатории решают не только теоретические задачи улучшения рабочих характеристик деталей и повышения качества их работы, но и применяют их на практике в коллаборации с ведущими предприятиями России, Германии и Франции. Какие задачи стоят перед коллективом и над какими проектами идет работа сейчас – рассказала руководитель лаборатории со стороны ЮУрГУ, доктор технических наук Марина Самодурова.
– Марина Николаевна, чем занимается Международная лаборатория механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий?
– Основное направление деятельности – решение задач, связанных с инженерией поверхности. Лаборатория разрабатывает технологии для создания многофункциональных покрытий, которые соответствуют техническим требованиям к поверхности изделий – деталей машин, механизмов и агрегатов. Нанесенные покрытия обладают необходимыми качественными характеристиками, требуемыми для той или иной операции технологического производства.
– Назовите главную задачу, стоящую перед лабораторией?
– Коммерциализация научных исследований: всех разработок, связанных с созданием многофункциональных покрытий методом лазерной наплавки или детонационного напыления. Глобальная цель – внедрение аддитивных технологий на промышленные предприятия Челябинской области, по всей России и в мире.
– В чем актуальность использования аддитивных технологий?
– На сегодняшний день без них не может обойтись высокотехнологичное производство. Они дают возможность производить изделия с высокими потребительскими и качественными свойствами, а в некоторых случаях другими способами изготовить вообще невозможно. Например, на сегодняшний день в области авиации, машиностроения, металлургии, медицины и других нельзя создать качественную продукцию, конкурентоспособную на рынке продаж, без использования аддитивных технологий.
.jpg)
На фото: руководитель Международной лаборатории механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий со стороны ЮУрГУ М. Н. Самодурова
– Результаты деятельности лаборатории уже применяются в производстве?
– Конечно. В лаборатории выполняется много работ, связанных с заказами промышленных предприятий Челябинской области, Москвы и Санкт-Петербурга. Мы работаем с ЧТПЗ, ММК, АО «Конар», АО «Русские электрические двигатели» – ПАО «Транснефть», «Роскосмосом», ПАО «Газпром» – его новым заводом УЗСА, открытым в Челябинске, а также с многочисленными малыми предприятиями региона.
– Лаборатория создана при поддержке компании SMS group. Что дает эта поддержка?
– Компания SMS group – партнер нашей лаборатории. Например, оборудование для лазерной наплавки приобретено при их поддержке. В Челябинске находится сервисная структура компании – «СМС Металлургический Сервис», обеспечивающая сервисное обслуживание оборудования, произведенного SMS group, работающего на промышленных предприятиях России и Казахстана.
В кооперации с данной организацией университет выполняет работы, связанные с восстановлением и упрочнением поверхностей агрегатов и машин металлургического производства.
Кроме того, сотрудники лаборатории консультируются со специалистами SMS group по вопросам использования новых возможностей, новых технологий, которые внедряются в их деятельность, и взаимодействуют с Рейнско-Вестфальский Техническим университетом (Ахен, Германия), еще одним партнером SMS group.
– Можете ли вы привести другие примеры международного сотрудничества?
– У лаборатории давнее плодотворное сотрудничество с Национальной инженерной школой Сент-Этьена (Франция), которая считается одним из мировых лидеров в освоении аддитивных технологий в Европе. Профессор этой школы Филипп Бертран – руководитель нашей лаборатории. Он читает лекции студентам и аспирантам ЮУрГУ. Последний визит Филиппа Бертрана вместе с коллегой Игорем Мовчаном пришелся на период до пандемии коронавируса. Сотрудники Лаборатории механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий проводят совместные исследования вместе с зарубежными коллегами и привлекают к ним ученых нашего университета.
– Расскажите о наиболее значимых результатах деятельности лаборатории на сегодняшний день?
– Сотрудники лаборатории регулярно участвуют в международных конгрессах и конференциях, публикуют результаты работы в высокорейтинговых журналах, из которых ученые всего мира могут узнать о нашей деятельности. В числе последних работ можно выделить исследование характеристик покрытий из алюминиевой бронзы, нанесенных на сталь с использованием аддитивных технологий. Результат продемонстрировал, что с увеличением мощности лазера морфология поверхности покрытия становится более однородной. Его микроструктура влияет на показатели микротвердости. Это только одно из многих опубликованных исследований, которое показывает высокий научный потенциал выполняемых в лаборатории работ.
.jpg)
На фото: оборудование Международной лаборатории механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий
– Исследовательскую деятельность лаборатории поддерживают Российские научные фонды?
– Как раз в этом году лаборатория выиграла грант РНФ на развитие проекта по использованию новых высокоэнтропийных сплавов, предназначенных для аддитивных технологий. ЮУрГУ будет отвечать за технологию лазерной наплавки, представители Института гидродинамики им. М. А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (Новосибирск) – за детонационное напыление, а представители Национальной инженерной школы Сент-Этьена – за холодное газотермическое напыление. Получается тройная коллаборация. При этом химический состав материалов и сами материалы просчитывает профессор Политехнического института ЮУрГУ Евгений Трофимов. Это показывает также внутреннее взаимодействие – наше с лабораториями университета.
– Какая работа предстоит Лаборатории механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий?
– Лаборатория будет работать над проектом, выполняемым в рамках госзадания Министерства науки и высшего образования. Мы получили грант на цифровизацию современных технологических проектов. Наша лаборатория будет отвечать за применение аддитивных технологий, кафедра «Мехатроники и автоматизации» – за технологические процессы, прокатку, а кафедра «Технология автоматизированного машиностроения» – за микрошлифование.
В рамках работы лаборатории часто идет сотрудничество с учеными Южно-Уральского государственного университета, потому что без физики, химии, математики и отличных от нашей технологии процессов не решить необходимые для продуктивной деятельности задачи. Здесь можно отметить кафедры «Материаловедения и физико-химии материалов» (заведующий кафедрой, доктор химических наук Денис Винник) и «Процессы и машины обработки металлов давлением» (заведующий кафедрой, кандидат технических наук Людмила Радионова) – на этой кафедре мы в следующем году планируем открыть магистратуру по направлению «Аддитивные технологии».
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегий научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В рамках данных направлений исследуются объекты металлургии, машиностроения, энергетики, ЖКХ, безопасного пространства городской инфраструктуры и комфорта человека.
ЮУрГУ – участник Проекта «5-100», призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.