Молодые омские учёные рассказали о своих разработках, которые сэкономят предприятиям деньги и время  
Общество  •  ИА «Омск Здесь»  1 октября 2020, 09:05  •  печать

Молодые омские учёные рассказали о своих разработках, которые сэкономят предприятиям деньги и время  

Студенты ОмГТУ создают упрочнённый режущий инструмент и мобильный прибор для бесконтактного измерения деталей.

Сайт "Омск Здесь" в рамках проекта 20Х20 продолжает знакомить читателей с талантливой молодёжью. Сегодня мы расскажем вам о двух студентах ОмГТУ, которые занимаются научной деятельностью и хотят внедрить результаты исследований на реальном производстве. Разработки молодых омичей могут быть полезны машиностроительным предприятиям, организациям медицинской и радиотехнической отрасли и строительным корпорациям.

Иван Черных, аспирант по направлению "Металлорежущие станки и инструменты". Победитель программы финансовой поддержки молодых учёных "У.М.Н.И.К.-2019".

- Расскажите немного о себе, о сфере научных интересов.

- Я работаю в Омском государственном техническом университете на кафедре "Металлорежущие станки и инструменты" в должности ассистента, а также учусь в аспирантуре на 2 курсе.

Сферой моих научных интересов является машиностроение. Специализация достаточно узкая - изучение нового метода сварки и упрочнения металлов. Машиностроение и техника интересовали меня с самого детства, поэтому я выбрал техническое направление при поступлении в вуз. В процессе обучения в ОмГТУ мне, благодаря успехам в учебе, предложили подрабатывать на кафедре лаборантом. За год работы я хорошо себя показал, как раз в это время в ОмГТУ открыли Центр подготовки высококвалифицированных инженерных кадров для ПО "Полёт", в состав которого входит лаборатория механической обработки деталей. Мне предложили работать в Центре в качестве инженера и начать изучение инновационного процесса сварки - сварки трением с перемешиванием. Я понимал, что это перспективный и малоизученный процесс, поэтому с энтузиазмом принялся за дело и занимаюсь этим уже около трёх лет.

- Расскажите, над каким исследованием Вы работаете?

- Разработка технологии повышения эффективности режущего инструмента при помощи обработки трением с перемешиванием.

Суть исследования заключается в том, чтобы найти наилучшие режимы обработки и оптимальную конструкцию инструмента, при помощи которого можно будет осуществлять упрочнение металлов. Упрочнение происходит за счёт термомеханической обработки материала методом обработки трением с перемешиванием. Это процесс аналогичный тому, изучением которого я занимаюсь в течение последних трёх лет. В этом году мы решили использовать его в качестве упрочняющего метода. Планируемая сфера его применения - режущие инструменты. Мы планируем изготавливать режущие инструменты (например, ножи для рубки металла, для обработки древесины и пр.), у которых твёрдость лезвия будет выше за счёт упрочняющей обработки. С увеличением твёрдости увеличится и продолжительность работы таких инструментов, а также расширится спектр обрабатываемых материалов. Таким образом мы планируем сэкономить деньги предприятий, которые постоянно закупают новый инструмент взамен вышедшего из строя - они будут делать это реже. Естественно, на этом планируем заработать и мы - на изготовлении и реализации упрочнённого инструмента. Он будет стоить на 10-20% дороже средней рыночной стоимости аналогов, но при этом будет иметь ресурс работы на 20-30% выше.

- Как Вы пришли к тому, чтобы начать проект?На чей опыт опираетесь в своей работе?

- Изучением этого процесса я начал заниматься с 2019 года, но работать в рамках направления проекта - в начале 2020 года. Исследования по проекту и возможные его результаты могут длиться сколько угодно долго, особенно если удастся создать конкурентоспособный продукт и выйти с ним на рынок. Сама идея проекта родилась в ходе бесед с моим научным руководителем - Васильевым Евгением Владимировичем. Я изучал статьи на английском языке из "топовых" научных журналов. В статьях по теме обработки трением с перемешиванием приводился анализ обработанных участков и было показано, что после обработки значительно повышается твёрдость и износостойкость за счёт изменения микроструктуры металла. Идея применить этот метод при изготовлении режущего инструмента родилась сама собой: я занимался изучением процесса, а мой научный руководитель - изготовлением и заточкой режущего инструмента, и мы решили объединить эти направления.

К сожалению, в России в направлении обработки трением с перемешиванием работает крайне мало специалистов, и чаще всего - это единичные, не объёмные исследования, несмотря на то, что в мировой практике это считается актуальным и перспективным направлением.

- На какой стадии находится научная разработка?

- Сейчас проект находится на стадии проведения экспериментов и анализа полученных результатов. На средства гранта приобретён материал, с частью из материала уже проведены эксперименты и подготовлены образцы для анализа твёрдости, износостойкости и микроструктуры. Анализ достаточно комплексный и объёмный, с привлечением многих лабораторий и специалистов ОмГТУ. На основе полученных результатов будет планироваться дальнейшая работа - нахождение оптимальных режимов обработки, изменение конструкции инструмента, а затем - снова изготовление образцов и их анализ и так до тех пор, пока не будет получен наилучший результат. После этого планируем изготовить опытные партии упрочнённого режущего инструмента и опробовать их на предприятиях-партнёрах. Далее - выход на рынок со своей продукцией.

- Какие у Вас есть планы по дальнейшей работе в сфере науки?

- Планирую заниматься наукой всю оставшуюся жизнь - у меня есть к этому интерес. Пока в планах развивать своё направление, взаимодействовать с предприятиями Омской области и страны, внедрять результаты исследований. В общем - приносить пользу университету и региону.

- Расскажите о своём опыте участия в конкурсе "У.М.Н.И.К.".

- Участие в конкурсе было ценным опытом. Конкурс "У.М.Н.И.К." принимает научные проекты, результаты которых могут быть коммерциализированы - это как раз мой случай. Конкуренция была достаточно серьёзной - все проекты были достойны внимания, но победителями стали именно перспективные и продуманные проекты. В конкурсе больше всего запомнилось финальное выступление и крайне полезная обратная связь от экспертной комиссии.

- Наука отнимает немало времени и сил. Что помогает вам разгрузиться, набраться сил?

- Наука действительно отнимает много времени, при этом, в отличие от другой работы, результат может быть виден далеко не сразу. Помогает то, что вуз и Министерство образования и науки поддерживают начинания молодых учёных. Регулярно организовываются конкурсы, интенсивы, конференции - это и помогает набраться мотивации и сил.

Отдыхаю и провожу свободное время, как и большинство людей - гуляю, общаюсь с друзьями, хожу в кафе и прочее. Из хобби - игра на гитаре и изготовление простеньких ювелирных украшений из титана, планирую открыть свою мастерскую.

 

* * *

Светлана Такаюк, магистр по направлению "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств". Победитель программы финансовой поддержки молодых учёных "У.М.Н.И.К.-2017".

- Расскажите немного о себе, о сфере научных интересов.

- Я закончила бакалавр по направлению "Стандартизация и метрология" и сейчас учусь в магистратуре - "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств".

В метрологию я попала случайно, планировала подавать документы на другое направление, но на презентации факультета влюбилась в описание данной специальности. Измерения - одна из важнейших частей технологического процесса, здесь нет компромиссов. Одним из преподавателей на кафедре был Ломов Станислав Борисович, он учил нас работать в том числе и на своих установках. Уже тогда была мысль - как это здорово - разрабатывать свои приборы. В 2017 году я начала работу в "Центре подготовки высококвалифицированных инженерных кадров для ПО "Полет" в ОмГТУ. Одним из направлений обучения там являются линейные измерения и измерение геометрии деталей. В Центре основной уход нужно вести за координатно-измерительными машинами, базирующимися на механике. И как-то раз я спросила у коллеги по проекту, научного руководителя Тигнибидина Александра Васильевича - почему нет координатно-измерительных машин без механики? Через несколько дней уже была готова концепция прибора "Стилус-КИМ".

- Расскажите, над каким исследованием Вы работаете?

- Разработка универсальной мобильной системы для координатных измерений геометрических характеристик изделий в пространстве.

Суть исследования - это разработка универсальной системы, основанной на бесконтактных измерениях, которые позволят не только уменьшить время измерения детали, но и сократить склад измерительной оснастки на предприятии, что значительно снизит себестоимость изготовления детали. На данный момент такие разработки ведутся в разных странах, но готовой системы ещё нет. Будущим прибором заинтересовались не только машиностроительные предприятия, но и предприятия медицинской и радиотехнической отрасли, строительные корпорации. Деталь измеряется, чтобы понимать, что она соответствует техническим требованиям при изготовлении, входит в допуск.

- На чей опыт опираетесь в своей работе?

Для проведения исследований опираемся на опыт коллег из других стран: Японии, США и Китая, но планируем всё-таки сделать российской прибор и для этого планируем работать с институтом РАН им. Иоффе. Там есть необходимое нам научное направление для дальнейшей работы по повышению точности прибора.

- Сколько будет стоить такой прибор и как он работает в действии? За счёт чего он обладает преимуществом перед координатно-измерительными машинами?

- Ориентировочная стоимость - 800 тыс. руб. с комплектом датчиков и планшетом, на котором реализуется программное обеспечение. Стоимость координатно-измерительных машин начинается сейчас от 7 млн руб.

Прибор обладает точностью ниже, чем КИМ, но для большинства исследований такая высокая точность не нужна. Главная особенность прибора - возможность использования прямо в технологическом процессе при межоперационном контроле, т.е. прямо в цехах без отрыва от производства. Стационарные же КИМ необходимо использовать только в лабораториях.

Стандартный процесс выглядит так: снять деталь, промаркировать, отнести в лабораторию, подождать пока проведут измерения, и только потом можно продолжать процесс. Учитывая многономенклатурное производство, это около суток. Плюс ПО на КИМах достаточно сложное, а программой, которую разрабатываем мы, можно будет без проблем обучить пользоваться любого. У него небольшие габариты и маленький вес. Чтобы провести измерение, нужно коснуться рубиновым наконечником детали. В момент касания происходит замыкание триггерного датчика, а специальная панель в комплекте прибора фиксирует координаты. Получаем облако точек, программа сравнивает их с идеальной 3D-моделью, и специалист получает результат.

- На какой стадии находится научная разработка?

- Проектом мы занимаемся уже 3 года. За это время провели исследования различных типов излучения, остановились на оптико-электронной системе, т.к. она позволяет наиболее точно определить положение сфер в пространстве. Сейчас ведутся исследования по повышению точности.

К сожалению, данный проект не только наукоёмкий, но и финансово затратный. Сейчас мы работаем над получением финансирования на дальнейшие исследования. Хотим получить грант "Старт-1" Фонда содействия инновациям и ищем частного инвестора для проекта. С тестированием проекта проблем не будет - сразу несколько крупных машиностроительных предприятий согласны выделить для этого ресурсы.

- Какие у Вас есть планы по дальнейшей работе в сфере науки?

- После окончания магистратуры я планирую пойти в аспирантуру и продолжить заниматься наукой. Также мы одновременно занимаемся подготовкой кадров, как говорится со школьной скамьи. Для этого ведём активную работу со школьниками Омска.

- Что Вам запомнилось в конкурсе "У.М.Н.И.К."?

- В конкурсе "У.М.Н.И.К." я победила с первого раза благодаря опыту нашего научного руководителя Тигнибидина Александра Васильевича и работе Фонда содействия инновациям в Омской области. Они провели несколько мероприятий по подготовке будущих "умников", постоянно были на связи и консультировали. Так же нас постоянно поддерживал наш вуз.

Запомнилось в основном то, что проекты были по абсолютно разным направлениям. И это было очень интересно, посмотреть в каких сферах науки достигают высот молодые омские учёные.

- Что Вам помогает отдохнуть и набраться сил для следующих свершений?

- Наука отнимает практически всё свободное время, но если ты любишь свое дело и горишь проектом, то этого не замечаешь. Здесь можно сказать огромное спасибо моей семье - мужу, который постоянно поддерживает меня в любых моих начинаниях и дочке, которая является стимулом для ещё более активной работы. Моим способом разрядки является работа с детьми в академии ОмГТУ. Как наставнику мне нет большей радости как помогать детям полюбить науку. Под нашим руководством ребята прошли в прошлом году в финал сразу в два всероссийских конкурса: "Моя страна - моя Россия" и "Реактор" со своими разработками. Здесь я волнуюсь гораздо больше, чем за себя, когда сама участвую в конкурсах.

Фото: Иван Черных, Светлана Такаюк

Читайте также

Комментарии
Добавить свой