Transcript Презентация Кудрявцева А.В.

Институт полимеров -
- опыт реализации инновационных проектов
Кудрявцев Алексей Владимирович
Заместитель генерального директора /
Руководитель Центра прототипирования СПб
История
•2001 год – Создание Российско-германского «Института
полимеров», в рамках программы «Трансформ», при участие
SKZ GmbH г. Вюрцбурга, и Торгово-промышленной палаты
Санкт-Петербурга – реализует совместно с ведущими
российскими и европейскими
научными центрами и
университетами НИОКРы, ОКРы, инновационные проекты
по обозначенным ОАО «РЖД», ГУП «Водоканал СПб» и др.
предприятиями проблемам.
•2006-07 – презентация Центра Динамических Испытаний
транспортной отрасли - совместный проект ОАО «РЖД»,
СПбГУ, Института Полимеров, Мюнхенского технического
университета.
•2010 год – Создание Центра прототипирования изделий из
композиционных материалов и нанесения покрытий совместный
проект
МИНЭКОНОМРАЗВИТИЯ,
Администрации СПб и предприятий Полимерного кластера
•2012 год – Создание Центра оптических технологий и
точного литья для проектирования и производства
светотехнических приборов и изделий.
Направления деятельности
Проведение
комплексных научно – исследовательских работ в области наукоемких технологий с
определением технических требований к изделию и/или детали, с учётом условий эксплуатации:
- подбор оптимальных материалов для выпуска технических изделий с заданными свойствами,
создание новых рецептур и выпуск новых композиционных полимеров;
- разработка конструкторской, технологической и нормативной документации для оснастки,
технологических процессов и новых изделий;
- проведение лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний материалов и изделий;
- разработка технологических процессов опытного производства;
- выпуск опытных партий изделий с заданными свойствами;
- разработка и внедрение технологических процессов серийного производства.
Сбор, анализ и систематизация информации по разработке и использованию современных
конструкционных полимерных материалов в мировой практике.

Проведение
и участие в научно-практических семинарах по современным конструкционным
полимерам, технологиям их переработки и направлениям использования.
По результатам выполненных работ оформлено 25 патентов
Стратегическое направление развития
•Создание распределенного центра динамических испытаний
транспортной отрасли
•Международный инновационный полимерный центр
Перспективы применения полимерных
конструкционных материалов
В мировом производстве и потреблении конструкционных (инженерных) материалов доля пластмасс продолжает увеличиваться.
По своим техническим характеристикам они успешно конкурируют, в первую очередь с металлом и стеклом в производстве
деталей автомобилей, предметов бытового потребления, электронной/электротехнической промышленности, авиастроении и др.
Введение наполнителей в полимерную матрицу позволяет получать на их основе новые композиционные материалы, изделия из
которых будут обладать заданными свойствами, необходимыми в определенных узлах и механизмах (ударопрочность,
огнестойкость и др.)
Потребление ПКМ на душу населения в мире,%
•
Основные факторы, сдерживающие спрос:
отсутствие информации о полном комплексе характеристик новых конструкционных пластиков и их
поведении в различных узлах;
высокие расходы (стоимость материала, исследовательские работы).
•
•
•
•
Основные факторы, рождающие спрос:
Большой температурный диапазон эксплуатации
Коррозионная стойкость
Легкость
Ударопрочность и прочее.
•
Инновационная инфраструктура
Единая технологическая платформа Полимерного кластера
НИОКРы
Материалы
Материалы
Материалы
Технологии
Материалы
Испытания
Материалы
Оборудование
Материалы
Моделирование
Материалы
Организации
Технологии, материалы,
оборудование, договоры,
протоколы испытаний,
отчеты, паспорта,
результаты
компьютерного
моделирования и т.д.
Интеграция с ЕТП Всероссийского научно-исследовательского
института авиационных материалов
Инновационная инфраструктура
Интегрированная распределенная среда для
оптимизации разработок и внедрения изделий из
конструкционных полимерных материалов
Интегрированная информационная
среда
(ИРС)
совокупность
распределенных
баз
данных,
содержащих сведения о продукции,
производственной среде, ресурсах и
процессах
предприятия,
обеспечивающая
корректность,
актуальность,
сохранность
и
доступность
данных
субъектов
производственно-хозяйственной
деятельности,
участвующих
в
осуществлении жизненного цикла
продукции
и
создании
инжиниринговых проектов.
ИРС по заказу Завода «КП» создает
Институт полимеров.
ТЗ
Проектирование и
Моделирование
изделия
Эксплуатация
Серийное
производство
Прототипирование
ИРС
Проектирование
И Моделирование
оснастки
Сертификация
Лабораторные и
натурные испытания
Опытная
партия изделий
Изготовление
оснастки
Подготовка
производства
Преимущества применения
интегрированной распределенной среды
•
Комплексное планирование производства на основе данных о продукции, полученных в
результате НИОКРов и ОКРов
•
Проектирование и планирование производства с учетом технологических возможностей
•
Комплексное использование информации об изделии в течение всего жизненного цикла
продукта
•
Наличие инжиниринга позволяет быть конкурентоспособными на рынке, выполнять работы
эффективно и в срок
•
Позволяет быстро выводить на рынок изделия и конструкции с заданными свойствами
•
Сокращение времени внедрения на рынок за счет описания бизнес-процессов,
объединение усилий всех заинтересованных сторон и достижения плановых экономических
показателей.
При создании ИРС осуществлялось тесное взаимодействие с
•базовой кафедрой СПбГЭУ
•Высшей экономической школой СПбГЭУ
Инновационная инфраструктура
Центр прототипирования СПб
Центр прототипирования позволяет решить
следующие задачи:
•проектирование конструкторской документации;
•внесение изменений в конструкторскую
документацию;
•проектирование и корректировка 3D-моделей
изделий по готовым чертежам;
•перевод конструкторской документации в
электронную форму 2D-чертежей и3D-моделей;
•создание электронных каталогов конструкторских
элементов и изделий;
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ
•создание фотореалистических изображений;
•объемное сканирование объектов;
•изготовление полимерных прототипов изделий;
•создание силиконовых литьевых форм;
•изготовление малых партий изделий (литье в
силиконовые формы);
•проектирование и изготовление пресс-форм;
ПРОВЕРКА ПРЕСС-ФОРМ
•анализ проливаемости пресс-форм и
материаловедение;
•изготовление прототипов и малых партий
деталей на оборудовании с ЧПУ;
•измерение и контроль полученных прототипов;
ПОСТУПЛЕНИЕ ЗАКАЗА
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ
ВЫРАЩИВАНИЕ ПРОТОТИПОВ
ЛИТЬЕ В СИЛИКОНОВЫЕ ФОРМЫ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПРЕСС-ФОРМ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕСС-ФОРМ
Изделия из сверхвысокомолекулярного
полиэтилена для железнодорожной отрасли
По заказу ОАО «РЖД» совместно с СПбГУ была выполнена работа по
изготовлению Полимерного поддерживающего ролика ленточных
конвейеров щебнеочистительных машин из нового конструкционного
полимерного материала - СВМПЭ, где была заменена стальная рубашка
ролика и его корпус единым роликом из сверхвысокомолекулярного
полиэтилена.
Дополнительные возможности:
• применение различных
смесей, в том числе негорючих;
•Диапазон температур – от
+90оС до -200оС;
•Можно обрезинивать;
•Можно использовать для
шахтного оборудования;
Совместная работа с ФГУП «ЦНИИ им.акад.А.Н.Крылова»
По заказу Минпромторга России в рамках ФЦП «Развитие обороннопромышленного комплекса Российской Федерации на 2007-2010 годы и на
период до 2015 года» выполнена ОКР: «Создание экспериментального
участка для организации производства пластмассовых изделий для
гидравлических систем труб, элементов систем очистки воздуха,
противообледенительных систем и покрытий и других изделий из
пластмассы». В рамках этой работы была осуществлена замена
материала для воздушного вентилятора с металла на пластик. По
результатам испытаний в качестве материала для работы в агрессивных
средах был выбран СВМПЭ.
Реализация проекта по заказу Санкт-Петербургского
Государственного морского технического университета
Выполняются работы по
прототипированию и
изготовлению пресс-форм
для литья деталей
«дыхательного аппарат
ДА-21»
Антенны СГС-В
Дыхательный аппарат ДА-21
Компенсатор плавучести КП-21
Герметичная гарнитура СГС-В
Маска полнолицевая ПМ-21
(возможно использование ДА-21 с
загубником и водолазной
полумаской)
Водолазные груза
Система подвески ДА-21
Станция гидроакустической связи
водолазная СГС-В
Нож универсальный
Ласты с гидродинамической щелью
Пульт управления СГС-В
Подсумок для магазинов АДС
Гидрокомбинезон «сухого» типа ГКС
Морозостойкие резинотехнические изделия
Совместная работа с Петербургским государственным
университетом путей сообщения и ЦНИИ материалов
•Подшпальные амортизаторы с заданной
жесткостью скоростного стрелочный перевода;
•прокладки-амортизаторы для рельсовых
скреплений ж/д пути типа АРС и КБ;
•вкладыш в шейку рельса;
•панели резиновые виброгасящие;
Перспектива развития:
Создание Центра прототипирования
транспортной отрасли для проектирования
и производства изделий для сложных
участков пути
Шумозащитные конструкции
Одно из основных средств защиты от шума железнодорожного транспорта – разработаны совместно с
Балтийским государственным техническим университетом «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова.
Установлен на станции Саблино Октябрьской железной дороги.
Использованы новые конструктивные решения в различных элементах:
• шумозащитный экран
• Панели резиновые виброгасящие
• Вкладыш виброгасящий в шейку рельса.
В зависимости от решаемых задач возможно применение различных конструкций.
Полимерные покрытия на основе СВМПЭ
СВМПЭ может применяться для нанесения различных покрытий на поверхности деталей
машин, механизмов оборудования различных отраслей:
Нанесение защитных антикоррозионных покрытий на поверхности из различных материалов;
Нанесение антиобледенительного слоя;
Нанесение антибактериальных покрытий;
Сотрудничество с ГНУ «Объединённый институт машиностроения НАН Беларуси» по созданию и
испытаниям устройства по напылению СВМПЭ на различные типы поверхностей методом
газопламенного напыления.
Участие в международном проекте Science Link – целью которого является поддержка и поощрение
инноваций и предпринимательства в регионе Балтийского моря и укрепление
конкурентоспособности региона в глобальном контексте.
Совместное участие с ООО «АДАМАНТ» в проекте по созданию лабораторной установки для
уточнения выхода наноалмазов и алмазоподобных веществ из отходов нефтедобычи и
нефтепереработки по технологии алмазного крекинга
Реализация проекта «карликовый светофор в корпусах из
композиционных полимерных материалов» по заказу ОАО «РЖД»
Задача: адаптировать конструкцию корпуса
светофора, изготавливаемого в настоящее время из
алюминия, под полимерный материал.
Требования к изделию остаются прежними:
ударная прочность, стойкость к воздействию факторов
окружающей среды и пр.
Конструкция
изделия
должна
быть
унифицированной как под ламповые, так и под
светодиодные светооптические системы.
НИУ ИТМО выполнил работы по разработке
методики расчета оптики линз для железнодорожных
светофоров
Проектирование и
Изготовление изготовление пресспрототипа
форм
Инженерный анализ и
расчет оптики
3D проектирование
ZEMAX
CODE V
Изготовление
опытной партии
Распределенное конструкторское бюро на основе применения технологий
комплексного виртуального моделирования инженерного анализа и
оптимизации разрабатываемых изделий из полимерных материалов
Подключение участников процесса к системе
Учетная электронная
карточка объекта на этапе
разработки
Руководитель
проекта
Конструктор иполнитель
Конструктор с
правами
проверяющего
Технолог с правами
технологического
контроля
Конструктор с
правами
нормоконтроля
Общая рабочая область
Информационные
поля карточки
Размещен в
архиве
Утвержден
Руководитель
проекта
Индикаторы
Нормоконтроль
статуса
прошел
объекта
Технологически
проектирования
согласован
Проверен
Усиленная локальная
рабочая область
Разработан
Стандартная локальная
рабочаялокальная
область
Стандартная
Стандартная
рабочаялокальная
область
рабочая область
Администратор
системы
Гость
Конструктор с
системой CAD
3D
Простые
пользователи в
MS Office
Администратор
системы
Единая технологическая платформа
Руководитель
организации
It поддержка: Глосис-сервис / SolidWorks Russia
Проектирование,
прототипирование,
изготовление пресс-форм,
изготовление изделий
Проектирование и
изготовление пресс-форм:
НПО МетМаш / и др.
Испытательные центры и
лаборатории:
ИЛ Завод КП / ФБУ
Нижегородский ЦСМ / и др.
Другие соисполнители:
Разработка и согласование КД /
изготовление светодиодных
светооптических систем / и др.
Зарубежные партнеры
Инженерный анализ:
SolidWorks /
CompMehLab / и др.
Интегрированная распределенная среда
Роли участников процесса
Взаимодействует с международной
кооперационной сетью на основе
Единой технологической платформы
и функционирует в интегрированной
распределенной среде на базе Центра
прототипирования СПб.
Новые инновационные проекты
•
создание мачтовых светофоров в корпусах из конструкционного полимерного материала совместно с
европейскими партнерами с привлечением финансовых средств из бюджета ЕС;
•
разработка автоматизированного комплекса по газопламенному напылению полимерных покрытий совместно
с Национальной академией наук Беларуси с привлечением средств из бюджета Союзного государства;
•
производство технических изделий из конструкционных полимерных материалов (ролик УСО-4 для
рельсошпальной решетки и др.) в рамках частно-государственного партнерства;
•
Светотехнические изделия и конструкции;
•
Корпуса и элементы тепловентиляторов и т.д.
Перечисленные проекты планируется осуществить распределенным конструкторским бюро на основе
применения технологий комплексного виртуального моделирования инженерного анализа и оптимизации
разрабатываемых изделий из полимерных материалов в рамках международной кооперационной сети на
основе Единой технологической платформы с участием Центра прототипирования СПб на базе Завода «КП»,
Санкт-Петербургского государственного университета, Балтийского государственного технического университета
(«Военмех»), Лаборатории CompMechLab (СПбГПУ) и др.
- У нас, - сказала Алиса, с трудом переводя дух, когда долго бежишь со всех ног, непременно
попадешь в другое место.
- Какая медлительная страна! - сказала Королева. Ну, а здесь, знаешь ли, приходится бежать со всех
ног, чтобы только остаться на том же месте!
Если же хочешь попасть в другое место, тогда
нужно бежать по меньшей мере вдвое быстрее!
Льюис Кэрролл
«Алиса в зазеркалье»
Спасибо за
внимание!
Санкт-Петербург, ул. Смолячкова д. 4/2,
тел. (812) 542-15-21,
факс: (812) 542-71-48,
e-mail: [email protected]
www.kp-plant.ru / www.centre-spb.ru