Более 25 лет на кафедре «Процессы и машины обработки металлов давлением» Политехнического института ЮУрГУ успешно ведутся научные исследования и разработки в области порошковой металлургии. Сегодня площадкой для проведения научных исследований служит «Ресурсный центр спецметаллургии», руководит которым Марина Самодурова, доцент, кандидат технических наук.
Исследования проводятся как в области изучения традиционных технологий порошковой металлургии, так и в области аддитивных технологий с использованием металлических и неметаллических порошковых материалов для создания многофункциональных и градиентных покрытий. «Ресурсный центр спецметаллургии» входит в структуру НИИ «Опытное машиностроение».
«Наш центр занимается проблемами в области обработки давлением порошковых материалов, лазерных и детонационных технологий. Например, нашей командой были разработаны технологии процессов прессования для предприятий машиностроения и металлургии, были освоены новые способы и методы конструирования технологической оснастки. Сотрудниками центра получено более 180 патентов, а по результатам исследований опубликованы статьи в высокорейтинговых научных журналах», - рассказывает руководитель центра Марина Самодурова.
Существует множество технологий, которые можно назвать аддитивными, но объединяет их одно: построение модели происходит путем добавления материала (от англ. аdd – "добавлять") в отличие от традиционных технологий, где создание детали происходит путем удаления "лишнего" материала. Сегодня многие считают, что аддитивные технологии — это только 3D печать. Но «Ресурсный центр спецметаллургии» занимается такими направлениями в аддитивных технологиях, как нанесение покрытий, создание многофункциональных покрытий с помощью лазерной наплавки и детонационного напыления.
Научно-исследовательская база ЮУрГУ оснащена современным исследовательским оборудованием для проведения исследований в области аддитивных технологий (полный спектр металловедческого и оптического оборудования, оборудование для механических испытаний и адгезионной стойкости, оборудование для исследования порошковых материалов, испытательное оборудование для моделирования физических процессов). Также лаборатория пользуется технологическим оборудованием своих промышленных партнеров.
«Мы развиваем сотрудничество с ведущими мировыми компаниями, одна из них - “IPG Photonics” – американская компания, лидер по производству лазеров в мире. Университет является интегратором их дочернего предприятия – НТО «ИРЭ-Полюс» (г. Фрязино) в Уральском регионе. В настоящее время в рамках реализации в ЮУрГУ Проекта 5-100 создана лаборатория «Механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий», руководит которой доктор технических наук, профессор Национальной инженерной школы Сент-Этьена ENISE (Франция) Филипп Бертран. Компания “SMS group” (Германия), ведущий европейский производитель металлургического оборудования, является соинвестором данной лаборатории», - делится Марина Николаевна.
Пять лет назад при центре было создано малое предприятие с участием Южно-Уральского госуниверситета - «Региональный инжиниринговый центр аддитивных и лазерных технологий», директором которого является Юрий Узких. Взаимовыгодное сотрудничество позволяет реализовать важные промышленные проекты.
«Во всем мире аддитивные технологии уже лет 10-15 осваиваются, и, с каждым годом, объем производства с применением данных технологий сильно увеличивается, потому что невозможно другим способом, кроме аддитивного, получить изделие с такими потребительскими свойствами. Нужно новое оборудование, новые профессиональные знания специалистов, которые работают в этой области», - объясняет руководитель “Центра спецметаллургии”.
Сотрудники «Ресурсного центра спецметаллургии» используют не только известные технологии, но и свои собственные разработки. Они занимаются инженерией поверхности и создают многофункциональные покрытия в лаборатории «Механики, лазерных процессов и цифровых производительных технологий», её научным руководителем со стороны ЮУрГУ является профессор Леонид Барков, доктор технических наук.
«Мы не используем известные порошки под определенную задачу, а создаем поверхность, которая состоит из многокомпонентных порошков. Например, одно из новых направлений – создание градиентных покрытий. В России не так много лабораторий и научных школ, которые занимаются созданием таких поверхностей. В основном, все занимаются селективным лазерным спеканием. Мы заняли другую нишу и не зря пошли по этому направлению, так как всех сейчас интересует не создание готового изделия, а именно создание поверхностей, с требуемыми качественными характеристиками, для изготовления конкурентоспособных изделий», – говорит Марина Самодурова.
В рамках обмена опытом и привлечения сторонних научных школ к реализации крупных проектов «Ресурсный центр спецметаллургии» сотрудничает со многими ведущими техническими университетами и отраслевыми институтами России. Также на протяжении многих лет ученые ЮУрГУ взаимодействуют с предприятиями Челябинской области в рамках проектов, связанных с разработкой и внедрением новых технологий.
«Уже более 5 лет мы сотрудничаем с инженерной школой Сент Этьена ENISE, с которой у нас реализуется магистерская программа двойных дипломов по специальностям «Лазерные технологии» и «Детонационное напыление». Наша задача – не только распространение и внедрение данных технологий на предприятиях Уральского региона, но и подготовка высококвалифицированных специалистов в данной области», - подчеркивает руководитель Центра.
В планах «Ресурсного центра спецметаллургии» открытие в сентябре обновленной лаборатории, которая будет оснащена современным лазерным оборудованием. К концу года планируется приобретение компьютеризированного детонационного комплекса нового поколения. Технология детонационного напыления позволяет не только восстанавливать рабочие поверхности деталей, но и существенно повышает эксплуатационный ресурс за счет применения износостойких материалов. С новым промышленным оборудованием у сотрудников центра будет отличная возможность внедрять разработки в промышленность, развивать прорывные аддитивные технологии и осваивать их возможности.