новости курган

В Зауралье идет разработка уникальных проектов по внедрению передовых производственных технологий в рамках НОЦ

Уральский межрегиональный научно-образовательный центр «Передовые производственные технологии и материалы» — это проект, объединяющий потенциалы образовательных и научных организаций, предприятий и компаний реального сектора экономики в проведении прикладных научных исследований и разработок мирового уровня. В нем участвуют вузы и предприятия трех областей Урала – Курганской, Свердловской и Челябинской. Накануне Курганский государственный университет, который непосредственно участвует в проведении научных исследований в рамках НОЦ, организовал пресс-тур по объектам региона, в которых объединяются достижения науки и производства.

Инструмент для машиностроения

В политехническом институте КГУ занимаются разработкой проекта со сложным названием: «Цифровые технологии при проектировании, производстве и эксплуатации монолитного лезвийного режущего, абразивного и алмазного шлифовального инструмента». Непосредственным участником и генеральным заказчиком его является Курганский машиностроительный завод, а сотрудничают с университетом многие другие промышленные предприятия Зауралья.

«Цель проекта – повышение эффективности операций металлообработки за счет совершенствования их режимно-инструментального оснащения», — поясняет директор политехнического института КГУ Марина Давыдова.

Если по-простому, то курганские ученые разрабатывают научную базу для создания инструмента собственного производства с теми технологическими параметрами, которые будут не хуже зарубежных. Это позволит в ближайшем будущем снять технологические барьеры, которые возникают на предприятиях при импортозамещении осевого монолитного режущего и алмазно-абразивного инструмента.

Все научно-исследовательские, опытно-конструкторские и технологические работы в рамках проекта выполняют сотрудники кафедры «Технологии машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». Доцент кафедры Андрей Михалёв рассказывает: «Цель этого проекта – не наука ради науки, а создание конкурентоспособного производства инструмента для предприятий нашего региона, Уральского федерального округа и России в целом».

В рамках проекта представлены две линейки продуктов.

Во-первых, это алмазно-абразивный инструмент, который уже прошел стадии опытных, научно-исследовательских работ, уже выпускается в Кургане малыми партиями на базе научно-производственной фирмы «Экси» и поставляется на предприятия преимущественно авиационного комплекса. Во-вторых, это производство и обновление монолитного осевого режущего инструмента – сверл, фрез, метчиков – того, что наиболее распространен на предприятиях машиностроения и металлообработки.

Материальная база лабораторий КГУ позволяет выполнять полный цикл изготовления монолитных инструментов, включая размерную резку, формообразование, нанесение маркировки, ультразвуковую мойку, нанесение износостойкого покрытия и упаковку готовой продукции. Помимо изготовления специалисты вуза могут восстанавливать инструмент, если он сломался, затупился и так далее.

Если речь идет о создании нового инструмента по заказу предприятия, то сначала нужно отработать его геометрию. В КГУ выпускают опытные партии инструмента по 5-10 штук, которые отдают на реальные испытания заказчику. Если есть какие-то замечания, в конфигурацию вносятся правки.

Казалось бы, практическая значимость такого проекта очевидна, ведь промышленные предприятия постоянно нуждаются в качественном инструменте. Но на деле такие научно-исследовательские работы, особенно на начальном этапе, неохотно поддерживаются предприятиями, потому что риски довольно велики.

«Для нас представляет интерес взаимодействие в части повышения эффективности инструментального обеспечения операций металлообработки на нашем предприятии, — поясняет причины участия своего предприятия в проекте начальник управления по обеспечению и надзору за эксплуатацией инструмента ПАО «Курганский машиностроительный завод» Владимир Константинов. — Часть инструментальных подборок мы уже сделали. Нас интересует переточка инструмента, в некоторых случаях перешлифовка под нужную нам новую линию. Это увеличивает эффективность эксплуатации инструментов за счет увеличения его ресурса и повышения производительности за счет использования более высоких режимов работы».

Доцент КГУ Андрей Михалёв подводит итог амбициозным планам курганских ученых: «В будущем, спустя несколько лет, мы надеемся, что создадим конкурентоспособные продукты мирового уровня в области инструмента».

Новые пальцы для людей

новости курган

Совместный проект Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии им. академика Г. А. Илизарова и предприятия «Сенсор» под названием «Реконструктивная хирургия и экспресс-имплантация» объединяет усилия медиков и инженеров. Ученые придумали, как облегчить жизнь людям, из-за травмы или болезни утратившим (или никогда не имевшим) пальцы рук.

В Центре Илизарова помогают таким пациентам и сейчас. «Мы удлиняем культи кисти, делаем реконструкции, в ряде случаев занимаемся переносом пальцев со стопы на кисть. В этом нам помогает аппарат Илизарова. С его помощью мы постепенно из имеющихся тканей кисти удлиняем пальцы», — рассказывает руководитель клиники реконструктивно-пластической хирургии и хирургии кисти Наталья Шихалёва.

Но настоящему ученому всегда хочется чего-то большего. Поэтому совместно с индустриальным партнером – предприятием «Сенсор» — специалисты Центра сейчас занимаются исследованием и внедрением метода остеоинтеграции.

«Это имплантат, который заходит внутрь кости, а сверху на него надевается соответствующий косметический протез. Он остается на человеке постоянно, сохраняя ему возможность чувствовать этот имплантат при хвате, он повышает надежность и стабильность этого внешнего ортеза», — объясняет суть инновации заместитель директора по научной работе Центра Илизарова Евгений Овчинников.

Если по-простому, то это металлический палец, который можно вживить прямо в кость. Сверху на него надевается реалистичный «чехол», выполненный на 3D-принтере, который имитирует кожу, ноготь и даже волосы на руке человека.

Сейчас в Центре Илизарова проходят доклинические исследования имплантируемых конструкций. Ученым необходимо разработать идеальный дизайн имплантата, выбрать хирургические технологии по его вживлению и подтвердить их в экспериментах на животных. После этого можно переходить к клиническим испытаниям на человеке.

«В среднем производственный процесс от возникновения идеи до подготовки к выходу на рынок готового медицинского изделия или технологии занимает при удачном стечении обстоятельств три года, — поясняет Евгений Овчинников. — Поскольку это инновационная технология, на этапах подтверждения и разработки в доклинических испытаниях возникают новые факты, осложнения, которые мы должны перерабатывать, возвращаться к основам, подбирать другие материалы. Это долго, но речь идет о безопасности людей».

За технологическую составляющую процесса отвечает лаборатория биомеханики и инжиниринга ООО «Предприятие “Сенсор”». Его специалисты занимаются подбором материалов для имплантатов, их разработкой и изготовлением. Пока основным материалом для этого считается титан и его сплавы. «Мы делаем имплантаты из наноструктурированного титана, который приживается на порядок лучше, чем аддитивно изготовленный титан», — поясняет заведующий лабораторией, доктор технических наук Виктор Кузнецов. «Но мы рассматриваем и другие варианты — например, нержавеющую сталь или неметаллические материалы, — добавляет Евгений Овчинников. — Какие материалы будут наиболее перспективны, покажет эксперимент».

Мировое ноу-хау: все имплантаты для управляемой остеоинтеграции производят с внутренним каналом. С его помощью врачи могут вводить антисептики и стимуляторы костной ткани в процессе приращения имплантата.

До перехода к клиническим испытаниям еще далеко, но ученые верят в успех. «Это очень важная социально значимая проблема, потому что кисть – это основной манипулятор, человек обслуживает себя в основном с ее помощью», — подчеркивает необходимость проекта в рамках УМНОЦ Евгений Овчинников.

От минус 60 до плюс 40 градусов

новости курган

Еще одно курганское предприятие работает над проектами для УМНОЦ сразу с двумя вузами – КГУ и Южно-Уральским государственным университетом. Курганский завод дорожных машин сейчас разрабатывает уникальные аппараты для работы в особых условиях сразу по двум направлениям.

Первый проект — «Производство и изготовление техники на электроходу». «Курганский завод дорожных машин изготавливает большую линейку дорожно-строительной техники. Некоторые модели мы планируем посадить на электрический ток. Это одна из наших последних моделей – колесный мини-погрузчик «Термит», а также другая техника для пожарных систем, разминирования, работы на местах техногенных аварий. Эта техника сможет работать и без водителя-оператора, с пульта управления», — поясняет заместитель главного конструктора по новой технике АО «Кургандормаш» Андрей Харлов.

Переход к использованию электропривода позволит снизить объёмы выброса вредных для экологии выхлопных газов, а также снизить расходы на содержание и обслуживание оборудования у эксплуатирующих служб.

Сейчас такую технику – малогабаритную и способную работать без водителя в кабине – в России не выпускают, а вот запрос на нее есть. Роль НОЦ в этом проекте в том, чтобы разработать узлы и агрегаты, которые сейчас невозможно где-то приобрести. В частности, это малогабаритные накопители электрической энергии большой емкости. Все существующие сейчас на рынке аналоги занимают слишком много места и для задач Кургандормаша не подходят.

В рамках этого направления проекта сейчас идет подбор определенных комплектующих, разрабатывается логика управления машинами. От технического задания до реализации проекта заложен срок в два года. «В течение этих двух лет будет разработана конструкторская документация, выпущены опытные образцы техники, проведены все испытания – внутризаводские и в эксплуатирующих организациях. Далее техника уже будет поставлена на серийное производство», — рассказывает Андрей Харлов.

Второе наукоемкое направление на предприятии сейчас – это разработка системы управления для комплекса машин для гидравлического разрыва пласта. Это технологический процесс, который позволяет увеличить нефтеотдачу в скважинах в несколько раз. По словам Андрея Харлова, в комплексе такую технику в России сейчас не производят (только отдельные узлы для нее), а зарубежные аналоги использовать стало проблематично. Из-за санкций, вводимых странами Запада, техника не получает обновления программного обеспечения, без которого работать просто не может. А некоторые машины просто не предназначены для добычи нефти в условиях Крайнего Севера.

Главное в этом проекте – не столько создать сам агрегат, сколько разработать систему программного управления для целого флота машин. При работе на нефтяных скважинах они подключаются одна к другой – до нескольких десятков – и действуют в комплексе, автоматически контролируя процесс. Сложность этого в огромном количестве исполнительных механизмов, которые должны работать в определенной логике. Кроме того, курганские производители задумали дополнить функционал этого программного обеспечения, чтобы в процессе добычи нефти можно было менять что-то по ходу работы, в зависимости от меняющихся параметров.

«Сейчас при бурении скважины надо проводить много измерений, делать микроразрыв пласта, все эти данные вносить потом в программу работы техники. На это уходит очень много времени. Мы хотим сделать таким образом, чтобы после того, как скважина пробурена, эти же машины делали микроразрыв пласта и сами выставляли необходимые для дальнейшей работы режимы. Они должны автоматически корректировать свою работу и сразу начинать основной гидроразрыв, то есть закачку песка в нефтяной пласт», — объяснил Андрей Харлов.

Сейчас на Кургандормаше в процессе сборки находится одна из комплекса машин – блендер-смеситель. В этом году он уже будет проходить реальные испытания на нефтяной скважине. Стоимость такой машины составляет около 100 миллионов рублей. Она сможет работать при температуре от -60 до +40 градусов Цельсия.