Условия современного мира заставляют смотреть в будущее даже не на год, а на несколько лет вперед. Наука и технология сейчас развиваются столь стремительно, что изобретенное и внедренное сегодня, завтра становится безнадежно устаревшим. Наше предприятие тоже старается идти в ногу со временем, и все мы видим результаты: это новые технологии в модельном цехе, участок нового оборудования, перспективные технологические разработки и многое другое.
Но в этой статье я не хотела бы рассказывать вам о широко известных успехах ОАО «Армалит-1», а хотела бы познакомить вас с перспективными технологиями, показать тенденции в мировой металлообработке. К примеру, последнее время механическая обработка деталей не обходится без так называемого ультразвукового фрезерования. Ультразвуковое резание отличается от обычного механического тем, что в процессе обработки режущей кромке инструмента сообщают ультразвуковые механические колебания. Это, казалось бы, небольшое отличие позволяет добиться значительного повышения эффективности технологического процесса, а в некоторых случаях делает его единственно возможным для получения качественных изделий. Например, благодаря применению ультразвуковых волн, на 80 — 90% гасится вибрация инструмента при резании, ультразвук препятствует возникновению наростов вязких металлов на инструменте, сильно снижает усилие резания и температуру нагрева инструмента (за счет создания идеальной пленки СОЖ по всей поверхности инструмента). На данный момент такую технологию применяют в основном в обработке сверхтвердых материалов до 80 HRC, особенно эффективно она себя показывает в резьбонарезании. Так же ультразвук применяют для полировки и упрочнения поверхностей. Ультразвуковое резание получило широкое распространение в приборостроении, так как такие станки выдерживают точность в 2 мкм. Сам станок мало чем отличается от обычного современного 5-координатного центра, например, фирма DMG выпускает их в том же корпусе, что и имеющийся на нашем заводе станок DMU-50. Интересно, что очень большую популярность технология получила у стоматологов и зубных техников, повсеместно в Европе зубные протезы изготавливаются на таких станках.
Также перспективными для промышленности можно считать технологию наплавки и нанесения покрытия прямо на токарном станке. Суть процесса в том, что в револьверную головку ЧПУ станка вставляется специальный прибор, представляющий собой лазер, комбинированный с автоматическим податчиком проволоки. Проволока прижимается к детали, точка прижима нагревается лазером, и происходит наплавка. Дополнительно этот прибор нагревает деталь в зоне резания, что в некоторых случаях облегчает обработку материалов.
Если касаться ныне модных нанотехнологий, то тут основное направление для исследований это, так называемые, «наноструктурированные покрытия». В будущем такой тип покрытий полностью должен заменить гальванические покрытия, крайне вредные для экологии и здоровья наносящих их работников. Принцип нанесения наноструктурированного покрытия — действие магнитных полей в вакууме. Главное достоинство этой технологии — толщина слоя, она не превышает 0,1 мкм, что, к примеру, в металлорежущем инструменте позволяет наносить многослойные покрытия, не теряя остроты режущей кромки, что, в свою очередь, значительно повышает износостойкость, а также такое покрытие позволяет получить уникальную шероховатость, измеряемую нанометрами, что важно для деталей сверхточных приборов. В России в городе Рыбинске сейчас строится первый завод, на котором будет запущена данная технология в промышленном масштабе, уже сейчас испытания показали, что износостойкость трущейся пары деталей с наноструктурированным покрытием возрастает в десятки раз. Не сложно предположить насколько выгодным будет применение таких покрытий в нашей продукции, но также их можно использовать и для увеличения ресурса наиболее ответственных деталей в нашем оборудовании, что может серьезно снизить затраты на ремонт.
Не менее интересная технология появилась и в металлургии. На промышленный уровень вышло изготовление, так называемой пены из нержавеющей стали. Суть в следующем: пористый материал, обладает физическими характеристиками сходными с цельным. Происходит это за счет особенного строения пор. Рассчитать подобное было крайне сложно, и литейщики пошли другим путем, они взяли решение у природы. В качестве модели послужила натуральная морская губка и некоторые виды кораллов. Ее разместили в барабане с очень мелким песком, утрамбовали, создали вакуум, и залили металл, он выжег губку и принял ее форму, на основе этой первой отливки уже были сделаны модели из пластика, для промышленного применения. Фактически, полученный материал идеален для фильтров, теплообменников, демпфирующих элементов, а так же может служить каркасом для деталей из композитных материалов, что сильно уменьшает вес и стоимость изделия. Если провести соответствующие испытания, то эту технологию можно было бы применить и при производстве судовой арматуры, осталось только придумать, каким способом забить поры по поверхности. Это может быть какой—нибудь клей или, например, термообработка для спекания поверхности.
Если коснуться новейших разработок, внедряемых на ОАО «Армалит-1», то нельзя обойти вниманием работу по внедрению 3D-сканирования на нашем предприятии. 3D-сканер — это устройство, позволяющее снимать 3D- модель с реально существующего изделия. 3D-сканеры бывают различными по устройству, наиболее распространены оптические и лазерные сканеры. Оптический 3D-сканер проецирует на деталь контрастную сетку, а затем специальным окуляром считывает искривления этой сетки и на основании этих данных формирует модель изделия. Такой тип сканер не обладает высокой точностью, однако, работает достаточно быстро и может сканировать крупногабаритные конструкции, например, дома или памятники. Лазерный 3D-сканер использует принцип лазерного дальномера. Привязываясь к так называемым реперным точкам, предварительно нанесенным на деталь, он определяет положение их в пространстве по трем координатам (в связи с чем имеет три окуляра), и на основании этих замеров строит модель изделия. Способ этот гораздо более кропотливый, чем измерения на оптическом 3D-сканере, однако, позволяет получить точность модели до 0,02мм и повторяемость измерений до, 0,005 мм. Для машиностроения широкое применение нашли именно лазерные 3D-сканеры. Фактически идея 3D-сканирования родилась на предприятии в целях создания 3D-каталога наших изделий, для облегчения подбора их проектантами при конструкции новых судов ( а значит и для более частого их применения в этих судах), однако, существует еще целый набор полезных применений данного устройства. Например, если у нас имеется деталь, но нет никаких чертежей на нее, а надо изготовить ее копию (что нередко случается при ремонте оборудования), то достаточно снять 3D-модель, на ее основании сделать ЧПУ программу и вырезать подобную деталь с точностью до 0,02мм. Или, если у нас есть чертежи какого-нибудь сложного изделия с криволинейными поверхностями, и нам надо это готовое изделие померить, то можно создать 3D-модель по чертежам, вторую 3D-модель снять с детали сканером и просто сравнить их, все отклонения будут видны сразу. Таким образом, можно контролировать, например, модельную оснастку.
Так же среди инновационных технологий можно упомянуть процесс накатки трапециидальной резьбы посредством резьбонакатного ЧПУ станка, разрабатываемый сейчас нашими техническими службами. Это достаточно сложная задача из области сопротивления материалов пластической деформации, т. к. к подобного рода резьбам всегда предъявляются повышенные требования по точности и надежности.
Попытка угнаться за наукой похожа на историю Ахиллеса который, никак не мог догнать черепаху. Понятно, что нельзя быть постоянно на гребне волны, но, если расслабиться и остановится на достигнутом, то очень легко оказаться за бортом научно-технологического прогресса. В каждой области технических знаний ежедневно происходят какие-то прорывы, открытия, появляются интересные технологии. Найти им полезное применение на нашем заводе, значит превзойти в чем-то конкурентов, что приведет к повышению доходов завода, и, соответственно, улучшению благосостояния всех нас.
Journal information