Круглый стол. Инновации. Презентация

«Частно-государственное партнерство при создании
центров прототипирования, моделирования и
проектирования»
Сергей Цыбуков,
заместитель Председателя Совета ТПП СПб,
генеральный директор НПО «КП»
Создание транспортной инфраструктуры для ВСМ
Нефтегазовые проекты и модернизация флота
Development of transport infrastructure for HSL
Oil and gas projects, modernization of the marine
Развитие энергетики и энергосберегающих технологий
Реализация экологических проектов и
Development of energy industry and
защита окружающей среды
energy-saving technology
Implementation of eco projects and environment protection
На форуме премьер-министры России – Д. А.
Медведев, Казахстана – К. К. Масимов и Беларуси –
М. В. Мясникович, обсудили перспективы создания
специального фонда по развитию «прорывных»
направлений:
• создание конструкторских бюро с элементами ITмоделирования, которые позволят оперативно
производить анализ и управление жизненным
циклом инновационного продукта;
• широкое использование конструкционных
полимерных материалов;
• роботизацию сложных технологических
процессов.
Модель взаимодействия участников Полимерного кластера в рамках
Международной Кооперационной сети:
Россия (г.Санкт-Петербург, г.Армавир, г.Екатеринбург; и др.) Германия; Австрия;
Финляндия.
Институт
полимеров
НИОКР,ОКР
«Глосис–
Сервис»
«Марлин
Групп»
Переработка
полимеров
«ЧудоЯрмарка»
«Корпорация
«Маномах»
Завод КП
«Кросс
Нева»
Коммерциализация и
продажи
«Инкотрейд»
МЕГА
Испытания и
исследовательская
лаборатория
ООО
«Партнер»
«Петер
Пак»
Проектирование и
изготовление
пресс-форм
«Инструментальные
Технологии»
«БИК»
«НПФ
Пилот»
«Старвей»
«СБМ
Универсал»
Полимерный Деловой парк на базе ОАО «КП»
СПбГЭУ
СПб НИУ
ИТМО
СПбГПУ
«Институт
Полимеров»
Инжиниринговые
услуги
Центр оптических технологий и
точного литья
Центр «зеленых», -ресурсо и энергосберегающих
технологий
Сервисные
услуги
Центр прототипирования изделий из
композиционных материалов и нанесения покрытий
Единая технологическая платформа
Построение научно-исследовательской, производственно-технологической, финансовоэкономической кооперационной сети при модернизации промышленности на основе
кластерного подхода в рамках промышленной политики СПб.
Глобальные
заказчики
Монополисты
НИОКР
НИОКР
ВУЗы
НИОКР
Опытные
образцы
НИИ
НИОКР
Комплексная программа
«Наука. Промышленность.
Инновации»
Госкорпорации
ОКРы
НИОКР
НПО
Федеральные
программы
Опытные
партии
Инжиниринговые проекты
МИПы
Инфраструктурные
компании
Серийное
Производственные производство
компании
Единая технологическая платформа на базе ОАО «КП»
Технологическая платформа «Новые полимерные композиционные материалы
и технологии на базе ВИАМа»
Европейская технологическая платформа по эффективным материалам и технологиям
Проведение научных исследований, разработка и
проектирование «прорывных» инновационных
технологий и изделий с заданным свойствами с
сопровождением в производстве новых изделий в
рамках интегрированной платформы систем
виртуального моделирования.
Причины перехода на полимерные материалы
* Возможность снижения массы конструкций;
* Возможность снижения себестоимости изделий за счет:
* реализации сложных геометрий при помощи одного технологического
процесса (без необходимости доп. обработки);
* использования быстрого технологического процесса изготовления
изделий (литье под давлением);
* оптимизации производственных процессов (использование лазерной
маркировки изделий).
* Расширение области и условий эксплуатации (полимерные материалы не
ржавеют, имеют высокие электроизоляционные свойства и т.д.);
* Увеличение ресурса работы изделия и конструкции;
* Возможность переработки и вторичного использования;
* Введение специальных добавок (наполнителей, стабилизаторов и др.) в
полимерный материал основу, позволяет получать новый
композиционный полимерный материал с заданными техническими
характеристиками .
Требования к корпусу светофора
Требования при воздействии механических нагрузок в части:
*вибростойкости при воздействии вибрационных нагрузок в диапазоне
частот от 5 до 100 Гц и амплитуде ускорения 10 м/с2 (1g);
*ударостойкости при воздействии многократных ударов с максимальным
ускорением 30 м/с2 (3g) и длительностью импульсов в диапазоне от 5 до 40
мс;
*прочности при транспортировании автомобильным или железнодорожным
транспортом при жестких условиях «Ж» (по ГОСТ 23216) (проверяют на этапе
изготовления опытного образца).
-
При испытаниях светофоров, как особо ответственных изделий
согласно ОТУ, механические нагрузки должны быть удвоены.
Требования при воздействии климатических факторов в части:
*стойкости к воздействию изменения предельных рабочих температур от
минус 60 до 65 ºС;
*стойкости к воздействию верхнего значения рабочей температуры 55 ºС;
*стойкости к воздействию нижнего значения рабочей температуры минус 60
ºС;
*стойкости к воздействию верхнего значения относительной влажности
воздуха 100 % при температуре (25±10) °С при применении по назначению.
Требования к корпусу светофора
Конструкционный полимерный материал (КПМ)
должен обеспечивать стойкость изготавливаемых из него
изделий к воздействию следующих факторов окружающей
среды:
*ГСМ, кислоты, щелочи;
*абразивной пыли;
*солнечного излучения.
КПМ должен обеспечивать снижение веса деталей
не менее чем на 40 %, по сравнению с изделиями из
алюминиевого сплава и не менее чем на 75 %, по
сравнению с изделиями из чугуна.
КПМ должен обеспечивать вандалоустойчивость
изготавливаемых из него изделий.
КПМ не должен способствовать появлению капель
конденсата на внутренней поверхности корпуса и крышки.
Подбор материалов
Критерии выбора материала:
*Технология переработки - литье под давлением;
*Вес всех комплектующих деталей корпуса должен быть
меньше, чем существующий сегодня металлический светофор;.
*Малая величина продольной термоусадки для обеспечения
максимальной точности таких крупногабаритных изделий;
*Минимальную разницу между продольной и поперечной
деформацией для уменьшения отклонение размеров изделия изза коробления;
*Высокая стойкость к удару
Проведенный анализ свойств и испытания выбранных
типов материалов показали, что для изготовления деталей
корпуса карликового светофора целесообразно использовать 2
типа материала:
*ASA+PC
*PA 66, стеклонаполненный, с заданным процентным
содержанием наполнителя и добавок.
Существующая процедура испытаний
Моделирование поведения полимерных
композиционных материалов (1/3)
Задача - определение эффективной структуры
материала, т.е.
*вида армирующих элементов;
*углов ориентации армирующих элементов;
*концентрации и формы армирующих элементов;
*свойств частиц наполнителя и матрицы.
Моделирование поведения полимерных
композиционных материалов (2/3)
Анализ локальной микроструктуры материала
Моделирование поведения полимерных
композиционных материалов (3/3)
Характеристики, которые могут быть оценены:
*прочностные свойства, усталостная прочность;
*жесткостные свойства, модуль упругости и
коэффициент Пуассона;
*термоупругие свойства, коэффициенты
линейного термического расширения;
*коэффициенты теплопроводности;
*удельные электрические сопротивления;
*демпфирующие свойства.
Моделирование и оптимизация
технологических процессов
изготовления изделий (1/3)
Факторы, влияющие на качество будущего изделия
Моделирование и оптимизация
технологических процессов
изготовления изделий (2/3)
Задача – анализ и
оптимизация основных факторов,
определяющих качество литьевых
изделий и производительность
технологического процесса за счет
моделирования его
основных этапов:
- моделирование стадии
заполнения формы расплавом;
- стадий уплотнения;
- моделирование охлаждения
отливки.
Модель литниковой системы и
системы охлаждения
Моделирование и оптимизация
технологических процессов изготовления
изделий (2/3)
Анализ и оптимизация основных факторов, определяющих
качество литьевых изделий и производительность технологического
процесса:
* Сбалансированность литниковой системы, равномерность
заполнения формы, образование линий спая и воздушных ловушек;
* Распределение температур, эффективность системы охлаждения,
время охлаждения;
* Объемная усадка, ее равномерность;
* Коробление изделия;
* Остаточные напряжения.
Заполнение формы на стадии впрыска
Коробление отливки
Моделирование и оптимизация
технологических процессов
изготовления изделий (3/3)
Расчет ориентации жесткого волокнистого
наполнителя (короткого и длинного)
определяющего анизотропию свойств.
Распределение ориентации волокон в одной из плоскостей сечения
Моделирование поведения изделия под
воздействием внешних факторов
Задача – расчет и анализ требуемых механических
характеристик изделия из полимерного
композиционного материала на предмет
соответствия их предъявляемым требованиям:
*статический и динамический анализ со всеми
типами нагрузок;
*расчет собственных частот;
*структурная оптимизация.
Модель
материала
Распределен
ие
ориентации
волокон
Конструкция
изделия
Правильное
моделирован
ие деталей
из пластика
Моделирование изготовления
оптических изделий
Задача – определить влияние конструкции оснастки и параметров
технологического процесса на оптические свойства изделия.
Параметры, которые можно проанализировать:
*показатель преломления;
*двулучепреломление;
*замедление;
*интерференционная картина.
Модель
Результаты
моделирования
Результаты
эксперимента
При необходимости определение влияния внешних воздействий на весь
оптический прибор.
Выводы
Комплексное использование систем моделирования
позволят еще на этапе подготовки производства
изделия из полимерного материала:
*принять
ключевые
решения
относительно
конструкции изделия, применяемого материала,
технологии его изготовления;
*выбрать пути решения возникающих проблем.
КОМПЛЕКТ
СПЕЦИАЛЬНОГО СНАРЯЖЕНИЯ СН-21
(водолазная часть)
(Разработка Санкт-Петербургского
Морского технического университета; моделирование, проектирование,
прототипирование, выпуск пробных партий технических изделий с
заданными свойствами – Центр прототипирования СПб)
Комплект специального снаряжения СН-21 предназначен:
 для выполнения и обеспечения специальных водолазных работ на
глубинах применения до 20 метров;
 для обеспечения выполнения специальных задач при действиях на
берегу на различных театрах военных действий, в различных
климатических условиях при полной автономности группы;
 для проведения спасательной оксигенобаротерапии на подводных
лодках и надводных кораблях ВМФ.
Комплект специального снаряжения СН-21 разработан как
основное снаряжение водолазов- разведчиков частей специального
назначения ВМФ и боевых пловцов противодиверсионных
подразделений ВМФ.
Состав комплекта, конструктивное исполнение отдельных его
элементов обеспечивают их сочетаемость со штатным оружием,
вооружением, и предметами снабжения уже стоящими на
снабжении специальных подразделений ВМФ.
СОСТАВ КОМПЛЕКТА СНАРЯЖЕНИЯ СН-21
(водолазная часть)
(Разработка Санкт-Петербургского Морского технического университета)
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Дыхательный аппарат ДА-21 в комплекте с полнолицевой маской ПМ-2, компенсатором
плавучести, водолазной полумаской и клапанной коробкой с загубником, и набором для
работы на чистом кислороде (2 кислородных баллона, дюза для работы на кислороде,
система поддува компенсатора плавучести с дополнительным баллончиком), ЗИП-1 и
ЗИП-2.;
Дыхательный аппарат ДА-21-М с медицинской полумаской (для проведения
оксигенобаротерапии на ПЛ и НК);
Гидрокомбинезон «сухого» типа;
Гидрокостюм «мокрого» типа;
Комплект станции гидроакустической связи: СГС-В – 6 шт., СГС-К – 1 шт., маяк
тренировочный – 1 шт.;
Фонарь подводный;
Ласты с гидродинамической щелью;
Компас наручный подводный, с 2009 года возможна поставка комбинированного
навигационного прибора;
Часы наручные подводные;
Нож универсальный в базовом, горном и водолазном исполнениях ;
Общий вид боевого пловца
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
Основные технические характеристики
1. ВРЕМЯ АВТОНОМНОЙ РАБОТЫ: на глубинах до 10 метров – 4 часа, на глубинах до 20 метров – 2
часа.;
2. РАБОЧЕЕ ДАВЛЕНИЕ: до 300 кг/см2;
3. РАБОЧАЯ СРЕДА: 60% кислородно-азотная смесь, чистый кислород;
4. ВЕС - не более 18 кг, ГАБАРИТЫ: 611 мм × 411мм × 183мм;
5. ПОДГОТОВЛЕН: для использования с парашютом типа ПВ-3;;
6. ИЗГОТОВЛЕН : на 90% из пластиковых и металлокомпозитных материалов;
7. ПРИМЕНЯЕТСЯ: с полнолицевой маской без загубника или с вололазной полумаской с загубником
8. ИСПОЛЬЗУЕТСЯ: с химическим поглотителем СО2 типа ХП-ИК (ХП-И)
Основные технические характеристики
Параметр
СГС-В (СГС-В1, СГС-В2)
СГС-К (СГС-К1)
Номинальная величина, ед. изм.
Максимально допустимая рабочая глубина
Максимальная дальность телефонно-телеграфной связи
60м
1000 м (в боевом режиме 50 метров)
1000 м
3
2
Количество рабочих каналов
Полоса частот приемника телефонного тракта
От 350 до 3500 Гц
Максимальное расстояние дистанционного включения маяка водолаза и УПТМ
1000 м
Количество ступеней мощности передатчика
Максимальное расстояние пеленгования маяка водолаза или УТПМ
Время непрерывной работы при полностью заряженной штатной аккумуляторной
батарее
10
1000 м
не менее 4,5 часов
при отношении времени передачи
к времени приема 1:5 и макс.
мощности излучения
2
1000 м
не менее 10-12 часов
при отношении времени
передачи к времени приема 1:5
и макс. мощности излучения
1000 м
не менее 10-12
часов
12  1,2 В
10 элементов NiCd (NiMh) емкостью до 2,5Ач
Рабочее напряжение аккумуляторной батареи питания (возможно использование
пальчиковых батареек типа АА)
Масса станции со штатной батареей, без антенн и гарнитуры, не более
УТПМ
1,5 кг
8 кг
3,5 кг
Анализ полученных предварительных
эксплуатационных и стендовых данных для
составления ТЗ по созданию модели
поведения различных конструкций пути:
«прямой» участок пути, «кривые различного
радиуса» участка пути, стрелочный
перевод, с целью комплексного
проектирования различных эффективных
шумо – виброгасящих элементов
конструкций, необходимых для данных
участков пути, и построение компьютерной
модели проектирования комплекса
необходимых изделий с заданными
свойствами
Планка контактная
Втулка
Накладка упругая
Шумоизолирующий вкладыш в
шейку рельса
Амортизаторы под
подошву брусьев
скоростного
стрелочного перевода
Вставка
Стык изолирующий
рельсов типа Р 65 с
полимерными
магнитопроводящими
электроизолирующими
деталями
Прокладки-амортизаторы резиновые армированные
Сравнительный анализ
технологий переработки и
нанесения
сверхвысокомолекулярного
полиэтилена (СВМПЭ) с
аналогичными полимерными
материалами
Совет делового сотрудничества Правительства
Санкт-Петербурга и Правительства
Республики Беларусь
Белорусская Академия наук создала уникальное
оборудование для газо-пламенного напыления
СВМПЭ. НПО «КП» и ЦНИИ КП «Прометей»
внедрили технологию в ОАО «РЖД», Крыловский
ГНЦ и т.д.
Развитие проекта будет проходить в рамках работы
Научного Совета по проблемам материаловедения,
механики, прочности при президиуме СПб НЦ РАН
по направлению "Конструкторские наноматериалы и
нанотехнологии"
Построение научно-исследовательской, производственно-технологической, финансовоэкономической кооперационной сети при модернизации промышленности на основе
кластерного подхода в рамках промышленной политики СПб.
Глобальные
заказчики
Монополисты
Госкорпорации
НИОКР
ВУЗы
Комплексная программа
«Наука. Промышленность.
Инновации»
ОКР
НПО
Институт
полимеров
Федеральные
программы
Заключены договора на реализацию инжиниринговых проектов
• Национальной академии наук Беларуси:
Разработка конструкции
термораспылителя для газопламенного нанесения покрытий из порошка СВМПЭ
•МИП «Чудо-Я»:
Отработка технологии литьевого СВМПЭ для производства
поддерживающих роликов для эскалаторов
• НПФ «Пилот»:
Отработка технологии производства стержней больших диаметров
из СВМПЭ
• ОАО «КП»:
• и т.д.
Отработка технологий нанесения EPIMID
Единая технологическая платформа на базе ОАО «КП»
Опытные
образцы
Опытные
партии
Серийное
производство
Спасибо за внимание!
Тел.: (812) 542-15-21
Факс: (812) 542-71-48
Сайт: http://www.kp-plant.ru/