>Презентация инновационных разработок (Начало за 31.05.2013)
Возможности лазера безграничны
Лазерные технологии идут на смену привычным и традиционным методам обработки металлических конструкций. Активно применяемые во всем мире, современные волоконные лазеры способны заменить сложные и дорогие станки, значительно облегчив и удешевив изготовление агрегатов. А еще — многократно уменьшив время на их изготовление. И значит, пришло время всерьез задуматься об использовании лазерных технологий на промышленных предприятиях Приморского края и Дальнего Востока. Об этом и многом другом шла речь рабочем совещании, посвященном презентации инновационных разработок Центра лазерных технологий, ведущихся по инициативе Приморского регионального отделения Союза машиностроителей России.
Где же применяются эти почти «космические»технологии? Оказалось, что возможности лазера едва ли не безграничны. Во всяком случае, примеры, представленные собравшимся в зале Института автоматики и процессов управления представителям заводов, доказывают это со всей очевидностью. А слова директора Института автоматики и процессов управления Юрия Кульчина, «главного по лазерам», подтверждают увиденное на экране. Пример того, как лазером формируются отверстия и буквально за несколько секунд в металлической прокладке «сверлятся»сотни новых отверстий, впечатляет. Но оказывается, что это не кадры фантастического кино, а один из этапов работы современного оборудования, которое скоро будет использовано на одном из гигантов автомобилестроения — Камском автозаводе.
«Эта технология (резки отверстий) начинает применяться при производстве рам для КамАЗов, — поясняет Юрий Николаевич. Чтобы стало понятнее, поясню. У КамАЗа в раме требуется сделать около трехсот отверстий. Причем отверстия разного диаметра, и располагаются они в разных местах. Так вот для того, чтобы эту операцию выполнить, требуется сложный процесс и дорогой станок со сменным инструментом, который к тому же часто ломается. А лазер все это делает легко и быстро — программируется «рука», которая перемещает головку и режет все необходимые отверстия».
Следующая область применения — сварка. И та ее сложная часть, что принято называть «клещевой», точечной. Лазер позволяет варить разные металлы друг с другом, поскольку лазерная сварка имеет свои особенности. Если совсем просто, то разогрев металла происходит в нейтральной среде, и по этой причине происходит взаимное проникновение металла. Таким способом можно сваривать практически любые материалы толщиной до 30 мм (даже сталь варится очень легко). Если элементы изготовлены из очень толстого металла, то их тоже можно «варить»таким же способом. Разница лишь в том, что в этом случае применяется комбинированный вариант сварки. Но что особенно важно, сварка может быть дистанционной, поскольку такой способ позволяет «варить»на расстоянии до нескольких десятков метров.
«Кроме того, очень интересно направление наплавки и восстановления деталей, различного рода штампов, — говорит Юрий Кульчин. — Можно наносить на поверхность твердосплавные соединения (карбид метана), что очень актуально при создании режущего инструмента».
Еще лазер может быть использован при чистке поверхностей. И сегодня отдел под руководством академика Кульчина активно ведет работу в этом направлении, исследуя области и способы обработки поверхностей. И уже есть первые, очень интересные результаты. В частности, выяснилось, что лазерные технологии можно использовать для удаления коррозии с поверхности металла. Даже сильно корродированный элемент, проведший много времени в морской воде, легко очищается при использовании лазера.
«Сейчас идут работы по выяснению — можно ли использовать этот метод для борьбы с ракушками, которыми обрастают днища судов, — поясняет Юрий Николаевич. — Первые результаты доказывают — это возможно. А это, в свою очередь, говорит о том, что появляется возможность очистки днища кораблей, не поднимая их из воды. Нужно ли говорить, какие перспективы открываются в этом случае перед судоремонтом и судостроением».
Теперь становится понятным, что перспективы есть, использовать лазер можно и нужно, и весь мир активно начинает этим заниматься. Немалую часть рынка таких технологий занимает российская компания IPG. Созданная российским ученым (в числе ее учредителей Институт радиоэлектроники и компания «Полюс», которая еще в 90-х начала заниматься полупроводниковыми лазерами), компания уже вышла на международную арену, имеет очень серьезные обороты (закрывает порядка 80% рынка). Но они уже поняли, что просто продавать лазеры бессмысленно, поскольку закрывается лишь незначительный сегмент рынка. На самом деле выгоднее и интереснее продавать лазер с технологией. И сейчас компания начинает активно создавать центры по России и за рубежом с тем, чтобы к этим лазерам можно было «прицепить»технологии, которые необходимы заказчику.
«И мы предлагаем — здесь, в Приморском крае, создать дальневосточный центр лазерных технологий, — говорит Юрий Николаевич, — задачей которого стали бы разработка производства, сертификация и продажа лазерного оборудования. Получается, что вы можете приобрести такой лазер, поставить его у себя, но если что-то случится…в ту же Москву не наездишься. Здесь же центр, имея своих «лазерщиков», может готовить ваших специалистов, чтобы они могли работать. Работает с вами по разработке технологий, которые требуются именно вам под те или иные технологические процессы. В таком центре можно создавать новые технологии или транспонировать те, что уже существуют. Мы сможем делать сертификацию таких вещей, отработку режимов под заказчика, комплектовать станки под заказ и обучать специалистов, которые были бы способны работать на предприятиях по обслуживанию такого рода станков».
Но при создании центра у промышленников появляется еще одна возможность оптимизировать процесс обработки. Порой предприятию невыгодно делать малую серию. И вот этот небольшой объем всегда можно «сбросить»на лазерный центр, который легко выполнит эту работу. Как пример такого сотрудничества — разработка московским центром защитных кожухов для локаторов бокового обзора в самолетах последнего поколения. Их нужно было всего около ста штук (самолетов пока немного), и делать на каком-то предприятии столь крохотную серию не было никакого смысла. А лазерный центр справился с этой задачей легко.
Совершенно закономерно прозвучал вопрос о стоимости такой работы и такого центра. Оказалось, что все определяется лишь энергозатратами.
«Грубо говоря, если мы имеем 5 кВт лазер, при 35% КПД — затраты 15 кВт/час, — поясняет Юрий Кульчин, — при стоимости для промышленных предприятия 15 руб/кВт…несложно подсчитать себестоимость. Плюс, понятное дело, накладные расходы. Но это все равно меньше, если вы будете использовать старые лазерные технологии. Поскольку если посмотреть на габариты, то есть разница — «греть»полторы тонны оборудования или сто килограммов».
С появлением центра у промышленности появляются перспективы в части уже отработанных технологий… для МЧС. Последние, в случае аварий на нефтяных вышках, борются с последствиями одним способом — взрывом. Новая технология, разработанная по просьбе спасателей, позволяет на расстоянии 200 метров срезать все металлические конструкции. После чего гасить пожар уже обычными методами, что позволяет сохранить скважину.
«Для нас это интересно вот чем, — говорит директор Института автоматики и процессов управления Юрий Кульчин. — Сейчас есть много старых судов, которые требуют разделки. Но выполнить ее порой бывает невозможно. А такая установка может на расстоянии 200 метров порезать практически любую конструкцию».
Сегодня на Дальнем Востоке таких центров нет. Но есть примеры использования лазеров (старых, СО-лазеров) в деле маркировки. Чем они интересны? В идеале все производство в ближайшем будущем будет работать автоматически. И значит, на каждое изделие должна быть нанесена соответствующая маркировка — номер изделия, где оно располагается, где должно быть использовано, и т.д. Все будет храниться на автоматическом складе и оттуда забираться в работу, в случае необходимости. Плюс, наличие такого знака позволят отслеживать путь этой детали, что тоже очень важно. Надо ли объяснять, какую экономию времени и сил это обещает.
Это уже поняли наши передовые соседи — китайцы. По словам Юрия Кульчина, Китай активно создает свой технопарк, 60% мощностей которого «затачивается»под разработку и производство волоконных лазеров. Тот факт, что китайцы занялись этим направлением, со всей очевидностью говорит о его перспективности.
Пока все планы, озвученные академиком Кульчиным, — только на бумаге. Но все возможности для того, что бы начать работать, есть. Но важнее другое — сейчас созрели все условия, чтобы эти технологии «втянуть»сюда, на предприятия Приморского края, входящие в состав ПРО СМР, и всего Дальнего Востока. Нужно лишь выяснить объемы и возможную загрузку такого центра. Собственно, для чего специалистов и собирали.
«Мы загрузили ваше подсознание информацией, что такая технология существует, — сказал в завершение Юрий Николаевич. — Что она представляет интерес и что ее нужно постепенно использовать. И все необходимое для этого у нас уже есть…»