4-5 июля 2024 года в Передовой инженерной школе СПбПУ «Цифровой инжиниринг» состоялась вторая научно-практическая конференция «Применение термопластичных композиционных материалов в промышленности». Соорганизаторами выступили Композитный дивизион Госкорпорации «Росатом» и компания «Би Питрон СП».
Конференция стала авторитетной площадкой для взаимодействия и организации конструктивных дискуссий разработчиков термопластичных материалов, технологий и специализированного программного обеспечения, производителей оборудования по изготовлению изделий из термопластичных композиционных материалов, а также производителей самих изделий. В мероприятиях деловой программы приняли участие представители АО «Юматекс», АО «Препрег-СКМ», АО «ОДК», АО «ОДК-Авиадвигатель», ПАО «ОДК-Сатурн», АО «ОНПП «Технология» им. А.Г. Ромашина, АО «РКЦ «Прогресс», ЦАГИ им. профессора Н. Е. Жуковского, СИБУР, «Союз производителей композитов», ведущих университетов страны: МГТУ им. Баумана, КБГУ им. Х.М. Бербекова, КНИТУ им. А.Н. Туполева–КАИ, КФУ, а также представители других высокотехнологических компаний.
Ведущие эксперты обсудили специфику производства термопластичных композиционных материалов (ТПКМ) в России, ключевые тренды и технологии изготовления изделий из ТПКМ, стратегии развития отрасли и внедрения новых технологий на территории РФ, особенности подготовки высококвалифицированных кадров. Были представлены образцы термопластичных материалов и препрегов, изделий и технологического оборудования.
Участников и партнеров конференции приветствовал проректор по цифровой трансформации СПбПУ, руководитель Передовой инженерной школы СПбПУ «Цифровой инжиниринг», Научного центра мирового уровня СПбПУ «Передовые цифровые технологии», Центра компетенций НТИ СПбПУ «Новые производственные технологии», Центра трансфера технологий СПбПУ «Центр трансфера и импортозамещения передовых цифровых и производственных технологий» и Инжинирингового центра (CompMechLab®) СПбПУ Алексей Боровков. Он напомнил, что два года назад на базе Центра НТИ СПбПУ состоялся первый круглый стол, посвященный проблемам развития отрасли ТПКМ, а в прошлом году в рамках форума «Композиты без границ» была проведена первая конференция. Текущее мероприятие является продолжением общей системной работы в этом направлении и ответом на реальный запрос рынка на развитие проектов в области разработки и применения ТПКМ.
Алексей Иванович подчеркнул, что динамика рынка полимерных композиционных материалов очень высока. Передовая инженерная школа СПбПУ «Цифровой инжиниринг» активно развивает это направление. Спикер отметил несколько значимых достижений последних лет:
- Подготовлен экспертно-аналитический доклад «Перспективы и сценарии развития новых материалов в рамках направления «Технет» НТИ в 2023 году.
- Разработана и уже реализуется магистерская программа «Механика полимерных и композиционных материалов», сетевым партнером которой выступает Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова. Реализуются три программы дополнительного профессионального образования, и в этом году подготовку по одной из них прошли специалисты АО «ОДК-Авиадвигатель».
- В лаборатории «Полимерные композиционные материалы» университета оборудовано специальное научно-образовательное пространство, торжественное открытие которого запланировано в рамках конференции.
- Ведутся передовые НИОКР в области разработки и применения ТПКМ. Завершена первая в России разработка опытно-промышленной технологии изготовления филаментов из непрерывного углеродного волокна на основе термопластов по заказу Композиционного дивизиона госкорпорации «Росатом».
«Как показывает статистика, по сравнению с первым нашим мероприятием в 2022 году число участников второй конференции увеличилось вдвое: зарегистрировано порядка 100 представителей. Все это говорит о том, что организация периодической конференции и объединение усилий в области промышленного применения термопластичных композиционных материалов – это правильный и очень своевременный шаг, позволяющий создать постоянно действующую экспертную площадку для обсуждения и координации усилий участников рынка ТПКМ. Думаю, наличие такой площадки позволит донести наши предложения до заинтересованных министерств и ведомств», – заключил Алексей Боровков.
Основное выступление руководителя ПИШ СПбПУ включало презентацию экспертно-аналитического доклада «Перспективы и сценарии развития новых материалов в рамках направления “Технет” НТИ в 2023 году».
Доклад подготовлен Инфраструктурным центром по развитию направления Национальной технологической инициативы «Технет» (передовые производственные технологии) СПбПУ. Тематика работы сфокусирована на ТПКМ, которые по совокупности свойств и значительного объема мирового рынка могут рассматриваться как приоритетное направление развития, что в целом соответствует общему тренду на увеличение применения композиционных материалов в высокотехнологичных отраслях промышленности. Экспертно-аналитический доклад состоит из пяти глав, в которых рассмотрены различные аспекты развития рынков ТПКМ, композиционных материалов или новых материалов. Алексей Боровков коротко обозначил каждое направление и проведенную работу:
- Представлен анализ рынков новых материалов, передовых композиционных материалов (advanced composites) и ТПКМ, включая анализ географической и отраслевой сегментации и трендов, приведена оценка стадии зрелости рынков.
- Дана оценка барьеров и рисков развития рынка новых материалов, приведены результаты обзора основных направлений мировых и отечественных государственных программ поддержки научных исследований и разработок в рассматриваемой области, представлен национальный и международный нормативно-технический ландшафт.
- Рассмотрено более 90 основных отечественных и зарубежных игроков рынка и проекты, реализуемые на рынке ТПКМ, проведен анализ бизнес-моделей основных игроков рынка и сформирована цепочка создания стоимости для ТПКМ.
- Подготовлен обзор основных технологий и разработок в области ТПКМ, представлены результаты библиометрического и патентного анализа разработок в мире и в России в рамках выявления ключевых тематик профильных исследований.
- Представлен анализ показателей по компаниям «Технет» НТИ, специализирующихся на разработке решений в области новых материалов и ТПКМ.
«Основой для подготовки доклада послужили компетенции и передовой научно-исследовательский и технологический опыт инженеров структурных подразделений Экосистемы технологического развития СПбПУ, – пояснил Алексей Иванович. – Специалистами Экосистемы на протяжении более 20 лет реализуются проекты в области проведения численного моделирования и выполнения расчетов для всех этапов жизненного цикла изделий из композиционных материалов по заказам ведущих компаний. Имеется успешный опыт выполнения расчетов процесса изготовления, анализа прочности, устойчивости, разрушения и динамического поведения конструкций из композиционных материалов».
В завершение выступления Алексей Боровков привел примеры знаковых проектов ПИШ СПбПУ в области ТПКМ. Один из таких – проектирование композиционного обтекателя паралета для Федора Конюхова. Прочная, жесткая и легкая конструкция обтекателя из композиционных материалов с дополнительными топливными баками позволила добиться уникальных летных характеристик и выполнить полет более чем на 1000 км в условиях Арктики. 8 июля Федор Конюхов и пилот Игорь Потапкин достигли Северного полюса и установили новый мировой рекорд.
Растущий интерес к композиционным материалам и широчайшие возможности их применения в промышленности отметила в выступлении проректор по научной работе, директор Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий Кабардино-Балкарского государственного университета Светлана Хаширова.
«Важно отметить, что современные тренды связаны именно с термопластичными полимерными материалами, повышенный спрос на которые наблюдается со стороны авиакосмической отрасли, автомобилестроения, электротехники, микроэлектроники. Это подтверждается и увеличивающимся интересом к конференции представителей важных отраслей страны. Участников с каждым годом все больше. В условиях обеспечения технологического суверенитета нам очень важно повышать компетенции в области разработки производства композитов, цифрового инжиниринга и оборудования для их переработки», – обратилась к участникам конференции Светлана Юрьевна.
| С 4 по 10 июля параллельно с конференцией «Применение термопластичных композиционных материалов в промышленности» в Кабардино-Балкарии проходила XX Международная научно-практическая конференция «Новые полимерные композиционные материалы. Микитаевские чтения». Организатором выступил КБГУ им. Х.М. Бербекова. ПИШ СПбПУ представляли научный сотрудник лаборатории «Моделирование технологических процессов и проектирование энергетического оборудования», руководитель магистерской программы «Механика полимерных и композиционных материалов» Елизавета Бобрынина и магистрантка ПИШ СПбПУ, инженер лаборатории «Моделирование технологических процессов и проектирование энергетического оборудования» Наталия Грозова. |
О перспективах развития рынка углеволокнистых термопластичных композиционных материалов рассказал директор проекта «Термопласты» АО «Препрег-СКМ» (Композитный дивизион «Росатома») Антон Шумаков. Он подчеркнул, что Россия находится на начальном этапе развития отрасли в сравнении с мировыми лидерами, поэтому перед нашей страной открыты широкие перспективы для масштабного внедрения термопластичных материалов и наращивания объемов потребления. Спикер отметил главные преимущества ТПКМ, к которым относятся стоимость конечного изделия, полная автоматизация производства и экологичность. Главными потребителями на сегодня являются авиакосмическая отрасль, двигателестроение, автомобилестроение, судостроение.
«В нашей компании существует проект «Термопласты», который охватывает разные направления. Мы создаем полную цепочку материалов, специальное оборудование, аналогов которого нет в России. В работе находятся несколько НИОКР, которые мы реализуем как самостоятельно, так и с привлечением фундаментальной науки в лице Политеха Петра Великого и ПИШ СПбПУ «Цифровой инжиниринг». Крайне важный вопрос на сегодня – это кадры. Очень ценно, что в ПИШ СПбПУ уже создана магистратура по направлению полимерных композиционных материалов, где студенты уже работают в том числе с нашими проектами. Мы планируем приглашать их к нам на практику», – сказал Антон Шумаков.
О применении ТПКМ в двигателестроении рассказал начальник отделения АО «ОДК-Авиадвигатель», модератор конференции Михаил Гринев. Он отметил, что широкое применение полимерных композиционных материалов обеспечивает снижение массы двигательной установки на 8-12% при снижении стоимости деталей, изготовленных по новым технологиям. Драйвером развития новых технологий выступает программа по созданию перспективного авиадвигателя ПД-35, также идет работа по модернизации серийных продуктов ПД-14, ПД-8, ПС-90А с применением технологий термоформования, пропитки под давлением, выкладки и сварки термопластичных материалов. Как и предыдущие спикеры, Михаил Гринев подчеркнул, что среди ключевых задач для отрасли – подготовка высококвалифицированных кадров для разработки и применения технологий ТПКМ.
«Престиж инженерной профессии пока недостаточен, многие выпускники школ уходят в сферы, далекие от двигателестроения, и мы на производстве это очень ощущаем. Что касается направления термопластов, то Санкт-Петербургский политехнический университет – это единственная организация в стране, которая готовит таких специалистов, и эту работу безусловно надо наращивать», – сказал Михаил Анатольевич.
Генеральный директор ООО «Би Питрон СП» Игорь Волков в выступлении подчеркнул необходимость кооперации производственных компаний, разработчиков оборудования и научных организаций для создания совместных наукоемких проектов.
«Главная задача таких мероприятий, как наша текущая конференция, – это создание кооперационных связей и цепочек, чтобы общими усилиями развивать рынок полимерных композиционных материалов, находить решения проблем оборудования, технологий, подготовки кадров. Напомню, что два года назад мы с Политехом подписали соглашение о сотрудничестве. В рамках этого документа у нас ведется активная работа. И наш интерес как малой инжиниринговой компании в данном взаимодействии заключается в том, что мы получаем доступ к исследованиям, испытательным и технологическим ресурсам для проектирования и производства оборудования. То есть, наш фокус – на автоматизированном оборудовании для производства изделий из ТПКМ», – рассказал Игорь Волков.
ООО «Би Питрон СП» выступило ключевым партнером по оснащению научно-технологического образовательного пространства лаборатории «Полимерные композиционные материалы» Передовой инженерной школы СПбПУ. Компания обеспечила разработку и поставку технологического оборудования для автоматизированной выкладки препрегов в форме однонаправленных термопластичных лент на базе промышленного робота. Такая технология позволяет значительно снизить трудоемкость производства изделий сложной формы, увеличить скорость их изготовления.
Торжественная церемония открытия научно-технологического образовательного пространства состоялась сразу после пленарного заседания конференции. Заведующий лабораторией «Полимерные композиционные материалы» ПИШ СПбПУ Илья Кобыхно провел презентацию высокотехнологичного оборудования и рассказал о текущих и завершенных проектах в области композиционных материалов.
Новое пространство станет площадкой для объединения ключевых производителей волокон, полимеров, препрегов, разработчиков технологического оборудования и производителей конечной продукции для проведения перспективных исследований и развития отрасли. На базе лаборатории ПИШ СПбПУ уже реализует магистерскую программу «Механика полимерных и композиционных материалов», а также несколько сетевых программ ДПО.
За два дня деловой программы конференции прозвучало несколько десятков докладов на разнообразные темы:
- «Перспективы применения термопластичных материалов в авиации»;
- «Развитие технологий аддитивного производства с применением термопластичных композиционных материалов»;
- «Виртуальные испытания при разработке и сертификации продукции из ПКМ» и другие.
Эксперты неоднократно отмечали, что современное и эффективное производство новых и перспективных материалов обеспечивает технологический суверенитет и развитие таких ключевых отраслей экономики, как ОПК, космическая промышленность, производство и применение БПЛА, авиа-, судо- и автомобилестроение, строительная индустрия, сфера добычи, транспортировки и переработки полезных ископаемых, энергетики и др., а также способствует повышению эффективности внутреннего производства и конкурентоспособности на зарубежных рынках.
Выводы, полученные в ходе обсуждений, буду положены в основу Концепции системного развития отрасли производства новых и перспективных материалов до 2030 года. Стратегическая цель Концепции – создание инфраструктуры системного развития, достижение полного технологического суверенитета и создание условий для технологического лидерства в области производства новых и перспективных материалов и изделий из них. К числу краткосрочных целей относятся снижение импортозависимости по всем ключевым видам исходных компонентов, оснастки, оборудования, софта до 24%, увеличение объемов выпуска продукции отрасли в стоимостном выражении более чем в 2 раза к 2030 году, освоение не менее 30 новых видов продукции. В перспективе реализация Концепции должна способствовать созданию системы опережающей разработки и открытия производств новых и перспективных материалов и изделий из них с высоким спросом на внутреннем и международных рынках.