«Частно-государственное партнерство при создании центров прототипирования, моделирования и проектирования»

Сергей Цыбуков,

заместитель Председателя Совета ТПП СПб,

генеральный директор НПО «КП»

VII Петербургский Партнериат малого и среднего бизнеса

Санкт-Петербург – регионы России и зарубежья

Круглый столИнновации в промышленность – двигатель

экономического прогресса России

Глобальные вызовы региона Балтийского моря и Евразийского пространства

Global Challenges of the Baltic Sea and Eurasian Region

Нефтегазовые проекты и модернизация флота

Oil and gas projects, modernization of the marine

Развитие энергетики и энергосберегающих технологий

Development of energy industry and

energy-saving technology

Реализация экологических проектов и

защита окружающей среды

Implementation of eco projects and environment protection

Создание транспортной инфраструктуры для ВСМ

Development of transport infrastructure for HSL

15 июня 2012 года в  Санкт-Петербурге прошел второй бизнес-форум "Единое экономическое пространство:

новые возможности промышленного развития"

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 IT-

моделирования, 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.

Единая технологическая платформаЕдиная технологическая платформа

Цен

тр «

зеле

ных»

, -ре

сурс

о и

энер

госб

ерег

ающ

их

техн

олог

ийЦ

ентр

«зе

лены

х», -

ресу

рсо

и эн

ерго

сбер

егаю

щих

те

хнол

огий

Завод КПЗавод КП

Институт полимеров

Институт полимеров

НИОКР,ОКР

Коммерциализация и продажи

Испытания и исследовательская

лаборатория

Испытания и исследовательская

лаборатория

«Глосис–Сервис» «Глосис–Сервис»

«Марлин Групп»

«Марлин Групп»

«Кросс Нева»

«Кросс Нева»

Сервисныеуслуги

Переработкаполимеров

«Чудо-Ярмарка»

«Чудо-Ярмарка»

«НПФПилот»«НПФ

Пилот»

«СБМ Универсал»

«СБМ Универсал»

«ПетерПак»

«ПетерПак»

«Корпорация «Маномах»

«Корпорация «Маномах»

МЕГАМЕГА

Проектирование и изготовлениепресс-форм

«БИК»«БИК»

«Инструментальные Технологии»

«Инструментальные Технологии»

«Старвей»«Старвей»

Цен

тр п

рото

типи

рова

ния

изде

лий

из

ком

пози

цион

ных

мат

ериа

лов

и на

несе

ния

покр

ыти

йЦ

ентр

про

тоти

пиро

вани

я из

дели

й из

ко

мпо

зици

онны

х м

атер

иало

в и

нане

сени

я по

кры

тий

«ИнститутПолимеров»

«ИнститутПолимеров»

СПбГПУ СПбГПУ

СПб НИУИТМО

СПб НИУИТМО

СПбГЭУ СПбГЭУ

Инжиниринговые услуги

Цен

тр о

птич

ески

х те

хнол

огий

и то

чног

о ли

тья

Цен

тр о

птич

ески

х те

хнол

огий

и то

чног

о ли

тья

«Инкотрейд»«Инкотрейд»

Полимерный Деловой парк на базе ОАО «КП»Полимерный Деловой парк на базе ОАО «КП»

ООО «Партнер»

Глобальныезаказчики

Монополисты Госкорпорации

ВУЗы НИИ

НПО

МИПыИнфраструктурные

компанииПроизводственные

компании

Построение научно-исследовательской, производственно-технологической, финансово-экономической кооперационной сети при модернизации промышленности на основе

кластерного подхода в рамках промышленной политики СПб.

Серийноепроизводство

Опытныепартии

Опытныеобразцы

НИОКР НИОКР НИОКР

Инжиниринговые проекты

НИОКРНИОКРОКРы

Комплексная программа«Наука. Промышленность.

Инновации»Федеральные

программы

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

Полимерный Кластер СПб

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.

ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ IT МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

И ПРОИЗВОДСТВЕ КАРЛИКОВОГО СВЕТОФОРА ДЛЯ ОАО «РЖД»

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 материаловКритерии 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 из-за 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

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 (1/3)

Анализ локальной микроструктуры материала

Моделирование поведения полимерных композиционных материалов (2/3)

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

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.

Моделирование и оптимизация технологических процессов изготовления изделий (2/3)

Модель литниковой системы и системы охлаждения

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.

Моделирование и оптимизация технологических процессов изготовления

изделий (2/3)

Заполнение формы на стадии впрыска Коробление отливки

Расчет ориентации жесткого волокнистого наполнителя (короткого и длинного) определяющего анизотропию свойств.

Моделирование и оптимизация технологических процессов изготовления изделий (3/3)

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

Распределение

ориентации волокон

Конструкция изделия

Правильное

моделирование

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.

При необходимости определение влияния внешних воздействий на весь оптический прибор.

Модель

Результаты моделирования

Результаты эксперимента

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.

КОМПЛЕКТСПЕЦИАЛЬНОГО 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. 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.;

2. Дыхательный аппарат ДА-21-М с медицинской полумаской (для проведения оксигенобаротерапии на ПЛ и НК);

3. Гидрокомбинезон «сухого» типа;4. Гидрокостюм «мокрого» типа;5. Комплект станции гидроакустической связи: СГС-В – 6 шт., СГС-К – 1 шт., маяк

тренировочный – 1 шт.;6. Фонарь подводный;7. Ласты с гидродинамической щелью;8. Компас наручный подводный, с 2009 года возможна поставка комбинированного

навигационного прибора;9. Часы наручные подводные;10. Нож универсальный в базовом, горном и водолазном исполнениях ;

Общий вид боевого пловца

Маска полнолицевая ПМ-21(возможно использование ДА-21

с загубником и водолазной полумаской)

Дыхательный аппарат ДА-21

Антенны СГС-В

Компенсатор плавучести КП-21

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

Герметичная гарнитура СГС-В

Использование полимерных конструкционных материалов в комплекте дыхательного аппарата ДА-21

(Разработка Санкт-Петербургского Морского технического университета)

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 загубником8. ИСПОЛЬЗУЕТСЯ: с химическим поглотителем СО2

типа ХП-ИК (ХП-И)

Внедрение инновационных технологий при создании комплекта станции гидроакустической связи СГС

(Разработка Санкт-Петербургского Морского технического университета)

Основные технические характеристики

ПараметрСГС-В (СГС-В1, СГС-В2) СГС-К (СГС-К1) УТПМ

Номинальная величина, ед. изм.

Максимально допустимая рабочая глубина 60м

Максимальная дальность телефонно-телеграфной связи 1000 м (в боевом режиме 50 метров) 1000 м

Количество рабочих каналов 3 2

Полоса частот приемника телефонного тракта От 350 до 3500 Гц

Максимальное расстояние дистанционного включения маяка водолаза и УПТМ 1000 м

Количество ступеней мощности передатчика 10 2

Максимальное расстояние пеленгования маяка водолаза или УТПМ 1000 мне менее 4,5 часов

при отношении времени передачи к времени приема 1:5 и макс.

мощности излучения

1000 мне менее 10-12 часов

при отношении времени передачи к времени приема 1:5 и макс. мощности излучения

1000 м

Время непрерывной работы при полностью заряженной штатной аккумуляторной батарее

не менее 10-12 часов

Рабочее напряжение аккумуляторной батареи питания (возможно использование пальчиковых батареек типа АА)

12 1,2 В10 элементов NiCd (NiMh) емкостью до 2,5Ач

Масса станции со штатной батареей, без антенн и гарнитуры, не более 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

Технические изделия с заданными свойствами для

транспортной отрасли

Планка контактная Втулка Накладка упругая Вставка

Шумоизолирующий вкладыш в шейку рельса

Стык изолирующий рельсов типа Р 65 с

полимерными магнитопроводящими электроизолирующим

и деталями

Прокладки-амортизаторы резиновые армированные

Амортизаторы под подошву брусьев

скоростного стрелочного

перевода

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"

Глобальныезаказчики

Монополисты Госкорпорации

ВУЗыИнститут

полимеров

НПО

Построение научно-исследовательской, производственно-технологической, финансово-экономической кооперационной сети при модернизации промышленности на основе

кластерного подхода в рамках промышленной политики СПб.

Серийноепроизводство

Опытныепартии

Опытныеобразцы

НИОКР

Заключены договора на реализацию инжиниринговых проектов

Комплексная программа«Наука. Промышленность.

Инновации»

Федеральные программы

Единая технологическая платформа на базе ОАО «КП»

• 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»: Отработка технологий нанесения EPIMID

• и т.д.

ОКР

Спасибо за внимание!

Тел.: (812) 542-15-21Факс: (812) 542-71-48

Сайт: http://www.kp-plant.ru/