Продолжаем рассказывать о работах, отмеченных грантами Президента РФ для молодых ученых.
Ничего себе поделка! На мощном основании из нержавеющей стали ростом со спичечный коробок отполированное изображение расправившего крылья орла. Дело, конечно, не в гордой птице, а в необычной форме сувенира. В нем два совершенно разных с точки зрения геометрии контура: орел и основание в форме окружности, причем большего диаметра, чем сама фигура, а соединяют их идущие под наклоном четкие борозды. Как, с помощью какой техники сделана замысловатая диковина? Этот вопрос занимал многих специалистов, видевших “полет” орла на самых престижных зарубежных инновационных выставках.
Секрета, ясное дело, нет: сделали орла в Московском государственном технологическом университете “Станкин” по единственной в своем роде эффективной и перспективной технологии, позволяющей получать трехмерные детали любой сложности. Автор не имеющего аналога в отечественном машиностроении метода — старший научный сотрудник Государственного инжинирингового центра “Станкина” кандидат технических наук Анна Окунькова. Недавно она была удостоена гранта президента для молодых ученых. Но ни факт признания достоинств технологии, ни попытки ее продвижения результата практически не дали: за малым исключением разработка на наших предприятиях не применяется.
А с чего все началось? Анна Окунькова с красным дипломом окончила Нижегородский государственный технический университет, стала специалистом по подготовке производства методом обработки металлов давлением. Чтобы специальность не пропала (да и красный диплом было жаль), пошла работать на завод. И просто поразилась, увидев, как инженеры на кальке “шариком” с черным гелем, а то и простым пером, чернилами пишут технологии и управляющие программы на оборудование с числовым программным управлением, вручную просчитывая профиль будущего изделия. То был даже не прошлый век, а совсем уже дремучая древность. Но старослужащие к этому привыкли, менять ничего не желали, а молодые специалисты если и попадали на завод, то надолго не задерживались: старались быстренько приобрести нужный опыт и перейти на более престижную работу.
Анна решила поступать в аспирантуру, но университет по одному ему ведомой причине ей отказал, и она поехала в московский “Станкин”. Здесь ее приняли, предоставили общежитие. Анна нашла работу (попробуй проживи на стипендию в полторы тысячи рублей!) практически по специальности — в фирме, специализирующейся на выпуске пресс-форм для литья пластмасс под давлением.
Сначала освоила профессию оператора на сложном оборудовании, затем стала готовить управляющие программы для станков с числовым программным управлением (ЧПУ) в автоматизированных системах. Шеф на нее не нарадовался и за несколько месяцев увеличил зарплату с 12 тысяч почти до 30. Наверное, на этом можно было бы остановиться, а аспирантуру забросить. Но ей хотелось двигаться дальше — Анна попросила перевести ее в конструкторский отдел, полтора года разрабатывала пресс-формы и одновременно писала диссертацию. Два года назад защитилась, а поскольку в “Станкине” таких специалистов было мало, Окунькову пригласили на работу в Инжиниринговый центр.
Новая технология устраняет “узкое” место едва ли не всех машиностроительных предприятий этого профиля при создании пресс-форм (или другого фасонного инструмента) для изготовления наиболее сложных, “заковыристых” изделий. Например, всевозможных пластиковых крышек для бутылок, банок и баночек. На первый взгляд, кажется, что сделать их “пара пустяков”. Но стоит приглядеться, и увидишь, скажем, внутреннюю резьбу на изделии или боковые риски (чтобы легче было отвернуть крышку), идущие, между прочим, не прямо, а под углом. В общем, хотя изделия и простые на вид, однако на токарном и фрезерном станках весьма затруднительно получить такие риски и такую внутреннюю резьбу в пресс-форме. Традиционным методам обработки они недоступны. Для этого нужна сложная по конфигурации и исполнению матрица (рабочая часть пресс-формы). Чтобы ее сделать, Анна решила применить современные электрозионные станки с ЧПУ, выполняющие сразу несколько операций по разработанной для них управляющей программе. Подготовка таких программ требует специальных компьютерных автоматизирующих систем проектирования. От их совершенства прямо зависит качество матрицы, а значит, и массовой, серийной продукции.
— По моему мнению, большинство существующих систем морально устарели и не отвечают современным требованиям, — рассказывает Анна Окунькова. — В основном они позволяют программировать токарную и фрезерную обработку, а электроэрозионную рассматривают как их частный случай, и из-за этой ограниченности предприятия часто изготавливают плоские, как лист бумаги, профили. Для объемных, сложнопрофильных деталей нужен особый подход. Спроектировать такого уровня управляющую программу — дело чрезвычайно трудоемкое, занимающее иногда до нескольких дней. Ведь надо продумать весь “сценарий” обработки заранее.
Анна создала принципиально новую методику составления управляющих программ для проектирования электроэрозионной обработки. Она позволяет получать трехмерные детали профиля любой сложности. (Так и был сделан сувенирный орел). Чтобы написать самую замысловатую программу, теперь нужны не дни и часы, а минуты. (“Некоторые из наиболее трудоемких задач занимают у меня порядка 15 минут”, — говорит она). Преимущества новой технологии, конечно, этим не исчерпываются. Благодаря оптимальным методам изготовления расход металла сокращается почти вдвое, как и сроки производства. Высвобождается большинство инженеров, занимавшихся разработкой управляющих программ. В итоге затраты производства уменьшаются процентов на 30. Новая технология при производстве пресс-форм в перспективе облегчит выпуск практически всех изделий из полимерных материалов: товаров народного потребления, машиностроения, инструментального производства. Ее можно применять в автомобильной, авиационной и космической промышленности — номенклатура огромная. К этому надо добавить электропроводящие композитные и порошковые материалы.
Почему никто не додумался до этого раньше? Потому, считает Анна Окунькова, что в этом не было большой необходимости, ведь речь идет о проектировании фасонного инструмента и пресс-форм — изделий штучных, трудоемких, уникального сложного профиля. Дело еще и в плачевном состоянии большинства наших машиностроительных заводов, которые просто не в состоянии решать задачи такого порядка. А раз нет в стране спроса, то нет и специалистов по проектированию обработки в автоматизированной компьютерной среде.
Начинала Окунькова не с чистого листа, она взяла за основу передовые американские и европейские системы подготовки производства. Оказалось, что и они не лишены недостатков (при подготовке управляющих программ учитываются в основном геометрические аспекты проектирования, а не технологические, да и времени на их составление тратится много). Анна пошла дальше, и сегодня ее метод более совершенен и эффективен, чем некоторые зарубежные технологии. К сожалению, при всех его достоинствах за два года существования он, увы, практически не востребован.
Чтобы заявить о себе, кандидат наук написала несколько статей в ведущие отечественные журналы. Откликов, правда, немного. В ее активе грант президента и участие в зарубежных инновационных выставках. Результата пока нет. Значит, надо продолжать писать статьи, и не только в отечественные журналы, но и в зарубежные. Хочется и дальше совершенствовать и развивать интеллектуальную технологию автоматизированной подготовки производства для изготовления деталей пресс-форм литья пластмасс под давления. Но где взять на все время? Она читает студентам курс лекций по основам электрофизических и электрохимических методов обработки, исполняет обязанности заведующего кафедрой “Высокоэффективные технологии обработки”, которую возглавляет ректор “Станкина” С.Григорьев, а еще координирует работы по двум государственным научно-исследовательским проектам в рамках Федеральной целевой программы “Национальная технологическая база”.
Анна считает, что такая нагрузка вписывается в понятие “современный ученый” — он ведь не только исследователь, но и руководитель, преподаватель и отчасти менеджер. Может, оно и так. Вот только удастся ли при всем этом осуществить задуманное, довести до совершенства и внедрения перспективную технологию? Иначе орел еще долго будет парить в одиночестве.
Юрий ДРИЗЕ
Фото Андрея Моисеева
Нет комментариев