Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Шмидт Михаэль Германия
Номер договора
14.Z50.31.0023
Период реализации проекта
2014-2018

По данным на 30.01.2020

33
Количество специалистов
35
научных публикаций
25
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

На смену традиционным методам производства приходят инновационные аддитивные технологии, в которых процесс «вычитания» вещества из исходной заготовки заменяется его послойным наращиванием. Преимущества этого подхода очевидны – снижение материалоемкости, стоимости и широчайшие возможности создания изделий из градиентных композитных материалов с заранее заданными свойствами. Аддитивные технологии реализуются посредством плазменного, электродугового, взрывного и холодного напыления материала, но наибольшей точностью, гибкостью и перспективностью дальнейшего развития обладают лазерные аддитивные технологии. Тем не менее, прогресс в этой области существенно заторможен крайне узким перечнем рабочих материалов. Поэтому конечная цель настоящего проекта – сделать лазерные аддитивные технологии более «прозрачными» и доступными для рядового пользователя и, что самое главное, адаптивными для серийного производственного цикла. Реализация поставленных сотрудникам лаборатории задач позволит не только резко расширить область применения лазерных аддитивных технологий, но и совершить настоящий прорыв в машиностроении, химической промышленности, медицине, энергетике и др. отраслях. Это и сложнопрофильные узлы и конструкционные элементы из градиентных материалов для самолето- и вертолетостроения, инновационные катализаторы, теплообменники, объемные фильтры и химические реакторы в химии и нефтехимии, сложноконфигурированные многофункциональные детали электродвигателей, двигателей внутреннего сгорания и турбин и т.д.

Название проекта: Разработка технологий создания новых градиентных материалов и конструкций из них на базе лазерных аддитивных технологий

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направления исследований: Разработка технологий создания новых градиентных материалов и конструкций из них на базе лазерных аддитивных технологий

Цель проекта: Развитие лазерных аддитивных технологий для создания новых градиентных материалов с заданными свойствами и изделий на их основе для авиа-, судо- и автомобилестроения


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Проведено теоретическое и экспериментальное исследование, а также оптимизация процессов аддитивного выращивания изделий из порошковых материалов, результаты которых использованы при разработке технологий создания изделий из градиентных материалов с заданными свойствами.
  • Разработаны технологии импортозамещения высококачественных порошковых материалов для аддитивного производства.
  • Разработано и апробировано оборудование и технологии для прецизионного изготовления изделий из металлических, в том числе и градиентных материалов с использованием высокопроизводительных лазерных аддитивных технологий. Разработанный новый запатентованный метод лазерно-акустического воздействия на обрабатываемый материал позволяет существенно улучшить прочностные характеристики изделий аддитивного производства. Результаты исследований использованы на предприятиях авиа-, судо- и автомобилестроения.

Внедрение результатов исследования:

  • Технология лазерного упрочнения штамповой оснастки для восстановления изношенных штампов внедрена на ПАО «КАМАЗ».

  • Технология плазменной обработки порошков жаропрочного никелевого сплава для лазерных аддитивных технологий используется в компании «Сименс».

  • Технология импортозамещения зарубежных порошков сферического диоксида циркония, стабилизированного иттрием, применяется в критическом для государства направлении – создании турбинных лопаток для авиационного двигателестроения на ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов».

Образование и переподготовка кадров:

  • Защиты: 5 докторских диссертаций, 12 кандидатских диссертаций.

  • Разработаны основные образовательные программы бакалавриата и магистратуры, 20 лекционных курсов («Лазерная техника», «Волоконные лазеры и волоконно-оптические системы», «Эксплуатация лазерных систем», «Теория и проектирование лазерных систем», «Оптические материалы и технологии») и вспомогательный материал по направлению «Лазерная техника и технологии».

Организационные и инфраструктурные преобразования:

На оборудовании Лаборатории и под руководством ее сотрудников студенты бакалавриата и магистратуры по специальности «Лазерная техника и технологии» проходят обучение, а также занимаются учебно-исследовательскими работами в профильных кружках и секциях (аддитивных технологий, робототехники).

Другие результаты:

Разрабатывается новая программа магистратуры по специальности «Аддитивные технологии».

Сотрудничество:

  • Баварский центр лазерных технологий (Германия), Лаборатория DIPI высшей инженерной школы Сент-Этьена (Франция): студенческие обмены, совместные исследования

  • Компания Siemens (Германия): заключены и полностью выполнены 2 коммерческих контракта на НИОКР в области аддитивных технологий; компания Siemens безвозмездно передала в КНИТУ-КАИ пакет лицензионного программного обеспечения Siemens PLM Software

  • Компания Maicom Quarz (Германия): посещения производства и научных лабораторий; сотрудники Лаборатории по приглашению директора компании Maicom Quarz посетили производство и научно-исследовательский центр в Институте Фраунгофера (Германия); директор компании совершил ответный визит в Казань и ознакомился с возможностями лаборатории (по результатам сотрудничества было подписано соглашение о взаимодействии)

  • Институт Фраунгофера (Германия): стажировка студентов и сотрудников Лаборатории

  • ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» (Россия): участие в совместных заявках на гранты (РНФ), совместные публикации, соглашение о сотрудничестве

  • ОДК «АВИАДВИГАТЕЛЬ» (Россия): соглашение о сотрудничестве

  • ПАО «КАМАЗ»: проведение НИОКР по внедрению аддитивных технологий в автомобильное производство

  • УК «КЭР-Холдинг» (Россия): промышленное партнерство в области аддитивных технологий и создания порошковых материалов

  • Институт металлургии и материаловедения имени А. А. Байкова РАН (Россия): совместная заявка на НИОКР по тематике Комплексного плана по аддитивным технологиям 2018–2025 гг.

  • Санкт-Петербургский политехнический университет имени Петра Великого (Россия): совместная НИОКР «Новые цифровые технологии моделирования и создания функционально-градиентных материалов и конструкций для аддитивного производства деталей и узлов с переменной структурой, химическим составом и плотностью»

  • Пермский национальный исследовательский университет (Россия): совместные научные исследования в области плазменной обработки порошковых материалов и лазерной обработки поверхности для создания управляемых остаточных напряжений
Скрыть Показать полностью
Doubenskaia M., Gilmutdinov A.K., Nagulin K.Yu.
Laser Cladding of Metal Matrix Composites Reinforced by Cermet Inclusions for Dry Friction Applications at Ambient and Elevated Temperature. Surface and Coatings Technology 276: 696–703 (2015).
Laumer T., Schmidt М., Stichel T., Nagulin K.Yu.
Optical Analysis of Polymer Powder Materials for Selective Laser Sintering. Polymer Testing 56: 207–213 (2016).
Tenner F., Nagulin K.Yu., Klämpfl F., Schmidt М.
Evaluation of Process Observation Features for Laser Metal Welding. Optics & Laser Technology 80: 77–83 (2016).
Kuryntsev S.V., Morushkin A.E., Gilmutdinov A.K.
Fiber Laser Welding of Austenitic Steel and Commercially Pure Copper Butt Joint. Optics and Lasers in Engineering 90: 101–109 (2017).
Nagulin K.Yu., Tsivilskiy I.V., Akhmetshin D.Sh., Gilmutdinov A.Kh.
Transient Three-Dimensional Dynamics of Argon Plasma within the Vacuum Interface of the Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer System. Spectrochimica Acta Part B Atomic Spectroscopy 135: 63–72 (2017).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Квантовая оптика в алмазах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр Казанский научный центр Российской академии наук»

Технологии материалов

Казань

Хеммер Филип Роберт

США

2018-2020

Лаборатория биомиметических полимеров

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Шейко Сергей Станиславович

США, Россия

2018-2020

Лаборатория гибридной нанофотоники и оптоэлектроники

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Захидов Анвар Абдулахадович

США, Россия

2017-2021