Самарский университет изготовил самую мощную в России промышленную магнитно-импульсную установку

Самарский университет разработал и изготовил самую мощную в России промышленную магнитно-импульсную установку (МИУ), которую планируется использовать для производства крупногабаритных деталей самолетов и вертолетов. Договор на выполнение научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы по созданию опытного образца такой установки был заключен между самарским вузом и Новосибирским государственным техническим университетом (НГТУ). Самарский университет передаст готовую МИУ в НГТУ, где разработают технологию ее применения на производстве, после чего МИУ и технология поступят на Новосибирский авиационный завод имени В.П.Чкалова (входит в холдинг "Сухой").

Технология магнитно-импульсной обработки материалов (МИОМ) основана на преобразовании электрической энергии, запасенной в накопителе, в переменное магнитное поле, под воздействием которого происходит пластическая деформация заготовки. У этой технологии широкие возможности с точки зрения придания изделиям заданной формы. Силовое воздействие на заготовку осуществляется дистанционно, без контакта, что позволяет обрабатывать детали, имеющие сложную форму или структуру, полированную или окрашенную поверхность, а также воздействовать на расплавы металлов или заготовки, находящиеся в герметичных контейнерах с вакуумом.

Технология МИОМ нашла широкое внедрение в аэрокосмической, автомобильной и других отраслях промышленности. Магнитно-импульсные установки используются для большого числа технологических операций — штамповки, резки, сборки, импульсной сварки и относятся к классу экологически чистых и энергосберегающих производств. Они не имеют механических движущихся частей, не создают в процессе работы вибрацию и шум, не содержат токсичных материалов и не загрязняют окружающую среду опасными выбросами. Энергосбережение связано с алгоритмом работы: в паузах между зарядом и разрядом МИУ находится в режиме ожидания и потребляет минимальную энергию от сети.

"Суммарная запасаемая энергия этой установки составляет 80 килоджоулей, это самая мощная в России промышленная магнитно-импульсная установка. Ее сборка уже завершена, мы подали напряжение и проверили работу всех узлов, проверка показала, что все в порядке. В конце апреля планируется провести окончательные испытания установки", — рассказал главный конструктор МИУ, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории прогрессивных технологических процессов пластического деформирования (НИЛ-41) Самарского университета Ринат Юсупов.

Как отметил профессор кафедры обработки металлов давлением Самарского университета Владимир Глущенков, МИУ с большей запасаемой энергией в стране, разумеется, существуют, но они не промышленного типа, не предназначены для производства и используются только для научно-исследовательских целей. Разработанная для новосибирского завода установка по своей структуре состоит из четырех модулей импульсных конденсаторов высокой удельной энергии, зарядного блока c регулируемым напряжением заряда в диапазоне от 1 до 6 кВ и системы управления. Все детали и комплектующие установки — отечественного производства. 

"В чем еще "изюминка" нашей установки — она универсальная. Мы решили сделать интересную вещь — разбить энергетические блоки на секции и сделать внутри автоматическое переключение. Когда для производства каких-то деталей понадобится меньшая энергия, можно отключить несколько секций и установка превратится, например, в МИУ-30 и выдаст 30 килоджоулей", — сказал Ринат Юсупов. 

Создание данной установки — далеко не первый опыт сотрудничества Самарского и Новосибирского университетов с Новосибирским авиационным заводом: при участии ученых университетов в 2016 году на заводе был создан участок для опрессовки наконечников кабелей систем управления.

Для справки

В настоящее время в мире существует лишь три центра компетенций в сфере разработки магнитно-импульсных установок промышленного производства: в России, Германии и Франции. Российский центр представлен Самарским университетом. 

Вуз занимается исследованиями в области магнитно-импульсных технологий уже несколько десятилетий. В университете на кафедре обработки металлов давлением сформирована научно-исследовательская лаборатория НИЛ-41 под руководством профессора Владимира Глущенкова. В лаборатории разрабатываются специальные методы штамповки, среди которых основное место занимает магнитно-импульсная обработка металлов. Учеными лаборатории разработан типовой ряд магнитно-импульсных установок. 

Подобные установки различных модификаций Самарский университет изготавливает и поставляет для предприятий в России и в десять зарубежных стран, в том числе в Китай, США, Швейцарию, Финляндию, и география поставок с каждым годом растет. МИУ используются для сборки кабелей ракет-носителей, высокоточной штамповки деталей самолетов, производства элементов трубопроводных систем, сварки заготовок из алюминиевых и медных сплавов. 

В числе партнеров университета — самарский завод "Кузнецов", где разрабатывают и изготавливают ракетные двигатели: в 2015 году университет поставил на предприятие новую установку и инструмент, по сути, полностью обновив участок сборки. Также университет провел модернизацию штамповочного участка в самарском ракетно-космическом центре "Прогресс", разработал, изготовил, испытал и сдал комиссии предприятия новую магнитно- импульсную установку для производства элементов трубопроводных систем. Государственному космическому научно-производственному центру имени М. В. Хруничева университет поставил целую линию из пяти МИУ для сборки кабелей ракет. Две МИУ стоят на заводе экспериментального машиностроения ракетно- космической корпорации "Энергия" им. С.П. Королева — на участке для штамповки корпусных элементов для ракет. 

Самарские установки МИУ успешно работают на трех предприятиях в Туле, в том числе, на знаменитом Тульском оружейном заводе. Вклад Самарского университета в производство отмечен дипломом премии им. С.И. Мосина. Созданная в университете модель МИУ-10 стала победителем в конкурсе "100 лучших товаров России". В последнее время самарскими инженерами и медиками ведется работа по изучению воздействия импульсного магнитного поля на живые клетки. Исследования носят междисциплинарный характер на стыке медицины, биологии и физики. В работах активное участие принимают студенты.

Фото: Сергей Семик