Технологии прорыва

Казалось бы, еще совсем недавно, лет 25 назад, в ходу было выражение вроде такого: "для подъема машиностроения (металлургии, химии и т.д.) на более высокий уровень развития...". Теперь о технологическом развитии почти все забыли — выжить бы, показать какой-никакой рост производства, чтобы оправдать победные реляции правительства. А поднимать-то уровень технологий в машиностроении нужно срочно — иначе займем место стран, в экономике третьеразрядных.

Сегодня технологическое отставание отечественного машиностроительного комплекса от передового мирового уровня очень велико, а тенденции, демонстрируемые нашей экономикой "стабильного рыночного роста", просто неутешительны. Вскоре может случиться так, что мы, условно говоря, "увидим спины" не только стремительно уходящих вперед в технологическом развитии американцев, немцев, японцев, французов, но даже китайцев и индийцев. Модернизировать уже почти нечего. Зарубежные инвестиции, о значении которых так долго говорили "рыночники-реформаторы", практически отсутствуют, разве что замечены в сырьевых и очень грязных с точки зрения экологии производствах.

Тенденции развития мировой экономики таковы, что если Украина в ближайшие годы не предложит рынку товары, условно говоря, европейского качества по "китайским" ценам, то станет страной почти "африканского" уровня. При этом за место на мировом рынке надо жестко бороться — там нас никто не ждет и долей своей просто так не поделится.
Выход для отечественных предприятий, с нашей точки зрения, один — внедрение так называемых "технологий прорыва". Они имеют следующие отличительные особенности:

  • отсутствие аналогов либо значительные преимущества перед ними по многим параметрам;
  • эффективность применения, улучшающая в разы количественные и качественные характеристики изделий;
  • низкие затраты;
  • возможность быстрой замены устаревшего оборудования и технологий.

Создание (а особенно — внедрение) технологий прорыва возможно только при реальной поддержке и финансировании высокотехнологического предпринимательства со стороны государства. К сожалению, сегодня на территории бывшего СССР не существует ни одного рыночного механизма, способствующего частным фирмам в разработке, экспериментах, исследованиях и внедрении в серийное производство рисковых, нестандартных промышленных проектов.

Однако не все так печально. Значительная модернизация наблюдается в технологии производства гидравлических прессов нового поколения, при котором образцы обладают уникальными техническими характеристиками, а параметры массы и энергопотребления в разы меньше, чем у аналогов.

Решая проблему эффективного использования прессового оборудования, необходимо по-новому взглянуть на ныне повсеместно применяемые технологии. В машиностроении суммарные отходы материала на всех стадиях производства от выплавленного металла до готового изделия составляют 50-80%. При этом также теряется большое количество энергии, задействуется громадный парк металлорежущих станков и большое число квалифицированных станочников. Неудивительно поэтому, что себестоимость продукции высока (при том, что качество, как правило, низкое), а время выполнения заказов велико.

В развитых странах сейчас повсеместно применяются токарно-фрезерные обрабатывающие центры. Один такой станок способен заменить до 20 обычных токарных или фрезерных, при этом качество получаемых деталей - на порядок выше.

Но при всех достоинствах токарно-фрезерных обрабатывающих центров следует помнить, что обработка металла резанием по многим параметрам значительно уступает обработке давлением. Создание компьютеризированных прессовых обрабатывающих центров является на сегодняшний день колоссальным прорывом в машиностроении. Они позволяют довести потери металла на отходы до 5-10%, а качество деталей, обработанных на таком оборудовании методами пластической деформации (изотермической и жидкой штамповки, накатки, выдавливания в разъемные матрицы), является максимально высоким. Обработка резанием при таком подходе будет преимущественно финишной. Себестоимость получаемых деталей — за счет минимального количества переделов металла и, соответственно, минимальных затрат энергии, сырья и времени - будет очень низкой. Качественные характеристики продукции позволят выходить на мировой рынок с максимально высокими ценами. Рентабельность таких производств может составлять от 100 до 300%.

Современные технологии пластической деформации металла, реализуемые на прессовых обрабатывающих центрах, обладают рядом несомненных достоинств. Например, технология штамповки из жидкого металла соединяет в себе основные преимущества литья и штамповки. С одной стороны, она обеспечивает хорошее заполнение полости штампа жидким металлом, с другой - изделие приобретает высокую плотность при кристаллизации металла под давлением. Выход массы готового изделия по жидкому металлу составляет 95-98%, а сами изделия могут иметь весьма сложную конфигурацию. Точность заготовок соответствует 11-12 квалитету, и в некоторых случаях полученным изделиям не требуется последующая механообработка.

Еще один вид эффективной технологии - изотермическая штамповка - применяется для деформирования металла в состоянии сверхпластичности. Это позволяет получать детали из труднодеформируемых, коррозионно-стойких сталей и сплавов на основе титана, магния и т.д.

Штамповкой в разъемных матрицах на многоплунжерных прессах можно получать следующие группы деталей: фланцевые, корпусные, отростковые, с развилинами, оребрённые и с удлиненной осью.

Весьма эффективен процесс пластической деформации на гидравлических радиально-обжимных машинах, где обеспечивается возможность формоизменения без разрушений при значительных величинах деформаций. Производительность таких машин в 4–6 раз выше по сравнению с традиционной ковкой при значительном снижении энергопотребления. Детали, получаемые на радиально-обжимных машинах, обладают низкой шероховатостью поверхности, а припуски на обработку резанием на деталях уменьшены более чем на 30%.

Разумеется, разработка гидравлических прессов нового поколения — это лишь частный пример технологий прорыва, способных поднять машиностроительный комплекс нашей страны до уровня более высокого, чем среднемировой. Их много, и для всех этих технологий характерно, что для их внедрения не требуется больших финансовых вложений, не надо закупать дорогое импортное оборудование. Зато необходимо приоритетное государственное финансирование. И нельзя забывать — что сейчас посеем, то очень скоро жать будем.