Меню
16+

«Забайкальский рабочий», Официальный сайт ежедневной краевой общественно-политической газеты

Если Вы заметили ошибку в тексте, выделите необходимый фрагмент и нажмите Ctrl Enter. Заранее благодарны!

Сапфиры, титан и Мulti-D

Автор: Виолетта ВДОВЯК

Фото Евгения ЕПАНЧИНЦЕВА

Журналисты познакомились с технологиями госкорпорации «Росатом»

Если бы знаменитый робот Терминатор появился в наши дни в Москве, он бы первым делом обратился в Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения госкорапорации «Росатом» со словами: «Мне нужен ваш 3D-принтер». Эта установка может напечатать любую металлическую деталь. Даже из титана…

Недавно госкорпорация провела очередной ознакомительный пресс-тур для журналистов. ЦНИИТМАШ, институт технологии машиностроения, только часть ядерной кухни. На предприятиях Росатома изготавливаются искусственные сапфиры и уникальные сплавы, а для проектирования атомных электростанций используют технологию Multi-D.

Не «врукопашную» 

Сегодня 3D-технологиями никого не удивишь. Знакомо по киноиндустрии. Инжиниринговый дивизион Росатома Группа компаний ASE пошел дальше и предлагает Multi-D: работа в трехмерном пространстве с учетом времени и постоянно меняющихся условий.

— Группа компаний АSE является лидером мирового атомного инжинирингового бизнеса и занимает первое место в мире по количеству одновременно сооружаемых энергоблоков, — поясняет Александр Волков, главный эксперт управления коммерциализации ИК «АСЭ».

На данный момент в инжиниринговом дивизионе три проектных института: в Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде и Москве. Работа по проектам ASE ведется в 15 странах на 34 энергоблоках одновременно. Управлять этими процессами «врукопашную», как говорит Александр Волков, невозможно. Десять лет назад началось создание системы управления проектами на базе технологии Multi-D, сочетающей в себе ИТ-инструменты и бизнес-процессы, для эффективного решения глобальных задач по сооружению АЭС.

— Эта конструкция из бетона построена для того, чтобы защитить реактор от внешних угроз. Например, спасти от падения самолет размером с Боинг-747, — объясняет Александр Волков, подходя к небольшому яркому стенду. — Говоря об атомных электростанциях в целом, хочу отметить: чтобы спроектировать эту громадину, недостаточно трехмерной модели. Мы используем технологию Multi-D…

Основная задача при создании АЭС — безопасность. Ради нее Росатом идет на большие затраты, в противном случае говорить о развитии атомной энергетики не придется. Чтобы всю эту красоту построить, необходимо сначала ее спроектировать, а потом укомплектовать. Вручную атомную станцию начертить можно, но это очень долго, дорого и будет сопровождаться множеством погрешностей. Поэтому компания внедрила в процесс проектирования и строительства сложных технических объектов компьютерные технологии.

Сначала создается плоская 2D-схема взаимодействия оборудования. После чего начинается 3D-моделирование. Как известно, наш мир четырехмерен, то есть состоит из трех плоскостей пространства и существует в четвертом измерении — времени. Но почему специалисты говорят именно Multi-D? Название придумано не ради красного словца. Японцы уже использовали 6-D в компании Toshiba. Они управляют трехмерной моделью во времени плюс задают данные по стоимости и трудовым ресурсам. Русские применили эту модель, потом поняли, что 6-D мало, добавив управление АЭС на протяжении ее жизненного цикла и последующую утилизацию ядерного топлива. Количество D стало таким, что инженеры сбились со счету. Так родилось Multi-D.

Сроки директивные

Когда многомерный проект готов, начинается проектирование участков — электрического, механического, строительного. Все, кто работает в проекте, должны видеть общую готовую на данный момент картину и работать согласованно. По ходу дела модель проверяется на наличие коллизий: не забыли ли что-то. Например, если сооружается труба, есть ли для нее отверстие? Или не проходят ли провода вместе с коммуникациями водоснабжения? Вычистив эти недочеты, проектировщики избегают больших финансовых затрат и срыва сроков в будущем.

Решение о строительстве АЭС за рубежом — понятие директивное, это договоренность на уровне стран, а потому о срыве сроков не может быть и речи. Информационная система Multi-D позволяет грамотно и своевременно воплотить проект в реальность, моделируется и собственно процесс строительства. А до этого еще нужно пройти закупочные процедуры, спланировать приобретение оборудования, в чем также помогают информационные технологии.

— Задача строительства намного сложнее, ведь мы должны все воплотить в реальности. Благодаря программе можно моделировать, просматривать, в какой последовательности работает техника и люди, — говорит Александр Волков.

Multi-D-технология содействует предприятию в реализации EPC-контракта (строительство под ключ). А также помогает выполнять требования к безопасности атомной отрасли как отдельных стран, так и мирового сообщества. Информационная система управляет десятками тысяч требований на каждом контракте. Разработана система управления стоимостью, рисками, техническим документооборотом. Если есть угроза срокам, программа сигналит об этом, просчитывая последствия.

Возникает вопрос, а надежна ли эта система от проникновения компьютерных вирусов? Как известно, электронная угроза может в одночасье отправить все усилия в небытие. Александр Волков сообщает, что безопасность данных обеспечивается резервами и защитой. Готовый вариант проекта всегда выпускается на бумаге. Для надежности и истории.

Современные веяния коснулись в АСЭ и рабочего пространства. Здесь решили уйти от стереотипа кабинетной работы. С этим веянием можно спорить, но, по заверениям сотрудников, открытое, общее для одного подразделения помещение делает взаимодействие в коллективе проще. Отдельные кабинеты сотрудники используют в основном для проведения совещаний и переговоров.

Волшебная печка 

Следующий пункт нашей экскурсии — Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (ЦНИИТМАШ). В одном из его подразделений ведется выращивание сапфиров, кристаллов и стекол из прессованного оксида алюминия.

Технология получения синтетического сапфира известна давно и востребована во многих областях техники и науки. Главная проблема, с которой человечество еще не справилось до конца: материал твердый, но хрупкий. Большие куски прозрачного материала сложно обрабатывать. Поэтому надо сразу изготавливать изделие по необходимому размеру и заданной форме.

Специалисты центра используют метод получения синтетических сапфиров, изобретенный советским ученым Степановым. Еще на стадии формирования кристалла можно вырастить слиток заданной формы — трубка, прямоугольник или круг. Для кристаллов с оптической прозрачностью используется более дорогой материал.

Технология проста: в специальные формы засыпают порошок оксида алюминия, разогревают свыше 2050 градусов по Цельсию. Слиток вырастает за несколько часов. Процент годной продукции выше 80. Отходы производства идут в оборот повторно. Весь процесс проходит в специальных установках, похожих на маленькие плавильные печи.

Механическая обработка включает в себя шлифовку и полировку. На предприятии изготавливают таким способом стекла для часов, окна для сканеров, высокотемпературных печей, установок с агрессивной средой и высоким давлением, для систем наблюдения за реакторами. Прорабатывается использование стекол в качестве брони. Как-то раз на этом предприятии вырастили стёкла для Айфона-4, но производство не пошло, поскольку разработчики Айфона уже сделали пятую версию устройства.

Печатный станок для Терминатора

Ну, а теперь в цех 3D-печати. Здесь пахнет горячим металлом: что-то делается из титана… Интересно, а можно ли напечатать робота целиком, в человеческий рост? Наверняка знаменитый Терминатор, появившись в наши дни в Москве, первым делом обратился бы в ЦНИИТМАШ со словами: «Мне нужен ваш 3D-принтер». Учитывая то, какие разрушительные баталии разворачивались в знаменитом боевике про роботов, эта установка была бы полезной. Но помогает она не роботам, а людям. Евгений Третьяков, заместитель директора института, говорит, что недавно 3D-принтер осилил печать титановых изделий для создания медицинских имплантов...

— Установку разрабатывали и создавали два года. В середине 2016 года начали эксперименты по изготовлению изделий из порошковых материалов. Деталь, или имплант, печатается путем послойного лазерного сплавления мельчайших частиц материала. В дальнейшем идет небольшая механическая обработка. Вот эти медицинские импланты из титанового порошка — часть кости, которая будет вживлена взамен утраченной, — рассказывает он и показывает предмет, похожий на челюсть Терминатора.

Машина работает с любыми порошками, главное подобрать технологию. Это головной образец промышленной установки, размер ее 550 на 450 на 450 мм. Говорят, что в мире есть еще более крупные установки.

Специалистами ЦНИИТМАШ используется однолазерная машина, в проекте запустить еще и двухлазерную, тогда процесс печатания пойдет быстрее. Область применения готовых изделий, помимо медицины, — в машиностроении. Плюсы? Можно делать сложнопрофильные детали, на станке такое не вырежешь. Изделия могут быть оптимизированы за счет облегчения конструкции. На выходе получается не цельнолитая деталь, а сетчатая — легкая, но прочная.

Кроме того, в Центральном научном исследовательском институте технологии машиностроения разрабатывают металлы и сплавы для корпусов атомных реакторов. За счет снижения примесей в стали повышается срок службы металла в условиях ядерного реактора. Замгендиректора по научной работе Константин Косырев приводит пример гонки за надежность: избавляясь от примесей, сотрудники института увеличили срок службы реакторов до 60 лет. Это не предел, инженеры замахнулись на срок в восемь десятилетий. Такая прочная сталь годится и для разработки полезных ископаемых.

Добавить комментарий

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные и авторизованные пользователи. Комментарий появится после проверки администратором сайта.

40