Контактный телефон: +375 17 2931781

3D-печать эластичного шлифовального инструмента с ориентированными зернами абразива

Описание инновационного проекта: 
Идеей предлагаемого проекта является разработка механизма получения поверхностных периодических слоев эластичных инструментов из ориентированных частиц абразива путем послойной 3D-печати абразивных зерен из абразивной пудры и последующего их спекания. Предлагается использовать данный механизм для создания на его основе технологии и оборудования для изготовления высокопроизводительного эластичного шлифовального инструмента и освоить его опытно-промышленное производство. Ориентированные зерна абразива обладают повышенной изнашивающей способностью, поскольку резание материала происходит по достаточно хорошо изученным законам лезвийного резания. Это является предпосылкой использования шлифовального инструмента периодического действия с регулированием ориентации зерен абразива взамен дорогостоящих абразивных шкурок на основе синтетического алмаза, эльбора и т.п. сверхтвердых материалов. Кроме того, особенностью разрабатываемой технологии является 3D-печать, представляющая возможность нанесения лишь одного слоя абразивного порошка, что значительно повысит экономичность его использования в промышленности. Научной новизной предлагаемого проекта является: · механизм регулирования ориентации частиц, полученных из абразивной пудры, в периодических абразив содержащих слоях с использованием 3D- печати; · технология получения эластичного шлифовального инструмента периодического действия с регулированием ориентации зерен абразива, путем 3D-печати. Технической новизной проекта является то, что для достижения поставленной цели будет использована усовершенствованная технология печати LENS, налагаемая на процесс управляемого осаждения абразивной пудры и клеевой связки на основу по заданной структурной модели, и последующее лазерное спекание. Это потребует разработать теоретические основы воздействия на взвешенные частицы абразивной пудры при ее ориентированном массопереносе, что явится основой разработки специального оборудования для формирования абразивного слоя с указанными свойствами. Реализация инновационного проекта направлена на создание опытно-промышленного производства шлифовального инструмента на эластичной основе с ориентированными зернами абразива, разработку конструкторской и технологической документации, передачу технологии и конструкторской документации, продажу лицензии, создание совместного производства, изготовление и поставку технологического оборудования для изготовления шлифовального инструмента, сервисное обслуживание поставляемого оборудования. Реализация проекта решит проблему ресурсосбережения и импорт замещения отечественной продукцией за счет создания нового производства, альтернативных традиционным шлифовальным инструментам, эластичных инструментов, с поверхностным периодическим слоем из ориентированных зерен абразива, полученных 3D-печатью с последующим спеканием, что повысит производительность механической обработки в 1.3…1.5 раза и позволит освоить опытно-промышленное производство инструмента.
Цель инновационного проекта: 
создание нового производства
расширение действующего производства
Основные конкурентные преимущества: 
Для производителя: Разработанная технология позволяет: 1. Сократить время на производство, за счет сокращения времени сушки в 1,5 раза в связи с использованием местного лазерного спекания. 2. Сократить масштабы используемых производственных площадей и затраты на поддержание их функционирования в связи с отсутствием крупномасштабных сушильных цехов. 2. Сократить затраты на материалы в связи с использования малодефицитных абразивных материалов и отходов производства 3.Достигнуть ресурсосбережения используя в качестве сырья отходы основного производства и отработанный абразивный инструмент. 4. Сократить топливно-энергетические затраты, в связи с сокращением цикла обработки, размера производственных площадей и энергетическими затратами технологического процесса. 5. Снизить затраты на заработную плату в связи с сокращением используемых рабочих мест и профессий. 6. Снизить себестоимость получения эластичного шлифовального инструмента и выйти на рынок с конкурентным продуктом высокой добавочной стоимости. 7. Произвести импорт замещение для Республики Беларусь, т.к. в стране собственного производства нет и 100% используемых абразивных инструментов на эластичной основе импортируемые из-за рубежа. 8. Расширить кооперацию производств - обеспечить стабильными заказами сырья и полуфабрикатов добывающую, лакокрасочную, целлюлозно-бумажную и текстильную отрасли. Для потребителя: 1. Конкурентная стоимость на рынке эластичных шлифовальных инструментов. 2. Улучшенные технико-эксплуатационные характеристики производимого инструмента: Режущая способность увеличена в 1,5 раза, за счет строгой ориентации сформированных в процессе 3D-печати зерен абразива и реализации в последующем процесса шлифования по хорошо управляемой схеме лезвийной обработки, а не хаотической, как ранее; Износостойкость инструмента увеличена в 1,3...1,5 раза из-за использования внутреннего потенциала физико-механических свойств, влияющих на предел прочности ориентированных абразивных зерен.
Степень готовности инновационного проекта: 
идея проекта
научно-техническая документация
конструкторская документация
обоснование инвестиций
Научная значимость результатов НИОК(Т)Р, составляющих основу инновационного проекта: 
прикладной характер
Новизна, оригинальность (технологическая прогрессивность) продукта (услуги): 
нет аналогов в стране, есть за рубежом
Наличие и (или) возможность правовой охраны продукта (услуги): 
использование собственных патентов
Наличие связей с потенциальными потребителями продукции: 
декларируется наличие связей, отсутствуют подтверждающие документы
Срок реализации проекта: 
до 2 лет
Сведения об участии в научных исследованиях и разработках по тематике инновационного проекта: 
1. Являлся ответственным исполнителем по завершенной НИР: «Разработать метод регулирования ориентации зерен абразива в абразивных материалах с использованием электростатического поля и создать на его основе технологии и оборудование для изготовления ленточного шлифовального инструмента. Освоить его опытно-промышленное производство» (Г/Б-2423) по договору № 48.01Р от 12.05.2003г. задания 1.61 подпрограммы «Новые материалы и защита поверхностей» по разделу I «Новые материалы» ГНТП «Новые материалы и технологии» с внедрением в производство на базе ОАО "Полоцкий завод "ПРОММАШРЕМОНТ" 2. По тематике проекта подготовлена диссертационная работа на тему "Повышение режущей способности и износостойкости эластичного шлифовального инструмента с ориентированными зернами абразива"по специальности 05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки.
Публикации по теме проекта, акты внедрения: 
Статьи в научных журналах 1. Завистовский С.Э., Кириенко А.С.. Технология изготовления специального ленточного абразивного инструмента и оценка его производительности / Вестник ПГУ, №6 Серия В. Прикладные науки. Промышленность; Новополоцк, УО «ПГУ», 2006, с. 20-25. 2. Завистовский С.Э., Кириенко А.С., Редько П. П. Блок транспортирования частиц абразива в электростатическом поле для специальной установки по производству ленточного абразивного инструмента. / Вестник ПГУ, №6 Серия В. Прикладные науки. Промышленность; Новополоцк, УО «ПГУ», 2006, с. 26-29. 3. Кириенко А.С., Рогов П.Н.. Эластичный инструмент с ориентированными зернами абразива, периодического действия / Вестник ПГУ, №8 Серия В. Прикладные науки. Промышленность; Новополоцк, УО «ПГУ», 2015, с. 29-34. 4. Кириенко А.С., Рогов П.Н.. Устройство для 3D-печати эластичного шлифовального инструмента / Вестник ПГУ, №8 Серия В. Прикладные науки. Промышленность; Новополоцк, УО «ПГУ», 2015, с. 35-41. Статьи в научных сборниках 5. Оптимизация исследования износостойкости и режущей способности гибкого абразивного инструмента с различными углами ориентации зерен абразива / Пинчук Ю.М., Модолинская М.П., Кириенко А.С. / Труды молодых специалистов ПГУ, №16, Новополоцк, 2006 – с. 102-106 6. Моделирование процесса электростатического нанесения абразивных частиц / Кириенко А.С., Пинчук Ю.М./ Труды молодых специалистов ПГУ, №23, Новополоцк, 2007 – с. 22-25 7. Кириенко А.С., Осипова А.И. Проблемы использования интеллектуальной собственности на разных стадиях разработки и реализации инновационного проекта / сб. «Труды молодых ученых», УО «ПГУ» - Новополоцк, 2008. 8. Кириенко А.С., Гаврилова Н. Э. Направления совершенствования технологии производства гибкого абразивного инструмента / сб. «Труды молодых ученых», УО «ПГУ» - Новополоцк, 2008. 9. Завистовский С.Э., Кириенко А.С. Технология и оборудование для получения эластичного инструмента с ориентированными зернами абразива / В кн.: Инновационные технологии в машиностроении «ИННТЕХМАШ-11»: Сборник науч. трудов / Под общ ред. П.А. Витязя.- Новополоцк, УО ПГУ, 19-20.10.2011. 10. Бельченков Р.И., Кириенко А.С. Свойства поверхностного слоя детали. Структура и структурные несовершенства материала. Образование структурных несовершенств материала / сб. «Труды молодых ученых», УО «ПГУ» - Новополоцк, 2012. 21. Кириенко А.С., Бельченков Р.И. Использование объектно-ориентированного языка программирования С# в разработке программного обеспечения для расчетов режимов электростатического напыления поверхностей // Труды молодых специалистов Полоцкого государственного университета: выпуск 66. Промышленность. – Новополоцк: ПГУ, 2013.- с.20-21 22. Кириенко А.С., Бельченков Р.И. Разработка программного обеспечения для расчетов режимов электростатического напыления // Труды молодых специалистов Полоцкого государственного университета: выпуск 66. Промышленность. – Новополоцк: ПГУ, 2013.- с.19-20 23. Кириенко А.С., Бельченков Р.И. Способы получения различных поверхностей покрытий. устройства для получения различных по структуре покрытий // Труды молодых специалистов Полоцкого государственного университета: выпуск 66. Промышленность. – Новополоцк: ПГУ, 2013.- с.22-23 Тезисы докладов 11. Завистовский С.Э., Кириенко А.С., Рационализация технологических параметров электростатического формообразования абразивных поверхностей с регулируемой ориентацией зерен абразива при производстве гибкого абразивного инструмента. В кн.: Соединение и резка материалов, покрытия: мат.докл. Междунар. Техн.конф., Минск, 29-30 марта 2006, /Ред. Кол. А.Ф. Илющенко и др. – Мн., 2006, с 33-38 12. Завистовский С.Э., Кириенко А.С., Редько П. П. Блок транспортирования частиц абразива в электростатическом поле для рационального использования физико-механических свойств электрокорунда при производстве гибкого абразивного инструмента. В кн.: Соединение и резка материалов, покрытия: мат.докл. Междунар. Техн.конф., Минск, 29-30 марта 2006, /Ред. Кол. А.Ф. Илющенко и др. – Мн., 2006, с38-42 13. С.Э. Завистовский, А.С. Кириенко. Управление процессом напыления поверхностей гибкого абразивного инструмента с применением электростатического поля. Порошковая металлургия в автотракторном машиностроении. Сварка и резка материалов. Материалы, технологии и оборудование для нанесения функциональных защитных покрытий : сб. докл. / ред.кол.:А.Ф. Ильющенко [и др.] – Минск, 2007, с. 209-210 14. С.Э. Завистовский, А.С. Кириенко. Применение электростатического воздействия для управления процессом формообразования эластичных абразивных поверхностей. Инженерия поверхности. Сборник научных статей международной научно-технической конференции. – Брест: издательство БрГТУ.-2007, с. 38-41 15. С.Э. Завистовский, А.С. Кириенко. Особенности получения рабочей поверхности специального гибкого абразивного инструмента на предприятиях витебской области. В материалах 8-й Международной научно-технической конференции «Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материалы, защитные покрытия, сварка», сб. докл. / ред.кол.:А.Ф. Ильющенко [и др.] – Минск, 27-28 мая 2008. 16. Разработка и использование технологии отделочной обработки специальным ленточным абразивным инструментом на предприятиях Витебского региона / Пинчук Ю.М., Кириенко А.С. / Инновационное развитие Придвинского края: сборник научных трудов региональной начно-практической конференции студентов, магистрантов и аспирантов, Новополоцк – Полоцк, 18-19 декабря 2007 года. – Новополоцк: ПГУ, 2007. – с.211 Авторские свидетельства и патенты 17. Патент РБ на полезную модель «Генератор для нанесения дисперсных порошков в электростатическом поле» №5181 от 05 января 2009г. /С.Э. Завистовский, А.С. Кириенко 18. Заявка на полезную модель «Устройство для 3D-печати эластичного шлифовального инструмента с ориентированными зернами абразива» №U20150769 от 06. 07. 2015 г. / А.С. Кириенко, П.Н. Рогов