Реферат: Технологическая подготовка опытно-промышленного производства композиционных материалов нового поколения

Технологическая подготовка опытно-промышленного производства композиционных материалов нового поколения

1. Классификация (тематическое направление, не более двух)

Нанотехнологии и новые материалы

2. Назначение и область применения

Область применения: Изделия бытового, военного назначения, изделия для химической промышленности (трубы, запорная арматура), ряд ответственных изделий электронной техники (датчики и т.д.) и электроэнергетики (замена изолирующих оболочек обмотки трансформаторов), двигатели внутреннего сгорания (обработка поршней), изделия пищевой промышленности, изделия аэрокосмического комплекса изделия медицинского назначения (имплантируемые конструкции) и др.

Технология предназначена для получения покрытий различного функционального назначения (износостойких, коррозионностойких, электроизоляционных, декоративных, гигиенических, антипригарных, упрочняющих, биоинертных и др.).

Медицина: стоматология и ортопедия. Изготовление имплантатов и протезов.

^ 3. Краткое описание (суть) проекта

Суть проекта заключается в получении принципиально новых высокоэффективных и дешевых композиционных материалов многофункционального назначения.

^ 4. Актуальность и новизна идеи (конкретное инновационное решение)

Одной из острейших проблем для страны в целом является обеспечение требуемых свойств изделий, в том числе и для потенциально опасных производственных объектов, промышленного оборудования и сооружений (изделия для химической промышленности, ряд ответственных изделий электронной техники и электроэнергетики, двигатели внутреннего сгорания, изделия пищевой промышленности, изделия аэрокосмического комплекса, изделия медицинской техники и др.)

Широко используемые в качестве конструкционных материалов титан, цирконий и их сплавы обладают ограниченным комплексом свойств, что не позволяет использовать их для создания перспективных и модернизации существующих изделий, применяемых в различных областях производства, улучшения их эксплуатационных и технических характеристик, увеличения ресурса и повышения надежности применения и эксплуатации.

Введением легирующих добавок и использование специальных покрытий, как правило, приводит к увеличению массы конструкции и удорожанию изделий из-за высокой стоимости используемых добавок, высокой науко- и ресурсоемкости применяемых методов получения композиционных материалов. Кроме того, получаемые композиционные материалы, как правило, узкофункциональны, т.е. строго определенного предназначения. Однако современные условия эксплуатации и применения изделий и механизмов в различных областях производства требуют создания принципиально новых высокоэффективных и дешевых композиционных материалов многофункционального назначения.

^ 5. Научно-техническое описание

В основу технологии положено явление микродуговых разрядов, способствующих образованию на поверхности металлов оксидных слоев, а также других соединений, входящих в состав электролита, придающих поверхностным слоям специальные свойства. Управляя родом тока, частотой, силой тока, напряжением, а также составом электролита можно управлять структурой и свойствами покрытия с целью получения композиционных материалов различного функционального назначения;

^ 6. Предлагаемая к выпуску продукция

Методика технологической подготовки опытно-промышленного производства композиционных материалов нового поколения

^ 7. Существующие аналоги и преимущества перед ними

Недостатки используемых в настоящее время способов решения проблемы: существующие способы обработки – аналоги (анодирование в водных растворах электролитов, в расплавах электролитов) имеют следующие недостатки: малая производительность; опасное производство (требуют наличия специальных мер безопасности), поскольку применяются либо сильные (концентрированные) растворы кислот, либо расплавы солей или щелочей; требуют дорогостоящего оборудования (анодирование в расплавах электролитов).

Преимущества предлагаемого способа: данных способ позволяет формировать на металлах вентильной группы многофункциональные покрытия за достаточно короткое технологическое время за счет высокоэнергетических процессов протекающих на границе раздела металл-электролит. Новые экологически безопасные составы электролита, сочетание различных вольт-амперных характеристик, использование, при необходимости, дополнительной обработки для получения изделий конкретного назначения.

Изделия и материалы, полученные по технологии МДО, обладают повышенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками за счет прочного соединения покрытий с основным металлом, более высокой твердости и износостойкости покрытий, приближающихся к твердости корунда, очень высоких диэлектрических свойств. Это связано с возможностью управления структурой и фазовым составом покрытий технологическими параметрами изготовления;

^ 8. Анализ рынка (потенциальные потребители, география проекта)

Себестоимость покрытия 1 дм2 от 150 руб.

Рынок – разработка технологий и услуги по электрохимической обработке (микродуговое оксидирование, анодирование и т.д.) изделий различного назначения, разработка и продажа участков по электрохимической обработке.

Свойства покрытий, получаемые по разработанным нами технологиям, обладают более высокими свойствами, по сравнению с покрытиями известных конкурентов.

НПФ «Техника и технологии электрохимии»

НПФ «Сана-Тек»

На стадии технического проекта буду проведены детальные маркетинговые исследования состояния рынка в предметной области

^ 9. Защита интеллектуальной собственности (наличие правоохранных и прочих документов)

Вид, название и номер охранного документа

Дата приоритета

Авторы

Правообладатель

Статус документа на дату предоставления информации о проекте

Патент РФ № 2346089 «Способ обработки поверхности металлических дентальных импланттов»

19.02.2007 г.

Митрошин А.Н., Розен А.Е., Казанцев И.А. и др.

Митрошин А.Н., Розен А.Е., Казанцев И.А. и др.

действует

Патент РФ №2194099 "Способ обработки поверхности поликомпозиционных протезов"

10.12.2002 г.

Атрощенко Э.С., Розен А.Е., Ашанин И.А., Митрошин А.Н., И.А. Казанцев и др.

Зарегестрирован договор уступки № РД0011191 на ООО "НПЦ "Титан" от 11.08.2006 г.

действует

Патент РФ № 2238352 «Способ получения покрытий»

20.10.2004 г.

И.А. Казанцев, В.С. Скачков, А.Е. Розен, А.О. Кривенков

Пензенский государственный университет

действует

Патент РФ на изобретение № 2238351 «Способ получения покрытий»

20.10.2004 г.

Э.С. Атрощенко, В.С. Скачков, И.А. Казанцев

Пензенский государственный университет

действует

Патент РФ на изобретение № 2252277 «Способ получения покрытий»

20.05.2005 г.

Э.С. Атрощенко, А.О. Кривенков, И.А. Казанцев, В.С. Скачков

Пензенский государственный университет

действует

^ 10. Информация об участии проекта в конкурсах инновационных проектов, в т.ч. в федеральных (название конкурса, организатор, сроки проведения, результаты участия)

1

Почетная грамота за инновационный проект «Изготовление промышленного образца установки для электрохимической обработки зубных протезов и имплантатов» конкурса «Инновации России».

Конкурс «Инновации России» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «СТАРТ 2006» г. Москва – 2006 г.

2

Диплом I степени Первой областной выставки научно-технического творчества студентов и молодых специалистов «Прогресс 2007» Пенза – 2007 г. за разработку технологии электрохимической обработки поверхностей изделий медицинской техники. Секция «Биотехнология и медицинская техника».

Первая областная выставка научно-технического творчества студентов и молодых специалистов «Прогресс 2007» Пенза – 2007 г.

3

Диплом I степени Первой областной выставки научно-технического творчества студентов и молодых специалистов «Прогресс 2007» г. Пенза – 2007 г. за разработку технологии получения многофункциональных покрытий на металлах вентильной группы технологией микродугового оксидирования. Секция «Материаловедение».

Первая областная выставка научно-технического творчества студентов и молодых специалистов «Прогресс 2007» Пенза – 2007 г.

4

2-е место в конкурсе «Бизнес Инновационных Технологий 2007 – Поволжье» г. Нижний Новгород – 2007 г. за проект «Многофункциональная установка для обработки имплантируемых конструкций».

Конкурс «Бизнес Инновационных Технологий 2007 – Поволжье» г. Нижний Новгород – 2007 г.

5

Диплом XII международного промышленно-экономическом форума «Россия единая» г. Нижний Новгород – 2007 г. за разработку материалы медицинской техники, полученные по технологии микродугового оксидирования (МДО).

XII международный промышленно-экономический форум «Россия единая» г. Нижний Новгород – 2007 г.

6

Диплом Инвестиционного форума Пензенской области 2007 за разработку «Материалы медицинской техники, полученные по технологии микродугового оксидирования (МДО)».

Инвестиционный форум Пензенской области 2007 г. Пенза – 2007 г.

7

Диплом и первое место в конкурсе проектов выставки «Идеи. Изобретения. Инновации» (г. Пенза, 2009 г.) за проект «Технологическая подготовка опытно-промышленного инновационного производства имплантируемых конструкций нового поколения с биосовместимым покрытием, полученным методом микродугового оксидирования»

Выставка «Идеи. Изобретения. Инновации» г. Пенза - 2009 г.

8

Диплом I степени и кубок победителя конкурса проектов III Инвестиционного форума Пензенской области «Новые источники роста экономики регионов» (секция «Инновации и IT-технологии») (г. Пенза, 2009 г.) за проект «Разработка технологии и установки для электрохимической обработки зубных протезов и имплантатов»

III Инвестиционный форум Пензенской области «Новые источники роста экономики регионов» (секция «Инновации и IT-технологии») г. Пенза - 2009 г.

9

Диплом и первое место Регионального молодежного образовательного форума «Светлая поляна 2009 – Территория успеха» за проект «Разработка МДО-оборудования для обработки изделий, применяемых в хирургии»– Пенза, 2009.

Региональный молодежный образовательный форум «Светлая поляна 2009 – Территория успеха» Пенза – 2009 г.

10

Диплом II Российского форума "Российским инновациям - Российский капитал" за разработку «Электрохимическая обработка имплантируемых конструкций. Получение биокомпозитов МДО». Саранск 2009 г.

II Российский форум "Российским инновациям - Российский капитал" Саранск – 2009 г.

11

Диплом выставки Rusnanotech 09 Международного форума по нанотехнологиям 6-8 октября 2009 г. (г. Москва) за разработку «Внедрение инновационный технологий микродуговой обработки для обработки изделий медицинской техники

Выставка Rusnanotech 09 Международного форума по нанотехнологиям 6-8 октября 2009 г. (г. Москва).

^ 11. Состояние проекта

Стадия разработки: в связи с широкой номенклатурой обрабатываемых материалов и типами получаемых композиционных материалов (диэлектрические, коррозионностойкие, биоинертные и пр.) разработки находятся в разных стадиях: НИР, ОТР, ОКР и единичное повторяющееся производство установок для электрохимической обработки.

Имеется следующий научно-технический задел: разработаны технологии и оборудование для получения покрытий.


^ 12. Фотоматериал (3-5 фотографий)

антикоррозионные и износостойкие покрытия



Изделие: Элемент запорной арматуры для химической промышленности

Материал: Алюминиевый сплав АМг

светопоглащающие и электроизоляционные покрытия



Изделие: Панель нагревательного элемента главного зеркала телескопа Т-170

Материал: Алюминиевый сплав АМц

электроизоляционные покрытия



Изделие: Датчик давления ДСЕ-97

Материал: Алюминиевый сплав АМг Циркониевый сплав Э110

защитные и термостабильные покрытия



Изделие: Элементы датчиковой аппаратуры

Материал: Алюминиевые, титановые и циркониевые сплавы

термостабильные покрытия



Изделие: Стабилизатор оперенного бронебойного подкалиберного снаряда

Материал: Алюминиевый сплав АМг

^ ИЗНОСОСТОЙКИЕ И ТЕРМОСТАБИЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ



Изделие: Поршни ДВС

Материал: Алюминиевые сплавы

^ 13. Схема реализации проекта (предстоящие этапы и основные сложности - риски)

Основные этапы:

- разработка технического задания,

- разработка проектно-сметной документации

- разработка технологии

- разработка действующего макета

- разработка бизнес-плана

- подготовка опытно-промышленного производства.

Виды сотрудничества, способы финансирования проекта: привлечение венчурного инвестора; сотрудничество в виде передачи прав на результат интеллектуальной деятельности.

На этапе технического проекта при составлении бизнес-плана будут определены основные риски.

^ 14. Имеющиеся ресурсы для реализации проекта (производственные мощности, сырье, трудовые ресурсы, инвестиционная площадка, инфраструктура)

Имеются лаборатории электрохимической обработки, микроструктурного анализа, исследований механических свойств, лаборатории металлообработки;

^ 15. Необходимые ресурсы для реализации проекта

Наименование статьи затрат

Расшифровка статьи

Сумма, тыс. руб.

Материалы и комплектующие для изготовления макетного образца устройства

Радиоэлектронные комплектующие

Корпус

Химические реактивы

Металл

Дистиллятор

Насос для перекачки кислот

Итого по статье:

500

…

200

100

200

50

100


1050

Затраты на оплату работ сторонних организаций

ООО «НПЦ «Титан», монтажные работы.

600

…

…

…




Итого:

1650

^ 16. Финансовые показатели проекта

Общая стоимость проекта, млн. руб.

Необходимые для привлечения инвестиций, млн. руб.

Срок реализации проекта, мес.

Период окупаемости проекта, мес.

Предполагаемый объем выпуска и реализации, млн. руб./год

Имеющиеся ресурсы для реализации проекта (производственные мощности, сырье, труд. ресурсы и др. )

1,650

1,650

36

На этапе технического проекта при составлении бизнес-плана будет проработан вопрос периода окупаемости проекта

На этапе технического проекта при составлении бизнес-плана будут проработаны вопросы предполагаемого объема выпуска и реализации продукции

Имеются лаборатории электрохимической обработки, микроструктурного анализа, исследований механических свойств, лаборатории металлообработки.

^ 17. Перспективы развития (при получении инвестиций), возможные результаты по этапам реализации проекта

Перспективы развития проекта будут сформулированы по окончанию работ по текущему этапу.

Стадия разработки на завершающем этапе: технический проект

Степень готовности на завершающем этапе: опытный образец

^ 18. Ожидаемый социально-экономический эффект (количество создаваемых рабочих мест, налоговые поступления в бюджеты всех уровней)

На этапе технического проекта при составлении бизнес-плана будут проработаны вопросы ожидаемого социально-экономического эффекта.

^ 19. Команда проекта

19.1. Руководитель проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность)

Розен Андрей Евгеньевич, кафедра «Сварочное производство и материаловедение», зав. кафедрой

^ 19.2. Участники проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность, роль в проекте)

1) Казанцев Игорь Алексеевич, кафедра «Сварочное производство и материаловедение», профессор, разработчик

2) Чугунов Сергей Николаевич, кафедра «Сварочное производство и материаловедение», доцент, разработчик

3) Кривенков Алексей Олегович, кафедра «Сварочное производство и материаловедение», доцент, разработчик

^ 20. Контактная информация

20.1. Название предприятия (организации)

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет»

20.2. Информация о предприятии (сфера деятельности)

Образовательная деятельность, научная деятельность, инновационная деятельность

20.3. Руководитель (Ф.И.О., должность)

Волчихин Владимир Иванович, ректор

20.4. Адрес

440026, г. Пенза, ул. Красная, 40

20.5. Телефон/Факс, электронная почта, web-сайт

(8412) 56-35-11/(8412) 56-51-22, prorektorat@pnzgu.ru, http://www.pnzgu.ru/

21. Дата представления или последнего обновления информации

14.11.2010