В апреле 2020 года стали известны итоги конкурса «У.М.Н.И.К. 2019» (участник молодежного научно-инновационного конкурса) Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.
Эксперты отметили 14 проектов молодых омских ученых, которые получат финансирование. «Коммерческие Вести» продолжают знакомить читателей с авторами наиболее интересных идей.
Впечатление, что все интересные открытия уже в прошлом и сегодня невозможно создать что-то новое, обманчиво. В 2019 году Роспатент выдал более 34 тыс. патентов только на изобретения. Обозреватель еженедельника «Коммерческие Вести» Анастасия ИЛЬЧЕНКО заинтересовалась разработкой победителя конкурса «У.М.Н.И.К.» аспиранта ОмГТУ Ивана ЧЕРНЫХ.
– Иван, вы создаете технологию повышения эффективности режущего инструмента при помощи обработки трением с перемешиванием. Объясните, пожалуйста, суть идеи.
– Это тема моей кандидатской диссертации. Занимаюсь ей около года. Три года назад я начал изучение нового процесса сварки под названием «сварка трением с перемешиванием» и узнал, что при сварке определенных металлов происходит их упрочнение. Мы с научным руководителем решили использовать технологию для упрочнения режущих инструментов, например, ножей для резки металла. Берется металлическая заготовка, специальный инструмент, состоящий из цилиндрического стержня, от которого отходит небольшой конический стержень. В процессе работы на станке инструмент вращается и врезается в заготовку так, что его коническая часть полностью входит внутрь металла. Она нагревает металлическую пластину до температуры, близкой к плавлению. Инструмент, вращаясь, движется вдоль заготовки, в результате меняется структура материала, и зерна, из которых он состоит, становятся значительно меньше. А чем они меньше, тем выше твердость. После обработки металл достаточно быстро остывает: уже через 1-2 минуты его можно держать в руках.
– В чем особенность процесса тренияс перемешиванием?
– Инструмент, который мы используем, воздействует на обрабатываемый материал и силой трения, поскольку вращается, и силой перемешивания, поскольку плюс к этому он движется вдоль заготовки. Грубо говоря, он механически перемешивает структуру материала. Изначально технологию сварки «трением с перемешиванием» в 1991 году запатентовали в Великобритании. Мы просто используем точный перевод исходного термина.
– Заготовка из определенного металла?
– Мы стараемся работать с материалами, которые применяют в промышленности. Это так называемые инструментальные стали. Но разные металлы упрочняются по-разному. Это и намерены изучить. Приобрели заготовки из разных материалов, будем проводить эксперименты и смотреть, какая лучше упрочняется, какая хуже, как можно увеличить твердость и достичь наилучших результатов.
– О вашей работе написали многие омские СМИ. И часто рядом с вашим именем упоминаются завод «Полет» и ракета-носитель «Ангара». Как ваша работа связана с ними?
– Это несколько другой проект. Тот, с которым я победил на конкурсе «У.М.Н.И.К.», связан с инструментом, а второй – со сваркой трением с перемешиванием. Мы работаем над сваркой материалов, используемых в ракетостроительной отрасли. Это алюминиевый сплав марки АМг-6. Он применяется при изготовлении баков ракеты-носителя «Ангара». Специалистов, которые изучают эту технологию, мало в России. В Омске станок для сварки трением с перемешиванием есть в нашем университете и на «Полете». Ее еще называют фрикционной сваркой. Мы стараемся подобрать необходимые режимы и конструкции инструментов, которые позволят получать максимально качественный сварной шов. Результаты работы планируем внедрять на «Полете».
– А коммерциализация разработки, связанной с режущими инструментами, с «Полетом» не связана?
– Чисто теоретически это возможно, потому что там тоже есть станки для металлообработки. Но проект по инструментам мы не делали под «Полет», в отличие от второго, связанного со сваркой. Есть несколько компаний, которые выражали заинтересованность, – и деревообрабатывающие, и металлообрабатывающие предприятия Омской области. Но мы планируем создать универсальный инструмент, который можно использовать не на одном заводе, а вывести на рынок.
– Как он будет выглядеть?
– Для начала будем делать небольшие инструменты: в длину – максимум 500 мм, в ширину – около 60 мм, в высоту – до 10 мм. То есть это будут длинные пластины для станков, рубящих металл, их еще называют гильотинами. В дальнейшем планируем делать и большие инструменты для серьезных станков длиной до двух метров. Но для этого понадобится новая установка. Сейчас в вузовской лаборатории мы можем обрабатывать детали до 600-800 мм.
– 500 тыс. рублей, которые вы в течение двух лет получите в качестве гранта, вам, конечно, не хватит на покупку нужного станка?
– Он стоит намного дороже. Средства пойдут на проведение специализированных исследований, которые мы сами не можем сделать, покупку расходных материалов для подготовки заготовок для анализа. Например, чтобы посмотреть твердость, надо подготовить образец: отшлифовать, отполировать, протравить. На все это нужны расходные материалы. Половину гранта я уже получил и кое-что закупил. На первый год запланировано только проведение исследований, а вообще за два года мы намерены создать технологию, найти оптимальные режимы обработки. Планируем с научным руководителем создать методику подбора режимов обработки, т. е. методические указания, которыми смогут пользоваться все. Технология новая, и существует проблема недостатка информации: какие ставить режимы, какой выбрать материал, инструмент.
– Кто ваш научный руководитель?
– Завкафедрой «Металлорежущие станки и инструменты» Евгений Владимирович ВАСИЛЬЕВ. Он также руководит Центром подготовки высококвалифицированных инженерных кадров для ПО «Полет». Это межкафедральное объединение в ОмГТУ, в его состав входят четыре лаборатории. В одной из них находится установка для сварки, на которой я провожу эксперименты.
– Вы недавно вернулись из командировки. Это как-то связано с вашей научной деятельностью?
– С темой сварки. Я ездил на Всероссийский молодежный космический фестиваль «Космофест Восточный 2020» в Благовещенск. Он проводился Роскосмосом совместно с Амурским государственным университетом. И там в рамках фестиваля проходил конкурс проектов, связанных с космосом. Я представлял связанный с «Ангарой». Вообще стараюсь регулярно принимать участие в конкурсах, в том числе в нашем вузе. И не с целью победить, а чтобы получить навыки выступления, а также обратную связь, ведь на конкурсы часто приезжают эксперты, которые могут оценить проект. Когда был студентом, выиграл конкурс на создание студенческого конструкторского бюро (СКБ) совместно с одногруппниками. Мы как раз изучали процесс сварки.
– Где-то кроме вуза работали?
– Да, уже около полутора лет подрабатываю в ООО «Юнилевер Русь». Я младший специалист производственного отдела на фабрике мороженого. В основном делаю модели, чертежи оборудования. Меня пригласили работать в 2018 году, после того как я занял первое место на всероссийской олимпиаде по моделированию.
– Много мороженого съедаете?
– Сначала много (смеется), сейчас уже поменьше, но все равно люблю его.
– Какие у вас увлечения?
– Люблю слушать музыку, играю на гитаре. Еще есть небольшое хобби – я делаю кольца из титана. Уже изготовил 10-15 штук. У них разные цвета, формы. С одной стороны кольцо может быть синим, с другой – салатовым, золотым, фиолетовым или зеленым. Бывают градиентные цвета. Купил с зарплаты небольшие станочки. Недавно я начал вставлять в кольца полудрагоценные камни. Пока, в основном, делаю для себя, парочку подарил друзьям.
– Как вы добиваетесь изменения цвета металла?
– При помощи нагрева: титан на воздухе при температуре выше 300 градусов окисляется и меняет цвет. После остывания так называемые цвета побежалости сохраняются. Если при этом металл отполирован до состояния зеркала, изделие смотрится очень красиво.
– Вы молодой успешный ученый, было ли у вас желание уехать в экономически более развитыерегионы? Почему вы еще в Омске?
– Здесь я уже добился определенного успеха. Если переехать в другое место, то придется начинать с нуля. В Омске у меня уже определенная база, которую я под себя настроил, а для меня очень важно, чтобы рабочее место соответствовало моим потребностям, привычкам. Плюс здесь семья, друзья, я люблю свой коллектив. А еще я недавно взял ипотеку, так что все…
– Да, это веский аргумент! Спасибо за интересную беседу!
Биография
Иван Константинович ЧЕРНЫХ родился 25 декабря 1995 года в Кировской области. С трех лет живет в Омске. В 2013 году окончил среднюю школу № 4 и поступил в ОмГТУ. В 2017 году получил диплом бакалавра, в 2019-м – магистра и поступил в аспирантуру ОмГТУ на кафедру «Металлорежущие станки и инструменты». С 2016 года работал в ОмГТУ лаборантом, инженером, а в настоящее время – ассистентом на кафедре «Металлорежущие станки и инструменты». С 2018 года работает в ООО «Юнилевер Русь» младшим специалистом производственного отдела фабрики мороженого.
Холост.
