Проект «Инноваторы» выходит при поддержке ООО «Омсктехуглерод», высокотехнологичного предприятия, имеющего свой научно-технический центр и понимающего важность продвижения молодых ученых, исследователей и разработчиков.
Фонд содействия инновациям в рамках федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства» реализует программу «Студенческий стартап». По итогам 2024 года 2 тысячи студентов российских вузов стали ее победителями и получили по 1 млн рублей на воплощение в жизнь своих бизнес– проектов. Студентка 4-го курса бакалавриата Омского государственного технического университета Евгения АРХИПЕНКО стала победителем конкурса. Она представила жюри разработку прибора активного контроля отклонений наружных размеров полимерных изделий, получаемых путем экструзии. Как действует прибор, сколько средств поможет сэкономить и когда появится на свет первый образец, изобретательницу расспросила обозреватель «Коммерческих Вестей» Анастасия ИЛЬЧЕНКО.
– Евгения, в чем смысл разработки?
– Экструзия – метод непрерывного выдавливания разогретого материала через специальные формы под воздействием высокой температуры. Технология экструзии позволяет получать самые разнообразные погонажные изделия. Мы работаем над темой контроля их качества. Самый наглядный пример и текущая наша задача – ПВХ-профили, используемые для изготовления пластиковых окон. Однако в процессе производства возможны дефекты, поскольку настройки экструзионной линии изменяются со временем. Например, повышение или понижение температуры и давления приводят к дефектам. В таких случаях специалист должен настроить линию. В большинстве случаев дефекты происходят в ночное время в основном из-за человеческого фактора, когда специалист устал и не может осуществить оперативное вмешательство в производственный процесс. Чаще всего дефекты замечают только в момент сбора оконной рамы, когда профили не сходятся между собой или имеют деформацию. Если окна собраны из дефектных профилей, то в дальнейшем будут такие проблемы, как промерзание, сквозняки, трещины и щели. Наше устройство позволяет в режиме реального времени контролировать качество выпускаемого ПВХ-профиля, выявлять появление брака и оперативно информировать об этом, предотвращая дальнейшие производственные ошибки.
– Что представляет собой прибор?
– Он включает в себя вращающуюся каретку, триангуляционный датчик, измеряющий геометрию, и элементы крепления к оборудованию. Во время работы датчик вращается вокруг профиля, сканируя его поверхность и определяя наличие возможных дефектов. Местоположение установки устройства пока остается открытым вопросом, поскольку на производственных линиях ПВХ-профиля наблюдаются значительные вибрационные нагрузки. Это осложняет выбор места монтажа, ведь крайне важно минимизировать воздействие вибрации на точность показаний прибора. Команда активно работает над выбором оптимального решения данной задачи.
– Что происходит, когда прибор выявляет погрешности у профилей?
– Профили различаются по конфигурациям, потому каждая производственная линия настраивается индивидуально под заданные параметры. Соответственно, наш прибор будет автоматически сверять продукцию с эталонными характеристиками, заранее установленными для конкретного типа профиля. При выявлении отклонений система немедленно подает звуковой сигнал. В перспективе планируется усовершенствовать технологию, позволив устройству самостоятельно регулировать работу линии без вмешательства операторов. Такой подход поможет избежать выпуска значительного объема брака, который образуется, пока сотрудник осматривает оборудование и устраняет неполадки.
– Как появилась идея создания прибора? Что-то подобное уже существует?
– В студенческое конструкторское бюро «Микрон» обратился директор омского завода по изготовлению ПВХ-профилей и рассказал о проблемах, возникающих на производстве. Наша команда взялась за разработку прибора, который может их устранить. Чтобы вникнуть в процесс, мы посетили завод, уточнили задачи и сделали соответствующие замеры. После создания прибора планируется осуществлять производственные испытания на данном заводе.
Некоторые предприятия уже оснащены системами геометрического контроля, которые мониторят параметры продукции путем выборочного сканирования небольшого отрезанного образца. Наше решение предлагает принципиально иной подход – круговое сканирование, позволяющее выявить даже мельчайшие скрытые дефекты. Такая технология подходит для анализа любых сложных форм, включая алюминиевые и металлические профили, и обеспечивает значительно более высокий уровень точности контроля качества.
– Из каких деталей состоит прибор?
– Из вращающейся каретки, через которую проходит профиль, двух датчиков – триангуляционного и датчика определения угла поворота и сенсорного экрана, на котором в режиме реального времени показаны развертка профиля и отклонения от эталонного значения. Для опытного образца будущего прибора детали печатаются на 3D-принтере. Необходимые комплектующие закупаются на специализированных торговых площадках.
– Какие у него габариты?
– Поскольку он будет контролировать профили разной конфигурации, то должен измерять значительный диапазон размеров. Диаметр проходного отверстия для ПВХ-профиля будет составлять от 20 до 30 см. Далее имеется конструкция для крепления прибора к оборудованию и сенсорный экран 7 дюймов.
– Какова себестоимость прибора?
– На данный момент сложно оценить себестоимость прибора, но по приблизительным расчетам – около 250 тыс. рублей. По данным омского завода по производству ПВХ-профилей всего брака в России образуется около 20 тысяч тонн. Если предположить, что можно сократить брак на 18%, то получится около 1–1,5 млн рублей экономии в год на одну линию, т.е. на один прибор. На омском производстве работает восемь экструзионных линий, и из каждой сплошным потоком идет ПВХ-профиль.
– На какой стадии сейчас работа? Чем планируете заниматься дальше?
– На данный момент мы разрабатываем коммерческий образец. До этого у нас существовал только опытный, с помощью которого мы демонстрировали технологию работы прибора на конкурсе. Сейчас команда занята разработкой программного обеспечения и механизма крепления. Согласно условиям конкурса «Студенческий стартап», в течение года необходимо сделать опытный образец и провести производственные испытания.
– Сколько человек входят в вашу команду?
– Она состоит из троих специалистов: моего научного руководителя – руководителя студенческого конструкторского бюро «Микрон», доцента кафедры «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология» ОмГТУ, кандидата технических наук Александра Васильевича ТИГНИБИДИНА, выпускника ОмГТУ Максима РУХЛОВА и меня.
– Расскажите, как проходил конкурс студенческих стартапов.
– Все желающие представить свою разработку подают заявки. Если ее одобрят, необходимо выступить с докладом перед комиссией. Далее жюри выбирает проекты, которые получат финансирование. После моего выступления жюри уточнило, где еще можно будет использовать данный прибор – на каких рынках он сможет иметь популярность. У производства профилей ПВХ достаточно большой рынок, особенно в Китае, где в рамках одной компании работает до нескольких сотен линий.
– Хорошая мечта – продавать свои изобретения в Китай! Расскажите немного о себе.
– Учусь на 4-м курсе ОмГТУ на факультете транспорта, нефти и газа по специальности «Стандартизация и метрология». В этом году заканчиваю обучение.
– Чем увлекаетесь вне научной деятельности?
– Очень люблю путешествовать. За время обучения в ОмГТУ я побывала во многих городах России, например в Новосибирске, Казани, Барнауле, Москве, Владивостоке, Воронеже. Также представляла проект на международном конкурсе в Кыргызстане. Кроме того, я увлекаюсь рисованием картин по номерам, вышивкой ковров и чтением художественной литературы.
Биография
Евгения Сергеевна АРХИПЕНКО
Студентка Омского государственного технического университета
Евгения АРХИПЕНКО родилась 11 ноября 2003 года в Омске. В 2021 году окончила среднюю школу № 109 и поступила в Омский государственный технический университет на факультет транспорта, нефти и газа по специальности «Стандартизация и метрология». В 2024 году стала победителем программы «Студенческий стартап» Фонда содействия инновациям в рамках федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства».
Фото © Максим КАРМАЕВ
