| Название НИОКТР |
Разработка автоматизированной установки трехмерной печати леской из непрерывного углеродного волокна и термопластичного высокотемпературного связующего для изготовления элементов бортовой аппаратуры
|
| Аннотация |
Промышленность Российской Федерации сталкивается с рядом проблем, включая зависимость от импортного оборудования, высокую стоимость и длительные сроки производства сложных, наукоемких деталей, требующих постоянного повышения прочности, термостойкости при снижении массы конечного изделия.
В процессе исследования к разработке предлагается установка для трехмерной печати непрерывным углеродным волокном (Continuous Carbon Fiber, CCF) в сочетании с подачей термопластичного высокотемпературного связующего. Данное техническое решение является инновационным, поскольку позволяет ускорить разработку и производство армированных высокопрочных термостойких изделий.
Разрабатываемая автоматизированная установка трехмерной печати леской из непрерывного углеродного волокна и термопластичного высокотемпературного связующего занимает роль крайне перспективного автоматизированного комплекса в области станкоинструментальной промышленности, который решает проблему изготовления элементов бортовой аппаратуры ракетно-космической техники, элементов конструкции самолетов и космических аппаратов, компонентов насосов, трубопроводов, деталей оборудования для бурения и добычи нефти и газа. Разрабатываемая установка позволяет изготавливать изделия сложной формы, эксплуатируемые в экстремальных условиях при повышенных температурах. Направленная укладка непрерывно армированных филаментов при печати изделий позволяет максимально эффективно реализовывать прочностные характеристики высокопрочных углеродных волокон и материалов на их основе.
Изготовление ключевых стратегических устройств и изделий должно производиться строго на отечественном оборудовании с целью сохранения технологического суверенитета. Проект будет способствовать укреплению независимости государства от импорта в станкостроительной промышленности и при производстве изделий из полимерных композиционных материалов.
В настоящий момент трехмерная печать с непрерывным углеродным волокном проводится с использованием филаментов на основе реактопластичных матриц (например, эпоксидных). При таком виде печати тонкий (0,3-0,5 мм) углеплатиковый стержень (филамент) на основе эпоксидной матрицы подается вместе с термопластичным материалом через печатающую головку принтера. При этом формируется гетерогенный материал, состоящий из разнородных материалов (термопласта и реактопласта с различной химической структурой). Подобные композитные материалы как правило обладают не высокими механическими характеристиками в направлении перпендикулярном направлению печати, обладают слабой трещиностойкость, а их термические свойства лимитируются термостойкостью эпоксидной матрицы и значительно (в разы) уступают возможности долгосрочной эксплуатации при повышенных температурах инженерных пластиков (PEEK, PPS).
Температура печати имеющихся принтеров не достигают требуемых 450°C для скоростной печати высокотемпературными полимерами PEEK, PSU с непрерывным армированием углеродным волокном. Область печати данных принтеров недостаточно габаритная для создания крупномасштабных элементов бортовой аппаратуры ракет и авиации.
Планируется разработка автоматизированной установки трехмерной печати с возможностью печати филаментами на основе термопластичных непрерывно армированных материалов. Применение данного оборудования позволит получать изделия сложной формы на основе традиционных микрогетерогенных композиционных материалов с высокой прочностью, высокой трещиностойкостью и высокими термическими свойствами.
Инфраструктурное обеспечение Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им.Н.Э.Баумана позволяет при направленной модернизации имеющегося оборудования изготовить углеродную нить пропитанную требуемым высокотемпературным термопластичным связующим. Данное решение позволяет упростить конструкцию экструдера, повысить надежность конструкции установки печати, а также увеличить скорость и стабильность печати.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
144000.29
|
| Дата начала |
2025-09-01
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
075-03-2025-701/15
|
| Дата контракта |
2025-11-12
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
621.315.616.95/.96; 621.315.616.97; 621.315.616-419
|
| Количество просмотров |
5
|
| Руководитель работы |
Федоров Семен Юрьевич
|
| Руководитель организации |
Бражник Валерия Владимировна
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.Э. БАУМАНА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)"
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности
|
| Основание НИОКТР |
Государственное задание
|
| Последний статус |
2025-11-28 09:12:33 UTC, 2025-11-28 09:12:33 UTC
|
| ОКПД |
Услуги (работы), связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области технических наук и в области технологий, прочие, не включенные в другие группировки, кроме биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
аддитивные технологии; композиционный материал; 3D-печать; печатающая головка; экструдер; непрерывное армирование; слайсер; крупногабаритная печать; высокотемпературное связующее; термопласты
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
55.09.43 - Композиционные материалы; 59.13.17 - Технология и оборудование для обработки комбинированных и вспомогательных приборостроительных материалов; 55.39.33 - Полимерное машиностроение; 55.30.09 - Специальные материалы; 47.09.53 - Композиционные материалы для радиоэлектроники
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Механическая инженерия; Композитные материалы (включая ламинаты, армированные пластмассы, металлокерамику, комбинированные ткани из натуральных и синтетических волокон; наполненные композиты)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'GY5L32AGDEH5SD0BV1R0OE8D'}, {'id': 'CSRRWQEU8L3ULKSRM1URQ459'}]}
|
