| Название НИОКТР |
Синтез импортозамещающих технологий производства магнитопроводов на базе перспективных электротехнических сталей и композиционных магнитомягких материалов для электрических машин (приводов) промышленных роботов и металлообрабатывающих станков
|
| Аннотация |
Система основополагающих взглядов на формирование научно-технической политики государства определена в федеральных проектах "Развитие производства станкоинструментальной промышленности" и "Наука и кадры для производства средств производства и автоматизации», входящих в состав национального проекта по обеспечению технологического лидерства
«Средства производства и автоматизации"" Данный проект направлен на обеспечение технологической независимости (технологическое лидерство) в области производства высокотехнологичных станков и повышение уровня промышленной роботизации, в том числе создание новых, более совершенных, образцов высокотехнологичных станков и комплектующих, разработки новых технологий и материалов, используемых в машиностроении. Ключевым элементом современных станков и обрабатывающих комплексов является электропривод, технические и эксплуатационные характеристики которого определяют массогабаритные, энергетические и экономические показатели всего технологического процесса. При этом отечественный и мировой опыт электромашиностроения показывает, что существенные резервы улучшения функциональных параметров электрических двигателей заложены в повышении магнитных характеристик и энергоэффективности конструкционных материалов магнитопроводов. Особенно актуальным это становится в высокочастотных электроприводах, где нагрев традиционных листовых шихтованных магнитопроводов повышается и не обеспечивает требуемого КПД для эффективной работы. Кроме того, стоимость специальных динамных сталей и трудоемкость изготовления таких электрических машин при классической конструкции существенно снижают рентабельность их производства. Таким образом, необходимо разработать и исследовать качественно новые магнитомягкие материалы, отвечающих современным требованиям энергетической эффективности и технологичности использования для широкого круга типоразмеров электродвигателей. Для решения поставленных задач, необходимо наладить серийный выпуск отечественных электроприводов (электродвигателей) с улучшенными энергетическими и экономическими характеристиками, используя перспективные интеллектуальные техно-логии производства, включая аддитивные. Новые материалы и технологии позволят, помимо всего прочего, сократить затраты на производство и сроки изготовления необходимых типоразмеров электрических машин и компонентов, сдерживающие развитие автономных транспортных и робототехнических комплексов. Актуальность проекта подтверждена запросом и согласованным техническим заданием Квалифицированного заказчика - АО "НПО "Андроидная техника" - одного из ведущих производителей электродвигателей и комплектующих для робототехнических систем и с 2025 года входящего в АО «Корпорация Роботов», развивающего направление робототехники в структуре Группы компаний «Элемент» - крупнейшей российской корпорации по разработке компонентной базы для сложных промышленных систем во всех ключевых отраслях: от медицины, нефтегазового сектора и электроэнергетики до машиностроения, промышленной робототехники, судо-, авиастроения и автопрома.Прямых аналогов предлагаемого решения в Российских и иностранных источниках не выявлено. Промышленно освоенные технологии отсутствуют. В проекте будут сформированы предложения по разработке нового класса магнитных материалов для перспективных электрических двигателей с улучшенными техническими характеристиками. По сравнению с существующими образцами прогнозируется*: - увеличение кпд и удельной мощности электродвигателей; - снижение массогабаритных показателей; - снижение тепловых потерь; - снижение материалоемкости производства. *Характеристики подлежат уточнению в ходе реализации проекта. Новые материалы и технологии позволят, помимо всего прочего, сократить затраты на производство и сроки изготовления отечественных электрических машин и компонентов, сдерживающие развитие обрабатывающих и робототехнических комплексов. Таким образом, разработка отечественных композиционных магнитомягких материалов нового поколения и технологий их изготовления для магнитопроводов перспективных энергоэффективных электроприводов является значимой задачей обеспечения промышленной безопасности и технологического суверенитета России
Цель работы — Дизайн и синтез композиционных магнитомягких материалов и разработка технологическиx основ изготовления магнитопроводов для перспективных электродвигателей приводов промышленных роботов и металлообрабатывающих станков.
Задачи работы:
1. Анализ предъявляемых требований к современным электроприводам промышленных робототехнических комплексов и металлообрабатывающих станков нового поколения.
2. Формирование и систематизация комплекса технических характеристик и технологических требований к известным и новым композиционным материалам.
.3. Формирование подходов и математических моделей к дизайну, синтезу и технологиям получения композиционных магнитомягких материалов.
4. Описание эффективных технологических схем производства композиционных материалов для их применения в электромашиностроении.
5. Опытно-промышленное получение композиционных магнитомягких материалов с заданными свойствами
6. Внедрение результатов ПНИ и определение экономической эффективности.
Краткое описание разработки: Прикладной результат исследований направлен на выбор оптимальной структуры дисперснонаполненных и слоистых композиционных материалов (дизайн материала), физико-химических свойств их компонентов и связующих (синтез материала), разработку эффективных технологических схем их промышленного производства для широкого применения в отечественном электромашиностроении.
Исходные данные для проведения ПНИ:
- механические, электрические характеристики и типоразмеры электродвигателей для промышленных роботов и металлообрабатывающих станков;
- номенклатура листовых магнитомягких материалов (динамных сталей), используемых в магнитопроводах отечественного и зарубежного производства;
- промышленные стандарты и требования, предъявляемые к свойствам и технологиям производства магнитомягких материалов разных агрегатных состояний.
Планируемые результаты: 1. Исследование (формализация) требований к современным электроприводам беспилотных промышленных роботов и металлообрабатывающих станков. 2. Формирование технических характеристик и технологических требований к новым композиционным материалам. 3. Результаты патентных исследований по тематике разработки и испытания композиционных магнитомягких материалов. 4. Формирование подходов к синтезу и производству композиционных магнитомягких материалов. 5. Математические модели и программные продукты для достижения требуемого уровня специальных свойств композиционных магнитомягких материалов нового поколения, учитывающие их микро- и макроструктуру. 6. Описание технологических схем производства композиционных материалов для их применения в электромашиностроении. 7. Создание опытно-промышленного центра для цифрового дизайна и синтеза композиционных магнитомягких материалов. 8. Опытно-промышленное получение композиционных магнитомягких материалов с заданными свойствами. Изготовление и испытания макетных образцов. Возможная практическая значимость: Для решения поставленных задач и подготовки к серийному выпуску отечественных электроприводов (электродвигателей) с улучшенными энергетическими и экономическими характеристиками, необходима разработка перспективных интеллектуальных технологий производства магнитомягких материалов магнитопроводов, включая аддитивные.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
149999.899
|
| Дата начала |
2025-09-01
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
075-03-2025-402/4
|
| Дата контракта |
2025-11-01
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
621.318.1
|
| Количество просмотров |
9
|
| Руководитель работы |
Чукин Михаил Витальевич
|
| Руководитель организации |
Терентьев Дмитрий Вячеславович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА"
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности
|
| Основание НИОКТР |
Государственное задание
|
| Последний статус |
2025-11-12 19:59:24 UTC, 2025-11-12 19:59:24 UTC
|
| ОКПД |
Электродвигатели переменного и постоянного тока универсальные мощностью более 37,5 Вт
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
электропривод; материаловедение; математическая модель; конструкция электродвигателя; электротехническая сталь; технологии обработки материалов; магнитомягкий композит; магнитопровод
|
| 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 |
45.29.02 - Общие проблемы; 45.09.29 - Магнитные материалы
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Материаловедение; Электротехника и электроника; 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': 'DDU5GW0RFTT4JQ28OJ38WJTH'}, {'id': 'KPHC6861EDBN6GGH2F9EPPZ7'}]}
|
