Алтайский Краевой Инновационный Банк Данных
Министерство экономического развития Алтайского края
Управление инновационного развития и кластерной политики 
Алтайский Центр
Кластерного Развития
Инновации

Универсальный портативный плазмотрон для напыления и наплавки порошковых покрытий, сварки, резки и термической обработки материалов

Отношение к критическим технологиям:
Биоинформационные технологии


Контактная информация

ФИО пользователя
Ковалёв Сергей Владимирович


Почтовый адрес
,


ФИО руководителя проекта:
Ковалёв Сергей Владимирович


Аннотация проекта

Оценка потенциального рынка и спроса на продукцию или услуги, планируемые к производству или оказанию в соответствии с инновационным проектом. Данные об объемах производства подобной продукции или подобных услуг в Алтайском крае, России и мире
Результаты работы могут быть использованы в машиностроении при изготовлении и ремонте деталей с износостойкими покрытиями, в котло- и двигателестроении при изготовлении деталей с теплозащитными покрытиями, в судостроении при изготовлении деталей с коррозионностойкими покрытиями, работающими в условиях приморских промышленных зон, на морских и речных судах. Покрытия, стойкие к действию агрессивных сред, могут быть использованы при изготовлении машин и аппаратов химических производств. Применение разработок также возможно в строительстве для коррозионной защиты и декоративной отделки стальных конструкций – трубопроводов, ёмкостей, ферм, мостовых переходов, фасадных панелей. Учитывая вышеизложенное, к потенциальным потребителям следует отнести: - производителей и потребителей продукции химического машиностроения; - производителей дизельных установок; - предприятия, осуществляющие ремонт двигателей внутреннего сгорания; - предприятия, выпускающие и осуществляющие ремонт строительных механизмов; - предприятия станкостроения; - предприятия, выпускающие и осуществляющие ремонт механизмов горнодобывающей промышленности; - предприятия медицинской техники; - предприятия приборостроения; - предприятия машиностроения; - предприятия сельхозмашиностроения; - предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности, - фирмы, выполняющие строительные и отделочные работы. Объем планируемого спроса на универсальные портативные плазматроны для напыления покрытий только на предприятиях Сибирского федерального округа составляет не менее 16 млн. руб. в год. Потенциальными потребителями являются в первую очередь машиностроительные предприятия Алтайского края. Продвижение продукции на потребительский рынок планируется начать с выпуска опытного устройства. Для ускорения продвижения продукции планируется демонстрация возможностей устройства, как на предприятиях потенциальных потребителей, так и на региональных и всероссийских выставках. Учитывая портативность установки, планируется демонстрация в полевых условиях на предприятиях энергетики, жилищно-коммунального хозяйства Алтайского края, Новосибирской и Кемеровских областей. Планируемая невысокая (40 тыс. рублей) цена позволит получить стабильный высокий спрос на установку. Проведение НИОКР в ходе промышленного использования установки позволит проводить усовершенствования и доработки установки. Для оперативного реагирования на результаты эксплуатации установки планируется создание группы сотрудников предприятия, в задачи которой будет входить связь с потребителями продукции и учёт пожеланий потребителей. Грамотная организация рекламной компании, тесная связь с потребителями позволит выпускать к концу реализации проекта 30…35 плазматронов в месяц.


Назначение продукции или услуг в разрезе потребительских свойств
Универсальный портативный плазмотрон для напыления и наплавки порошковых покрытий, сварки, резки и термической обработки материалов. В настоящее время создан опытный образец плазмотрона, имеющий следующие технические характеристики: вес – 8 кг; производительность напыления – 0,5…1,5 кг/ч; производительность наплавки – 0,3…1,2 кг/ч; производительность сварки стали – 0,5…2,5 м/ч; производительность резки стали – 1,5…5,0 м/ч; стоимость – 40000 руб. Дополнительные научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы необходимы для доработки конструкции опытного образца до стадии промышленного внедрения, для чего необходимо исследовать процессы образования плазменного факела и напыляемого или наплавляемого слоя покрытия с точки зрения производительности процесса, выявления новых технологических возможностей предлагаемых схем напыления и наплавки, а также основных показателей качества получаемых покрытий, таких как прочность, твердость и износостойкость, коррозионная стойкость.


Новизна предложения в технологии производства, способах использования
Разрабатываемые технологии и предлагаемое к выпуску устройство соответствуют критерию новизна, позволяют производить сварку, резку и термическую обработку материалов, наносить плазменным напылением или наплавкой покрытия из материалов с заданными свойствами. Важнейшим критерием является доступность выполняемых разработок для широкого круга потребителей, что определяет стремление к разработке портативного универсального оборудования с пониженной, по сравнению с мировыми и российскими аналогами, себестоимостью. Основными преимуществами разрабаты-ваемого плазмотрона являются пониженный вес - 7 кг, стоимость для потребителя 40 000 рублей и повышенная продолжительность непрерывной работы – 30 минут. Проведенный поиск по базам данных патентных ведомств России, Англии, Германии и США на глубину 25 лет показал, что предлагаемая заявителями конструкция устройства в мире неизвестна и обладает признаками патентной чистоты.


Описание области применения планируемой продукции или услуг
Результаты работы могут быть использованы в машиностроении при изготовлении и ремонте деталей с износостойкими покрытиями, в котло- и двигателестроении при изготовлении деталей с теплозащитными покрытиями, в судостроении при изготовлении деталей с коррозионностойкими покрытиями, работающими в условиях приморских промышленных зон, на морских и речных судах. Покрытия, стойкие к действию агрессивных сред, могут быть использованы при изготовлении машин и аппаратов химических производств. Применение разработок также возможно в строительстве для коррозионной защиты и декоративной отделки стальных конструкций – трубопроводов, ёмкостей, ферм, мостовых переходов, фасадных панелей. Учитывая вышеизложенное, к потенциальным потребителям следует отнести: - производителей и потребителей продукции химического машиностроения; - производителей дизельных установок; - предприятия, осуществляющие ремонт двигателей внутреннего сгорания; - предприятия, выпускающие и осуществляющие ремонт строительных механизмов; - предприятия станкостроения; - предприятия, выпускающие и осуществляющие ремонт механизмов горнодобывающей промышленности; - предприятия медицинской техники; - предприятия приборостроения; - предприятия машиностроения; - предприятия сельхозмашиностроения; - предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности, - фирмы, выполняющие строительные и отделочные работы.


Указание конкурентных преимуществ планируемой продукции или услуг
Интенсивное развитие техники приводит к ужесточению требований к качеству механизмов и машин. Для современного производства задачи повышения надежности, долговечности и других показателей качества выпускаемых изделий являются одними из первоочередных. Как показывают научные исследования и накопленный в этой сфере опыт, одним из основных путей решения этих задач является применение при изготовлении деталей машин и элементов металлоконструкций материалов с высокими эксплуатационными свойствами. Как правило, такие материалы достаточно дорогостоящи, поэтому использование их во всем объеме изделия экономически нецелесообразно. Но ввиду того, что большинство эксплуатационных свойств деталей определяются характеристиками поверхностного слоя, перспективным является изготовление деталей с покрытиями, полученными напылением или наплавкой с помощью плазмотрона. Преимущества способа заключаются в том, что механическая прочность детали гарантируется за счет применения одного материала, а специальные свойства поверхности обеспечиваются сплошным или локальным формированием на ней слоев других материалов в виде покрытий. В результате обеспечиваются необходимые эксплуатационные свойства детали, сочетающиеся с экономией дорогостоящих материалов, снижением себестоимости изделий. Кроме того, при нанесении покрытий плазменным напылением, возможно создание специальных свойств покрытия, которыми не обладает исходный материал, но которые оказывают положительное влияние на эксплуатационные характеристики детали. Например, создание покрытия определенной пористости на деталях пар трения улучшает условия смазки и, как следствие, продлевает срок их службы. Возможно создание композиционных покрытий, полученных напылением смеси порошков из различных материалов. Ввиду очевидных преимуществ деталей с наплавленными или напылёнными покрытиями, их изготовление нашло в машиностроении достаточно широкое распространение. Разработаны и используются различного вида износостойкие, коррозионностойкие, тепло, виброзащитные, срабатываемые, декоративные и другие виды покрытий. Нанесение покрытий нашло применение и в ремонтных работах при восстановлении деталей машин, что в современных условиях повышает практическую ценность исследований в данной области. Плазменное напыление представляет собой универсальный метод напыления практически любых известных твёрдых несгораемых материалов на поверхность изделий. Применяется для получения антикоррозионных, износостойких, теплозащитных, срабатываемых, декоративных и других специальных покрытий. В России и Украине разработаны и серийно производятся высокопроизводительные установки плазменного напыления, позволяющие напылять до 4-10 килограммов порошка в час. Это установки плазменного напыления УПУ-3Д, УПУ-8М, УМП-7 и Киев-7. Из всех перечисленных плазматронов УПУ-3Д и УПУ-8М обладают высокой степенью универсальности, так как позволяют использовать в качестве напыляемого материала порошок различных фракций. Анализируя основные харак-теристики плазматронов, можно отметить тенденции увеличения мощности (до 100 кВт) и производительности установок (до 20 кг порошка в час) с одновременным снижением массы, в частности, вследствие перевода процесса образования плазмы с дорогостоящих аргона и азота на другие газы, такие как природный газ и паровоздушная смесь, что считается перспективным направлением. Сложность, высокие массогабаритные показатели (масса установок достигает 1 тонны) и стоимость, необходимость приобретения и хранения баллонов с плазмообразующими газами определяют возможность применения таких установок только в стационарных условиях на крупных машиностроительных предприятиях, что сдерживает применение технологий изготовления деталей с плазменными покрытиями в других отраслях промышленности, на малых предприятиях, а также в полевых условиях. В настоящее время во многих промышленно развитых странах мира разработаны и совершенствуются портативные плазматроны, предназначенные для сварки и резки конструкционных материалов. В России разработаны и серийно выпускаются портативные плазматроны, плазмообразующим газом в которых является водяной пар. При всех своих преимуществах, они не предназначены для напыления покрытий и позволяют работать только в повторно-кратковременном режиме.


Обозначение объема платежеспособного спроса и его географии
Объем планируемого спроса на универсальные портативные плазматроны для применения только на предприятиях Алтайского края составляет не менее 400 штук в год, что составит планируемый масштаб производства 16 млн. рублей в год. Объем планируемого спроса на универсальные портативные плазматроны для напыления покрытий только на предприятиях Сибирского федерального округа составляет не менее 16 млн. руб. в год. Потенциальными потребителями являются в первую очередь машиностроительные предприятия Алтайского края. Продвижение продукции на потребительский рынок планируется начать с выпуска опытного устройства. Для ускорения продвижения продукции планируется демонстрация возможностей устройства, как на предприятиях потенциальных потребителей, так и на региональных и всероссийских выставках. Учитывая портативность установки, планируется демонстрация в полевых условиях на предприятиях энергетики, жилищно-коммунального хозяйства Алтайского края, Новосибирской и Кемеровских областей. Планируемая невысокая (40 тыс. рублей) цена позволит получить стабильный высокий спрос на установку. Проведение НИОКР в ходе промышленного использования установки позволит проводить усовершенствования и доработки установки. Для оперативного реагирования на результаты эксплуатации установки планируется создание группы сотрудников предприятия, в задачи которой будет входить связь с потребителями продукции и учёт пожеланий потребителей. Грамотная организация рекламной компании, тесная связь с потребителями позволит выпускать к концу реализации проекта 30…35 плазматронов в месяц.


Перечень основных публикаций и публичных выступлений, в которых отражены достигнутые результаты научно-исследовательских работ по проекту
1. Федоров В.А. Анализ перспективных технологий нанесения металлопокрытий для защиты стальных конструкций от атмосферной коррозии/ В.А. Федоров, А.А. Стоцкий// Сборник тезисов докладов 6-й городской научно-практической конференции молодых ученых "Молодежь-Барнаулу". Барнаул.- 2004 г.
2. Федоров В.А. Повышение качества плазменного покрытия оптимизацией геомет-рических параметров зоны плазмообразования/ В.А. Федоров, А.В. Ксюнин// Сборник тезисов докладов международной научно-технической конференции "Современные технологические системы в машиностроении" - Барнаул: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та им. И.И.Ползунова, 2006. – С.140-143.
3. Федоров В.А. Пути повышения продолжительности цикла непрерывной работы портативных устройств для плазменного напыления/ В.А. Федоров, А.Ф. Щанина// Сборник тезисов докладов международной научно-технической конференции "Современные технологические системы в машиностроении" - Барнаул: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та им. И.И.Ползунова, 2006. – С.145.
4. Федоров В.А. Конструктивные особенности современных портативных устройств для напыления плазменных покрытий/ В.А. Федоров, М.А. Черданцева// Сборник тезисов докладов международной научно-технической конференции "Современные технологические системы в машиностроении" - Барнаул: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та им. И.И.Ползунова, 2006. – С.143-144.
5. Фёдоров В.А. Износостойкие покрытия в инструментальном производстве/ В.А. Фёдоров, А.В. Святкина, И.В. Шишкин// 5-я Всероссийская научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Наука и молодежь". Секция «Технологии и оборудование автоматизированных производств». Подсекция «Технология машиностроения». / Алт.гос.техн.ун-т им. И.И.Ползунова. – Барнаул: изд-во АлтГТУ, 2008.


Текущая стадия разработки проекта
Имеется бизнес-план


Форма защиты интеллектуальной собственности
Получены патенты, свидетельства


Информация об охранных документах

-

Финансовые показатели Проекта

Общая стоимость проекта (тыс. рублей)
-


Фактически профинансировано (тыс. руб.)
Всего Капитальные вложения НИОКР Прочие расходы
Федеральный бюджет 1150 0 1150 0
Краевой бюджет 0 0 0 0
Местный бюджет 0 0 0 0
Собственные бюджет 50 0 0 50
Привлеченные средства 0 0 0 0

Перечень работ, необходимых для доведения проекта до стадии коммерческого использования
Направление расходов Содержание Стоимость (тыс. руб.)
Капитальные вложения
Всего, в том числе 0
НИОКР
Всего, в том числе 0
Прочие расходы
Всего, в том числе 0
ИТОГО: 0

Срок реализации Проекта (месяцев)
26


Срок окупаемости инвестиций (месяцев)
30


Формы сотрудничества

- Финансовые ресурсы
- Совместные исследования и разработки
- Привлечение потенциальных потребителей


Потенциальный промышленный партнер:
ООО "Сибирь-Технология-Сервис" (г. Барнаул) официальный представитель ЗАО "УРАЛТЕРМОСВАР" (г. Екатеринбург)


Информация о прохождении экспертиз

Вид экспертизы Организация, проводившая экспертизу Дата проведения экспертизы
Государственная нет
Экологическая нет
Кредитная нет
Независимая нет

Ключевые слова

-


Графические, презентационные, текстовые и иные материалы к проекту

-