Во Владимире создадут систему управления литьем деталей для протезов
ВЛАДИМИР, 26 декабря. /ТАСС/. Ученые Владимирского государственного университета (ВлГУ) разрабатывают автоматизированную систему управления процессом литья деталей для протезов, которая позволит предприятиям увеличить выпуск соответствующей продукции в девять раз по сравнению с механической обработкой. При этом система до минимума сокращает литейные дефекты, сообщил ТАСС заведующий лабораториями кафедры "Автоматизация, мехатроника и робототехника" ВлГУ, директор ООО "НПЦ "КЕД" Кирилл Давыдов.
"Проект направлен на разработку автоматизированной системы управления машиной литья под давлением, реализующей технологию литья с кристаллизацией под высоким давлением в условиях двухстороннего сжатия для производства деталей систем протезирования из высокопрочных деформируемых алюминиевых сплавов (В95, Д16). Ключевая особенность системы заключается в управлении процессом опрессовки в реальном времени на основе температурных данных", - пояснил эксперт.
По словам ученого, в процессе работы расплав алюминиевого сплава, перегретый на 120-150 градусов Цельсия выше температуры плавления, заливается в пресс-форму, нагретую примерно до 300 градусов. Далее в течение 20-25 секунд осуществляется опрессовка с давлением до 500 Мпа. "Система термометрирования (термопары в пресс-форме и на ее поверхности) непрерывно фиксирует температурные поля, на основе этих данных система управления адаптивно корректирует давление, скорость перемещения плунжеров и работу гидравлических клапанов", - пояснил Давыдов, отметив, что система позволяет формировать заранее заданные физико-механические свойства изделий и сокращает до минимума литейные дефекты.
Основная область применения разработки ученых - протезно-ортопедическая промышленность, включая: медицинское и спортивное протезирование; протезирование детей и военных ветеранов; производство компонентов для робототехнических и биомеханических систем. "По сравнению с традиционной механической обработкой из цельного проката система дает следующие преимущества: коэффициент использования металла (КИМ) повышается с 60-70% до 90%, что существенно снижает материальные затраты; снижение себестоимости за счет сокращения объема механообработки и отходов; рост производительности - объем выпуска деталей выше примерно в девять раз по сравнению с механообработкой", - пояснил ученый.
Он отметил, что алюминиевые сплавы могут заменить в протезах более дорогие материалы без потери прочностных характеристик. Также, в процессе литья полностью отсутствуют вредные для экологии и персонала операции. "В совокупности это делает процесс технологически проще, дешевле и более воспроизводимым, а детали - более легкими и прочными", - сказал собеседник агентства, отметив, что данная разработка не имеет прямых аналогов ни в России, ни за рубежом.
Сроки реализации проекта
Проект получил грант Фонда содействия инновациям, систему управления литьем деталей для систем протезирования ученые планируют разработать в течение 14 месяцев. На 2028 год намечена отладка, апробация и изготовление опытных партий деталей; на 2029-2030 годы - организация серийного производства и коммерциализация. "Уже есть заинтересованные компании. Получены письма поддержки от ключевых потребителей, а также предусмотрено дальнейшее внедрение технологии и заключение контрактов на поставку комплектующих для систем протезирования", - добавил Давыдов.