В Томске группа исследователей из Института сильноточной электроники СО РАН объединила усилия с экспертами компании «Пучково-плазменные технологии». Совместная работа двух лабораторий — плазменной эмиссионной электроники и пучково-плазменной инженерии поверхности — позволила создать высокотехнологичную установку нового поколения под названием «Комплекс». Устройство реализует целый спектр задач по обработке поверхностей изделий в едином вакуумном процессе, что существенно увеличивает производительность и открывает новые горизонты для российского рынка наукоемкого оборудования.
Комплексный подход к инновационным технологиям обработки поверхностей
Главное преимущество «Комплекса» — его многофункциональность. На одном оборудовании реализованы сразу несколько функций, ранее требовавших различных отдельных установок. Комплекс воздействует на поверхность изделий с помощью новейших пучково-плазменных методов, что позволяет не просто изменять внешний слой, но и кардинально улучшать ключевые свойства материалов. Уже сегодня промышленники, специализирующиеся на производстве инструментов и штампов, заинтересованы во внедрении этих технологий, поскольку испытания показали увеличение ресурса изделий в разы — от трех до шестидесяти раз.
Пучково-плазменные решения и вклад Николая Коваля
Доктор технических наук Николай Николаевич Коваль, руководитель проекта и ведущий научный сотрудник лаборатории плазменной эмиссионной электроники ИСЭ СО РАН, подчеркивает роль аддитивных технологий, лежащих в основе «Комплекса». Возможность гибко управлять формированием поверхностных характеристик детали — будь то прочность, твердость или коррозионная стойкость — особенно актуальна для высокотехнологичных отраслей. По его словам, около 70–80% эксплуатационных качеств детали определяется состоянием именно поверхностного слоя.
В процессе обработки применяется уникальное сочетание источников газовой и металлической плазмы. Электродуговое осаждение соединений — таких как нитриды, оксиды, карбиды — помогает формировать многослойные структуры вплоть до нанотехнологического уровня. Дополнительное использование манипулятора дает возможность параллельно работать сразу с несколькими объектами, что увеличивает эффективность и снижает издержки.
Продвинутые методы и новые возможности Комплекса
Важным этапом после напыления является электронно-пучковое перемешивание поверхностного слоя с подложкой, что предотвращает его отслоение и повышает адгезию. Владимир Викторович Денисов, заведующий лабораторией пучково-плазменной инженерии поверхности ИСЭ СО РАН и директор «Пучково-плазменные технологии», отмечает, что возможности Комплекса этим не ограничиваются. Установка позволяет производить диффузионное насыщение поверхности изделия необходимыми элементами (азот, углерод и др.), а также проводить поверхностную закалку и дробление структуры материала методами импульсного электронного пучка.
Такая широкая функциональность «Комплекса» открывает двери для его использования в самых разных сферах — от разработки медицинских инструментов и авиационных компонентов до изготовления особо прочных деталей для машиностроения.
Инновационное сотрудничество и дальнейшее развитие
По мнению Николая Коваля, залог успеха современной установки — в тесной кооперации с малым инновационным предприятием, лично занимавшимся созданием систем электропитания и управления процессами. Такой синтез научных достижений и предпринимательских компетенций стал отличительной чертой проекта, что ускорило его путь от концепта до действующего оборудования.
На сегодняшний день главная стратегическая задача команды — тщательная отладка технологических режимов «Комплекса» и продвижение установки на рынок высокотехнологичных решений. Уже сейчас интерес к уникальной разработке проявляют промышленные партнеры и исследовательские институты, что обещает быстрый переход к масштабному внедрению.
УНИКУУМ как символ технологического прорыва
Установка «Комплекс», известная также как «УНИКУУМ», официально внесена в реестр уникальных научных приборов Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Реализация этого проекта стала возможной благодаря грантовой поддержке российских научных фондов и усилиям сплоченной команды, нацеленной на прорывные инновации. На фотографии представлен Николай Николаевич Коваль вместе с Владимиром Викторовичем Денисовым на фоне уникальной установки, воплощения потенциала отечественной науки и инженерной мысли.
Создание и внедрение «Комплекса» служит ярким примером того, как синергия знаний, опыта и современных технологий может приводить к качественному скачку в сфере обработки материалов и проектирования покрытий нового поколения.
Источник: scientificrussia.ru
