Проблема импортозамещения повысила интерес российских предприятий к разработкам ученых СО РАН, в частности к лазерно-плазменной технологии, позволяющей на порядок повысить качественные характеристики рабочих поверхностей различных материалов. За счет специальной обработки поверхности достигается многократное повышение прочности, твердости, ресурса, а также создаются новые полезные свойства.
Лазерно-плазменные технологии — это одно из направлений деятельности Института лазерной физики СО РАН, тесно связанное с промышленностью, импортозамещением. Именно поэтому институт решил представить эту технологию на форуме «Технопром-2022».
— Проблема импортозамещения сейчас очень актуальна, в частности, в сфере обработки различных материалов, — рассказывает и. о. директора института Илдар Шайхисламов. — Самый простой пример — резцы, поверхности всех изделий, испытывающих большие нагрузки. Но эта продукция сейчас, к сожалению, импортная. К нам обращаются российские компании, использующие технологии обработки поверхности материалов для улучшения их свойств.
Технология ИЛФ СО РАН уникальна, в ней применяется импульсно-периодичный лазер. Объясним подробнее.
— Есть разные методы обработки поверхностей: плазменные, лазерные, с помощью электрического разряда. Но наша специфика в том, что мы применяем импульсно-периодичный лазер, который облучает поверхность не непрерывно, а отдельными повторяющимися пиками. И это кардинально меняет характер взаимодействия с обрабатываемой поверхностью. Лазеры такого типа никто не применяет, они были разработаны именно здесь, в Академгородке, — подчеркивает Илдар Шайхисламов.
Лазерно-плазменная технология позволяет упрочнять поверхности обрабатываемых материалов, модифицировать их, наносить пленки, придающие материалу новые свойства. Сейчас эта технология востребована во многих областях.
В беседе с корреспондентом «Советской Сибири» заведующий лабораторией ИЛФ СО РАН Геннадий Грачев и главный конструктор отдела лазерной плазмы ИЛФ СО РАН Александр Смирнов пояснили, что лазерно-плазменная технология может применяться в производстве автомобилей, тракторов, строительной техники для обработки цилиндров двигателей, элементов трансмиссии и подвески, гидравлических систем. В железнодорожном транспорте — для обработки двигателей, деталей локомотивов и вагонов, рельсов. В судостроении — деталей двигателей, трансмиссии, корпуса. В авиастроении — деталей двигателей, турбин, компрессоров, элементов обшивки. А также во многих других направлениях промышленности: химическом машиностроении, производстве режущего и штамповочного инструмента, изготовлении насосов, компрессоров, труб для добычи и транспорта нефти и газа и так далее. Эти технологии нужно внедрять, в них остро нуждаются многие производственные отрасли страны, вот почему лазерно-плазменные технологии обработки материалов будут представлены на форуме «Технопром-2022».
— Сейчас у нас идут переговоры с предприятием Газпрома, которое хочет применить нашу технологию для своих устройств из-за проблемы импортозамещения, — рассказывает директор института. — Важен факт, что предприятие хочет не просто заменить западные технологии на российские, а сразу выйти на новый уровень качества своей продукции, на опережение. А мы как раз и предлагаем технологии, которые лучше мировых аналогов.
Отметим, что созданная в институте лазерноплазменная установка для 3D-аддитивных технологий ЛПТУ-5МФ была разработана с учетом задач промышленного производства, для масштабирования преимуществ технологии.
— Это, по сути, прототип установки, которую можно поставлять на заводы, — поясняет Илдар Шайхисламов.
ЛПТУ-5МФ обеспечивает трехкратное увеличение производительности, дает возможность дополнительного применения лазерно-плазменной модификации поверхности деталей и синтеза сверхтвердых нанокомпозитных покрытий. Саму установку, конечно, на выставку форума «Технопром-2022» не повезут, но зато представят образцы обработанных материалов.
— Существующие лазерные технологии в полной мере не решают всех проблем. А лазерно-плазменные технологии позволяют на порядок, с точки зрения упрочнения быстро изнашиваемых деталей и узлов, повысить их работоспособность, устойчивость, — напоминает научный руководитель института, академик
РАН Сергей Багаев.
Наш собеседник отмечает, что Институт лазерной физики СО РАН работает по нескольким крупным направлениям. Например, разрабатывает оптические часы, позволяющие измерять время с очень большой точностью, они необходимы для работы системы ГЛОНАСС. Эти приборы разрабатываются и для космического базирования (на борту космических аппаратов).
Сегодня актуальны также исследования процессов, протекающих в околоземном космическом пространстве, и новое астрофизическое направление, связанное с экзопланетами. В институте есть крупный лазерно-плазменный стенд КИ-1, на котором моделируют плазменные процессы для «Росатома» с целью изучения околоземного пространства. Также эта установка участвует в исследовательской работе Национального центра физики и математики в Сарове.
Институт лазерной физики СО РАН занимается и разработкой устройств для медицины: здесь создаются установки для раскройки протезов из биотканей. Направлений работы много, но ученые института решили, что для представления на «Технопроме-2022» сегодня важны именно лазерно-плазменные технологии обработки и модификации материалов.
