15.02.2019

Высыпающийся элемент

PIM-технология получила своё развитие ещё в 90-е годы прошлого века: она объединяет в себе порошковую металлургию и литьё пластмасс под давлением. На ПО «Старт» в рамках опытного производства в сентябре прошлого года была изготовлена первая крупная партия, которая прошла качественную проверку и получила одобрение заказчика. Работу по созданию передового производства, которая велась на предприятии с 2012 года, можно считать успешной.

Во всём мире около 70% изделий из металла и керамики изготавливается именно по PIM-технологии, а годовой объём продаж таких изделий превышает четыре миллиарда долларов. Однако для России это новое производство, и освоили его всего несколько предприятий.

Как уже было сказано, PIM-технология объединяет в себе порошковую металлургию и литьё пластмасс под давлением. Сырьём для производства является смесь металлического либо керамического порошка с полимерным связующим. Гранулы загружаются в термопластавтомат, после чего под большим давлением происходит впрыск расплавленной смеси в пресс-форму. Получившаяся «зелёная» деталь по геометрии уже максимально приближена к готовому изделию. Далее удаляется полимерная связка, заготовка спекается и окончательно принимает заданную форму и параметры. Таким образом, сводится к минимуму или вообще исключается последующая механическая доработка, трудоёмкость снижается в разы, а коэффициент использования материала достигает единицы – отсутствуют отходы и стружка. Качественно изготовленная пресс-форма и отработанная технология производства – гарантия того, что вся партия будет выпущена без брака.

Освоение метода

Освоением нового способа производства на ПО °mСтарт°n занялись шесть лет назад. Там изучили зарубежный опыт, подобрали и закупили оборудование, спроектировали и возвели площадку для нового участка, занялись освоением оборудования и технологии.

Имеющееся оборудование позволяет изготавливать детали как серийно, около десяти тысяч штук за один производственный цикл, так и в лабораторных, малых количествах. У данной технологии есть некоторые ограничения – вес детали не должен превышать двухсот грамм, точность размеров соответствует 7–10-му квалитетам. Главная особенность PIM-технологии – порошковое сырьё. Но это же является и её основным недостатком.

– Металлический порошок в России изготавливают всего несколько компаний, – рассказывает заместитель главного металлурга по перспективным технологиям Александр Никиткин. – Для получения качественной детали необходимы частицы 5–7 микрон сферической формы. Такого сырья на отечественном рынке нет. В настоящее время мы закупаем порошок, размер частиц которого колеблется от 1 до 20–40 микрон, и отсеиваем нужную нам фракцию, процент которой в партии составляет не больше 70. Поэтому из отечественного порошка по PIM-технологии целесообразно изготавливать сложные детали, где высокая стоимость сырья нивелируется значительным снижением трудоёмкости изготовления.

Когда ГОСТ отсутствует

Осваивая PIM-производство, специалисты ПО «Старт» столкнулись с ещё одной, более сложной, проблемой. Дело в том, что в России отсутствует какая-либо нормативная техническая документация и государственные стандарты на изделия из металлического порошка. – Номенклатура выпускаемых предприятием изделий огромна, – поясняет Александр Никиткин. – Как правило, мы выступаем серийным изготовителем продукта, разработанного сторонней организацией. И если в КД записаны прокат, лист, круг, соответствующие ГОСТу, мы не можем использовать порошок. Особенно, если речь идёт о выпуске продукции особого назначения, где отступления от документации разработчика недопустимы.

Технологи ПО «Старт», как никто заинтересованные в решении этой задачи, занялись разработкой документации. По словам заместителя главного металлурга, у предприятия уже есть ТУ на определённые виды изделий и на сырьё – гранулы, которые изготавливаются в центральной заводской лаборатории с использованием отечественного металлического порошка. С прошлого года началась разработка трёх национальных стандартов ГОСТ Р – термины и определения, общие технические условия и требования к материалам. Здесь пригодился большой опыт, накопленный за время отработки технологии, но предстоит провести немало исследований, изготовить образцы и осуществить испытания. Наши специалисты активно сотрудничают с техническим комитетом по стандартизации Росстандарта, и к середине 2019 года в Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии должны быть представлены готовые проекты важнейших для дальнейшей работы документов. На данный момент участок PIM-технологий продолжает изготавливать корпуса соедините- лей для оптоволоконных линий связи, планируется расширение номенклатуры и объёмов. А в ближайшей перспективе здесь планируется проведение опытной работы по изготовлению дентальных имплантов и керамических компонентов для насосов нефтедобывающей промышленности. Уже ведётся изготовление оснастки. Технология на первом этапе будет отрабатываться на импортном сырье, и если результат оправдает все ожидания, на втором этапе Чепецкий механический завод возобновит производство керамического порошка и обеспечит предприятие необходимым количеством отечественного материала для производства.