Первая пятилетка UMATEX

За пять лет дивизион выстроил полный производственный цикл и теперь планирует войти в топ-5 мировых производителей

Углеродное волокно востребовано в производстве высоконагруженных и высокоответственных конструкций в космической индустрии, авиастроении, строительстве, энергетике и других отраслях благодаря уникальным характеристикам:

– легкости и прочности: в пять раз легче и в три раза прочнее стали;

– стойкости к коррозии;

– долговечности.

Большой технологический цикл

В 2016 году, когда был образован дивизион UMATEX, он состоял из управляющей компании, научно-исследовательского центра и трех заводов по производству углеродного волокна — современного завода «Алабуга-Волокно» в Республике Татарстан, который был введен в эксплуатацию годом ранее, в 2015 году, и двух советских заводов, ветеранов отрасли: «Аргон» в Саратовской области и ЗУКМ в Челябинске.

В стратегических планах было создание всей цепочки. Первое — необходимо было организовать современное производство сырья для получения углеродного волокна. В качестве него до недавнего времени использовалось полиакрилонитрильное (ПАН) волокно, которое импортируется из Китая. От ПАН-волокна на 70 % зависят характеристики углеродного волокна и на 40 % стоимость будущего продукта.

Это один из самых высокотехнологичных этапов производства, которого в современном воплощении в России не существовало. Были лишь два советских завода, к настоящему моменту они ликвидируются из-за устаревшей технологии производства.  Проект строительства завода по производству ПАН был запущен в 2018 году в Алабуге. Сейчас завод построен, оборудован и проходит стадию отработки технологии получения продукта.

Следующий этап технологического цикла — это ткани и препреги на основе углеродного волокна. В 2018 году UMATEX приобрел компании «Препрег-СКМ» и «Препрег-Дубна», работающие в этом сегменте. В 2020 году к дивизиону присоединилась компания «Порше современные материалы» по производству технического текстиля.

И последний этап технологического цикла — это готовые изделия. В 2019 году UMATEX приобрел 50 % компании «ЗаряД» по производству композитных клюшек, которую планируется превратить в центр производства самого разного композитного спортивного инвентаря.

В 2020 году было образовано совместное предприятие с Роснано «Композит Инвест» для инвестиций в создание производства готовых изделий из композитов в разных отраслях промышленности и компания «Русатом Газтех» — в рамках проекта по композитным баллонам высокого давления. Для развития экспортного направления в Европе и Азии дивизион открыл два торговых дома — в Чехии и Китае.

 

На сегодняшний день UMATEX создал все этапы технологического цикла, которые позволяют производить:

– сырье для углеродного волокна — ПАН-волокно;

– углеродное волокно;

– ткани;

– препреги;

– готовые изделия.

 

Помимо этого, был реализован комплекс мер по перепрофилированию ветеранов отрасли — заводов «Аргон» и ЗУКМ. На этих производственных площадках стартовала разработка новых продуктов на углеродном волокне производства «Алабуга-Волокно» — аналогов существующих материалов для стратегических отраслей промышленности. В рамках диверсификации на «Аргоне» было организовано современное ткацкое производство, а на ЗУКМ появились линии высокомодульного углеродного волокна (ВМУ), анкерного жгута и система рециклинга.

На суше, на воде, далее — везде

Главный отраслевой партнер UMATEX — Топливная компания ТВЭЛ. Уже много лет ТВЭЛ обеспечивает композитный дивизион задачами высокой сложности в сфере разработки и поставки отечественных углеродных волокон на уровне лучших зарубежных аналогов для применения в ГЦ. С прошлого года ведется совместная разработка препрегов на основе углеродного волокна и готовых углепластиков с целью повышения эффективности продуктов топливного дивизиона и обеспечения международного лидерства Росатома. Эффект от импортозамещения только одного типа углеродных волокон в конструкции ГЦ оценивается в несколько млрд руб. на жизненном цикле производства ядерного топлива.

Материалы UMATEX применяются в судостроении, в частности для создания пассажирского катамарана «Грифон». Продукцию компании успешно применяют в создании судов нового поколения итальянские судостроители — компании Azimut и San Lorenzo и производители прогулочных катамаранов на Дальнем Востоке — компания «Композитное судостроение».

Также углеродное волокно UMATEX и препреги на его основе тестируют зарубежные автомобилестроители. На базе Научно-исследовательского центра UMATEX налажено производство деталей обвеса для спортивных мотоциклов. Третий год подряд UMATEX выступает партнером итальянской гоночной команды Kawasaki Puccetti Racing. Эта коммуникация позволила дивизиону выйти на рынок мотокомпонентов, сейчас команда по мотокомпонентам проводит апгрейд спортивных байков — ставит на них композитные обвесы, которые позволяют улучшить аэродинамику и показатели скорости.

Активно развивается направление внедрения композитов в строительство. Прежде всего речь идет о системе внешнего армирования, которая возвращает несущую способность строительным конструкциям. Композитный шпунт позволяет создавать линии берегоукрепления, а также заградительные сооружения. Он, например, использовался на объекте в городе Усолье-Сибирское для создания фильтрационной завесы от распространения химического загрязнения с заброшенного химзавода. Один из перспективных продуктов — композитный понтон, с его помощью можно создавать плавучие пристани и дорожное полотно для большегрузной техники в Арктике и в условиях тундровых почв. В прошлом году понтоны UMATEX использовались для выполнения инженерно-геологических изысканий в акватории на необустроенном побережье в Арктическом регионе.

И конечно, проект в секторе B2C — первая отечественная композитная клюшка «ЗаряД». В прошлом году было выпущено уже третье поколение легких и прочных современных клюшек.

Композиты без границ

Как лидер отрасли UMATEX в 2018 году образовал межрегиональный промышленный кластер «Композиты без границ», куда сейчас входят пять регионов России: Республика Татарстан, Московская, Саратовская, Ульяновская и Тульская области. Кластер призван создать эффективную кооперационную цепочку разработчиков, производителей и потребителей композитов в разных регионах. Кластер определен Центром компетенций по реализации дорожной карты развития в России высокотехнологичной области «Технологии новых материалов и веществ» в части продуктового направления «Полимерные композитные материалы», которая была разработана Росатомом и утверждена в апреле 2020 года заместителем председателя правительства РФ Ю. И. Борисовым.

На базе кластера сформирован Экспертный совет по реализации дорожной карты. Участие в нем подтвердили более 40 членов. Председателем совета является Андрей Клепач, главный экономист ВЭБ РФ. Ключевая задача совета — всесторонний анализ проектов и инициатив, рассматриваемых к включению в дорожную карту, а также формирование предложений и рекомендаций для Центра компетенции по вопросам реализации и дополнения дорожной карты.

В рамках дорожной карты была разработана Комплексная научно-техническая программа полного инновационного цикла на период 2021–2025 годов «Новые композиционные материалы: технологии конструирования и производства» (КНТП), которая предполагает скоординированную разработку 28 современных технологий, а также проведение широкого спектра фундаментальных исследований. Объем финансирования КНТП за счет бюджетных средств составит 6,5 млрд рублей при аналогичном размере внебюджетного финансирования.

UMATEX выступает оператором форума «Композиты без границ», который в этом году будет проводиться уже девятый раз подряд. В рамках форума проходят панельные дискуссии по вопросам развития рынка композитов, разработки и внедрения новых материалов, создания новых производств. Также дивизион проводит церемонию вручения наград «Композиты без границ. AWARDS» за достижения в отрасли композитов, питч-сессии и мастер-классы. В прошлом году форум проводился в партнерстве с «Иннопром online». Более 11 000 участников приняли участие в мероприятии. Форум «Композиты без границ» является одним из самых массовых, ярких и востребованных мероприятий в отрасли композитов в России.

Знание — сила

UMATEX принимает активное участие в создании образовательных площадок. Так, в 2019 году был открыт новый центр компетенций в области композитов в Казани. Это совместный проект с Казанским национальным исследовательским университетом им. А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ).

РХТУ им. Д. И. Менделеева и композитный дивизион вместе разработали магистерскую программу высшего профессионального образования материаловедов в сфере композиционных материалов. С сентября 2020 года обучение по ней проходят 20 студентов (5–6 курс) первого набора. В преподавательском процессе участвуют сотрудники компании, программа предполагает блок практических занятий в исследовательских подразделениях дивизиона и практику на действующих современных композитных производствах. В курс обучения включено взаимодействие с ведущими зарубежными центрами компетенций.

Параллельно в рамках кластера «Композиты без границ» разрабатывается программа обучения по внедрению композитов в атомной отрасли для инженеров, проектировщиков, экономистов и руководителей атомной отрасли. По завершении обучения учащиеся подготовят пилотные проекты по внедрению ПКМ на своих предприятиях и защитят их перед руководством отрасли.

UMATEX выступает партнером «Инновационного научно-технологического центра «Композитная долина», в рамках которого в период 2021–2026 годов планируется разработать современные обучающие программы, а также создать предприятия малотоннажной химии и опытно-промышленные производства композитных изделий. Проект объединит различные площадки — от научно-исследовательских лабораторий, инжиниринговых компаний и технологических стартапов до предприятий среднего и крупного бизнеса, государственных корпораций и институтов развития.

В мае 2021 года UMATEX подписал соглашение о создании совместно с Ульяновским государственным техническим университетом (УлГТУ) инжинирингового образовательного центра изучения композитных материалов. Центр займется научной и образовательной деятельностью в области композитных материалов, а также внедрением технологий по изготовлению изделий. На его базе студенты и специалисты отрасли композитов — представители компаний-производителей и потребителей продукта — смогут не только получить теоретические знания, но и реализовать их на практике, развить свои компетенции. Представители Научно-исследовательского центра UMATEX также содействуют образованию в области композитов в рамках сотрудничества с Московским политехом.

К новым целям

В начале 2021 года была утверждена актуализированная стратегическая программа UMATEX. В числе глобальных целей UMATEX:

– масштабирование производства углеродного волокна до 12 тысяч тонн в год;

– создание промышленных производств тканей, препрегов, рециклинга и передовых связующих на целевых рынках;

– экспорт продуктов;

– создание линейки передовых готовых изделий из композитов.

 

Достижение поставленных целей призвано привести дивизион в топ-5 мировых производителей композитов и изделий из них и занять 5 % мирового рынка углеродного волокна.

 

Словарь

Полимерные композитные (композиционные) материалы (ПКМ), или коротко композиты — это многокомпонентные материалы, состоящие из полимерной матрицы и армирующих наполнителей. Компоненты, входящие в состав композита, различаются по своему химическому составу, а их сочетание приводит к созданию нового материала, свойства которого существенно отличаются от свойств каждого из составных элементов.

Прекурсор (от лат. praecursor — предшественник) — сырье для производства углеродного волокна.

ПАН-прекурсоры, или ПАН-волокна — синтетические полиакрилонитрильные волокна, из которых получают углеродные волокна.

Технические ткани — тканые структуры, применяемые при производстве композитных материалов.

Препреги (от англ. pre-preg, сокр. от pre-impregnated — предварительно пропитанный) — композиционные материалы-полуфабрикаты. Представляют собой листы тканых или нетканых волокнистых материалов, пропитанных неотвержденными полимерными связующими.

Углеродное волокно (углеволокно, УВ) — материал, состоящий из тонких нитей диаметром от 3 до 15 микрон (микрон — одна тысячная часть миллиметра), образованных преимущественно атомами углерода, которые объединены в микроскопические кристаллы. Эти кристаллы выровнены параллельно друг другу, что придает волокну большую прочность. Углеродные волокна в составе композитных материалов характеризуются высокой силой натяжения, низким удельным весом, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью.

Этап технологической цепочки (передел) — это часть технологического процесса, заканчивающаяся получением готового полуфабриката, который может быть отправлен в следующий передел или реализован. В результате последовательного прохождения исходного материала через все этапы (переделы) получают готовый продукт.