НИЦ «Курчатовский институт» (научный сотрудник)
Саратов, Саратовская область, Россия
сотрудник
Саратов, Саратовская область, Россия
УДК 621.039.4 Общие вопросы реакторной техники
УДК 620.22 Материалы. Материаловедение
ББК 347 Технология производства оборудования отраслевого назначения
Показаны перспективы применения полимерных композиционных материалов (ПКМ) в конструкциях различных технических систем. На основе анализа недостатков ПКМ определена актуальность применения методов их физической упрочняющей модификации. Отмечена целесообразность упрочнения, как заключительной операции технологического цикла для исключения влияния последующих процессов обработки. Обоснована перспективность для этой цели воздействия на ПКМ в составе изделия СВЧ электромагнитного поля. Выполнен анализ конструктивных схем СВЧ технологических установок с камерами различных типов применительно к их использованию для упрочняющей обработки изделий больших размеров и сложной формы из ПКМ. Указано на отсутствие промышленных образцов СВЧ установок, пригодных для упрочнения широкой номенклатуры изделий, особенно больших размеров и сложной формы. Показана целесообразность разработки автоматизированных установок на основе камеры лучевого типа с неограниченным объемом (излучение в открытое пространство). Целью работы является обоснование и разработка требований к универсальной СВЧ технологической установке для упрочняющей обработки широкой по размерам и форме номенклатуры изделий, имеющей камеру лучевого типа с неограниченным объемом и программируемые привода относительного перемещения рупорного излучателя и изделия. С использованием результатов ранее выполненных исследований особенностей процесса упрочнения ПКМ в СВЧ электромагнитном поле впервые предложены принципы создания СВЧ технологических установок для упрочняющей обработки изделий различного назначения из ПКМ. Приведены результаты разработки макета-демонстратора мобильного робототехнического комплекса для СВЧ обработки крупногабаритных изделий сложной формы. Представлены основные положения технических предложений по созданию промышленного образца робота с СВЧ технологическим модулем, имеющего способность перемещения по оси Х в пределах производственного помещения (в среднем 6 м) и диапазоном перемещений рупорного излучателя по осям Y и Z до 4 м. Техническая новизна образца защищена 2 патентами РФ на изобретение и полезную модель.
изделия, область применения, конструкции, СВЧ электромагнитное поле, схемы, оборудование, робототехнический комплекс
1. Дориомедов М.С. Российский и мировой рынок полимерных композитов (обзор). Труды ВИАМ. 2020. № 6-7. С. 29-37.
2. Мировой рынок производства композитов, группа компаний «Армпластк»: официальный сайт. 2015. https://arm-plast.ru/o-zavode/novosti/mirovoj-ryinok-proizvodstva-kompozitov.html (дата последнего обращения 01.08.2025).
3. Михайлин Ю.А., Конструкционные полимерные композиционные материалы. 2-е изд. СПб. : Научные основы и технологии, 2010. 822 с.
4. Каблов Е.Н. Материалы и химические технологии для авиационной техники. Вестник Российской академии наук. 2012. Т. 82. №6. С. 520-530.
5. Osswald T, Baur E, Brinkmann S. et al. International Plastics Handbook the Resource for Plastics Engineers. Munich; Cincinnati: Hanser. 2006. P. 904.
6. Razali N, Sultan M T H, Mustapha F et al. Impact Damage on Composite Structures – A Review. The International Journal Of Engineering And Science (IJES). 2014;3(7):8-20.
7. Serge Abrate. Impact Ingeneering of Composite Structures. Springer-Wien-NewYork. 2011. P. 409.
8. А.А. Соловьева, К.С. Кулак, Е.Ю. Артамонова. Использование композиционных материалов при проектировании ветроэнергетических установок. Молодой ученый. 2016. № 22.3 (126.3). С. 50-54. - URL: https://moluch.ru/archive/126/35133/.
9. Путилина П.М., Куцевич К.Е., Исаев А.Ю. Полимерные композиционные материалы на основе углеродных и стеклянных волокон для изготовления деталей беспилотных летательных аппаратов и перспективы их развития. Труды ВИАМ. 2023. №8 (126). С. 85-99.
10. Мишкин С.И. Применение углепластиков в конструкциях беспилотных аппаратов (обзор) / С.И. Мишкин. Труды ВИАМ. 2022. №5 (111). С. 87-95.
11. Валуева М.И., Евдокимов А.А., Начаркина А.В. и др.. Полимерные композиционные материалы и технологии в автомобилестроении (обзор). Труды ВИАМ. 2022. №1 (107). С. 53-65.
12. Тимошков П.Н., Гончаров В.А., Усачева М.Н. и др. Особенности технологии и полимерные композиционные материалы для изготовления крыльев перспективных самолетов (обзор). Труды ВИАМ. 2022. №1 (107). С. 66-75.
13. Гончаров В.А., Тимошков П.Н., Усачева М.Н. Перспективы производства крупногабаритных авиационных деталей из полимерных композиционных материалов (обзор). Труды ВИАМ. 2021. №12 (106). С. 55-62.
14. Тимошков П.Н., Хрульков А.В., Григорьева Л.Н. Трансмиссионные валы из углепластика. Материалы и технологии (обзор). Труды ВИАМ. 2020. №8 (90). С. 46-53.
15. Мишкин С.И., Раскутин А.Е., Евдокимов А.А. и др. Технологии и основные этапы строительства первого в России арочного моста их композиционных материалов. Труды ВИАМ. 2017. №6 (54). С. 42-51.
16. Власенко Ф.С., Раскутин А.Е. Применение полимерных композиционных материалов в строительных конструкциях. Труды ВИАМ. 2013. №8. С.10.
17. Клименко О.Н., Валуева М.И., Рыбникова А.Н. Полимерные и полимерные композиционные материалы в спорте (обзор). Труды ВИАМ. 2020. №10 (92). С. 81-89.
18. Архангельский Ю. С. Справочная книга по СВЧ-электротермии. Саратов : Научная книга, 2011. 560 с.
19. Злобина И.В., Бекренев Н.В., Егоров А.С., Кузнецов Д.И. Влияние сверхвысокочастотного электромагнитного поля на межслоевую прочность в отвержденных полимерных композиционных материалах. Журнал технической физики. 2023. Т. 93. №2. С. 237-340.
20. Злобина И.В., Бекренев Н.В. О механизме повышения механических характеристик отвержденных полимерных композиционных материалов под действием СВЧ электромагнитного поля. Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Физика. 2022. Т. 22. № 2. С. 158-169.
21. Kwak M, Robinson P, Bismarck A, Microwave R. Curing of carbon–epoxy composites: Penetration depth and material characterization : Imperial College London Department of Aeronautics : A thesis submitted to Imperial College London for the degree of Doctor of Philosophy. 2016. P. 150 https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.04.007.
22. Магнетрон М-177 75кВт, научно-производственное предприятие «Магратеп»: официальный сайт. 2017. https://magratep.ru/2017/09/29/.
23. СВЧ-сушка древесины с применением систем управления на базе ПЛК Delta Electronics, компания «Elhand Transformatory»: официальный сайт 2025. https://deltronics.ru/articles/svch-sushka-drevesinyi/.
25. Ivan Imenokhoyev H, Windsheimer R, Waltz N. Kintsel Microwave Heating Technology: Potentials and Limits. LINN HIGH THERM GmbH. 2013;90(4). Available from: https://www.linn-high-temp.de/fileadmin/user_upload/pages/about_us/download/publications/white_papers/MikrowellenerwaermungRus.pdf.
26. Огурцов К.Н. Разработка методов расчета электротермических установок и математического моделирования процессов термообработки диэлектриков с большими объемами и поверхностями: специальность 05.09.10 «Электротехнология»: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Огурцов Константин Николаевич; Саратовский государственных технический университет им. Гагарина Ю.А. Саратов, 2004. 18 с.
27. Скупинский А.В., Садовсков И.Д., Паршиков О.А. и др.. СВЧ технологическая установка повышения прочности и эластичности уплотнительных элементов магистральных трубопроводов. Вопросы электротехнологии. 2023. № 3 (40). С. 15-27.
28. Патент № 2742147 Российская Федерация, МПК H05B 6/64 (2006.01), B29C 35/08 (2006.01), B29C 71/04(2006.01. СВЧ-установка обработки изделий из диэлектрических материалов с большими объемами и поверхностями: № 2020125579: заявл. 24.07.2020 : опубл. 03.02.2021 /Злобина И.В., Бекренев Н.В. ; заявитель СГТУ имени Гагарина Ю.А.. – 17 с.
29. Патент № 208976 Российская Федерация, МПК B25J 5/00 (2006.01). Мобильный робот для обработки поверхностей крупногабаритных стационарных объектов: № 2021110989: заявл. 16.04.2021 : опубл. 25.01.2022 / Перегородов А.А., Бекренев Н.В., Злобина И.В., Иванилов И.Н. ; заявитель СГТУ имени Гагарина Ю.А.. – 10 с.
