Одним из ключевых факторов обеспечения конкурентоспособности в машиностроении является повышение производительности труда. Магистральным путем стала автоматизация операций, позволяющая существенно сократить долю ручного труда. В этом же направлении развивается и модернизация предприятий композитной отрасли. Сегодня активно внедряется автоматизированная выкладка препрега, которая позволяет не только нарастить объемы производства, но и дает ряд других существенных выгод.
Гражданские самолеты каждого нового поколения последовательно увеличивали долю агрегатов и узлов, выполненных из композитных материалов. На наиболее современных дальнемагистральных лайнерах на композиты приходится уже более 50% от массы конструкции, правда, среднемагистральные самолеты "довольствуются" несколько меньшей весовой долей. Учитывая высокую серийность и жесткую конкуренцию за себестоимость продукции, авиапроизводители предъявляют к поставщикам композитных компонентов очень жесткие требования, для удовлетворения которых необходимо использовать передовые технологии.
Превалирующим методом в производстве углепластиковых конструкций в 1980-х годах была ручная выкладка слоев препрега. Однако уже тогда стало понятно, что с ростом количества слоев появляется ряд проблем: возникают ограничения по качеству изделий, в силу длительности процесса выкладки сырье успевает поменять свои свойства, что не позволяет обеспечить высокий уровень повторяемости результата: критичный параметр для серийного производства.
Автоматизированная выкладка позволяет добиться повторяемости конечного результата. Однако это не единственное достоинство технологии. Применяемые сегодня станки позволяют повысить скорость выкладки и точность укладки слоев, увеличивается и степень их уплотнения. Рост скорости означает сокращение технологического цикла, в результате материал не успевает изменить свои свойства. Наконец, сокращение трудоемкости и повышение производительности - это и есть те базовые параметры, ради которых делаются инвестиции в развитие производства.
Ручная выкладка имеет свои достоинства. В частности, при традиционном подходе нет необходимости учитывать такие параметры, как липкость и вязкость материала. Для некоторых конфигураций изделий, где выкладка производится на коротких ходах, выигрыш в скорости минимален. Однако в большинстве случаев скорость выкладки машинным методом нивелирует все возможные минусы, обеспечивая снижение себестоимости конечной продукции за счет увеличения серийности.
Специалисты Обнинского научно-производственного предприятия (ОНПП) "Технология", входящего в состав холдинга "РТ-Химкомпозит", приводят достигнутые в мировой практике параметры по трудоемкости выкладки: 4 килограмма в час при полностью ручном процессе, 7 кг/ч при ручной выкладке с использованием лазерного проецирования. Уже простая машинная выкладка без усиления и подрезки дает результат в 12 кг/ч, машинная же выкладка с лазерным проецированием слоев усиления и укладкой их вручную - то, что используется на предприятии сегодня - позволяет использовать до 16 килограмм материала за час. На некоторых же предприятиях этот параметр доведен до 60 кг.
Специалисты "Технологии" отмечают: при планируемых объемах производства машинная выкладка становится насущной необходимостью. Так к 2029 году предприятие должно производить 130 комплектов композитных изделий для самолетов Airbus A320/321 и 84 комплекта для МС-21 в год. "Таких объемов не удастся достичь без снижения трудоемкости производства", - отметил на конференции "Проектирование и производство перспективных конструкций из композиционных материалов с применением технологий автоматизированной выкладки" генеральный директор предприятия Олег Комиссар.
Сегодня холдингом "РТ-Химкомпозит" уже разработана и отработана серийная технология изготовления деталей кессонов киля и стабилизатора МС-21 из полимерных композитных материалов. "Одним из ключевых индикаторов уровня производства можно считать продемонстрированную на JEC Composite Show 2014 в Париже семиметровую углепластиковую панель кессона киля для МС-21. Именно широкое применение автоматизации позволило добиться великолепного результата", - отметил первый заместитель генерального директора "РТ-Химкомпозит" Александр Ремезов. Тем не менее, выкладка - не единственная операция, временные характеристики которой требуют снижения, напоминает он. "Значительное время занимает неразрушающий контроль, - говорит А.Ремезов. - Проводя автоматизацию, мы должны вкладывать средства и силы туда, где это даст максимальную отдачу".
Ник Маркин