В 2008 году МАИ получил грант проекта «Организация и развитие сетевого взаимодействия Московского авиационного института (государственного технического университета) с научными и производственными организациями в интересах кадрового обеспечения крупных национальных и региональных проектов в области авиастроения» в рамках реализации ФЦП «Развитие образования на 2006—2010 годы» «Формирование в системе высшего профессионального образования общенациональных университетов и системообразующих вузов» (60 млн. руб.). Из этих средств было приобретено оборудование для создания Ресурсного Центра МАИ в области авиастроения и в конце 2008 года был выпущен приказ по институту о создании РЦ МАИ. Директор Ресурсного центра: Терентьев Вадим Васильевич.

Основными задачами Центра являются повышение уровня организации учебного процесса и научных исследований, организация устойчивых связей с предприятиями, создание учебно-научно-производственного центра прототипирования сложных технических изделий и технологических процессов, позволяющего осуществлять подготовку специалистов, владеющих современными технологиями сквозного проектирования перспективных изделий авиационной техники.

В 2009 году проводилось обучение специалистов работе на приобретенном оборудовании, выполнение пилотных проектов, подготовка помещений, комфортных для работы и отвечающих требованиям технологических операций.

В марте 2010 года открыт Учебно-научно-производственный участок «Сквозная технология» Ресурсного центра в области авиастроения (РЦ МАИ).

Здесь реализуется принцип сквозной подготовки специалиста «От идеи до продукции» по цепочки: «формирование электронной модели детали — проектирование технологического процесса — изготовление детали — проверка качества изготовления — испытания».

Оборудование, приобретенное по программе ФЦП:

1. Прототипирующая стереолитографическая машина.
2. Система вакуумного литья в эластичные формы.
3. Многофункциональный обрабатывающий центр.
4. Система лазерного сканирования; стереоувеличители визуального контроля.

Оборудование, приобретенное по программе НИУ и из собственных средств: ремонт помещений, включая климатику и термостабилизацию, виброизолированные фундаменты под высокоточное оборудование, защиту от ультрафиолетового излучения и механических повреждений; компрессоры, лабораторная и офисная мебель, промышленный пылесос и пылеудаление с рабочих мест, оснастка и инструменты для механообрабатывающего центра, инструменты для ручной обработки и метрологического контроля, компьютерная техника и сетевое оборудование и др.

От идеи заказчика до модели
 

Ресурсный Центр МАИ в области авиастроения (РЦ МАИ) оснащен высокотехнологичным современным оборудованием, позволяющим материализовать конструкторские идеи. Производственный участок РЦ МАИ обеспечивает цепочку сквозного проектирования «конструкция - производство - метрология», что позволяет выполнять проекты под лозунгом «От идеи до продукции». Идея появляется у заказчика и оформляется им в виде CAD-модели - трехмерной компьютерной модели, сделанной в конструкторских программных системах. Наша задача - сделать эту идею материальной, позволить заказчику подержать ее в руках, поставить на испытания модель или опытный образец, понять нюансы и проблемы изготовления, подготовить идею к серийному производству.

Путь, который проходит CAD-модель, зависит от целей заказчика и от возможностей оборудования. Одна из первых установок, на которых может «материализоваться» деталь - это установка стереолитографии, на которой послойно (SLA технология), с шагом в доли миллиметра, выращивается конструкция практически любой формы. Проходит несколько часов, и автор может взять в руки свою идею.
 

Если это корпус прибора, в него можно установить платы с электроникой; если это крыльчатка насоса, ее можно установить на вал и проверить напорные характеристики; если это топливная форсунка, ее можно ставить на стенд и изучать форму распыла.

В Центре на установке SLA были выращены модели для студентов и школьников: макет салона самолета - фрагмент фюзеляжа и кресло новой формы; детали робота-паука, оригинальный держатель-подставка для iPhone. В качестве демонстрационных макетов изготовлялись модели от архитектурных сооружений до миниатюрных каналов охлаждения турбинных лопаток авиационного двигателя.

Во многих случаях требуется сделать несколько одинаковых деталей, и происходит переход к другой технологии - литью в силиконовые формы. Выращенную стереолитографическую модель заливают силиконом, а после его застывания извлекают мастер-модель, и получают форму, выдерживающую до 50 циклов заливки пластика с различными механическими свойствами или литейного воска для последующего литья металла. Для технологии литья в силикон используются вакуумная камера, термошкафы и участок механообработки с множеством инструментов и приспособлений.
 

Кроме ручного инструмента для механообработки в Ресурсном центре есть пятиосевой обрабатывающий центр - станок с числовым программным управлением. Вес этого «инструмента» - почти 6 тонн, привод фрезы вращается со скоростью до 30 000 оборотов в минуту, и при этом он может обрабатывать не только пластик, но и жаропрочные стали с точностью в сотые доли миллиметра. Для работы на этом станке, опять-таки, нужна CAD-модель, по которой, на компьютере в САМ системе, определяется размер заготовки, выбор режущего инструмента, способ закрепления заготовки в станке, траектория и режимы резания. После написания управляющей программы оператор закрепляет заготовку в станке, устанавливает в магазин инструментов нужные фрезы и запускает программу на выполнение. Станок отрабатывает эту программу в автоматическом режиме, выполняя черновую и чистовую обработку, меняя инструмент, поливая зону резания охлаждающей жидкостью. Забота оператора - следить, чтобы не возникало аварийных ситуаций. Но даже здесь, например, при поломке фрезы (бывает и такое) станок отреагирует остановкой, и оператор будет решать проблему, а затем, во многих случаях, сможет продолжить работу с прерванного этапа.
 

Длительность производственного цикла будет зависеть только от требований и терпения автора идеи, его желания приблизиться к идеалу. Ну и, естественно, от его желания и способности освоить новые технологии.

В РЦ работают студенты

В ресурсном центре работают, в основном, студенты. Эту фразу можно переписать по-другому: здесь работают только студенты. Остальные сотрудники и аспиранты консультируют, обучают, руководят. Здесь проводятся обзорные лекции и экскурсии, демонстрирующие возможности оборудования; проводятся лабораторные работы, в ходе которых можно подробнее изучить технологии и сделать первые шаги по работе с оборудованием; проводится технологическая практика, в ходе которой можно освоить техпроцессы литья, механообработки, аддитивных технологий, операции метрологического контроля. РЦ открыт для стажеров - студентов, желающих выполнить научно-исследовательскую работу (НИРС) по заданию своего научного руководителя. Основные работники, техники - это тоже студенты, которые пожелали «потрогать своими руками» новые технологии, сделать работу, за которую именно они несут ответственность перед заказчиком.

Развитие РЦ

Основной инструмент современного инженера - это компьютер. Именно на нем ведется проектирование, именно на нем создается технология производства и управления оборудованием. Предполагается реализовать полностью безбумажный цикл от идеи до продукции: с электронными архивами и хранилищами проектных, расчетных и конструкторских данных, технологий изготовления, данными испытаний, интерактивной обучающей и эксплуатационной документацией - это технологии перспективных промышленных предприятий ближайшего будущего.

Производственные технологии, в двигателестроении в частности, характеризуются требованиями по высокой точности и возможностью обрабатывать «особые» материалы -прочные, жаростойкие, с различной внутренней структурой (композиты, интерметаллиды, упрочняющие покрытия и т.п.). Соответственно, второе направление развития -технологии конструирования и производства изделий из новых материалов.

При активном развитии вычислительной техники единственной формой подтверждения правильности конструкторской задумки остается эксперимент. Соответственно, мы видим свое развитие в совершенствовании стендовой исследовательской базы по прорывным направлениям техники и технологий. Мы видим свое участие как в изготовлении уникальных стендовых конструкций, так и в производстве моделей и рабочих частей исследуемых объектов. Одновременно с повышением уровня автоматизации стендовой базы, совершенствования систем изменений и компьютерных систем хранения и обработки результатов экспериментов.

Соответственно - еще одно направление нашего развития - создание виртуальных стендов, приборов, визуализация испытаний и технологических процессов, в том числе для дистанционного учебного процесса. Создание новых методических материалов и использование современных как информационных так и производственных технологий для мульти дисциплинарных исследований. Соединение Information Technology и Mechanical Engineering в исследовательском и учебном процессе.