| Brief description |
Настоящият проект е свързан с иновационно внедряване на сферографитни чугуни с бейнитна и карбидо-бейнитна структура на металната основа, като материал за изработка на износоустойчиви елементи за промишлени миксери.
Последните изследвания показаха, че комбинациите от якост и жилавост, които могат да бъдат постигнати при изотермично закаляване на чугуни със сфероидален графит (ЧСГ) превъзхождат тези на високояките чугуни с други структури на металната основа. Съчетаването на висока статична и динамична якост с висока износоустойчивост им позволява да бъдат използвани като конструкционен материал в условията на триене и знакопроменливи натоварвания, конкурирайки кованите въглеродни и нисколегирани стомани. Този материал с успех се използва за производство на зъбни колела, колянови и разпределителни валове, прокатни валци, помпи, в железопътния транспорт и автомобилната промишленост.
Постигнатото със замяната най-добре характеризира изотермично закаленият ЧСГ:
1. Олекотяване на детайлите поради по-ниската плътност на ЧСГ в сравнение със стоманата.
2. Повишена плавност на работа и износоустойчивост на предавката - присъствието на графит в структурата осигурява по-добро смазване и по-малка склонност към питинг.
3. По-добра обработваемост чрез рязане.
4. По-ниски енергийни разходи
За постигане на високия комплекс от якостни свойства е необходимо надеждно получаване на свободна от карбиди и крехки фази бейнито-аустенитна метална основа. Тя се явява сложна функция на: химичен състав, състояние на лятата структура, температура и време на изотермично закаляване.
Карбидо-бейнитните сферографитни чугуни (CADI) са нов клас изотермично закалени чугуни със сфероидален графит, предназначени за работа в условията на триене с високи контактни натоварвания и интензивен износ. Съчетаването на жилава бейнито-аустенитна метална матрица с разположени в нея твърда–износоустойчива карбидна фаза и мека–графитна, го прави перспективен анти-фрикционен и износоустойчив материал.
|
| Activities |
-
Activity: Извършване на приложни научни изследвания, тествания, изпитвания и измервания, свързани с разработването на иновативния продукт (дейността ще бъде извършена чрез наемане на квалифициран персонал - 11 бр. експерти): За изпълнението на дейността ще бъде нает екип от 11 експерти, които ще проучват възможността за получаване на износоустойчиви детайли на промишлени миксери работещи в условията на абразивен износ от бейнитни и карбидо-бейнитни чугуни.
Ще бъде наето помещение в град Ловеч оборудвано с необходимата техника за изпълнение на дейностите по проекта: изследователски дейности и дейности по създаване на опитни образци на иновативния продукт - износоустойчиви детайли за промишлени миксери от сферографитни чугуни с бейнитна и карбидо-бейнитна структура.
Постигането на целта на проекта е неосъществимо без реално запознаване с научните постижения в областта на износоустойчивостта на сферографитните чугуни, познаване влиянието на легиращите елементите върху структурата и структурообразуването, механизма и кинетиката на превръщанията в твърдо състояние.
Етапите на изследователската работа по проекта са следните:
1. Проучване на научните постижения в областта на износоустойчивостта на сферографитните чугуни, чрез Science Direct и др. електронни портали за научна и патентна литература;
2. Проучване на световния опит за карбидни износоустойчиви структури и покрития, патенти, нормали и водещи технологии.
3. Получаване на ЧСГ с различни структури на металната основа: феритни, ферито-перлитни, перлитни, до перлито карбидни; Дейността включва:
- проучване на елементите от промишлени миксери за сухо и мокро смесване на формовъчната смес
- металографски изследвания на структурите;
- якостни изпитания на пробни тела.
4. Изследване влиянието на легиращите елементи върху структурата на металната матрица след отливане, което включва:
- проучване на елементите от промишлени миксери за сухо и мокро смесване на формовъчната смес
- металографски изследвания на структурите;
- якостни изпитания на пробни тела.
5. Проучване и изследване на аустенит-бейнитното превръщане в бейнитни и карбидо-бейнитни сферографитни чугуни в температурните области на горен и долен бейнит;
Дейността включва:
-изследване механизма на аустенит-бейнитното превръщане в температурните области на горен и долен бейнит;
- изследване влиянието на вид и количество на легиращите елементи върху процента на карбидната фаза. Установяване на зависимост между якостни характеристики и структурата на чугуна.
6. Получаване и изследване на сферографитни чугуни с карбидо-бейнитна структура на металната основа и изследване влиянието на количеството карбидна фаза върху якостния комплекс;
7. Изследване влиянието на количеството на карбидната фаза върху износоустойчивостта на сферографитните чугуни. Дейността включва:
- провеждане на серия от трибологични изследвания с пробни тела при различна интензивност на натоварването в условията на сухо триене и абразивен износ
9. Анализ на водещия опит и достигнатото ниво на решение.
Стъпки за изпълнение на дейността:
1. Подбор на квалифициран персонал (11 броя експерти) -1-ви месец;
2. Сключване на договор за наем на помещения необходими за реализация на дейностите по проекта - 1-ви месец;
3. Период на заетост на наетия персонал - от 1-ви до 24-ти месец
4. Избор на изпълнител/и за доставка на ДМА и ДНА - от 1-ви до 3-ти месец;
5. Сключване на договор/и и доставка на ДМА и ДНА - от 4-ти до 6-ти месец; ,
Contracted Amount: 232 579.44
,
Reported Amount: 183 647.72
-
Activity: Защита на интелектуална собственост на национално и международно равнище (вкл. такси за регистрация на патент, полезен модел или промишлен дизайн);: В рамките на изследователската дейност по проекта ще бъдат определени патентни претенции и ще бъде стартирана процедурата по регистрация на заявка за патент за изобретение в Българското Патентно Ведомство.
Ще се създаде патентното описание и ще бъде подадена заявка за регистрация на патент в Българското Патентно Ведомство.
Стъпки за изпълнение на дейността:
1. Определяне на патентни претенции, създаване на патентно описание и подаване на заявка в Патентно Ведомство на РБ (17-ти месец - 20 - ти месец),
Contracted Amount: 4 000.00
,
Reported Amount: 4 000.00
-
Activity: Създаване и тестване на прототипи и пилотни линии (дейността ще бъде изпълнена от кандидата чрез закупуването на Трикоординатна измервателна машина - 1 бр. , 3D принтер - 1 бр. и Измервателен софтуер - 1 бр.): Общата цел на тази дейност е изработката на прототипи на износоустойчиви елементи за промишлени миксери от сферографитни чугуни с бейнитна и карбидо-бейнитна структура.
За изработката на опитните образци, ще бъдат закупени и доставени следните активи:
1. Трикоординатна измервателна машина, абразивното износване на миксерните елементи е със сложна геометрия и неравномерно по повърхността. Със стандартни мерителни средства е невъзможно прецизното измерване във всички точки на елемента. При провеждане на тестовете е много важно периодичното замерване на износването в отделните участъци на елементите с цел оптимизиране на дизайна и осигуряване на надеждна работа. Това се постига само с прецизна 3D измервателна машина.
3D измервателната машина ще се използва и за окачествяване на инструменталната екипировка за производство на прототипите. При сферографитния чугун за получаване на зададената форма е необходимо да бъде отчетен правилно коефициентът на свиване и съответно е важно размерите на инструмента и прототипа да бъдат контролирани с прецизни измервателни средства за да бъде отчетен точно този параметър.
2. 3D принтер - произвежданите в момента износоустойчиви елементи за миксери са с проста геометрия и форма позволяваща лесно наваряване с твърдосплавни електроди. При бейнитните и карбидо-бейнитните отливки няма ограничения за сложността и конфигурацията на детайлите. При лятите елементи дизайнът може да бъде оптимален и да позволява много по-добро смесване и хомогенност. За постигането на този дизайн е необходима изработката на леярска инструментална екипировка. Това се постига с 3D принтер, чрез който ще се произвеждат н е само леярските модели, но и сърцевите кутии. Поради многото разновидности на захващане при различните производители на миксери 3D принтерът е най-качественият и евтин вариант за производство на прототипи и малки серии. Друго съществено предимство е високата скорост на печат, която превишава 3-4 пъти традиционният начин на производство с CNC фрезови център.
3. Измервателен софтуер - измерва детайли с различна сложност. Разпознава измерваният детайл и създава интерактивното му графично представяне на екран.
За прототипирането сме предвидили и закупуването на материали, които обаче ще бъдат уточнени като количество и брой в рамките на изследователските дейности по проекта. Дейностите по моделиране и прототипиране ще стартират през 9-ти проектен месец, след доставката на необходимото оборудване и материали.
Етапите на дейността по създаване на прототипа на иновативния продукт са следните:
1. Конструиране на износоустойчив елемент за промишлени миксери,
2. Разработване на конструктивна и технологична документация за получаване на прототипа.
3. Симулиране на процеса;
4. Изработка на инструменталната и технологичната екипировка.
5. Отливане на прототипа.
6. Разработване на методики за получаване и оценяване на структурата и якостните характериситики и износоустойчивостта на бейнитни и карбидо-бейнитни чугуни
7. Разработване на методики за определяне на якостните характерисити – твърдост, якост на опън, относително удължение, ударна жилавост, износоустойчивост.
8. Изготвяне на методики за получаване на бейнитни и карбидо-бейнитни структури на металната основа.
9. Разработване на методики за изследване параметрите на износоустойчивостта в условията на абразивен износ.
10. Тестване на прототипа в различни условия на абразивен износ.
11. Установяване и изследване процесите на износване.
12. Обобщаване и анализиране на резултатите.
Стъпки за изпълнение на дейността:
1. Избор на изпълнител/и за доставка на ДМА и ДНА - от 2-ри до 4-ти месец;
2. Сключване на договор/и и доставка на ДМА и ДНА - от 4-ти до 8-ми месец
3. Избор на изпълнител за доставка на материали - 3-ти - 4-ти месец
4. Сключване на договори и доставка на материали - 6-ти - 7-ми месец
5. Създаване прототип на иновативен продукт - детайли от сферографитни чугуни с бейнитна и карбидо-бейнитна структура - 9-ти до 20-ти месец.,
Contracted Amount: 158 250.00
,
Reported Amount: 177 434.86
-
Activity: Изработване на икономическа оценка, финансова оценка и техническа оценка (вкл. инвестиционен бизнес план) на разработвания иновативен продукт или процес: Следваща важна стъпка в иновационния проект, с цел гарантиране устойчивост, е извършването на задълбочени икономическа, финансова и техническа оценка на създадения по проекта краен иновативен продукт - износоустойчиви елементи за промишлени миксери от сферографитни чугуни с бейнитна и карбидо - бейнитна структура на металната основа.
В рамките на тази дейност ще бъде изработен анализ с икономическа оценка, финансова оценка и техническа оценка на създадения по проекта иновативен продукт - износоустойчиви елементи за промишлени миксери. Ще бъде извършена външна оценка на техническата изпълнимост и приложимост на иновативния продукт, икономическата му приложимост и жизнеспособност, ще се изследва и анализира съотношението между прогнозни разходи и очаквани резултати. Задължителни елементи, подлежащи на обстоен експертен анализ и оценка са:
- Финансова оценка: нетна настояща стойност; вътрешна норма на възвръщаемост; индекс на рентабилност; срок на откупуване.
- Икономическа оценка: икономически анализ на приходните и разходните парични потоци, свързани с дейността на организацията по разработване и внедряване на иновативния продукт;
- Оценка на въздействието на проекта върху общата конкурентоспособност на организацията като цяло; анализ на търсене и предлагане; анализ на необходимите инвестиции; реалистичен вариант на проекта; оптимистичен вариант на проекта; песимистичен вариант на проекта.
- Техническа оценка и инвестиционен бизнес план: анализ на техническото осигуряване на проекта; анализ на експертния потенциал на проекта; анализ на технологичния риск; анализ на неикономически ползи за обществото от разработвания проект - принос за опазване на околната среда и т.н.
Стъпки за изпълнение на дейността:
1. Избор на изпълнител за изпълнение на услугата (21-ви месец)
2. Сключване на договор и извършване на услугата (21-ви - 24-ти месец),
Contracted Amount: 9 000.00
,
Reported Amount: 12 900.00
-
Activity: Разработване на технологии за производство на иновативния продукт или процес: На база натрупания опит при разработването на методиките за създаване на прототипи ще бъде изработена детайлна производствена технология.
Производството на бейнитен и карбидобейнитен чугун изисква стриктно спазване на технологичните инструкции и придържане към тесни граници на съдържание на химичните елементи, прецизно модифициране и внимателно легиране. При най-малки отклонения на температурата при изотермичната обработка, получените чугуни се различават в голяма степен по механичните си показатели. При подложените на големи динамични натоварвания и абразивно износване елементи дори и най-малките разлики спрямо зададените характеристики ще доведат до бързо износване и дори дефектиране на миксера. Успешното преминаване от технологията за производство на прототипите към реално серийно производство ще зависи от правилния избор на машини и леярски процеси.
Производствената технология ще включва:
1. Разработване на технологична документация на продукта- чертежи на елементите, чертежи на инструменталната леярска екипировка, технически характеристики и норми, приемо технически условия.
2. Инструкция за входящ контрол на суровините и материалите.
3. Шихтови карти за производство на течен метал.
4. Инструкция за топене на течен метал с индукционни пещи работещи на промишлена и средна честота.
5. Инструкция за извършване на корекции на метала и модифициране на чугуна.
6. Работна инструкция за производство на леярски форми по Cold box процес.
7. 3D симулация на процеса на заливане и кристализация на метала.
8. Технология за производство на инструментална екипировка с 3D принтер. Техническа документация за изработка на модели и сърцеви кутии. Подмоделни плочи.
9. Инструкция за заливане на метала.
10. Технологична инструкция за финишна обработка и отделяна на леякова система.
11. Технология за изотермична термообработка на сферографитен чугун марки GJS 500-7 и GJS 700-2.
12. Контролен план.
13. Технологична инструкция за провеждане на химичен анализ и якостни изпитания.
14. Инструкция за качествен контрол с 3D измервателна машина.
15. FMEA анализ.
16. Технологична инструкция за краен контрол.
На база на гореизброените производствени и технологични инструкции ще бъде окомплектован пълния набор от документи за надеждно производство на износоустойчивите елементи от бейнитен и карбидобейнитен чугун.,
Contracted Amount: 0.00
,
Reported Amount: 13 977.85
-
Activity: Изработване на пазарни анализи и проучвания, маркетингови планове за пазарна реализация на иновативния продукт или процес: В рамките на настоящия проект ще бъде разработена и маркетингово проучване и план за реализация на разработвания иновативен продукт - износоустойчиви елементи за промишлени миксери от сферографитни чугуни с бейнитна и карбидо-бейнитна структура на металната основа.
Тази дейност предполага проучване на пазара на производителите в България и първоначално набелязване на потенциални клиенти на разработвания продукт. По предварителни данни проучването трябва да обхване фирмите работещи в областта на леярското производство, керамичната промишленост, минната промишленост, земеделие, транспорт и жп транспорт, както и всички останали производства използващи детайли работещи в условията на абразивен износ. След първоначалното набелязване на потенциалните клиенти следва да се направи по-задълбочено разглеждане на възможностите за внедряването на продукта в набелязаните организации и да се отделят няколко като най-приоритетни проекта за реализация. След като бъдат определени приоритетните проекти, следва ясно да се посочат необходимите дейности и ресурси, необходими за успешно внедряване на продукта.
Стъпки за изпълнение на дейността:
1. Избор на изпълнител за изпълнение на услугата (21-ви месец)
2. Сключване на договор и извършване на услугата (21-ви - 24-ти месец),
Contracted Amount: 8 000.00
,
Reported Amount: 10 900.00
-
Activity: Организиране на промоционални събития в България, свързани с популяризиране на иновативния продукт или процес: В самият край на проекта предвиждаме провеждането на две промоционални събития в град София и град Ловеч, на които да представим разработения по проекта иновативен продукт - износусточиви детайли за промишлени миксери от сферографитни чугуни с бейнитна и карбидо - бейнитна структура на металната основа.
Ще направим демонстрация на произведените в рамките на проекта прототипи и ще презентираме приложението на новия продукт, неговите предимства и функционалности.
На събитията ще бъдат специално поканени представители на широк кръг производствени предприятия в страната, които биха били наши евентуални бъдещи клиенти.
Стъпки за изпълнение на дейността:
1. Избор на изпълнител за изпълнение на услугата (23-ти месец)
2. Сключване на договор и извършване на услугата (23-ти - 24-ти месец),
Contracted Amount: 6 000.00
,
Reported Amount: 8 553.85
-
Activity: Визуализация на проекта: В рамките на дейностите за визуализация на проекта, „ИНДУСТРИАЛЕН ИНЖЕНЕРИНГ,ИНОВАЦИИ И РЕШЕНИЯ" ООД ще предприеме всички необходими стъпки за популяризиране на факта, че проектът се съфинансира от Европейския фонд за регионално развитие, съгласно правилата на Приложение XII на Регламент (ЕС) № 1303/2013. Всички документи изготвени в рамките на изпълнение на проекта ще съдържат задължителните елементи на визуализация.
Конкретните мерки, които предприятието ще предприеме за популяризиране на получената по Оперативна Програма „Иновации и Конкурентоспособност” безвъзмездна финансова подкрепа са:
- на видно място в двете места на изпълнение на проекта (офиса на фирмата в град София и наетата база в град Ловеч) ще бъдат поставяни разяснителни табели с всички задължителни реквизити, информираща за реализацията на проекта и финансовата подкрепа на Европейския съюз, Република България и Европейският фонд за регионално развитие (ЕФРР);
- закупеното по проекта оборудване ще бъде обозначено с изискуемите визуализационни стикери.
Стъпки за изпълнение на дейността:
1. Избор на изпълнител за изпълнение на услугата (7-ми месец)
2. Сключване на договор и извършване на услугата (7-ми месец)
Мерки и дейности по публичност и визуализация на проекта ще бъдат осъществявани постоянно по време на целия период на изпълнение.,
Contracted Amount: 1 010.00
,
Reported Amount: 1 010.00
|