Проект малого инновационного предприятия СПбПУ - "Политех-Инжиниринг" (CompMechLab®) - по разработке 3D-принтера и методик проектирования "best-in-class" оптимизированных конструкций на основе принципов бионического дизайна победил в конкурсе программы "Развитие" Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере

 

4 августа 2015 года бюро Наблюдательного совета Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере ("Фонда Бортника") подвело итоги конкурсного отбора по программе "Развитие".

Состав Наблюдательного совета ФГБУ "Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере":

• Бортник Иван Михайлович – председатель Наблюдательного совета;
• Агамирзян Игорь Рубенович - генеральный директор ОАО «Российская венчурная компания»;
• Алдошин Сергей Михайлович - вице-президент Российской академии наук, директор Института проблем химической физики РАН, председатель Экспертного совета;
• Габуния Филипп Георгиевич - заместитель начальника Экспертного управления Президента Российской Федерации;
• Копейкин Михаил Юрьевич - первый заместитель Руководителя Аппарата Государственной Думы;
• Ларионова Наталья Игоревна - директор Департамента развития малого и среднего предпринимательства Минэкономразвития России;
• Повалко Александр Борисович - заместитель Министра образования и науки Российской Федерации;
• Салихов Сергей Владимирович - директор Департамента развития приоритетных направлений науки и технологий Минобрнауки России;
• Свинаренко Андрей Геннадьевич - заместитель председателя правления ОАО «РОСНАНО»;
• Фомичев Олег Владиславович - статс-секретарь - заместитель Министра экономического развития Российской Федерации;
• Цыганов Андрей Геннадьевич - заместитель руководителя ФАС России.

Программа "Развитие" предусматривает финансирование малых предприятий, выпускающих продукцию и ощущающих необходимость проведения дополнительных НИОКР, позволяющих повысить эффективность работы путем диверсификации своего производства или снижения издержек за счет внедрения новых технических решений. Как и другие программы Фонда, данная Программа не предусматривает выполнение отдельного научного эксперимента, завершающегося появлением очередного отчета, а предполагает, что в результате реализации проекта будет создан рентабельный бизнес, который позволит предприятию в дальнейшем развиваться без дополнительной поддержки государства. Как правило, конкурсы типа "Развитие" имеют тематику, предусматривающую финансирование проектов в объеме нескольких миллионов рублей в год, поэтому и рассчитаны на предприятия, уже имеющие выручку от 15 миллионов рублей в год и выше. Руководство Фонда считает, что только в этом случае можно говорить о возможности паритетного финансирования проекта и серьезности намерений заявителя на конкурс.

Всего на конкурс в рамках программы "Развитие" была подана 301 заявка, из них 36 были не допущены к отбору по формальным признакам, еще 171 заявка не рекомендована для поддержки в рамках конкурсного отбора. 

По решению бюро Наблюдательного совета Фонда 94 заявки-победители рекомендованы для финансирования.

Среди компаний-победителей - ООО "Политех-Инжиниринг" - малое инновационное предприятие (МИП) и инжиниринговая start-up компания, основанная в 2011 году Санкт-Петербургским политехническим университетом Петра Великого и высокотехнологичной инжиниринговой spin-out компанией ООО Лаборатория "Вычислительная механика" (CompMechLab^®). 

МИП "Политех-Инжиниринг" является одним из трех организаторов Инжинирингового центра “Центр компьютерного инжиниринга” СПбПУ, созданного в 2013 году в рамках реализации Государственной программы Российской Федерации “Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности” на основе учебно-научной и инновационной лаборатории "Вычислительная механика" (CompMechLab, 1987 г.) СПбПУ.

Напомним, что Инжиниринговый центр "Центр компьютерного инжиниринга" СПбПУ, ООО Лаборатория "Вычислительная  механика" и ООО "Политех-Инжиниринг" ведут совместную научную, инженерно-техническую и инжинирингвую деятельность под единым зарегистрированным брендом  CompMechLab^®.

Сотрудники МИП "Политех-Инжиниринг" представили на конкурс проект - "Разработка конкурентоспособного 3D принтера, работающего по технологии УФ отверждения фотополимера, для изготовления металлических деталей путем литья по выплавляемым (выжигаемым) моделям. Разработка уникальных методик и инструкций по проектированию оптимизированных деталей конструкций на основе принципов бионического дизайна с учётом специфических особенностей процессов 3D печати и литья металлов".

Объем гранта для реализации проекта-победителя составит 15 млн рублей, объем софинансирования из собственных средств МИП составит 7,5 млн рублей.

В июле 2015 года команда CompMechLab^® представила свои разработки в области аддитивных технологий на международной промышленной выставке ИННОПРОМ-2015. На стенде Инжинирингового центра на ИННОПРОМ-2015 стоят участники проекта по разработке конкурентоспособного 3D принтера (слева направо): главный инженер проекта К. Тургенев, зам. директора по развитию аддитивных технологий Инжинирингового центра СПбПУ Е. Белослудцев, проректор по перспективным проектам СПбПУ, руководитель Инжинирингового центра СПбПУ А.И. Боровков.

Реализация проекта направлена на:

• разработку конкурентоспособного 3D принтера, работающего по технологии SLA для изготовления металлических деталей (оптимальных по весу, прочности, долговечности, стоимости и другим характеристикам) путем литья по выплавляемым (выжигаемым) моделям.
• оптимизацию существующей технологии аддитивного производства SLA (ультрафиолетового (УФ) отверждения жидкого фотополимера), разработку, с применением передовых компьютерных технологий (CAD / CAE / HPC -технологий) компьютерного проектирования и компьютерного / суперкомпьютерного инжиниринга и, что принципиально важно, – компьютерных технологий оптимизации - Computer-Aided Optimization, CAO (многопараметрической, топологической, многокритериальной и др.), уникальных методик и инструкций по учёту специфических особенностей процессов 3D печати мастер-моделей и литья металлов.

Реализуемый продукт, в первую очередь, нацелен на импортозамещение высокотехнологичной зарубежной продукции, решая одновременно две задачи: создание конкурентоспособного 3D принтера с характеристиками мировых аналогов (область печати 200х150х200 мм, толщина слоя печати 0.013 – 0.100 мм), но с меньшей рыночной стоимостью, а также предоставление конечному пользователю комплексных ​методик и инструкций по проектированию оптимизированных деталей конструкций на основе принципов бионического дизайна с учётом ​специфических ​особенностей процессов 3D печати и литья металлов, которые в данный момент не предоставляются ни одним мировым поставщиком аналогичных 3D принтеров.

Решение этих задач позволит конечному пользователю изготавливать металлические изделия сложных геометрических форм (как внешних, так и внутренних), которые уже востребованы промышленностью благодаря, как минимум, лучшим соотношениям «вес/прочность» и «прочность/скорость изготовления», но которые практически невозможно получить традиционными способами механообработки. Дополнительным преимуществом перед иностранным оборудованием является гарантия российского производителя, оперативная техническая поддержка со стороны российского разработчика и адаптация всех методик и рекомендаций к тем материалам, которые присутствуют именно на российском рынке.

Отметим, что в июле 2015 года, на прошедшей выставке ИННОПРОМ-2015 сотрудники CompMechLab^® представили две модели 3D принтеров собственной разработки: 

• экструзионный (FDM, Fused Deposition Modeling) 3D-принтер "Engineer V2" с толщиной слоя печати от 0.025 мм до 0.50 мм;
• фотополимерный (SLA, Stereolithography) 3D-принтер BRAVO​ SLA, обеспечивающий толщину слоя печати 0.013 - 0.100 мм. 

1. Экструзионный (FDM) 3D-принтер "Engineer V2"

​

Позволяет печатать пластиками ABS, PLA, Nylon, LayWood с толщиной слоя 0.1 - 0.4 мм и размерами деталей до 200х200х180мм. Диаметр сопла – 0.35 мм, это позволяет наносить слой 0.100 мм (100 микрон) и строить вертикальные стенки толщиной всего 0.5 мм.​

2. Фотополимерный (SLA) 3D-принтер BRAVO SLA

3D-принтер BRAVO SLA на выставке ИННОПРОМ-2015 вызвал немалый интерес у посетителей выставки,
в частности, на фотографии за работой 3D-принтера наблюдают первый заместитель генерального директора холдинга "Станкопром" Е.Г. Полканов и сотрудники ходинга

3D-принтер BRAVO SLA может работать с любым полимером, отверждаемым ультрафиолетовыми лучами. Области печати - 115 х 77 х 180 мм. Принтер позволяет создавать 3D модели путем нанесения слоя с толщиной всего 13 микрон (0.013 мм) и с разрешением 38 микрон (0.038 мм) в горизонтальной плоскости. Такие точности ранее были недостижимы при экструзионной 3D-печати.

Основные области применения:

• ювелирное производство изготовление мастер-моделей;
• сувенирное производство изготовление мастер-моделей для последующего литья металлами или непосредственное изготовление конечного продукта;
• быстрое прототипирование особенно подходит для мелких объектов, для которых не подходит FDM технология (экструдирование ABS пластика с точностью 0.1мм).

На ИННОПРОМ-2015 был  представлен аналитический обзор "Бионический дизайн", подготовленный сотрудниками Инжинирингового центра "Центр компьютерного инжиниринга" (CompMechLab®) СПбПУ Петра Великого. Это первое в России издание, содержащее аналитические материалы по ключевому тренду технологического развития на современном этапе — использованию бионических принципов в процессе проектирования конкурентоспособных продуктов / изделий нового поколения. В книге впервые представлено современное определение бионического дизайна (Bionic Design) как передовой технологии - (Simulation & Optimization)-Driven Bionic Design и как принципиально нового подхода к проектированию и созданию "best-in-class"  оптимизированных конструкций в результате конвергенции и синергии двух глобальных трендов — стремительного развития компьютерного инжиниринга (Computer-Aided Engineering), включая технологии оптимизации (Computer-Aided Optimization), и аддитивных технологий (Additive Technology).

 

Руководитель Инжинирингового центра А.И. Боровков демонстрирует напечатанную на 3D принтере собственной разработки опору раздаточной коробки передач генеральному директору технопарка “Ингрия” (Санкт-Петербург) И.В. Рождественскому (на фото слева) и директору центра инвестиций и инноваций технопарка "Университетский" (Екатеринбург) С.Б. Зенковой (на фото справа)

Отметим, что инновационные разработки сотрудников CompMechLab^®, в том числе ООО "Политех-инжиниринг", не впервые побеждают в различных конкурсах и получают субсидии:

	Апрель 2015 года. Наблюдательный совет Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере ("Фонда И.М. Бортника") подвёл итоги конкурсного отбора программы "Коммерциализация". Всего было подано 843 заявки, 173 из них рекомендованы для финансирования. В списке победителей - высокотехнологическая инжиниринговая spin-out компания Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого  ООО Лаборатория "Вычислительная механика" (CompMechLab®). Представленный проект "Виртуальный испытательный полигон в составе цифровых моделей антропоморфных манекенов, барьеров и ударников, а также комплекса программного обеспечения для управления и анализа данных, предназначенный для предсказательного моделирования аварийных ситуаций и оптимизации конструкций транспортных средств с целью обеспечения безопасности человека" выиграл грант 13 млн рублей. Условия конкурса предполагают 100% софинансирование компанией-победителем Конкурса.
	Март 2015 года.  Высокотехнологическая инжиниринговая spin-out компания Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого ООО Лаборатория «Вычислительная механика» (CompMechLab®) победила в конкурентном отборе заявок на создание Центра инжиниринговых услуг по внедрению аддитивных технологий в машиностроении, проводимом Фондом инфраструктурных и образовательных программ (ФИОП) РОСНАНО с проектом по созданию технологической инжиниринговой компании (ТИК) в области аддитивных технологий. Общий объем финансирования проекта - 200 млн рублей.  Новая компания ООО "ЛВМ-АТ" будет специализироваться на решении сложных задач математического и компьютерного моделирования, компьютерного и суперкомпьютерного инжиниринга, разработки, развития и применения технологий многокритериальной, многопараметрической, топологической оптимизации и аддитивных технологий для проектирования на основе новых принципов, в частности - (Simulation & Optimization) -Driven Bionic Design, сложных деталей и оборудования для машиностроительного и нефтегазового комплексов, а также для других высокотехнологичных отраслей промышленности.
	Декабрь 2014 года. Инжиниринговая start-up компания Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и ООО Лаборатория "Вычислительная механика" - малое инновационное предприятие OOO "Политех-Инжиниринг" - победило в конкурсе Правительства Санкт-Петербурга на предоставление субсидий хозяйственным обществам, имеющим место нахождения в Санкт-Петербурге, создаваемым вузами, бюджетными научными учреждениями и академическими институтами, в целях возмещения затрат, связанных с практическим применением (внедрением) результатов интеллектуальной деятельности. ООО "Политех-Инжиниринг" победило с проектом "Защита пешеходов при ДТП. Разработка полномасштабной конечно-элементной модели ударника для испытаний на степень защиты пешеходов (взрослого человека и ребенка) при сертификации транспортных средств категории М1".

 

Справочная информация

Аддитивные технологии в настоящее время являются одними из наиболее динамично развивающихся и перспективных производственных процессов в машиностроении (автомобилестроении, авиастроении, приборостроении и т.д.) и, вообще, в промышленности, энергетике, на транспорте, а также в гражданском секторе. Аддитивные технологии представляют собой комплекс методов изготовления готового изделия из цифровой 3D модели, основанных на “выращивании” материала различными способами, а не на удалении материала из заготовки, как в традиционных технологиях машиностроения. Основные преимущества замены традиционных технологий литья деталей на аддитивное производство заключаются во внедрении принципиально новых подходов к проектированию изделий, позволяющих создавать пространственные сложнопрофильные детали, облегченные или ультралёгкие конструкции из металлов и полимерных материалов, в том числе полые структуры со сложной внутренней геометрией, за один технологический процесс. Кроме того, аддитивные технологии позволяют в 20-30 раз повысить производительность труда, увеличить коэффициент использования материала с 0,3 до ~1,0, а также дают возможность ускорить, полностью автоматизировать и связать в единый комплекс процесс компьютерного проектирования,  инжиниринга, оптимизации и производства, получив “цифровое производство” (Digital Manufacturing).

Безусловным драйвером в производственной цепочке с применением аддитивных технологий выступает компьютерный инжиниринг (Computer-Aided Engineering, CAE), обеспечивающий прорывной характер разработок и создания новой продукции. Компьютерный инжиниринг основан на разработках и тотальном применении полномасштабных пространственных математических моделей, описываемых нестационарными нелинейными дифференциальными уравнениями в частных производных, которые позволяют обеспечить предельно высокий уровень адекватности математических моделей реальным материалам, конструкциям и процессам (физико-механическим, технологическим и производственным). Более того, современное математическое моделирование – ядро компьютерного инжиниринга – предоставляет возможности проведения многокритериальной, параметрической и топологической оптимизации(Computer-Aided Optimization, CAO), результаты которой могут лежать “за гранью интуиции генерального конструктора”. Большую часть изделий, полученных в результате оптимизации, невозможно изготовить на производстве традиционными (субтрактивными, «вычитающими»: фрезерование, токарная обработка и др.) методами или такое производство является крайне затратным, а производство с помощью аддитивных технологий позволяет изготовить спроектированные изделия. Кроме этого, применение математического моделирования позволяет значительно ускорить как непосредственную разработку оборудования (3D принтеров), оценивая работоспособность конструкции установок / станков ещё на этапе проектирования, так и получение готовых изделий, благодаря учету и интеграции технологических особенностей 3D печати в процесс разработки, расчета и оптимизации 3D моделей, поступающих на 3D принтер.

На сегодняшний день ни один мировой поставщик SLA принтеров не предоставляет методик и рекомендаций по решению существующих проблем, связанных с литьем по выплавляемым моделям инженерных деталей, главным образом – по предварительной подготовке и модификации 3D моделей для учета (компенсации) будущей усадки материала мастер-моделей в процессе 3D печати и усадки металла после литья.

О программе «Развитие» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере

Программа «Развитие» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере направлена на предоставление грантов малым инновационным предприятиям с целью финансовой поддержки научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ высокой стадии готовности в рамках реализации инновационных проектов по разработке и освоению новых видов наукоёмкой продукции.

Программа ориентирована на поддержку развитых предприятий, которые имеют положительную деловую репутацию и опыт продаж наукоемкой продукции на рынке, но ощущают необходимость проведения дополнительных НИОКР, позволяющих повысить эффективность работы путем диверсификации своего производства или снижения издержек за счет внедрения новых технических решений.

Гранты предоставляются малым инновационным предприятиям в размере не более 15 млн рублей при условии софинансирования из собственных и (или) привлеченных средств третьих лиц в размере не менее 50% от суммы гранта. Срок выполнения НИОКР – 12 месяцев.

В конкурсе могут принимать участие юридические лица, действующие не менее двух лет.

Программа реализуется в рамках Плана первоочередных мероприятий по обеспечению устойчивого развития экономики и социальной стабильности в 2015 году (Антикризисный план), утвержденного распоряжением Правительства Российской Федерации от 27 января 2015 г.  При отборе проектов учитывается социально-экономический эффект от реализации проекта для региона, влияние компании на развитии инновационных территориальных кластеров, вовлеченность компании в цепочку поставок крупного технологического бизнеса, а также потенциал по замещению импортных разработок на отечественном рынке и увеличению доли занимаемого российского рынка, по выходу на зарубежные рынки.