Белорусские композиты широкого спектра

Строительство завода по производству композитных материалов и изделий из них начнется в Китайско-Белорусском Индустриальном парке «GreatStone» в июне 2019 года. Этот инвестиционный проект реализует НП ООО «Композитные конструкции».

Общая сумма инвестиций составит 220 млн евро. По завершении проекта планируется ежегодно выпускать 15 850 т продукции, сумма продаж прогнозируется более 170 млн долларов (с НДС).

С генеральным директором компании «Композитные конструкции» Виктором ГУРИНЫМ мы поговорили о производстве, уникальном для Беларуси по набору компетенций и технологий, о роли в этом проекте композитного кластера, созданного на базе ОАО «Полоцк-Стекловолокно», и о перспективах развития рынка композитов.

Единый центр компетенций

Компания «Композитные конструкции» — это деловой альянс четырех структур. По 15% в ее уставном капитале имеют Белорусский инновационный фонд, который участвует в проекте согласно распоряжению Президента Республики Беларуси, немецкая машиностроительная фирма «Диффенбахер» и СЗАО «Компания по развитию индустриального парка», 55% принадлежит ООО «ЭнерджиЭфишиенсиИнвестЕвразия» (Германия).

Предприятие, которое НП ООО «Композитные конструкции» готовится создать под Минском, Виктор Гурин называет одним из трех столь масштабных проектов в мире. В его состав войдут научно-исследовательский центр с возможностью реализации полного комплекса прикладных исследований в области полимерных композиционных материалов и промышленное предприятие по выпуску изделий из полимерных композитов. На площадях завода будут собраны все современные технологии, которые применяются в мировой практике. Наличие исследовательского центра позволит аккумулировать разработки ученых в области материаловедения и композитных технологий, а также создать опытно-внедренческую площадку для их реализации на производстве.

— Аналогичные по масштабу производства проектируются сейчас только в Канаде и Южной Корее, — говорит генеральный директор. — Фактически впервые в Беларуси формируется единый центр компетенций в области композитных материалов, тесно взаимодействующий с академическими и образовательными учреждениями (БГТУ, НИИ металлополимерных систем имени Белого) и промышленными предприятиями.

Сейчас проект находится на предынвестиционной стадии. В процессе реализации предусмотрены два этапа. Стоимость первого, который планируется начать в июне, — 138,6 млн евро. Производственный корпус, включая офисную часть, административное здание и лабораторию, займет около 25 000 м². Архитектурный проект уже получил положительное заключение Государственной экологической экспертизы и Главгосэкспертизы.

На первом этапе после завершения строительства зданий и сооружений, а также устройства всех коммуникаций и инженерных систем в корпусе установят основное оборудование. Оно обеспечит сбалансированное производство практически всех типов изделий. Дополнительное и вспомогательное оборудование позволит полностью задействовать основные линии. Параллельно будет идти проектирование, инжиниринг деталей и оснастки.

Начало серийного производства изделий на мощностях первой очереди завода запланировано на середину 2020 года. По словам Виктора Гурина, плановый объем выпуска продукции на данном этапе предполагается в объеме 8 780 т в год.

В целом производственная площадка создаваемого предприятия займет площадь 10,2 га, в том числе под все цеха и административно-бытовые помещения отводится 35 000 м². Будет создано около 340 новых высокотехнологичных рабочих мест. Доля акционеров в бюджете строительства составляет 20%, остальные 80% — заемные ресурсы на условиях проектного финансирования. Реализовать проект предполагается до 2022 года. Плановый срок его окупаемости — 10 лет.

С небес на землю

Изделия из углепластика и стеклопластика можно встретить не только во всех отраслях промышленности, но и в быту.

— Композит — это материал, состоящий из двух и более компонентов, которые усиливают и дополняют свойства друг друга, — поясняет Виктор Гурин. — В его основе лежит пластичная матрица из полимера, термопластичного (размягчающегося при нагреве) или термореактивного (затвердевающего). Ее армируют волокнами либо тканями различной природы — стеклянными, углеродными, синтетическими или натуральными. Композиты — это уникальные материалы. Широкий спектр используемых компонентов, а также управление структурой материала дают неограниченные возможности по оптимизации свойств изделий под конкретные условия эксплуатации. Использование автоматизированных технологических линий «Диффенбахер» с гибкими настройками параметров позволяет обеспечивать воспроизводимость качества продукции при серийном выпуске как простых изделий, так и сложных конструкций из различных видов сырья и материалов.

В качестве примера Виктор Гурин демонстрирует небольшую ребристую панель. Очень легкую и на вид хрупкую. Однако ни сломать, ни разбить, ни тем более деформировать ее практически невозможно. А все потому, что эта деталь выполнена из углеродного композита и отличается высокими прочностными характеристиками. Современные технологии позволяют одной деталью заменить габаритные сборочные узлы, устранить необходимость дополнительной сборки, снизить массу и увеличить технико-экономическую эффективность производства при улучшении эксплуатационных свойств продукции. 

Армирующие материалы для композитных материалов:

— стеклянные волокна (ровинги);

— стеклянные ткани/маты;

— углеродные волокна;

— натуральные волокна;

— базальтовые волокна. 

В авиации композитные материалы применяются с 40-х годов прошлого века. На сегодня их доля в некоторых образцах, например в Boeing 787 Dreamliner, достигает 50%. Композитные материалы идеально подходят для изготовления обшивки, руля высоты и руля направления, обтекателей, воздухозаборников и т.п. Будучи легкими по весу и экономичными по стоимости, композиты позволяют и уменьшить вес всего самолета, и снизить его стоимость, и в то же время усилить прочностные свойства его деталей. Так, благодаря замене элементов крепления лопастей к ротору на стеклопластиковые в некоторых моделях вертолетов масса деталей была снижена на 40%, а стоимость — в 2,5 раза.

В 60-х годах прошлого века одними из первых стеклопластиковых деталей, примененных в ракетной технике, стали корпуса двигателей боевых ракет. Дальность таких ракет увеличилась с 1 500 до 4 000 км. Сейчас доля композитных материалов в некоторых типах ракет доходит до 85—90% от общей массы.

В конструкции космического аппарата доля композитов достигла 20%.  А при уменьшении веса всего на 1 кг экономическая выгода при производстве корабля составляет от 10 000 до 50 000 долларов.

— Основным направлением деятельности нашего завода станет выпуск деталей из композитных материалов для транспортного машиностроения — автомобилей, тракторов, специальной техники, — рассказывает Виктор Гурин. — Набор технологий проекта позволит выпускать как относительно простую деталь, например, крышку багажника или защиту колесных арок, так и сложнейшие комплексные изделия — кузов легкового автомобиля либо кабину грузового. Гибкость и вариативность производственных  решений позволят выпускать широкий спектр и товаров повседневного спроса — от кухонных моек и чемоданов до кровельных покрытий и ступенек эскалатора.

Конкурентное преимущество — местное сырье

В основу деятельности нового завода закладываются процессы прямого формования прессовыми линиями «Диффенбахер» с тремя самыми передовыми технологиями, не имеющими аналогов в Беларуси и России.

Технология SMC предназначается для видовых изделий с повышенными требованиями прочности, жесткости и качества поверхности с возможной последующей окраской. Речь о бамперах, дефлекторах воздуха, элементах дверей, облицовке, компонентах корпуса и внутренних элементах кабины автомобиля, кухонных раковинах, листах кровли, корпусных деталях бытовой техники. Так, в последних моделях грузовых автомобилей, сконструированных в Европе, используется до 180 кг деталей из SMC.

Технология LFT-D подходит для изделий со сложной конфигурацией поверхности из материалов со средними показателями прочности и жесткости, но высокой ударной вязкостью, стойкостью ко всем видам агрессивных сред. Это — защитные кожухи, крышки, брызговики, приборные панели, ступени эскалатора, контейнеры, лотки, георешетки.

Технологии HP-RTM и влажной формовки необходимо применять для изделий со сложной конфигурацией поверхности и повышенными характеристиками прочности и жесткости, высоким качеством поверхности с возможной последующей окраской, стойкостью ко всем видам агрессивных сред. Как вариант — для высоконагруженных деталей, элементов несущего каркаса, корпусных изделий, ремонтных муфт, запорных устройств. Например, кузов BMW 7-й серии на 130 кг легче предыдущей модели за счет деталей, армированных углеволокном по технологиям HP-RTM и влажной формовки.

В качестве основных матричных материалов будут использоваться полиэфирные смолы (для термореактивных рецептур) и полипропилен (для термопластичных рецептур).

— Это позволит применять в проекте и продукцию белорусских химических производств, — подчеркивает Виктор Гурин. — Так, стеклоровинг в качестве основного армирующего материала планируем закупать в ОАО «Полоцк-Стекловолокно». Мы уже испытали это сырье, его качество и свойства одобрили наши западные партнеры.

К слову, НП ООО «Композитные конструкции» в числе первых поддержало идею о создании на базе ОАО «Полоцк-Стекловолокно» композитного кластера. Виктор Гурин присутствовал на церемонии подписания соответствующего соглашения:

— Мы заинтересованы в том, чтобы композитная отрасль развивалась, а в этом вопросе без взаимной поддержки было бы трудно. Композитный кластер объединил не просто единомышленников, а производителей, поставщиков сырья и научных сотрудников. Концерн «Белнефтехим» ведет дальновидную политику: потребность в композитных материалах растет с каждым годом, их использование дает значительный экономический эффект, а экспорт — гарантированные поступления в бюджет.

Тренды и перспективы

По информации аналитиков НП ООО «Композитные конструкции», мировой выпуск композитных материалов ежегодно увеличивается в среднем на 7,5%.В 2025 году мир будет потреблять 20 млн т композитов, что в суммарном выражении составит 143 млрд долларов.

Белорусские предприятия транспортного машиностроения каждый год используют более 1 млн т стали. Значительную часть этого объема можно с сохранением либо улучшением конструктивных показателей экономически эффективно заменить композитами. Ориентировочная оценка потребности предприятий министерства промышленности Республики Беларусь в таких материалах составляет 15 450 т. Потребность субъектов хозяйствования Российской Федерации в изделиях из композитов согласно дорожной карте «Развитие отрасли производства композитных материалов» к 2020 году достигнет 220 тыс. т.

— Растущий спрос на материалы для выпуска композитов станет стимулом для развития новых направлений в отечественной промышленности, — убежден Виктор Гурин. — Кроме того, производство изделий из композитов обеспечит дополнительный приток инвестиций в экономику страны и высокую добавленную стоимость, превышающую европейские показатели в аналогичных отраслях.

 Фото Наталья Нияковская