СВС-электроды
производство режущего инструмента
      методом СВС-экструзии



                                 Аверичев Олег
                                ООО “Синтел” &
        Институт структурной макрокинетики РАН
Проблема
-режущий инструмент при интенсивной работе имеет свойство изнашиваться, а значит
его нужно менять.
- например, на АвтоВАЗе, в день, расход сверл на одной только линии обработки
картера сцепления составляет 300-500 шт. Это происходит в результате износа
режущей кромки из-за очень высокой скорости резания.
- помимо затрат на постоянную покупку новых сверл любое подобное предприятие
испытывает косвенные издержки в связи с постоянной заменой старых сверл на
новые…
- таким образом, высокая степень износа приводит к
                           частой замене, а значит:




- увеличенным расходам на покупку                   - регулярной остановке конвейера =>
             сверл =>
 высокой себестоимости конечного                          низкой производительности =>
            продукта                                     высоким косвенным издержкам



                             Конкурс «Техностарт:Урал»
Все это означает низкое конкурентное
преимущество в сравнении с современными
западными технологиями машиностроения




           Конкурс «Техностарт:Урал»
Решение
   Разработан совершенно новый способ производства электродов, позволяющий
    наносить упрочняющие покрытия на любые неровные поверхности режущих
                         кромок таких инструментов как:

                                                                   гильотин
    ножи           сверл               фрезы            метчики      ные
                   а                                               ножницы

  В общем случае технологию такого производства мы называем СВС-синтезом
                                электродов.

         С помощью такой технологии возможно производство режущего
инструмента, который будет стоить для предприятия в 2-3 раза дешевле, чем
современные вольфрамовые, молибденовые или никелевые твердые сплавы
(полученные методами порошковой металлургии); при этом износостойкость
такого инструмента будет выше от 1,3 до 3,3 раз, в зависимости от режимов
использования (скорость резания, температура).



                            Конкурс «Техностарт:Урал»
А значит, у машиностроительного предприятия
  появляется возможность значительно снизить
  свои издержки, связанные с расходом средств
                 производства




               Конкурс «Техностарт:Урал»
Почему это работает?




    Конкурс «Техностарт:Урал»
Holmer Terra DOS                            23

          По результатам сравнительных
        испытаний ножей ботвосрезателя
      свеклоуборочного комбайна Holmer
          Terra DOS в условиях реальной
           эксплуатации с 5 сентября по 5
       октября 2012 года установлено, что
    износостойкость упрочненных ножей
          методом ЭИЛ СВС-электродами
       марки СТИМ-2/30К в 1,5 – 2,3 раза
      больше чем необработанных ножей.
              Это существенным образом
       сказывается на увеличении сроков
          эксплуатации ножей, снижению
     потребностей в приобретении новых
    оригинальных дорогостоящих ножей
              иностранного производства.

        Обработанный нож в сборе
Выгода АвтоВазу:
       на автоматической линии обработки картера сцепления автомобиля ВАЗ-2110,

                             изготавливаемого из АК12М



Приобретение сверл:
Расход в день сверл: 300 – 500 шт
Расход в год сверл (min): 110.000 шт
Затраты в год на покупку сверл: 110.000 х 5 $ = 550.000 $

После нанесения покрытия (срок службы сверл увеличился в 3 раза):
Расход в день сверл: 100 – 165 шт
Расход в год сверл (min): 36.500 шт
Затраты в год на покупку сверл: 36.500 х 5 $ = 182.500 $
Затраты в год на обработку сверл: 36.500 x (0,2 $ + 1,5 $) = 62 050 $
Общие затраты в год: 244.550 $
Сокращение расходов в год: 550.000 $ – 244.550 $ = 305.450 $
                                Конкурс «Техностарт:Урал»
Защита разработки
   Имеется 2 патента:
1. На полезную модель
2. На изобретение

  В настоящее время подана заявка на 3-й патент,
  который должен стать итоговым, “закрывающим”
    весь техпроцесс производства СВС-электродов

…и еще

технология производства методом СВС настолько тонкая, что
когда в рамках научных изысканий была передана другой команде со
всеми инструкциями
                          …они просто не смогли ее воспроизвести!
                        Конкурс «Техностарт:Урал»
АвтоВаз
    300.000                             Салют
СВС-электродов                        Прогресс
     в год                               АПК
                                   Деревообработка
                                           и другие



   …или ~ 10 млрд. рублей (min)

                 Конкурс «Техностарт:Урал»
Рынок режущего инструмента сейчас




В настоящее время подавляющее большинство режущего инструмента
производится методами порошковой металлургии, и очень редко – литьем.
Главными минусами порошковой металлургии являются:
     • Энергопотребление печей – до 70 % от себестоимости продукта
     • Время производства – 8 – 12 часов длиться спекание

    В то же время, производство электродов легирования методом СВС означает:
    • Энергозатраты на порядок ниже;
    • Время производства – на порядок ниже
    • Стоимость материалов – такая же или в 1,5-2 раза ниже
                           Конкурс «Техностарт:Урал»
Пример:

Для того, чтобы получить 1 кг твердого сплава марки ВН-8 предприятие
                  порошковой металлургии затрачивает:




Для получения 1 кг твердого сплава марки СТИМ 2/30К (Ti-C-Co) методом
 СВС-экструзии на промышленном прессе Оренбургского производства,
                             необходимо:




                        Конкурс «Техностарт:Урал»
При этом…




износостойкость покрытия из СТИМ 2/30К (Ti-C-Co)
  при рабочих скоростях резания сверла из АК12М
    в 1,5 раза выше чем у ныне используемого в
   промышленности конкурента – вольфрамового
                твердого сплава ВН8




                 Конкурс «Техностарт:Урал»
Минусы технологии


 Высочайшая тонкость технологии производства
     СВС-электродов – безусловно, минус для
          промышленного производства



…что в дальнейшем потребует детальной проработки и
    прописи каждого шага техпроцесса производства
     наших электродов, а также как можно большей
             автоматизации оборудования




                 Конкурс «Техностарт:Урал»
Бизнес-модель

Намечаемая стратегия развития предприятия – производство полного
   цикла.
Это означает, что на входе будут:
1. Болванки режущего инструмента (сверла, ножи, фреза) из дешевой
   стали
2. Порошки исходных компонентов для производства СВС-электродов
   (Ti, C, Co, Ni, B и др.)
На выходе конечному потребителю будут отгружаться готовые,
   упрочненные этими электродами инструменты, полностью готовые к
   использованию.
При этом, на первых этапах, цена может устанавливаться такой, что она
   будет дешевле аналогов даже без учета лучшего качества продукта
   (себестоимость позволяет).
Почему полный цикл:
• Позволяет осуществлять полный контроль качества конечного
   продукта
• Увеличенная добавочная стоимость

                         Конкурс «Техностарт:Урал»
Маркетинг и продажи

Вопрос с какого рынка начать достаточно неопределенный, зависит от
   множества факторов (в том числе и от удачи).
В тоже время, наиболее логичным представляется выход на тех
   субъектов рынка, которые уже провели тест-драйв данной технологи
   и знают ее преимущества, а также на наиболее прибыльные:
• Аграрный комплекс Черноземья России (корнеплодные
  хозяйства Тамбовской и Липецкой областей). Объекты
  интересов – ножи уборочной техники (в том числе
  иностранной)
• АвтоВАЗ . Объекты интересов – сверла линий обработки
  ДВС, КП, кузовных элементов.
• Ножи для суши-баров (Москва, Санкт-Петербург)
• Медицинский инструмент: зажимы Кохера, Блюмера и
  т.д.

                        Конкурс «Техностарт:Урал»
Pr oj ect : sheet ing's coat ings

                                      2011                    2012                 2013        2014
Investments                       $600 000
Number of sales                                            50000               150000     300000
Revenue                                                 $815 000           $2 445 000 $4 890 000
Net profit                                              $163 000             $489 000 $978 000
Cash flow (cumulative)           -$600 000             -$437 000              $52 000 $1 030 000


                                                                                          $1 030
ROI - 172%
Payback period - 2,9
                                                                                           000
IRR - 52%                                                                $52 000
                                                         -$437
                                      -$600
discount rate:                                            000
                                       000
20%
NPV - $441 389

* the project is shown without residual value
* * conventionally the project is shown usingКонкурс «Техностарт:Урал»
                                              a cash method
Что сделано…

На данный момент мы имеем:

• опытный образец;

• акты испытаний от российских промышленных предприятий
  (агропром и машиностроение);

• полученные патенты на полезную модель и изобретение;

• сформированную команду (технический отдел/менеджмент);

• юридическое лицо (ООО)

• Получено 2 УМНИКА, 1 СТАРТ, реализация по 2-м ФЦП на 2010-
  2013 гг.
                     Конкурс «Техностарт:Урал»
…и что предстоит

• отладка всех техпроцессов и написание инструкций,
  выбор пресса и пресс-оснастки;

• получение промышленной партии СВС-электродов для
  демонстрации профильным предприятиям;

• поиск места для организации участка упрочнения
  (предположительно г.Черноголовка);

• поиск постоянных партнеров для осуществления
  бесперебойного производства;

• создание МИП/вхождение в кластер/ нахождение
  стратегического инвестора
                    Конкурс «Техностарт:Урал»
Олег Аверичев – руководитель проекта

Александр Столин– профессор НИТУ МИСиС
                  /GR

Павел Бажин – защита покрытий/инновационный
              менеджмент

Александр Штейнман – главный технолог процесса СВС-
                   синтеза

                  Конкурс «Техностарт:Урал»
Олег Аверичев
                 olegaverichev@gmail.com
                     +7(903) 1222363



Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения
                      РАН, Черноголовка;

                   ООО “СИНТЕЛ”, Москва


                       Конкурс «Техностарт:Урал»

аверичев свс-электроды - бизнес-инкубатор мгу

  • 1.
    СВС-электроды производство режущего инструмента методом СВС-экструзии Аверичев Олег ООО “Синтел” & Институт структурной макрокинетики РАН
  • 2.
    Проблема -режущий инструмент приинтенсивной работе имеет свойство изнашиваться, а значит его нужно менять. - например, на АвтоВАЗе, в день, расход сверл на одной только линии обработки картера сцепления составляет 300-500 шт. Это происходит в результате износа режущей кромки из-за очень высокой скорости резания. - помимо затрат на постоянную покупку новых сверл любое подобное предприятие испытывает косвенные издержки в связи с постоянной заменой старых сверл на новые… - таким образом, высокая степень износа приводит к частой замене, а значит: - увеличенным расходам на покупку - регулярной остановке конвейера => сверл => высокой себестоимости конечного низкой производительности => продукта высоким косвенным издержкам Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 3.
    Все это означаетнизкое конкурентное преимущество в сравнении с современными западными технологиями машиностроения Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 4.
    Решение Разработан совершенно новый способ производства электродов, позволяющий наносить упрочняющие покрытия на любые неровные поверхности режущих кромок таких инструментов как: гильотин ножи сверл фрезы метчики ные а ножницы В общем случае технологию такого производства мы называем СВС-синтезом электродов. С помощью такой технологии возможно производство режущего инструмента, который будет стоить для предприятия в 2-3 раза дешевле, чем современные вольфрамовые, молибденовые или никелевые твердые сплавы (полученные методами порошковой металлургии); при этом износостойкость такого инструмента будет выше от 1,3 до 3,3 раз, в зависимости от режимов использования (скорость резания, температура). Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 5.
    А значит, умашиностроительного предприятия появляется возможность значительно снизить свои издержки, связанные с расходом средств производства Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 6.
    Почему это работает? Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 7.
    Holmer Terra DOS 23 По результатам сравнительных испытаний ножей ботвосрезателя свеклоуборочного комбайна Holmer Terra DOS в условиях реальной эксплуатации с 5 сентября по 5 октября 2012 года установлено, что износостойкость упрочненных ножей методом ЭИЛ СВС-электродами марки СТИМ-2/30К в 1,5 – 2,3 раза больше чем необработанных ножей. Это существенным образом сказывается на увеличении сроков эксплуатации ножей, снижению потребностей в приобретении новых оригинальных дорогостоящих ножей иностранного производства. Обработанный нож в сборе
  • 8.
    Выгода АвтоВазу: на автоматической линии обработки картера сцепления автомобиля ВАЗ-2110, изготавливаемого из АК12М Приобретение сверл: Расход в день сверл: 300 – 500 шт Расход в год сверл (min): 110.000 шт Затраты в год на покупку сверл: 110.000 х 5 $ = 550.000 $ После нанесения покрытия (срок службы сверл увеличился в 3 раза): Расход в день сверл: 100 – 165 шт Расход в год сверл (min): 36.500 шт Затраты в год на покупку сверл: 36.500 х 5 $ = 182.500 $ Затраты в год на обработку сверл: 36.500 x (0,2 $ + 1,5 $) = 62 050 $ Общие затраты в год: 244.550 $ Сокращение расходов в год: 550.000 $ – 244.550 $ = 305.450 $ Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 9.
    Защита разработки Имеется 2 патента: 1. На полезную модель 2. На изобретение В настоящее время подана заявка на 3-й патент, который должен стать итоговым, “закрывающим” весь техпроцесс производства СВС-электродов …и еще технология производства методом СВС настолько тонкая, что когда в рамках научных изысканий была передана другой команде со всеми инструкциями …они просто не смогли ее воспроизвести! Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 10.
    АвтоВаз 300.000 Салют СВС-электродов Прогресс в год АПК Деревообработка и другие …или ~ 10 млрд. рублей (min) Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 11.
    Рынок режущего инструментасейчас В настоящее время подавляющее большинство режущего инструмента производится методами порошковой металлургии, и очень редко – литьем. Главными минусами порошковой металлургии являются: • Энергопотребление печей – до 70 % от себестоимости продукта • Время производства – 8 – 12 часов длиться спекание В то же время, производство электродов легирования методом СВС означает: • Энергозатраты на порядок ниже; • Время производства – на порядок ниже • Стоимость материалов – такая же или в 1,5-2 раза ниже Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 12.
    Пример: Для того, чтобыполучить 1 кг твердого сплава марки ВН-8 предприятие порошковой металлургии затрачивает: Для получения 1 кг твердого сплава марки СТИМ 2/30К (Ti-C-Co) методом СВС-экструзии на промышленном прессе Оренбургского производства, необходимо: Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 13.
    При этом… износостойкость покрытияиз СТИМ 2/30К (Ti-C-Co) при рабочих скоростях резания сверла из АК12М в 1,5 раза выше чем у ныне используемого в промышленности конкурента – вольфрамового твердого сплава ВН8 Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 14.
    Минусы технологии Высочайшаятонкость технологии производства СВС-электродов – безусловно, минус для промышленного производства …что в дальнейшем потребует детальной проработки и прописи каждого шага техпроцесса производства наших электродов, а также как можно большей автоматизации оборудования Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 15.
    Бизнес-модель Намечаемая стратегия развитияпредприятия – производство полного цикла. Это означает, что на входе будут: 1. Болванки режущего инструмента (сверла, ножи, фреза) из дешевой стали 2. Порошки исходных компонентов для производства СВС-электродов (Ti, C, Co, Ni, B и др.) На выходе конечному потребителю будут отгружаться готовые, упрочненные этими электродами инструменты, полностью готовые к использованию. При этом, на первых этапах, цена может устанавливаться такой, что она будет дешевле аналогов даже без учета лучшего качества продукта (себестоимость позволяет). Почему полный цикл: • Позволяет осуществлять полный контроль качества конечного продукта • Увеличенная добавочная стоимость Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 16.
    Маркетинг и продажи Вопросс какого рынка начать достаточно неопределенный, зависит от множества факторов (в том числе и от удачи). В тоже время, наиболее логичным представляется выход на тех субъектов рынка, которые уже провели тест-драйв данной технологи и знают ее преимущества, а также на наиболее прибыльные: • Аграрный комплекс Черноземья России (корнеплодные хозяйства Тамбовской и Липецкой областей). Объекты интересов – ножи уборочной техники (в том числе иностранной) • АвтоВАЗ . Объекты интересов – сверла линий обработки ДВС, КП, кузовных элементов. • Ножи для суши-баров (Москва, Санкт-Петербург) • Медицинский инструмент: зажимы Кохера, Блюмера и т.д. Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 17.
    Pr oj ect: sheet ing's coat ings 2011 2012 2013 2014 Investments $600 000 Number of sales 50000 150000 300000 Revenue $815 000 $2 445 000 $4 890 000 Net profit $163 000 $489 000 $978 000 Cash flow (cumulative) -$600 000 -$437 000 $52 000 $1 030 000 $1 030 ROI - 172% Payback period - 2,9 000 IRR - 52% $52 000 -$437 -$600 discount rate: 000 000 20% NPV - $441 389 * the project is shown without residual value * * conventionally the project is shown usingКонкурс «Техностарт:Урал» a cash method
  • 18.
    Что сделано… На данныймомент мы имеем: • опытный образец; • акты испытаний от российских промышленных предприятий (агропром и машиностроение); • полученные патенты на полезную модель и изобретение; • сформированную команду (технический отдел/менеджмент); • юридическое лицо (ООО) • Получено 2 УМНИКА, 1 СТАРТ, реализация по 2-м ФЦП на 2010- 2013 гг. Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 19.
    …и что предстоит •отладка всех техпроцессов и написание инструкций, выбор пресса и пресс-оснастки; • получение промышленной партии СВС-электродов для демонстрации профильным предприятиям; • поиск места для организации участка упрочнения (предположительно г.Черноголовка); • поиск постоянных партнеров для осуществления бесперебойного производства; • создание МИП/вхождение в кластер/ нахождение стратегического инвестора Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 20.
    Олег Аверичев –руководитель проекта Александр Столин– профессор НИТУ МИСиС /GR Павел Бажин – защита покрытий/инновационный менеджмент Александр Штейнман – главный технолог процесса СВС- синтеза Конкурс «Техностарт:Урал»
  • 21.
    Олег Аверичев olegaverichev@gmail.com +7(903) 1222363 Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН, Черноголовка; ООО “СИНТЕЛ”, Москва Конкурс «Техностарт:Урал»