ОСОБЛИВОСТІ РОЗРОБЛЕННЯ ТА ВПРОВАДЖЕННЯ ВИРОБІВ З НОВИХ КОМПОЗИТНИХ МАТЕРІАЛІВ

https://doi.org/10.33815/2313-4763.2025.1.30.118-131

Ключові слова: композитний матеріал, собівартість, оброблення, економічна доцільність, якість

Анотація

Стаття стосується техніко-економічного обґрунтування застосування виробів з нових композитних матеріалів. Обґрунтовано структуру собівартості композитних виробів, що включає вартість матеріалів, наповнювачів, армування, оброблення стаціонарними чи змінними фізичними полями, механічного оброблення. Витрати на виконання кожної операції включають оплату праці робітників, витрати на оплату електроенергії, амортизації обладнання, експлуатаційних та інших цехових витрат. Наведені вирази, які можна використовувати на практиці для визначення складових собівартості композитного виробу. Для ілюстрації виконано співставлення виготовлення втулок дейдвудних підшипників з капролону наповненого графітом, капролону наповненого графітом та дисульфідом молібдену, а також з епоксидного композиту наповненого графітом та поліамідом. Отримані вирази для розрахунку трудомісткості та вартості виготовлення втулок з цих матеріалів залежно від їхніх розмірів. Результати розрахунків показали, що вартості втулок з усіх трьох аналізованих матеріалів є цілком співставними величинами одного порядку, що в умовах одиничного виробництва судноремонтного підприємства робить витрати на виготовлення для всіх варіантів рівнозначними. Показано, що у випадку застосування втулок з капролону наповненого графітом та фісульфідом молібдену, кількість ремонтів з докуванням судна за термін його використання буде майже в 6 разів меншою ніж при застосуванні втулок з епоксидного композиту, що є ключовим фактором для вибору матеріалу, оскільки зменшує кількість простоїв судна в доку та собівартість перевезення тони вантажу. Представлена методика розрахунку може бути використана інженерами при обґрунтуванні вибору матеріалу та корисна аспірантам для співставлення отриманих результатів з дослідженнями інших авторів.

Посилання

Emin, A. (2021). How Composite Materials Influence Sustainable Development: Array. EuroEconomica. 40(2). https://dj.univ-danubius.ro/index.php/EE/article/view/1459.

Baranovska, O. V. (2025). Features of structure formation and properties of sintered metal matrix composites and epoxy polymers with dispersed filler based on the Ti-Fe-Si-Mn-C(B) system. : dys. ... d-ra tekhn. nauk: spets. 05.02.01 – Materials Science / O. V. Baranovska; I. M. Frantsevych Institute for Problems of Materials Science of the National Academy of Sciences of Ukraine. Kyiv. 254.

Protsenko, V., Rusanov, S., Babii, M., Nastasenko, V. (2025). The influence of operating factors on the ram-type steering gear elements force interaction / Journal of maritime research. Vol. 22. No. 1. 349–354. https://www.jmr.unican.es/index.php/jmr/article/view/1112/993.

Protsenko, V., Nastasenko, V., Babiі, M., Protasov, R. (2022). Marine ram-type steering gears maintainability increasing. Journal of Mechanical Engineering – Strojnícky časopis. Vol. 72, №2. 149-160. https://doi.org/10.2478/scjme-2022-0025.

Camilleri, M. A. (2017). Aircraft operating costs and profitability. Travel Marketing, Tourism Economics, and the Airline product. Vol. 12. Springer Nature, Cham, Switzerland. 191–204. https://doi.org/10.1007/978-3-319-49849-2_12.

Mofokeng, T., Mativenga, P. T., Marnewick, A. (2020). Analysis of aircraft maintenance processes and cost. Procedia CIRP 90. 467–470.

Lopes, I., Senra, P., Vilarinho, S., Sá, V., Teixeira, C., Lopes, J., Alves, A., Oliveira, J. (2016). Figueiredo M. Requirements specification of a computerized maintenance Management System – A Case Study. Procedia CIRP 52. 268–273.

Achouch, M., Dimitrova, M., Ziane, K. et al. (2022). On predictive maintenance in industry 4.0: overview, models, and challenges. Appl Sci 12. 8081.

Karadimas, G., Ioannou, A., Kolios, A. et al. (2024). Techno-Economic analysis of ceramic matrix composites integration in remaining useful Life Aircraft Engine Hot Section Components. Int J. Adv. Manuf. Technol. 135. 4189–4203. https://doi.org/10.1007/s00170-024-14743-w.

Nosov, P., Zinchenko, S., Nahrybelnyi, Y., Onyshko, D., Polishchuk, V. (2023). Development and 3D printing of vessel models with automated traffic control systems. Scientific Bulletin of the Kherson State Maritime Academy. No. 26–27: 2023. 70–81. https://doi.org/10.33815/2313-4763.2023.1-2.26-27.070-081.

Horbatsevych O. F. (1983). Kursove proektuvannia z tekhnolohii mashynobuduvannia: navchalnyi posibnyk / O. F. Horbatsevych, V. A. Shkred. Minsk: Vyshcha shkola. 256 s.

Rudenko, P. O. (1993). Design of technological processes in mechanical engineering / P.O. Rudenko. Kyiv: Vyshcha Shkola. 414.

Hryhurko, I. O., Brendulya, M. F., Dotsenko, S. M. (2020). Mechanical engineering technology (Diploma design) / I. O. Hryhurko, M. F. Brendulya, S. M. Dotsenko. Lviv: Novyi Svit – 2000. 744.

Sydorenko V. N. (1971). Ekonomichna efektyvnist mekhanizatsii naplavlennia / V. N. Sydorenko, V. A. Shykhalov, O. M. Portniazhkina // U zb. "Vyrobnytstvo velykykh mashyn". Pid. red. A. I. Volkonskoho, S. Ye. Poliakova (Pratsi NYYTIaZhMASh Uralmashzavodu). Vyp. 20. S. 124–138.

Buzkov, V. A. (1998). Improving the service properties materials for the development of ship stern tube devices and sea protection: dis. ... Dr. Sci. (Eng.): 05.02.01 –Materials Science / V.A. Buzkov; Odesa State Maritime University. Odesa. 448.

Storozhev, V. P. (2002). Causes and regularities gradual failures of main tribotechnical objects a ship's power system and increasing their service life: dis. ... Dr. Sci. (Eng.): 05.02.02 – Machine Science / V. P. Storozhev; Odesa State Maritime University. Odesa. 381.

Brailo, M. V. (2015). Development epoxy composites with complex of dispersed and polyamide fillers for parts of friction: dis. ... Cand. Sci. (Eng.): 05.02.01 – Materials Science / M. V. Brailo; Kherson State Maritime Academy. Kherson. 227.

Smole´n, J., Stepie´n, K., Miku´skiewicz, M., Myalska-Głowacka, H., Kozioł, M., Godzierz, M., Janeczek, H., Czakiert, J. (2024). Tribological Properties of Composites Based on Single-Component Powdered Epoxy Matrix Filled with Graphite. Materials 17. 3054. https://doi.org/10.3390/ ma17133054.

Опубліковано
2025-07-23