Пермяки научили 3D-принтер печатать металл без брака
В высокотехнологичные сферы, где требуются сложные, легкие и прочные детали, активно внедряется 3D-печать металлами. Порядка 30-40% рынка занимает аэрокосмическая отрасль (изготовление лопаток турбин, кронштейнов и элементов корпусов, детали ракетных двигателей). Традиционные методы металлической 3D-печати могут привести к возникновению дефектов из-за неточного контроля параметров. Например, неравномерная толщина слоя или перегрев влияют на форму изделия и служат причиной брака. Отслеживание процесса оператором замедляет производство, поэтому студенты Пермского Политеха и ученики Политехнической школы разработали прототип автоматической системы, которая отслеживает температуру плавления и высоту слоя при работе 3D-принтера. Это позволит минимизировать дефекты, ускорить изготовление продукции, снизить затраты на материалы и увеличить эффективность работы на 20%.
Проектная деятельность в Политехнической школе организована в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Аддитивные установки (3D-принтеры), работающие по технологии проволочной наплавки, используют электрическую дугу или лазер для послойного наплавления металлической проволоки. Это позволяет быстро и экономично создавать крупногабаритные металлические детали сложной формы. Частая причина ошибок в таком производстве – сложность контроля параметров процесса. Например, если один нанесенный слой окажется слишком тонким или перегретым, последующие лягут неравномерно, геометрия исказится, а деталь окажется бракованной. По этой причине необходимо отслеживать изменения в температуре плавления и формировании слоев. Обычно этот процесс вручную контролирует оператор, что сильно замедляет производство и увеличивает риск появления дефектов из-за человеческого фактора.
Студенты Пермского Политеха и ученики Политехнической школы разрабатывают систему, которая будет автоматически определять, когда режимы 3D-печати не соответствуют норме. К рабочему инструменту аддитивной установки прикрепляются датчики, измеряющие расстояние нанесенного слоя и определяющие температуру плавления. Программа на компьютере будет считывать с них показания и сравнивать с нормой, т.е. с заданными технологическими параметрами. В случае, если что-то идет не так, – выдаст оператору рекомендации по корректировке процесса печати.
– За рубежом существуют подобные системы от компаний EOS, SLM Solutions и Renishaw, но они очень дорогие и требуют глубокой доработки под каждый конкретный 3D-принтер. Кроме того, у них реализован контроль только либо температуры, либо высоты слоя. Конечная цель нашего проекта — создать программно-аппаратный комплекс, который, в отличие от конкурентов, будет измерять сразу оба ключевых параметра и легко адаптироваться к любому оборудованию, – комментирует Егор Загребин (студент третьего курса электротехнического факультета кафедры АТ (Автоматика и телемеханика), специальность «Информационная безопасность автоматизированных систем») ПНИПУ.
На текущем этапе проекта создано программное обеспечение, успешно управляющее работой датчиков: система запрашивает данные о температуре и высоте наплавленного слоя, принимает их, обрабатывает и сохраняет на компьютере для дальнейшего анализа. Сейчас создается визуальная часть: пользовательский интерфейс, где это все будет представлено в виде графиков, чисел и подсказок, чтобы оператор мог легко следить за состоянием процесса.
– В ближайшее время мы начнем тестирование прототипа на производственной площадке компании xWeld – российского разработчика аддитивных установок для трехмерной печати металлами. Работа с находящимися там станками даст возможность сразу оценить эффективность системы и получить обратную связь от технологов. Это ускорит совершенствование изобретения для последующего внедрения в других компаниях. Наш следующий шаг — добавление системы поддержки принятия решений, которая будет не только показывать отклонения от нормы, но и в режиме реального времени советовать, какие действия нужно предпринять, чтобы избежать брака, – комментирует Роман Давлятшин, руководитель проекта, младший научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «Материал-технология-конструкция» ПНИПУ.
Проект учеников Политехнической школы, студентов и ученых ПНИПУ будет полезен в отраслях, где активно используются 3D-принтеры для печати металлических деталей, в том числе в аэрокосмической сфере, медицине (стоматологические коронки и мосты, титановые имплантаты), биоинженерии, автомобилестроении, энергетике и нефтегазовой отрасли (клапаны, насосы, детали турбин и т.д. Внедрение системы принятия решений позволит снизить вероятность ошибок на 30% и повысить эффективность работы на 20%.
Telegram 
Дзен 
VK Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Новое исследование выявило связь между приемом глюкозамина — безрецептурной добавки от болей в суставах — и повышенным риском быстрого прогрессирования легких когнитивных нарушений в полноценную болезнь Альцгеймера.
Международная группа ученых выяснила, что постепенное потепление океана лишает морской планктон необходимых для жизни питательных веществ. Этот процесс охватывает огромные водные территории и в будущем может кардинально изменить экосистемы по всей планете.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В 2017 году человечество впервые заметило объект, прилетевший из другой звездной системы. Он оказался странным, почти не похожим ни на астероид, ни на комету, и получил имя Оумуамуа. Затем появился «нормальный» межзвездный странник — комета Борисова. А в 2025-м астрономы обнаружили 3I/ATLAS — объект, который, вероятно, хранит вещество времен рождения чужих миров. Но что изменили в астрономии эти три гостя из межзвездной тьмы?
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно