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 Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
За всю свою историю радиус Меркурия мог уменьшиться намного больше, чем считалось. Поскольку часть следов этого процесса до сих пор оставалась незамеченной, прежние оценки могли быть серьезно занижены.
«Яндекс» выложил в открытый доступ Alice AI Search Pretrain — свою компактную языковую модель, обученную с нуля. Она обладает обширными знаниями и способна быстро давать содержательные ответы даже при большом количестве запросов.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Особо чистый германий — полупроводниковый материал с минимальным содержанием примесей, который активно используют в ядерной физике, медицине и оборонной промышленности. Российские ученые предложили новую технологию, позволяющую получить монокристаллы германия особой чистоты.
Современная космология до недавнего времени опиралась на так называемый космологический принцип, по которому у Вселенной нет какого-то выделенного направления. И наблюдатель в любой ее точке должен видеть однородную в этом смысле картину. Астроном из Северокавказской астрофизической обсерватории показал, что это не так даже для очень древней Вселенной.
Нейросеть OpenAI добилась серьезного прорыва в математике, решив одну из семи «задач тысячелетия». Получат ли США, чьи нейросети опираются на гораздо более мощное «железо», чем у Китая, монополию на конвейер научных открытий? Даст ли это возможности сравнимые с их атомной монополией 80 лет назад?
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
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