Разработка Пермского Политеха позволит создавать более качественные изделия аддитивным методом
Аддитивное производство реализует послойное формирование изделия путем добавления материала к основе. 3D-печать используют в производстве крупногабаритных деталей для строительства, космической отрасли и многих других. Один из перспективных методов 3D-печати — оплавление материала электронным лучом. При аддитивном производстве возникает необходимость контролировать процесс наплавки, чтобы уменьшить вероятность печати бракованных изделий. Для этого во время наплавки изделия происходит процесс восстановления цифрового образа наплавляемой детали. Ученые Пермского Политеха предложили метод восстановления цифровой модели детали на основе анализа сигнала тормозного рентгеновского излучения.
Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Дефектоскопия». Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований совместно с Пермским краем и Минобрнауки России в рамках реализации национального проекта «Наука и университеты».
Наплавка детали электронно-лучевым методом достаточно длительный процесс, требующий непрерывного внимания оператора. С целью добиться полноценного контроля над процессом наплавки, ученые, параллельно с наплавкой, восстанавливают цифровую модель детали и в режиме реального времени сравнивают саму деталь и ее цифровой образ.
Процесс восстановления детали происходит с помощью анализа сигналов от процессов излучения, сопутствующих наплавке, таких как световое, тепловое, рентгеновское излучение. Как раз системы контроля, основанные на регистрации сигнала рентгеновского излучения с помощью специальных датчиков, являются наиболее перспективными. По отклику рентгеновского излучения ученые восстанавливают вид цифровой модели детали.
«Например, у нас спрятан объект неизвестной формы в некой непрозрачной субстанции, и у нас нет никакой возможности посмотреть на этот предмет, а нам необходимо узнать его параметры. Чтобы восстановить неизвестную информацию мы можем пробивать скрывающую объект субстанцию инфракрасными, аудио и другими сигналами измеряя отклик, чтобы по данным значениям построить примерное представление о неизвестном предмете. Самый простой пример – когда сверкнула молния, и мы считаем секунды до того, как прогремит гром, чтобы рассчитать расстояние от нас до центра грозы – мы по вторичным признакам ищем параметр. Здесь же мы измеряем отклики рентгеновского излучения и по ним смотрим – какая форма валика наплавки, нет ли дефектов», — объясняет кандидат физико-математических наук Пермского Политеха, доцент кафедры «Высшая математика» Елена Кротова.
При взаимодействии электронного луча с материалом электроны, в результате торможения, теряют свою энергию. Так возникает рентгеновское излучение, локализованное в месте взаимодействия электронного луча с обрабатываемым материалом. Данные, полученные с датчика рентгеновского излучения, обрабатываются с помощью математического алгоритма восстановления поверхности. В результате решения задачи политехники пробуют данный метод восстановления поверхности детали на примере трех типов симметричных объектов: гауссова поверхность, полусфера, цилиндр. При сравнении восстановленных поверхностей с теми, которые должны получиться, результат был положительный, объекты соответствовали друг другу.
«Построенная методика основана на подходе «встреча посередине». Мы решаем прямую задачу – каким должен быть отклик в случае определенного набора поверхностей, и, навстречу, решаем обратную задачу – по отклику пытаемся восстановить вид поверхности», — поделилась ученая. Полученные результаты могут использоваться для разработки систем оперативного контроля над процессом электронно-лучевой наплавки по известному распределению тормозного рентгеновского излучения, полученному из технологической зоны. Метод ученых ПНИПУ позволит создавать качественные изделия технологией трехмерной печати, которые востребованы при создании прототипов, совершенствовании объемных физических моделей сложных математических поверхностей.
Telegram 
Дзен 
VK У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.
У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.
Анализ почти 69 тысяч видов насекомых помог опровергнуть главенствующую теорию эволюции, которая полвека объясняла устройство колоний пчел, муравьев и ос. Исследователи выяснили, что общепринятый генетический фактор сам по себе не приводит к разделению труда, а настоящий секрет их коллективного выживания кроется в совсем других биологических чертах.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
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