• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.07.2023
ПНИПУ
376

Разработка Пермского Политеха позволит создавать более качественные изделия аддитивным методом

4.3

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.

Разработка Пермского Политеха позволит создавать более качественные изделия аддитивным методом
Разработка Пермского Политеха позволит создавать более качественные изделия аддитивным методом / ©Getty images / Автор: Lampronia Auxilius

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.

©Пресс-служба Пермского Политеха

«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.

©Пресс-служба Пермского Политеха

«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. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 12:12
Игорь Байдов

Не успели утихнуть разговоры об испытании нового британского лазерного оружия, как правительство этой страны выпустило очередной пресс-релиз, в котором рассказало о работе над еще одной установкой против беспилотников. Эксперты считают, что это оружие — альтернатива дорогостоящим ракетам. Стоимость выстрела из него составит чуть больше 10 центов.

Позавчера, 11:04
Ольга Иванова

Умение пользоваться орудиями труда у морских выдр известно давно, однако реальную пользу для их организма измерить непросто. Американские ученые впервые узнали, какие преимущества дает выдрам такой подход. Особенно это касается самок.

Вчера, 11:18
Полина Меньшова

При гипертонии пациентам рекомендуют аэробные тренировки, включающие в себя, например, ходьбу, бег, танцы, езду на велосипеде. Но такая физическая нагрузка положительно влияет на артериальное давление только в вечернее время, выяснили физиологи из Бразилии и США.

Позавчера, 12:12
Игорь Байдов

Не успели утихнуть разговоры об испытании нового британского лазерного оружия, как правительство этой страны выпустило очередной пресс-релиз, в котором рассказало о работе над еще одной установкой против беспилотников. Эксперты считают, что это оружие — альтернатива дорогостоящим ракетам. Стоимость выстрела из него составит чуть больше 10 центов.

Позавчера, 11:04
Ольга Иванова

Умение пользоваться орудиями труда у морских выдр известно давно, однако реальную пользу для их организма измерить непросто. Американские ученые впервые узнали, какие преимущества дает выдрам такой подход. Особенно это касается самок.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: