Новости
В Перми ускорили 3D-печать металлических изделий
23:53 14.09.2022
В Перми ускорили 3D-печать металлических изделий

Учёные из Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) модернизировали электронно-лучевую сварку и ускорили процесс 3D-печати металлических изделий.

Отмечается, что в 3D-печати часто используются порошковые материалы, которые не всегда обеспечивают производство детали нужного качества. Альтернативное решение — применение металлической проволоки.

"Изделие формируется путём осаждения расплавленного материала слой за слоем. Этот процесс происходит с помощью электронно-лучевой сварки. Но проблемой процесса электронно-лучевой наплавки проволочным материалом является сохранение центра осцилляции электронного пучка и центра присадочной проволоки на одной оси. Точность позиционирования пучка относительно проволоки значительно влияет на процесс наплавки и, как следствие, на качество изделия", — отметил доктор технических наук, проректор по разработкам и инновациям, профессор кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов ПНИПУ Дмитрий Трушников.

Эта проблема была решена разработчиками с помощью математической модели, автоматически контролирующей отклонение электронного пучка по сигналам датчика обратной связи. Подчёркивается, что всё это позволяет ускорить процесс наплавки, а также улучшить качество деталей.

"Для нахождения численного решения необходимо время и ресурсы вычислительных систем. Построенная модель позволяет получить необходимую информацию о положении электронного пучка с минимальными затратами вычислительных ресурсов, с наперед заданной точностью за минимальное время. Для большинства задач будет достаточно первого приближения, а для увеличения точности можно использовать полученную формулу в более полном виде", — объяснила кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики университета Елена Кротова.

Созданную учёными математическую модель можно использовать в связке с быстродействующими микроконтроллерами. Это позволит создавать системы оперативного управления с лучшим качеством наплавляемых изделий.

Научно-исследовательская работы проводилась при поддержке программы "Приоритет-2030". Исследование опубликовано в журнале "Дефектоскопия". Сейчас учёные активно работают над внедрением разработки в производство.