Разработка отечественной программно-аппаратной платформы управления аддитивным оборудованием. Этап 2022-2024 годов» (промежуточный), Этап 1
ПРОГРАММНО-АППАРАТНАЯ ПЛАТФОРМА СЕЛЕКТИВНОЕ ЛАЗЕРНОЕ ПЛАВЛЕНИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОГРАММНАЯ АРХИТЕКТУРА
В рамках 1 этапа НИОКР «Разработка отечественной программно аппаратной платформы управления аддитивным оборудованием. Этап 2022-2024 годов» выполнены следующие работы в соответствии с календарным планом.
Разработаны эскизные проекты экспериментального образца ПАП 6 аддитивного оборудования для изготовления изделий с применением керамических материалов и экспериментального образца ПАП 7 аддитивного оборудования для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов. Данные эскизные проекты разрабатывались в рамках концепции создания универсальной отечественной программно аппаратной платформы управления аддитивным оборудованием, предусматривающей модульный принцип построения на базе отечественных модулей.
В эскизном проекте экспериментального образца ПАП 6 аддитивного оборудования для изготовления изделий с применением керамических материалов рассмотрены методы подключения установок аддитивного производства обоих вариантов SLA и LDM. Шасси Евромеханики, входящее в состав экспериментального образца ПАП 6, позволяет подключать все предусмотренные в эскизном проекте датчики и исполнительные механизмы для обеспечения полноценного функционирования всех подсистем - газовой подсистемы, подсистемы охлаждения, подсистемы нагрева.
Экспериментальный образец ПАП 7 аддитивного оборудования для изготовления изделий из полимерных композиционных материалов предназначен для проверки предполагаемых технических решений и уточнения отдельных характеристик системы автоматизированного управления технологическими процессами цифрового аддитивного производства полимерных композиционных изделий, в том числе с армированием нитями углепластикового волокна.
Экспериментальный образец ПАП 6 и экспериментальный образец ПАП 7 должны стать инструментами для поиска и реализации технических решений, направленных на обеспечение возможности управления технологическими параметрами в процессе печати с целью минимизации времени отладки технологии производства новых деталей и использования новых материалов.
Разработано программное обеспечение для управления макетами систем контроля СОМОС и СУЗК, интегрированными в Стенд СЛП, которое позволит существенно повысить инструментальный контроль процессов селективного лазерного сплавления. ПО для управления макетом СОМОС позволяет получать изображения ванны расплава с частотой до 10000 кадров в секунду с пространственным разрешением менее 10 мкм на пиксель и контролировать динамику морфологии ванны расплава. Разработанное программное обеспечение обеспечивает инициализацию системы СОМОС из G кода печати, преобразование и архивацию потока изображений на СХД, а также первичную обработку с определением площади ванны расплава, ее формы (отношением длины к ширине), направления и наличия брызг расплавленного металла. Данные, полученные системой СОМОС, на следующих этапах выполнения работы предполагается использовать для выбора и поддержания режима печати, обеспечивающего заданные показатели качества, в первую очередь объемной пористости. Разработанное ПО для управления макетом СУЗК предназначено для сбора информации с акустической фазированной решетки. ПО обеспечивает программную инициализацию системы, сбор и архивацию потока данных, выделение акустических аномалий, а также корреляционную обработку для определения местонахождения акустических аномалий. Предполагается, что ПО управления макетом системы контроля СУЗК позволит регистрировать возникновение трещин и других аналогичных дефектов и предсказывать условия возникновения таких дефектов.
Для интеграции макетов СОМОС и СУЗК в состав Стенда разработана и изготовлена технологическая оснастка. Комплект технологической оснастки макета СОМОС обеспечивает встраивание макета СОМОС в оптическую ось лазерно-оптической системы Стенда и его прецизионную юстировку. Разработанная оптическая система позволила получить высокое пространственное разрешение и существенно уменьшить геометрические размеры технологической оснастки для интеграции макета СОМОС в Стенд по сравнению с описанными в литературе. Для макета СУЗК разработана структура разборной платформы, обеспечивающей акустический контакт рабочей зоны Стенда с приемной акустической решеткой.
Тенденции развития аддитивных технологий предполагает использование «цифровых двойников» оборудования, которые моделируют термодинамические процессы и рассчитывает оптимальные параметры процесса в виде G кода слоя. Существенно повысить эффективность «цифрового двойника» может обратная связь, с использованием которой внешнее программное обеспечение «цифрового двойника» может получить доступ к результатам печати и внести коррективы в цифровые модели. На этапе 1 выполнения НИОКР реализована база данных, в которую записываются входные данные (G-коды каждого слоя, данные контуров и т.п.) и результаты измерений всех систем контроля, оптических и тепловых. Разработанное ПО подключения к макету ПАП внешнего программного обеспечения обеспечивает возможность доступа к структурированным результатам измерений систем контроля.
Воздействие на зону кристаллизации внешним воздействием, например, лазерным излучением с высокой частотой модуляции, позволяет существенно улучшить структуру зернистости материала и повысить качество изделия. Для того, чтобы это воздействие было осуществлено именно в ту область, где это воздействие будет максимально эффективно, необходимо обеспечить прецизионное пространственное сведение лучей двух лазеров, а затем обеспечить движение второго луча точно по маршруту первого канала с заданной задержкой по времени. Программное обеспечение, разработанное в рамках этапа 1 для обеспечения управляющего воздействия на зону сплавления при использовании двухканальной лазерно-оптической системы макета ПАП, обеспечивает такую возможность.
Разработана программа и методика испытаний интегрированных в Стенд макетов СОМОС и СУЗК, а также программного обеспечения, обеспечивающего доступ внешнего ПО к базе данных ПАП.
Разработана и согласована программа исследований, предусматривающая обнаружение дефектов, возникающих в процессе СЛП печати, и условий их возникновения.
Результаты выполненных на этапе 1 работ будут использованы на следующих этапах выполнения НИОКР для тестовой печати образцов и определения условий возникновения дефектов, определения параметров печати, минимизирующих вероятность появления дефектов.
Андрей
Петров
Владимирович
заместитель руководителя отдела аналитики
Отсутствует
Отсутствует
нет
нет
РОССИЯ
Сергей
Щербаков
Сергеевич
Генеральный директор
РОССИЯ
50.43.19
Системы автоматического контроля функционирования сложных систем
50.47.31
Автоматизированные системы управления дискретными технологическими процессами
50.41.17
Системное программное обеспечение
02.01.IM
ENGINEERING, CIVIL
02.02.AC
AUTOMATION & CONTROL SYSTEMS
02.05.PZ
METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING
Дмитрий
Хейстонен
Павлович
РОССИЯ
Андрей
Петров
Владимирович
РОССИЯ
Сергей
Ермилов
Алексеевич
РОССИЯ
Вячеслав
Овчинников
Владимирович
РОССИЯ
Владислав
Мышинский
Дмитриевич
РОССИЯ
Дмитрий
Мацко
Валерьевич
РОССИЯ
Александр
Захаров
Васильевич
РОССИЯ
Виталий
Зайцев
Витальевич
РОССИЯ
Юрий
Шмелев
Дмитриевич
РОССИЯ
Игорь
Лавров
Александрович
РОССИЯ
Сергей
Жигалко
Викторович
РОССИЯ
Андрей
Алпатов
Алексеевич
РОССИЯ
Илья
Синильщиков
Васильевич
РОССИЯ
Артём
Звягинцев
Олегович
РОССИЯ
Алексей
Моисеенко
Владимирович
РОССИЯ
Владимир
Овсейчук
Григорьевич
РОССИЯ
Ольга
Тышова
Александровна
РОССИЯ
ГОСКОРПОРАЦИЯ "РОСАТОМ"
ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОРПОРАЦИЯ ПО АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ "РОСАТОМ"
1077799032926
Организация
Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Государственные корпорации
ООО "Эмзиор"
Общество с ограниченной ответственностью "Эмзиор"
1079847136600
Организация
Организации, учрежденные юридическими лицами или гражданами, или юридическими лицами и гражданами совместно
Общества с ограниченной ответственностью