Речь идет о датчике, который позволяет совершенствовать технологию 3D печати деталей из металла. Благодаря повышению точности и скорости наращивания изделия с помощью электронного луча, изобретение Пермских ученых найдет свое применение прежде всего в авиа- и ракетостроении. Технология была опубликована в журнале Q1 IEEE Sensors Journal и не имеет аналогов в мире.
При создании металлического изделия учитывается множество параметров в том числе требования к механическим свойствам, хим. составу, микроструктуре, отсутствию дефектов и др.
Суть работы датчика в том, что, в процессе послойного выращивания, он позволяет получать информацию о совмещении электронного луча с проволокой. По опыту экспертов аддитивной наплавки, не всегда достигается точное воздействие луча на проволоку. Датчик позволяет решать эту проблему.
Лабораторный образец датчика успешно прошел испытания. Опытным путем была определена физическая величина, отражающая ход процесса наплавки. После выбора показателя была разработана схема регистрации и методика обработки сигнала датчика. Дальнейшие экспериментальные исследования прибора подтвердили результаты лабораторного моделирования.
Следующая задача, над которой работает команда исследователей – разработка системы для взаимодействия с датчиком. Основная функция такой системы — совмещение электронного луча с наплавочной проволокой в автоматическом режиме. Датчик, сконструированный на основе математической модели, позволит перейти на новый уровень в аддитивных технологиях создания деталей.
По словам, одного из разработчиков, инженера кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов» ПНИПУ, кандидата технических наук Степана Ватрушкина, аддитивные технологии 3D-печати металлических изделий предполагают максимальную энергетическую эффективность и «умный» расход материалов с высокой точностью распределения тепловой энергии. Электронный луч позволяет управлять расходом тепловой энергии, но отклонение даже на микроны может привести к негативным последствиям. Датчик и система контроля положения луча поможет более экономно расходовать все ресурсы. По подсчетам разработчиков, экономия может составить 5-10% от стоимости материалов.