Ученые Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева получили евразийский патент на передовую технологию, объединяющую трехмерную печать с интеллектуальным контролем качества. Система мониторинга и прогнозирования функционирует одновременно с процессом изготовления металлических деталей методом электродуговой наплавки. В отличие от традиционных подходов, эта технология позволяет не только оперативно отслеживать текущее качество печати, но и предсказывать ее устойчивость в реальном времени, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Разработанная технология задействует искусственный интеллект для обработки сложных данных, поступающих непосредственно в ходе печати. Параллельно фиксируются колебания силы тока, напряжение электрической дуги и возникающие акустические сигналы. На основании полученных сведений формируется комплексный «энерго-акустический сигнал».
Рекуррентная нейронная сеть специального типа (BiLSTM) обрабатывает полученные данные и оценивает состояние процесса, определяя его как «устойчивое» или «неустойчивое». Основным критерием стабильности выступает фрактальная размерность энерго-акустического профиля системы. Если данное значение превышает критическое пороговое число 2,5, система квалифицирует процесс как потенциально неустойчивый, что способно вызвать дефекты готового изделия.
«Наша разработка решает одну из ключевых проблем аддитивного производства — непредсказуемость процесса и сложность контроля качества в реальном времени», — комментирует руководитель проекта кандидат технических наук доцент кафедры «Технология и оборудование машиностроения» ИПТМ Дмитрий Шатагин.
Нейронная сеть, прошедшая обучение на опытных данных, способна предугадывать дальнейшее развитие ситуации на 0,1 секунды вперед с точностью до 91%. Она позволяет заранее обнаруживать возможные нарушения и вносить необходимые корректировки еще до возникновения дефектов. Данная разработка предотвращает возникновение распространенных проблем, таких как поры, включения шлака и непроплавления. Все они существенно ухудшают прочностные характеристики и надежность конечных изделий.
Разработанная технология перспективна не только для аддитивного производства. Она также применима в иных сферах металлообработки, где необходимы высокие показатели точности и надежности процессов. Полученный патент действителен на территориях восьми стран-участниц Евразийской патентной конвенции, включая Российскую Федерацию, Республику Беларусь, Республику Казахстан и ряд других государств.
Тем временем в США создали первый 3D-принтер, печатающий стеклом.
