По данным Университета Южного Иллинойса (SIU) в Карбондейле , новый грант Национального научного фонда на инженерные исследования в размере 200 000 долларов США позволит профессору Санджину Юнгу разработать металлические детали, напечатанные на 3D-принтере , которые останутся прочными даже при неизбежном появлении небольших дефектов.

«Реальное производство не идеально, — сказал Юнг. — Вместо того, чтобы делать вид, что дефектов не бывает, мы закладываем их в процесс проектирования и в любом случае обеспечиваем надёжность детали. Одно из главных преимуществ аддитивного производства — свобода проектирования».

АП поддерживает производство специализированных высокопроизводительных компонентов для таких отраслей, как аэрокосмическая и автомобильная (где требуется снижение веса и экономия топлива), медицина (для индивидуальных имплантатов и протезов), а также оборонная промышленность и энергетика (для сложных, высокопрочных деталей). «Во всех этих случаях возможность создавать детали сложной геометрии по индивидуальному заказу даёт АП явное преимущество перед традиционными методами», — сказал Чон.

Дефекты деталей AM могут возникать по многим причинам: мощности лазера, скорости сканирования, шагу штриховки, износу устройства повторного нанесения покрытия и даже качеству порошка. Эти дефекты не всегда проявляются одинаково, что делает производительность непредсказуемой. Современные методы проектирования часто предполагают отсутствие дефектов в деталях , оптимизируют геометрию и только затем обнаруживают реальные проблемы в ходе испытаний.

Команда Юнга будет моделировать вероятность и влияние дефектов в своих моделях , а затем оптимизировать конструкцию, сделав её устойчивой к дефектам с самого начала. Цель — сократить количество проб и ошибок в лабораторных условиях и создавать детали, надёжно работающие в реальных производственных условиях.

Рост рынка аддитивного производства зависит от обеспечения стабильной, сертифицированной производительности в масштабных масштабах. Если конструкции допускают реальную вариативность, производители смогут уверенно переводить больше деталей из пилотных партий в серийное производство.

Грант расширяет возможности SIU в области проектирования для аддитивного производства (DFAM) за счёт использования возможностей университета в области 3D-печати по металлу. Студенты будут работать над междисциплинарными проектами, сочетающими моделирование, оптимизацию и практическую печать, приобретая опыт, непосредственно применимый к потребностям отрасли. Полученные знания будут использованы в учебных программах, связанных с DFAM, что позволит модернизировать курсы и лабораторные занятия.

Команда планирует семинары и прикладные проекты с местными компаниями, открывая возможности для плодотворного сотрудничества и стажировок. Результатом является формирование кадрового резерва для отраслей Южного Иллинойса, изучающих передовые технологии, и более чёткий путь для компаний к применению исследований Юнга в решении реальных задач аддитивного производства.

«Исследование моделирует влияние реальных дефектов на производительность, а затем соответствующим образом дорабатывает конструкцию», — сказал Юнг. «Это позволит значительно сократить дорогостоящие экспериментальные итерации и одновременно создавать конструкции, соответствующие реальным производственным условиям».

Источник