Исследовательский проект InShaPe, финансируемый ЕС, продемонстрировал значительные улучшения в лазерной порошковой плавке металлов, достигнув шестикратного повышения производительности и снижения производственных затрат на 50%. Этот трёхлетний проект, координируемый Мюнхенским техническим университетом, сочетал в себе формирование пучка на основе искусственного интеллекта с многоспектральной визуализацией для решения распространённых проблем в аддитивном производстве металлов. В консорциум вошли одиннадцать партнёров из восьми стран, и он получил финансирование в размере 7,2 млн евро от рамочной программы Horizon Europe.

Исследовательская группа продемонстрировала увеличение производительности до 93,3 см³/ч при использовании сплава Inconel 718 по сравнению с исходными 15 см³/ч. Усовершенствования были протестированы в пяти промышленных приложениях, включая компоненты для аэрокосмической, энергетической и машиностроительной отраслей. В их число вошли рабочее колесо для аэрокосмической отрасли, детали промышленных газовых турбин, компоненты камеры сгорания для космических аппаратов, головка блока цилиндров двигателя бензопилы и компоненты спутниковой антенны.

Технология основана на интеллектуальном формировании луча, адаптирующем профиль лазера к геометрии и материалам конкретной детали. Исследователи обнаружили, что кольцевой профиль луча, в отличие от традиционного гауссовского, создает более стабильные зоны плавления и улучшает обработку материалов. Такой подход снижает количество распространённых дефектов, таких как трещины, разбрызгивание и образование конденсата.

Система многоспектральной визуализации отслеживает производственный процесс в режиме реального времени в различных диапазонах длин волн. Это позволяет заблаговременно обнаруживать изменения температуры в расплавленной ванне, передавая данные непосредственно в системы управления процессом. Дефекты, которые ранее останавливали производство, теперь можно устранять в ходе процесса, сокращая задержки и отходы.

«Академический и промышленный интерес к нашей работе очень высок. Мы рады, что эта технология вскоре будет использоваться в промышленных системах и станет стимулом для развития управления технологическими процессами, контроля качества и расширения возможностей применения в различных отраслях», — отметила профессор Катрин Вуди, координатор проекта из Мюнхенского технического университета. Цель проекта — способствовать промышленному внедрению технологии лазерной плавки в порошковом слое, особенно в аэрокосмической, энергетической и автомобильной промышленности.

Источник