Центр аддитивных технологий

Какие подходы к проектированию приходится пересматривать?
Кадровый сдвиг | Часть 2

👷‍♂️ При проектировании под механическую обработку конструктор часто упрощает форму детали. Внутренние каналы делают прямыми, а изделие делят на несколько частей, если фреза не достаёт до нужной зоны. Такие решения следуют не из назначения детали, а из возможностей режущего инструмента.

⚙️ При печати металлом из порошка часть этих упрощений не нужна. Каналы прокладывают по сложной траектории, а несколько деталей объединяют в одну. Разборных соединений становится меньше, и вместе с ними уходят места, где конструкция слабее.

💡 Меняется и подход к массе. Конструктор задаёт нагрузки и места крепления детали, а программа рассчитывает, в каких зонах материал работает и где его можно убрать. В одном из проектов специалисты ЦАТ выполнили такой расчёт в отечественном КОМПАС-3D модуле APM FEM. Масса детали снизилась на 45% при сохранении требуемой прочности.

🔧 Больше свободы не означает меньше подготовки. В модель конструктор закладывает не только размеры по чертежу, но и способ изготовления детали. После печати закрытые полости заполнены несплавленным порошком, поэтому в модели предусматривают технологические отверстия для его удаления. На поверхностях под механическую обработку оставляют припуск, то есть небольшой запас материала.

➡️ Модель задаёт форму детали, но для изготовления этого недостаточно. Технолог выбирает положение детали в камере 3D-принтера и настраивает параметры печати, от которых зависят свойства металла. Об этом пойдёт речь в следующей части.

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК

Уважаемые коллеги!

С Днём машиностроителя!

В последнее воскресенье сентября страна чествует людей, которые превращают идею в работающую машину. Конструктор задаёт форму, технолог находит способ её изготовить, рабочий доводит деталь до допуска. Без каждого из этих шагов изделие не состоится.

Машиностроение держится на преемственности. Опыт ветеранов отрасли живёт в чертежах, стандартах и привычке проверять всё дважды. Молодые инженеры добавляют к нему цифровое проектирование и новые способы производства.

Аддитивные технологии стали одним из таких способов. В ЦАТ детали авиационных двигателей рождаются слой за слоем из металлического порошка. Но за каждым напечатанным изделием по-прежнему стоят расчёт, контроль и ответственность людей.

Крепкого здоровья и сил всем, кто создаёт технику для страны! Пусть каждая машина, в которую вложен ваш труд, работает надёжно и долго.

С уважением,
команда ЦАТ ОДК Ростеха

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК

ЦАТ представил преимущества комплексного подхода к аддитивному производству

🏭 В Перми в 19-й раз прошла выставка «Металлообработка. Металлургия». Более 100 компаний из России, Беларуси, Китая и Турции представили около 300 единиц оборудования для металлообработки и 3D-печати.

📌 На выставке состоялась конференция «Аддитивные технологии в современном металлообрабатывающем производстве: перспективы и внедрение». Эксперты обсудили внедрение 3D-печати на металлообрабатывающих предприятиях. ЦАТ представил комплексный подход, при котором все этапы создания детали выполняются на одной площадке.

💡 Работа начинается с анализа. Специалисты изучают назначение детали и условия ее эксплуатации, а затем оценивают целесообразность применения 3D-печати. Если технология подходит для решения задачи, они выбирают способ изготовления с учетом требований к конструкции и сроков выпуска.

⚙️ После выбора способа изготовления инженеры адаптируют конструкцию детали к 3D-печати и прогнозируют возможные деформации. Затем специалисты выполняют печать, а полученная заготовка проходит термическую и механическую обработку.

☑️ Качество контролируют на всем производственном цикле. До печати проверяют металлопорошковую композицию, после нее исследуют свойства материала. Геометрию детали сравнивают с цифровой моделью, а внутренние полости проверяют на томографе. При выявлении отклонений инженеры корректируют конструкцию или параметры изготовления до запуска серии.

«ЦАТ объединяет на одной площадке инженерную подготовку, изготовление и контроль деталей. Все специалисты работают в рамках одного проекта и могут оперативно обмениваться данными, поэтому возникающие вопросы решаются без дополнительных согласований между несколькими подрядчиками. Это позволяет быстрее создавать опытные образцы и готовить детали к серийному производству», – отметил ведущий менеджер ЦАТ Андрей Зеленов.

🎓 Комплексный подход включает и обучение. В образовательном центре ЦАТ сотрудники заказчика изучают особенности проектирования и изготовления деталей методом 3D-печати. Полученные знания позволяют учитывать особенности технологии при разработке деталей и в дальнейшем сопровождать их производство.

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК

Почему конструктору приходится учиться заново?
Кадровый сдвиг | Часть 1

🔧 Российская промышленность расширяет применение аддитивных технологий. Вместе с этим меняются требования к инженерным специальностям. Например, конструктору важно понимать не только то, как изделие будет работать, но и то, что необходимо учесть для его изготовления с помощью 3D-печати.

ℹ️ В связи с этим всё чаще востребованы междисциплинарные специалисты. Конструктору важно сочетать базовую инженерную подготовку с пониманием свойств материалов и особенностей производства. Такие компетенции помогают создавать цифровые модели изделий, которые можно успешно изготовить на 3D-принтере.

⚙️ При традиционном производстве конструктор опирается на известные ему требования выбранной технологии. В аддитивном производстве деталь создаётся послойно, поэтому необходимо учитывать дополнительные условия. Они связаны с формой изделия, его размещением в принтере и дальнейшей обработкой.

🤖 Одну и ту же деталь можно по разному разместить в камере 3D-принтера. От выбранного положения зависит, где потребуются временные опоры и какие участки изделия придётся обрабатывать после печати. Конструктору необходимо понимать эту взаимосвязь ещё при разработке цифровой модели.

🏭 Некоторым элементам детали во время печати нужны временные опоры, которые называют поддержками. Они удерживают участки, под которыми ещё нет напечатанного материала. После завершения работы поддержки удаляют. Их количество зависит от формы изделия и его размещения в принтере.

💡 Аддитивные технологии позволяют создавать сложные внутренние элементы и облегчённые конструкции. Однако не каждую цифровую модель можно сразу передать на печать. Сначала необходимо убедиться, что выбранную форму можно изготовить и при необходимости обработать.

🤝 При подготовке изделия конструктор взаимодействует с технологом. Первый разрабатывает цифровую модель с учётом требований к готовой детали. Второй определяет её положение в принтере и параметры печати. Если первоначальную форму сложно изготовить, специалисты вместе корректируют решение.

👷‍♂️ Для выполнения таких задач конструкторам необходима дополнительная подготовка в области аддитивного производства. Она дополняет классические инженерные компетенции знаниями о материалах, подготовке цифровых моделей и особенностях 3D-печати. Соответствующие программы действуют в ЦАТ, где специалисты предприятий ОДК Ростеха и других организаций получают практические навыки и повышают квалификацию.

➡️ В следующей части рассмотрим, какие подходы к проектированию приходится пересматривать и почему готовую цифровую модель нельзя передать на 3D-принтер без технологической подготовки.

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК

ЦАТ наращивает компетенции в области консалтинга по аддитивным технологиям

📢 Центр аддитивных технологий выступил на встрече Клуба инженеров Kept. В ходе сессии обсуждались реверс-инжиниринг и применение аддитивных технологий для эффективной эксплуатации промышленных активов. Отдельное внимание участники уделили выбору изделий, которые целесообразно изготавливать методом 3D-печати, экономике полного производственного цикла, подтверждению качества готовой продукции и подготовке профильных специалистов.

⚙️ Доклад спикера ЦАТ был посвящён комплексному подходу при внедрении аддитивных технологий. На предпроектном этапе эксперты оценивают производственные задачи заказчика, анализируют готовность инфраструктуры и определяют перспективные сценарии применения 3D-печати. Результатом такой работы становится план внедрения с оценкой экономической эффективности, требованиями к ресурсам и последовательностью дальнейших действий.

🗒 Отдельное направление работы ЦАТ – инженерное сопровождение реализации выбранных решений. Специалисты помогают адаптировать конструкцию изделия к аддитивному производству, разработать необходимую документацию и сформировать технологический маршрут.

«Заказчик может обратиться с вопросом о печати конкретной детали, но в ходе работы задача часто становится шире. Необходимо понять, даст ли выбранное решение требуемый производственный и экономический эффект. ЦАТ помогает сформировать обоснованный сценарий внедрения. В результате предприятие получает понятный маршрут от исходной задачи до применения технологии в производстве», – отметил ведущий менеджер ЦАТ Андрей Зеленов.

🎓 Ещё одним направлением работы ЦАТ является подготовка кадров. Образовательный центр реализует программы дополнительного профессионального образования и организует стажировки для сотрудников предприятий и ВУЗов. В частности, обучение ориентировано на специалистов, участвующих во внедрении аддитивных технологий в опытное и серийное производство.

🚀 ЦАТ участвует в отраслевых ассоциациях и выступает на профессиональных площадках, чтобы представлять проверенные на практике подходы и формировать экспертное мнение о применении аддитивных технологий в промышленности.

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК

Маска превращается в таблицу
ИИ на службе качества | Часть 4

📊 Маски частиц сами по себе ещё не результат. На основе бинарной маски рассчитывается занимаемая ей площадь, периметр и эквивалентный (по площади) диаметр. Все частицы на снимке формируют необходимое пользователю распределение, например по размеру.

💡 Распределение частиц по размеру описывают процентилями. Например процентиль D50 означает, что половина всех частиц в распределении меньше этого размера. В работе используют D10, D50, D90, D99.

✏️ Кроме размера на основе бинарных масок можно описать форму частиц. По маске модели искусственного интеллекта считают округлость и вытянутость частиц.

⚡ Результаты распределений планируется последовательно сравнить с результатами лазерной дифракцией. Это метод, где размер частиц определяют по рассеянию лазерного луча на порошке. На пробной партии МПК расхождение между двумя методами не превысило 3 %. Более тщательное сравнение планируется провести позже, однако уже сейчас можно говорить о пригодности метода для анализа морфологии.

📂 В результате оценки снимка (-ов) оператор получает таблицу характеристик на исследуемую партию. По ней можно формировать необходимые отчёты в привычном режиме.

👷‍♂️ Специалисты ЦАТ разработают пользовательский интерфейс для выбранной модели. Пилотную версию протестируют непосредственно на производстве.

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК

Различные архитектуры моделей семантической сегментации
ИИ на службе качества | Часть 3

⚙️ Прошлая часть закончилась на сегментации, когда нейросеть выделяет на снимке каждую частицу отдельной маской. Какая модель делает это точнее? В ЦАТ сравнили три архитектуры: YOLO, Mask R-CNN и DeepLabV3+. Архитектура задаёт внутреннее устройство модели.

☑️ Модель должна не просто выделять область, занятую порошком, но и корректно отделять частицы друг от друга. Неверно обведённая частица искажает не только свой снимок, но и статистику всей партии порошка.

⚗️ Разработка метода заняла 4 этапа:
1️⃣ инженеры подготовили микрофотографии,
2️⃣ вручную разметили частицы,
3️⃣подготовили так называемый план обучения модели,
4️⃣ проверили результаты отклика модели на данных ранее не использованных при обучении.

🏆 Лучший результат показала архитектура YOLO. Погрешность составила 2,7 %, индекс пересечения с эталонной ручной разметкой достиг 0,968.

➡️ Результатом сегментации является разделение всех пикселей на снимке на 2 класса: (i) частица, (ii) не частица. В следующей части речь пойдёт о том, как из них получают характерные диаметры D10, D50, D90 и D99. И почему результат модели дополнительно сверяли с классическим методом лазерной дифракции.

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК

Юный спортсмен ЦАТ — призер велофестиваля Ростеха

🚲 Госкорпорация Ростех провела велофестиваль «Связь поколений». Принять участие мог любой желающий: организаторы не делили велосипедистов на любителей и профессионалов, многие приехали с семьями. В программе были велогонка на Кубок Ростеха и массовый заезд, а также легкоатлетический забег на 5 км.

🥉 Центр аддитивных технологий представили четыре сотрудника с семьями. В велогонке Кубок Ростеха на 10 км в возрастной категории 14–16 лет третье место занял сын сотрудницы ЦАТ.

⚡ Условия оказались суровыми: дождь и порывистый ветер сопровождали участников на всей дистанции. Погода нашим спортсменам не помешала — заезд наш гонщик прошел уверенно и поднялся на пьедестал.

«На протяжении всего дня чувствовалась сопричастность к большой команде Ростеха, и закономерным итогом этого настроя стало третье место нашего юного велогонщика. Такие мероприятия укрепляют командный дух и сплачивают не только коллектив, но и семьи сотрудников», — отметил представитель ЦАТ.

🏆 Поздравляем нашего призера с бронзой, благодарим коллег за участие. ЦАТ поддерживает спортивные инициативы сотрудников. Желает новых стартов и личных рекордов.

🤓 ЦАТ в Telegram | MAX | ВК