Описание
В настоящее время большой практический интерес в области лазерных технологий и аддитивного производства представляет решение разнообразных задач, связанных с созданием деталей сложной формы с использованием концентрированного источника тепла, движущегося по заданной траектории, и присадочного материала в виде порошка или проволоки. Такой подход позволяет более эффективно использовать материал как наполнитель для создания облегченных конструкций, уникальных внутренних структур из нескольких материалов, снижая при этом его расход, образование дефектов, и тем самым сокращая стоимость и цикл производства. Однако подбор оптимальных технологических параметров для таких технологий остается нетривиальной задачей, решение которой возможно с использованием методов многоуровневого компьютерного моделирования с учетом физических процессов, геометрии деталей и принципов формирования структуры материала.
Проект направлен на создание Системы компьютерного анализа и поддержки принятия решений для помощи инженеру-технологу машиностроительного производства в поиске оптимального решения при выборе способа и режима обработки материалов концентрированными потоками энергии (КПЭ). Такая система позволит спрогнозировать размер, форму поверхности, внутреннюю целостность структуры (образование нежелательных макро дефектов, таких как не сплавления), а также остаточных деформаций, которые могут привести к отклонению заданных размеров конструкции. Численный анализ на этапе разработки технологии позволит получить изделие с заданными размерами при минимальном количестве экспериментальных испытаний, сэкономить время, материальные и денежные ресурсы.
В настоящее время не существует полномасштабных адекватных автоматизированных систем для технологий обработки материалов КПЭ.
Задачи проекта направлены на исследование основных физических процессов и построение самосогласованной модели решения связанных теоретических задач на основе численных алгоритмов с последующей реализацией в программном коде.