Воображение в научно-исследовательской работе

Статьи · 30 ноября 2022

«Проблема никогда не бывает в детях. Они рождаются учёными. Проблема всегда во взрослых. Они выбивают из детей любопытство.»

© Нил Деграсс Тайсон

 

Во время совместной работы с другими специалистами по аддитивным технологиям мы столкнулись со следующей задачей — необходимо было достичь наилучшей поверхности на синтезируемом материале. Тогда по результатам работы была опубликована статья «Особенности формирования поверхности в методе селективного лазерного сплавления». В этой публикации мы подойдём к той же самой проблеме с точки зрения контурных карт.

Из-за того, что контурная карта (heatmap, ternary map) ассоциируются у нас с уроками географии в школе, многие забывают, что они как как форма визуальной репрезентации являются серьёзным исследовательским инструментом. Как правило, при отработке (или разработке) режима синтеза поверхности область варьируемых параметров сужается до мощности лазерного луча, P (Вт) и скорости сканирования лазера (V, мм/с). Далее идёт несложный поиск оптимального результата по уровню шероховатости поверхности (RA, мкм). В нашем случае, благодаря контурным картам мы смогли посмотреть «сверху» на происходящий процесс, предугадать искомое и заложить возможности для последующего развития.

Для простоты, в качестве исследуемой области мы выбрали квадрат (рисунок 1), сформированный следующими границами (координатами): P = 100, 350 Вт и V = 300, 2000 мм/с, также задав центр треугольника и ещё пару-тройку точек для уточнения[1].

Рисунок 1.

И наши результаты оказались достаточно «интересными» (рисунок 2).

Рисунок 2.

 

Однако, так как мы смотрели на процесс «сверху». Дальнейший процесс разработки не представлял сложности. В конечном итоге, мы собрали область вида (рисунок 3) и следующие результаты (рисунки 4 и 5).

Рисунок 3.

Рисунок 4. Поверхность DownSkin.

Рисунок 5. Поверхность UpSkin.

Что же нам дали эти «контурные карты»? На самом деле дальнейшее также зависит от вашего воображения: если Вам необходима деталь с максимально высоким качеством поверхности – выбирайте наилучшие результаты с обеих карт. Если вам нужна деталь, которая напечатается максимально быстро – также сравнивайте обе карты и выбирайте наилучшие показатели. Конструктив, требования к поверхности, объём и скорость производства, требование к самой детали и т.д., всегда дают нам, как производителю, возможность быть гибкими, относительно наших внутренних затрат, конкуренции на рынке и качества поставляемых изделий. Проведённая исследовательская работа, однозначно потребовала времени и определённых ресурсов, но в долгосрочной перспективе она дает специалистам по аддитивным технологиям «гибкость» в последующей работе с этим материалом и закладывает дальнейший фундамент для развития.

Все теоретические выкладки и гипотезы приведены в оригинальной статье[2].

Благодарность Сухову Д.И. и Рогалёву А.М. за эту проделанную совместную работу.

[1] На самом деле всё тривиально, на платформу помещалось 8 образцов, и посовещавшись с коллегами, на основе «»эмпирического опыта» были выбраны потенциальные три точки, которые могут дать «оптимальный» результат

[2] Bakradze, M. M., A. M. Rogalev, Dimitry Sukhov and Garegin Grigorovich Aslanian. “Special Features of Formation of Surface by Selective Laser Melting.” Metal Science and Heat Treatment 64 (2022): 108-116.

«Проблема никогда не бывает в детях. Они рождаются учёными. Проблема всегда во взрослых. Они выбивают из детей любопытство.»

© Нил Деграсс Тайсон

 

Во время совместной работы с другими специалистами по аддитивным технологиям мы столкнулись со следующей задачей — необходимо было достичь наилучшей поверхности на синтезируемом материале. Тогда по результатам работы была опубликована статья «Особенности формирования поверхности в методе селективного лазерного сплавления». В этой публикации мы подойдём к той же самой проблеме с точки зрения контурных карт.

Из-за того, что контурная карта (heatmap, ternary map) ассоциируются у нас с уроками географии в школе, многие забывают, что они как как форма визуальной репрезентации являются серьёзным исследовательским инструментом. Как правило, при отработке (или разработке) режима синтеза поверхности область варьируемых параметров сужается до мощности лазерного луча, P (Вт) и скорости сканирования лазера (V, мм/с). Далее идёт несложный поиск оптимального результата по уровню шероховатости поверхности (RA, мкм). В нашем случае, благодаря контурным картам мы смогли посмотреть «сверху» на происходящий процесс, предугадать искомое и заложить возможности для последующего развития.

Для простоты, в качестве исследуемой области мы выбрали квадрат (рисунок 1), сформированный следующими границами (координатами): P = 100, 350 Вт и V = 300, 2000 мм/с, также задав центр треугольника и ещё пару-тройку точек для уточнения[1].

Рисунок 1.

И наши результаты оказались достаточно «интересными» (рисунок 2).

Рисунок 2.

 

Однако, так как мы смотрели на процесс «сверху». Дальнейший процесс разработки не представлял сложности. В конечном итоге, мы собрали область вида (рисунок 3) и следующие результаты (рисунки 4 и 5).

Рисунок 3.

Рисунок 4. Поверхность DownSkin.

Рисунок 5. Поверхность UpSkin.

Что же нам дали эти «контурные карты»? На самом деле дальнейшее также зависит от вашего воображения: если Вам необходима деталь с максимально высоким качеством поверхности – выбирайте наилучшие результаты с обеих карт. Если вам нужна деталь, которая напечатается максимально быстро – также сравнивайте обе карты и выбирайте наилучшие показатели. Конструктив, требования к поверхности, объём и скорость производства, требование к самой детали и т.д., всегда дают нам, как производителю, возможность быть гибкими, относительно наших внутренних затрат, конкуренции на рынке и качества поставляемых изделий. Проведённая исследовательская работа, однозначно потребовала времени и определённых ресурсов, но в долгосрочной перспективе она дает специалистам по аддитивным технологиям «гибкость» в последующей работе с этим материалом и закладывает дальнейший фундамент для развития.

Все теоретические выкладки и гипотезы приведены в оригинальной статье[2].

Благодарность Сухову Д.И. и Рогалёву А.М. за эту проделанную совместную работу.

[1] На самом деле всё тривиально, на платформу помещалось 8 образцов, и посовещавшись с коллегами, на основе «»эмпирического опыта» были выбраны потенциальные три точки, которые могут дать «оптимальный» результат

[2] Bakradze, M. M., A. M. Rogalev, Dimitry Sukhov and Garegin Grigorovich Aslanian. “Special Features of Formation of Surface by Selective Laser Melting.” Metal Science and Heat Treatment 64 (2022): 108-116.

ДРУГИЕ СТАТЬИ

Центр аддитивных технологий посетили представители Министерства промышленности Республики Татарстан

Центр аддитивных технологий Ростеха посетили Рифкат Минниханов, Заместитель Премьер-министра – министр промышленности и торговли Республики Татарстан Олег Коробченко и помощник Раиса Республики Татарстан Альберт Гильмутдинов. “Аддитивные технологии позволяют сокращать в…

Подробнее

ДРУГИЕ СТАТЬИ