В основе аддитивного производства методом селективного лазерного плавления лежит послойное создание объекта: лазер спекает металлический порошок согласно цифровой модели. Однако этот процесс капризен – внутри структуры могут возникать микропоры или трещины, которые до сих пор обнаруживались лишь после полного завершения работы станка.
Инженеры ДГТУ предложили каскадный метод оптического мониторинга. Во время сплавления порошка за рабочей зоной одновременно наблюдают две инфракрасные камеры. Одна регистрирует динамику расплава, вторая фиксирует тепловые следы разлетающихся частиц. Синхронизируя эти потоки данных, нейросеть вычисляет точные координаты участков риска.
Затем начинается точечная проверка. Подвижная камера высокого разрешения игнорирует исправные области и наводится только на подозрительные зоны, делая снимки с микрометрической точностью до пяти единиц. Искусственный интеллект анализирует полученные кадры, классифицирует тип изъяна и автоматически выдает команды для корректировки параметров следующего слоя – например, меняет мощность лазера или скорость его прохода.
Иван Наумов, возглавляющий научный центр мирового уровня «Агроинженерия будущего» при ДГТУ, отмечает экономическую эффективность подхода. Отказ от громоздких подсвечивающих лазеров и сложной оптики упрощает конструкцию установок. Кроме того, алгоритму не нужно обрабатывать гигабайты информации со всей поверхности – вычислительная нагрузка снижается благодаря работе исключительно с локальными участками.
Антон Самоделов, проектный инженер компании «Рободинамика», подчеркивает практическую значимость изобретения. Промышленности требуются готовые решения для повышения эффективности оборудования. Данная разработка решает задачу контроля качества металлической печати в реальном времени, что критически важно для создания отечественных производственных комплексов.
Для защиты высокоточной оптики от паров металла камеру подводят к детали строго в паузах между проходами лазера, а объектив дополнительно обдувается газом. Благодаря такому целеуказанию время инспекции одного слоя сократилось с нескольких минут до секунд без потери точности.
Технология найдет применение там, где цена ошибки максимальна: в авиастроении, космической отрасли, энергетике и медицине. Команда вуза уже оформила заявку на патентование изобретения. Проект реализован в рамках национального плана по обеспечению технологического лидерства России в сфере средств производства и автоматизации.
