ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 658.562
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-2-163-169
Аннотация
В современном мире с развитием цифровых технологий компаниям необходимо поддерживать достаточный уровень конкурентоспособности для сохранения востребованности на рынке. В связи с этим задачей каждого предприятия становится усовершенствование своих процессов для повышения качества продукции и сокращения отходов производства. Одним из инструментов грядущей цифровизации является аддитивное производство, которое, в отличие от субтрактивного производства, позволяет добиться большей кастомизации и меньших трудозатрат. Целью данной работы является изучение возможности интеграции цифрового двойника в процесс аддитивного производства для повышения качества выпускаемой продукции. Обеспечение качества является одной из основных задач аддитивного производства. Меры по обеспечению качества в процессе производства и, в частности, проверка качества готовых деталей требуют много времени и средств. Большинство существующих подходов к обеспечению качества были разработаны для традиционных методов производства, таких как фрезерование или токарная обработка, и оптимизировались с течением времени. Из-за уникальных характеристик процесса эти подходы нелегко применить к аддитивному производству. Новизна заключается в разработке концепции виртуального контроля деталей на основе цифрового двойника в аддитивном производстве. В результате представлен подход виртуального контроля деталей на основе цифрового двойника в аддитивном производстве, описана концепция цифрового двойника и определен сценарий использования для обеспечения качества изделий. Изученная концепция может использоваться в качестве одного из возможных решений для реализации целостного подхода к обеспечению качества по всей технологической цепочке аддитивного производства.
Ключевые слова
цифровая трансформация, Индустрия 4.0, 3D-печать, аддитивная технология, цифровой двойник
Для цитирования
Хомяков Н.В. Концепция виртуального контроля качества деталей при аддитивном производстве на основе цифрового двойника // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №2. С. 163-169. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-2-163-169
1. Егоров К.Н., Егорова С.А., Петрякова В.Г. Аддитивные технологии в медицине: области и технологии применения, преимущества, недостатки и перспективы развития // Перспективы развития науки в современном мире: сборник научных статей по материалам VI Международной научно-практической конференции, Уфа, 29 июня 2021 года. Уфа: ООО «Научно-издательский центр "Вестник науки"», 2021. С. 21-41.
2. Тенденции развития экономики России на фоне общемировых трендов в условиях четвертой промышленной революции / Спешилова Н.В., Андриенко Д.А., Рахматуллин Р.Р., Спешилов Е.А. // Вестник евразийской науки. 2018. Т. 10. №6. С. 44.
3. Бочкарева А.В. 3D-технологии в образовательной сфере высших учебных заведений // European Scientific Conference: сборник статей V Международной научно-практической конференции. Пенза, 30 июля 2017 года. В 3 ч. Ч. 3. Пенза: Наука и Просвещение (ИП Гуляев Г.Ю.), 2017. С. 169-171.
4. Разработка модели для печати лопаток турбин на 3D-принтере / Ерошенко В.О., Малькова М.Ю., Задиранов А.Н., Мещеряков А.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2023. Т. 21. №1. С. 82-92. DOI: 10.18503/1995-2732-2023-21-1-82-92
5. Разработка модели обеспечения качества при проектировании, изготовлении, испытании изделий авиационно-космической техники / Загидуллин Р.С., Митрошкина Т.А., Садыков О.Ф. и др. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. №12. С. 27-33.
6. Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina, Union der deutschen Akademien der Wissenschaften, acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften // Additive Fertigung – Entwicklungen, Möglichkeiten und Herausforderungen: Stellungnahme (Additive manufacturing – developments, opportunities and challenges: Position statement). Halle (Saale), München, Mainz, 2020.
7. Bamberg J., Dusel K-H., Satzger W. Overview of additive manufacturing activities at MTU aero engines // AIP Conference Proceedings. 2015, vol. 1650, no. 1, pp. 156-163.
8. Effect of organic impurity in additive manufactured Ti-6Al-4V / Kerstin Winkler, Husam Ahmad, Andre Danzig, Philipp Gloetter, Frank Schubert, Guntram Wagner, Lothar Kroll // Additive Manufacturing Letters. 2023, vol. 5, pp. 100-116. https://doi.org/10.1016/ j.addlet. 2022.100116.
9. DIN SPEC 17071:2019-12. Additive Fertigung – Anforderungen an qualitätsgesicherte Prozesse für additive Fertigungszentren (Additive manufacturing – Requirements for qualityassured processes at additive manufacturing centres); Text in German and English. Berlin: Beuth Verlag GmbH. 2019, 59 p. DOI: 10.31030/ 3119149
10. WiGeP-Positionspapier: «Digitaler Zwilling» (WiGeP Position Paper: "Digital Twin") / Stark R., Anderl R., Thoben K-D., Wartzack S. // ZWF. 2020, no. 115 (special), pp. 47-50.
11. Кузнецова С.В., Семенов А.С. Цифровые двойники в аэрокосмической промышленности: объектно-ориентированный подход // Труды МАИ. 2023. №131. С. 430-432.
12. Хомяков Н.В. Бережливость 4.0. Влияние инструментов Индустрии 4.0 на бережливое производство // Вестник Санкт-Петербургского университета технологии и дизайна. Серия 4: Промышленные технологии. 2023. №3. С. 68-75.
13. Building digital twins of 3D printing machines / DebRoy T., Zhang W., Turner J., Babu SS. // Scripta Materialia. 2017, no. 135, pp. 119-124.
14. Безруких Д.И., Чернышова Ю.А. Применение технологии цифровых двойников и аддитивных технологий при разработке ракетных двигателей // Молодые учёные в решении актуальных проблем науки: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, Красноярск, 20-21 апреля 2023. Красноярск, 2023. С. 1436-1438
15. Digital twin technology – An approach for Industrie 4.0 vertical and horizontal lifecycle integration / Anderl R., Haag S., Schützer K., Zancul E. // Information Technology. 2018, no. 60(3), pp. 125-132.