№ 4 (166) (2025)

Аддитивные технологии хорошо зарекомендовали себя в промышленности. Как правило, речь идёт о технологиях, так называемых синтез на подложке (селективное лазерное плавление и подобные), которые позволяют создавать изделия со сложной геометрией, внутренними каналами и т.п. Современное программное обеспечение позволяет значительно расширить возможности подобных технологий. Одним из направлений развития в этой области является внедрение генеративного искусственного интеллекта, например, для проведения топологической оптимизации с целью уменьшения веса изделия без потери прочностных характеристик. В её основе лежат известные математические модели и численные методы расчётов. При этом в настоящее время стало возможным производить расчёты нескольких моделей в зависимости от задаваемых параметров параллельно. На данный момент для проведения моделирования и расчётов используются несколько алгоритмов, которые показывают высокие результаты, но требуют дополнительной проверки полученных результатов перед внедрением в производство. В данной работе представлены основные математические модели и рассмотрены особенности, на основе которых происходит оптимизация в аддитивных технологиях, рассмотрены примеры комбинации моделей. На примере перспективного метода оптимизации проанализированы существующие ограничения и возможности их преодоления. Ввиду особенностей моделирования одной из задач является получение результатов наиболее приближённых к реальным, поэтому предложен вариант улучшения работы с учётом реальных значений экспериментов. Также предложена схема для понимания особенностей работы различных методик, позволяющая определить возможный вариант расчёта данных в зависимости от имеющихся начальных условий.

Представлена технология и результаты изучения с её помощью процесса изменения состояния металлорежущего инструмента на примере инструмента, оснащённого пластиной из твёрдого сплава. Показано, что о скорости изменения состояния можно судить по виду двумерной гистограммы, построенной по данным временных рядов сигналов о колебаниях технологической системы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Наличие на гистограмме паттерна типа «хвост кометы» свидетельствует о высокой скорости изменения состояния, в частности, в ходе приработки инструмента. Для отображения механизма изменения состояния используется кросскорреляционная кривая, вид которой характеризует силу взаимосвязи между направлениями колебаний. Усиление взаимосвязи является признаком стабилизации состояния и выходом инструмента на стационарный режим работы. Идентификация механизма изменения состояния выполняется с помощью процедуры, основанной на статистической проверке гипотезы о значимости изменения коэффициентов преобразования спектров сигналов о колебаниях по направлениям с помощью t-критерия Стьюдента. Результаты идентификации показали, что механизм изменения состояния представляет собой изменение связей и связанностей в технологической системе, что приводит к формированию у неё новых динамических свойств, обеспечивающих снижение сил резания за счет перераспределения сил трения между передней и задней поверхностями инструмента и, как следствие, повышающих устойчивость к возмущениям, создаваемым рабочими процессами. Проведено сравнение подхода, использованного при разработке технологии, с подходами, основанными на построении математической (аналитической или стохастической) модели реальной системы. Обосновано направление практической реализации технологии в программном обеспечении систем ЧПУ для более эффективного решения традиционных задачи управления, в частности, технологической, что будет гарантированно обеспечивать повышение надёжности инструмента