Разработка и оптимизация стратегии создания металлических изделий в лазерном аддитивном производстве с использованием методов высокопроизводительных вычислений

Целью проекта является разработка и оптимизация режимов создания 3D металлических изделий в процессе лазерно-порошкового аддитивного производства (АП) на основе физико-математического моделирования и высокопроизводительных вычислений. С помощью разработанного программного обеспечения будет проведен параметрический анализ для определения оптимальных технологических режимов аддитивного процесса, характеризующегося последовательным многодорожечным и многослойным нанесением металлического материала. При математической формализации задачи будет рассматриваться сопряженная система динамических уравнений тепломассопереноса и гидродинамики расплава, учитывающая все базовые явления, сопровождающие технологический процесс: поглощение и рассеяние энергии излучения частицами порошка и подложкой, образование ванны расплава, конвективный и кондуктивный теплоперенос в ванне расплава, термокапиллярная конвекция, добавление массы порошка, деформация свободной поверхности ванны расплава и ее затвердевание.Проект нацелен на реализацию концепции «Четвертой промышленной революции» («Индустрия 4.0»), подразумевающей интеграцию вычислительных мощностей в технологический процесс. Такой подход обеспечит индивидуализацию производства, гибкое и динамическое перестроение параметров технологического процесса при создании отдельных изделий, ускорение циклов разработки и производства.