Разработка научно-технических основ комплексного анализа качества композиционных материалов

Научная проблема, лежащая в основе проекта, связана с обеспечением качества при создании новых изделий посредством аддитивных методов производства. Несмотря на очевидную перспективность внедрения подобного метода прототипирования и производства изделий, он всё еще не нашел широкомасштабного применения в изготовлении ответственных изделий, востребованных в производстве аэрокосмической, транспортной и военной техники нового поколения. Одним из основных сдерживающих факторов является недостаточность информации о внутренней структуре изделия, которая может быть получена как предиктивным образом – на основе моделей, так и детерменистическим – посредством стадийного неразрушающего контроля во время испытаний и эксплуатации. Оба подхода могут являться составными частями реализации создания эмпирической модели объекта. Она основана, с одной стороны, на сложной многофакторной модели, полученной на этапе цифрового проектирования – базовой модели или цифровом двойнике, и, с другой стороны, на результатах неразрушающего мониторинга объекта исследования во время испытаний. Такой подход позволяет существенно сократить время и расходы на производство. На сегодняшний день отсутствуют технологии формирования эмпирической модели для объектов аддитивного производства. В рамках проекта предлагается разработать методы роботизированного неразрушающего контроля и алгоритмы обработки полученных данных для формирования эмпирической модели объекта и повышения качества изделий аддитивного производства на примере FDM печати. При этом предлагаемые к разработке методы сами по себе обладают научной значимостью и будут являться важным промышленным инструментом для решения задач контроля качества. Разрабатываемые алгоритмы будут обладать модульной структурой для возможности добавления в них других методов контроля, при необходимости, и потенциальным синергетическим эффектом, выражающимся в повышенной достоверности контроля и возможности предиктивного анализа поведения объекта аддитивного производства, в т.ч. из современных композиционных материалов. Новизна исследования заключается в разработке комплексного анализа целостности структуры композиционных материалов, в т.ч. изготовленных методами аддитивного производства. Заявленный результат, касающийся методов ультразвуковой томографии и тепловизионной томографии, а также метода лазерной виброметрии для контроля таких композиционных материалов, не имеет мировых аналогов. Несомненной научной новизной и востребованностью обладают технологии синтеза данных и комплексной оценки качества объектов исследования.