ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність та доцільність досліджень, сформульовано їх мету і завдання, визначено об'єкт, предмет і методи дослідження, наукову новизну та практичну значущість роботи.

Перший розділ присвячено аналізу сучасного стану і тенденцій розвитку інтегрованих генеративних технологій пошарового вирощування виробів в умовах високовиробничого процесу. Аналіз виробничого циклу створення нового виробу свідчить про необхідність використання прототипу. На проектування й виготовлення прототипів витрачається в середньому до 25% загального часу; до 60% прототипів потребують тривалого часу виготовлення. Таким чином, система підготовки виробництва моделювання і створення прототипів потребує значної частки витрат ресурсів і часу.

Аналіз інформаційних джерел з досліджуваної проблеми показав, що в існуючих працях відсутні науково обґрунтована методологія вибору стратегії матеріалізації виробів на базі аналізу їх електронного 3D образу і можливість прийняття раціональних технологічних рішень на етапі, який передує матеріалізації.

На підставі аналізу стану вирішення завдання підвищення ефективності інтегрованих генеративних технологій шляхом морфологічного аналізу 3D образів виробів на етапі, який передує матеріалізації, сформульовано можливості його вирішення.

Другий розділ присвячено методикам, які було розроблено і використано в експериментальних і модельних дослідженнях інтегрованих генеративних технологій пошарового вирощування виробів.

Методологія досліджень заснована на використанні триангуляційної моделі твердотільного виробу. Необхідною умовою для використання процесів прискореного виготовлення генеративними способами пошарового вирощування виробів є наявність коректних триангуляційних 3D моделей. Вони отримуються на базі твердотільного або поверхневого опису виробів. Одержання моделей здійснювалося з використанням сучасних систем тривимірного моделювання, а перевірка на їхню коректність застосуванням готового та розробленого спеціального програмного забезпечення.

Для проведення морфологічного аналізу триангуляційних 3D моделей розроблено оригінальне програмне забезпечення, яке дозволило досліджувати топологічні, морфометричні та статистичні характеристики, а також властивості виробів на етапі, який передує матеріалізації.

Верифікація твердотільних моделей здійснювалася на основі розроблених методик, заснованих на топологічному та морфометричному аналізі триангуляційних 3D моделей промислових виробів. Важливість етапів візуального контролю, оптимізації конструкції моделі та покрокової її верифікації протягом усього процесу матеріалізації, полягає в запобіганні можливої появи різного роду помилок як на стадії проектування 3D CAD-моделі, так і безпосередньо в процесі її пошарового вирощування.

Розроблені оригінальні методики представлені наступними групами: визначення поверхневих дефектів і правильності триангуляційних 3D моделей; перевірка наявності вироджених граней і узгодженості напрямку векторів нормалей трикутників; аналіз суміжності граней та ін.

Розроблено також методику розділення триангуляційної 3D моделі на шари побудови. Процес розділення моделі на шари побудови складалося з декількох етапів. На першому етапі визначаються координати вершин двовимірного перерізу (контуру), що утворюється шляхом перетину січної площини з триангуляційної 3D моделлю. На другому етапі визначається належність знайденого контуру до групи внутрішніх або зовнішніх.

Оцінка ступеня складності промислових виробів провадилася методом застосування класичної та дискретної диференціальної геометрії. Прогнозування технологічного часу формоутворення виробів виконувалося з використанням розробленого програмного забезпечення та системи статистичного моделювання робочих процесів інтегрованих генеративних технологій. Експериментальні дослідження проводилися з використанням сучасних систем лазерної стереолітографії SLA-5000 та вибіркового лазерного спікання на базі установки Vanguard Si2 SLS (рис. 1) у навчально-науково-виробничому об'єднанні «Високі технології в машинобудуванні» при НТУ «ХПІ», створеному вперше в Україні у 2003 році.