CC BY
11436 The scientific heritage No 42 (2019)
ОсобЕнностьзв-пЕЧАтИИзтйТАНА
Гребенщикова Т.Д.
Студентка, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет»
город Воронеж Краснова М.Н.
Доцент, кандидат технических наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет»
город Воронеж.
3D FEATURE FROM TITANIUM
Grebenshchikova T.
Student, Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education "Voronezh State Technical University",
Voronezh city. Krasnova M.
Associate Professor, Candidate of Technical Sciences Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education
"Voronezh State Technical University", Voronezh city
Аннотация
В данной статье рассматриваются применения DSLM и EBM технологии при 3D печати титаном.
Abstract
this article discusses the use of DSLM and EBM technology in 3D printing with titanium.
Ключевые слова: 3D-печать, аддитивные технологии, DSLM технологии, EBM технологии, титан.
Keywords: 3D printing, additive technologies, DSLM technologies, EBM technologies, titanium.
Применение аддитивных технологий в маши- Чистый титан претерпевает аллотропное пре-
ностроении становится достаточно популярной. На вращение из гексагональной плотно упакованной
это существует ряд причин. Например, в отрасли а-фазы в объемно-центрированную кубическую ß-
авиастроения, при применении традиционных ме- фазу при температуре 882,5 ° C (1620,5 ° F). По-
тодов обработки металлов (обработка резанием) этому используют сплавы. а-сплав титана обладает
около 90% материалов уходит в стружку. А в неко- малой коэрцитивной силой и содержит нейтраль-
торых других отраслях, когда требуется изготовить ные легирующие элементы. Также существует ß -
деталь с высокой точностью, продукция, лежащая в стабилизаторы, которые не подвергаются термооб-
пределах допусков, составляет 30%. Также, 3д пе- работке. Последний тип сплавов титана является
чать потребляет меньше энергии, и заготовки, изго- а+ß сплавы. Этот сплав в различной степени под-
тавливаемые данным методом, легче обрабатыва- вергается термообработке и содержит достаточное
ются. количество ß-стабилизаторов.
Около 70% титана используется в таких отрас- Самым популярным сплавом титана по вы-
лях как космонавтика и авиастроения. Это неудиви- пуску(50-70%) является Ti6Al4V или BT6(a+ß
тельно, ведь он обладает такими свойствами как: сплав). Именно он является важнейшим конструк-
низкая плотность, большая коррозионная стойкость ционным материалом в авиастроении и ракетостро-
и термостойкость. ении. Химический состав сплава приведен в таблице 1. Физические свойства приведены на рис.1-4.
Таблица 1
Химический состав в % сплава ВТ6.
Fe C Si V N Ti Al Zr O H
До 0,3 До 0,1 До 0,15 3,5-5,3 До 0,05 86,485-91,2 5,3-6,8 До 0,3 До 0,2 До 0,015
Т(град)
Рис.1. График зависимости изменения коэффициента линейного расширения сплава ВТ6
от увеличении температуры.
Т(град)
Рис. 2. График зависимости значения теплопроводности сплава ВТ6 от температуры.
Т(град)
Рис. 3. График зависимости теплоемкости сплава ВТ6 от температуры.
Рис. 4. График зависимости сплава ВТ6 от температуры.
Благодаря своим свойствам, данный сплав хорошо поддается горячей обработке давлением. Но при механической обработке существуют несколько сложностей, такие как: низкие скорости резания, высокие подачи и большое количество СОЖ.
Также существует борид титана, который имеет высокую твердость. Но у него есть существенный недостаток, такой как сложность обработки, и принимать нужную форму без разрушения материала.
Решением этой проблемы является композит «титан-титан бор». Это такой композитный материал, который имеет также высокую коррозионную стойкость и малый удельный вес (как и у чистого титана), но его структура напоминает соты, стенки которого состоят из борида титана, а пустоты заполнены обычным титаном. Получить такой прочный материал можно с помощью спекания из порошков титана и диборида титана при температуре несколько тысяч градусов Цельсия. Соответственно, такие свойства материала, возможно, получить при использовании аддитивных технологий, где применяются высокие температуры.
Одна из применяемых технологий при печати из сплава титана является технология лазерного спекания (DMLS). В данном случае для печати используется мелкодисперсный порошок. Суть метода заключается в том, что порошок подается в камеру ровно в том количестве, которое необходимо
для формирования одного слоя. Далее, специальный валик делает ровный слой и удаляет излишки материала. После, лазерная головка спекает частицы нового порошка из предыдущего слоя, по контурам согласно с цифровой моделью.
При печати данным методом титаном существует несколько рекомендаций:
1. Толщина стенок у изделия должна составлять не менее 400 мкм.
2. Рекомендуется создавать изделия с плавными и закругленными углами(35 градусов и более), так как острые углы при печати титаном не всегда получаются идеальными.
3. Технология DMLS подразумевает наличие поддержки для печатаемой модели, то есть само изделие должно быть закреплено на основании, а все выступающие элементы нуждаются в поддержке.
4. При нанесении гравировки, также толщина стенок у букв, как и у самого изделия, должна составлять не менее 400 мкм, а глубина уже не менее 150 мкм.
Единственный большой недостаток у сплава титана в виде порошка, является то, что он обладает высокой реакционной способностью, то есть может легко взорваться. Чтобы это предотвратить, его необходимо поместить в среду защитного газа (Аргона).
Рис. 1. Схема печати с помощью DMLS технологии.
Отдельно от технологии лазерного спекания выделяют технологию электронно-лучевой плавки или Electron Beam Melting (EBM). Суть метода заключается в следующем. Необходимое количество порошка помещается в вакуумную камеру, после чего поток электронов слой за слоем «обходит» контуры модели и расплавляет порошок, формируя
прочную структуру. Именно сочетание высокой температуры и вакуума позволяет добиться разгрузки внутреннего напряжения. Таким образом, за счет уменьшения внутренних дефектов увеличивается прочность изделия и изделию не требуется дальнейшая термообработка.
Ктш1шп с A/nxL-v .fffUms*
Рис. 2. Схема печати с помощью EBM технологии.
Сравнивая с предыдущими методами, EBM обладает высокой скоростью построения модели, за счет высокой мощности излучателя.
Основное различие технологий DMLS и EBM заключается в следующем:
1. Разные источники энергии. В DMLS волокно-оптический лазер, как в ЕВМ применяется электронный луч.
2. Условия среды. Как упоминалось ранее, в DMLS печать протекает в среде защитных газов, а в ЕВМ в вакууме.
Преимущества EBM:
1. Низкий уровень внутренних дефектов;
2. Хорошие свойства материала (а также усталостные свойства);
3. Минимальные остаточные напряжения;
4. Малое количество отходов. Преимущества DMLS:
1. Более тонкая толщина слоя;
2. Достигается более высокая точность и по сравнению с EBM меньшая шероховатость поверх-
ности. Необработанные детали, полученные данным методом, имеют качество поверхности, сравнимую с деталями, полученными литьем под давлением.
Таким образом сравнивая два метода можно сделать следующий вывод: при необходимости получения изделия с высокими физико-механическими свойствами материала относительно простой конструкции, то использование EBM является оптимальным решением; если необходимы получение
более высоких показателей точностей(8-15квали-тет) и шероховатости целесообразно использовать DMLS. При выборе из двух данных методов необходимо опираться на требование предъявляемые к детали и условиям ее эксплуатации.
Список литературы
1. Иноземцев А.А., Башкатов И.Г., Коряков-цев А.С.// Современные титановые сплавы и проблемы их развития. М.: ВИАМ, 2010.
2. Materials Properties Handbook: Titanium Alloys. ASM International, 1944.
СОВРЕМЕННЫЕ РЕШЕНИЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЧЕЛОВЕКА. РАСПОЗНАВАНИЕ ЛИЦ
Барашко Е.Н.
старший преподаватель Донской государственный технический университет
Мазуренко С.О. студент
Донской государственный технический университет
Шадрин А.А. студент
Донской государственный технический университет MODERN SOLUTIONS OF HUMAN IDENTIFICATION. FACE RECOGNITION
Barashko E.
Art. Lecturer Don State Technical University,
Mazurenko S. Student Don State Technical University,
Shadrin A.
Student Don State Technical University,
Аннотация
В статье рассматриваются российские и международные решения идентификации личности, технологии распознавания лиц. Выполнен сравнительный анализ систем по времени поиска лиц в базе данных. Скорость работы системы - показатель ее эффективности. Этот параметр напрямую зависит от качества построения алгоритма данной технологии.
Abstract
The article discusses Russian and international solutions for personal identification, face recognition technology. A comparative analysis of the systems by the time of searching for persons in the database is performed. The speed of the system is an indicator of its effectiveness. This parameter directly depends on the quality of the construction of the algorithm of this technology.
Ключевые слова: биометрия, способы идентификации, распознавание лиц, время поиска лиц, сферы применения.
Keywords: biometrics, identification methods, face recognition, face search time, scope.
В современном мире с социальными сетями, развитым рынком услуг, а также повсеместно установленными системами видеонаблюдения у людей появилась потребность в автоматическом и быстром способе распознавания лиц, которые были запечатлены на видео- или фотосъемку.
Компании, которые разрабатывают решения для быстрого и точного распознавания лиц, стараются занять все сферы, которые требуют этих систем. Почти у каждой системы, которая рассматривается в этой статье имеются решения для правительственных учреждений (поиск преступников), для банков (идентификация клиентов) и для бизнеса (упрощение работы с клиентами).
Российская технология FindFace от компании NtechLab является одной из лучших разработок для распознавания лиц. FindFace занимала первые места на многих конкурсах, таких как, например в 2015 году The Mega Face Benchmark. Она способна
распознавать лица людей, как заявлено на официальном сайте, с точностью 99% меньше чем за секунду, при этом в базе данных у нее имеется свыше полтора миллиарда лиц. Над этой системой работали эксперты в области нейронных сетей и машинного обучения, ведь подобные технологии требуют множество экспертов высшего класса. Этот проект получил поддержку от таких титанов компьютерных технологий, как Microsoft и Nvidia.
Компания Facebook реализовала распознавание лиц людей в своей одноименной социальной сети. Система способна запоминать лица людей на фотографиях или в видео, а потом самостоятельно распознавать пользователя и его знакомых на будущих фото- или видеоматериалах.
Существует Российская система FindClone (ранее - SearchFace), которая доступна любому пользователю интернета за небольшую плату. Она,
