Проект направлен на устранение разрыва между этапами цифрового проектирования в отечественной САПР и физической реализацией методом аддитивного производства. В фокусе проекта — экспериментальное обоснование выбора технологических параметров печати (слайсинга) для гарантированного достижения требуемых характеристик качества изделий, спроектированных в среде КОМПАС-3D. Мы стремимся заменить эмпирический метод «проб и ошибок» системным подходом, основанным на статистически подтвержденных данных.

Актуальность
В условиях активного импортозамещения и цифровой трансформации промышленности наблюдается рост использования отечественного программного обеспечения, такого как КОМПАС-3D. Параллельно расширяется применение технологий 3D-печати для быстрого прототипирования и мелкосерийного производства. Однако существующие методические материалы по настройке 3D-принтеров либо носят общий характер, либо ориентированы на зарубежный софт. Отсутствие систематизированных данных о влиянии параметров слайсинга на итоговые свойства деталей, созданных в КОМПАС-3D, приводит к нестабильности производства, снижению качества и неэффективному использованию ресурсов. Таким образом, разработка научно обоснованных рекомендаций является критически важной для повышения эффективности технологической цепочки «проектирование — производство».

Цель проекта
Экспериментальное исследование и выявление закономерностей влияния ключевых параметров процесса слайсинга на итоговое качество (геометрическую точность, шероховатость поверхности и механическую прочность) изделий, напечатанных методом послойного наплавления (FDM) из моделей, созданных в отечественной САПР КОМПАС-3D.

Задачи проекта

1. Спроектировать в среде КОМПАС-3D комплекс параметрических тестовых моделей, включающих элементы для оценки точности геометрии, качества поверхности и прочностных характеристик.
2. Провести многофакторный эксперимент по 3D-печати тестовых образцов с варьированием ключевых параметров (высота слоя, процент заполнения, температура экструдера, скорость печати) на типовом FDM-оборудовании.
3. Выполнить количественную оценку качества полученных образцов с использованием измерительного инструментария.
4. Провести статистический анализ экспериментальных данных для установления корреляционных зависимостей между параметрами слайсинга и характеристиками качества.
5. Разработать практическое методическое руководство по выбору оптимальных режимов печати для типовых инженерных задач.

Ключевыми направлениями деятельности проекта являются:

1. Метрическое 3D-моделирование: Разработка специализированных тест-объектов (например, с наклонными поверхностями, тонкими стенками, мостами и концентраторами напряжений) в КОМПАС-3D.
2. Технологический эксперимент: Проведение контролируемых запусков печати с документированием всех изменяемых параметров.
3. Метрология и контроль качества: Измерение полученных образцов, анализ отклонений и разрушающие испытания (на разрыв, изгиб) для оценки прочности.
4. Обработка данных и аналитика: Построение математических моделей, описывающих влияние параметров печати на качество.

Реализация проекта позволит:

• Сократить время и материальные затраты на подготовку производства за счет исключения необходимости множественных итераций подбора параметров.
• Повысить предсказуемость и стабильность качества деталей, изготовленных методом FDM.
• Обеспечить студентов, инженеров и производственников верифицированными данными для эффективной работы в связке «КОМПАС-3D -> 3D-принтер».
• Расширить область применения аддитивных технологий для ответственных узлов и деталей в машиностроении.

Ожидаемые результаты и коммерческие перспективы
Основным результатом станет «Технологический регламент (методическое руководство) по настройке слайсера для 3D-печати моделей из КОМПАС-3D». Документ будет содержать наглядные таблицы и чек-листы с конкретными значениями параметров (высота слоя, скорость, температура, тип заполнения) для достижения целевых показателей:

• Режим «Максимальная точность и гладкая поверхность» (для демонстрационных и сборочных моделей).
• Режим «Максимальная прочность» (для функциональных прототипов и деталей, работающих под нагрузкой).
• Режим «Баланс скорость/качество» (для быстрого прототипирования).

Коммерческие и стратегические результаты:

1. Снижение себестоимости продукции: За счет минимизации брака и экономии материала на тестовых подборах режимов.
2. Рост производительности труда инженера-технолога: Сокращение времени на технологическую подготовку производства.
3. Коммерциализация: Возможность публикации руководства в виде электронного или печатного издания, продажа доступа к базе данных оптимальных режимов для различных материалов. Разработка может быть предложена в качестве дополнения к образовательным курсам по работе с КОМПАС-3D и аддитивным технологиям.
4. Стратегический эффект: Укрепление методической базы использования отечественного ПО в производственном цикле, что способствует технологической независимости.

На страницу проекта