ПНИПУ создал 3D модель предсказавшую форму титановых имплантов с точностью 98%

Исследователи Пермского Политеха создали инновационную компьютерную 3D-модель, способную с высокой степенью точности, достигающей 98%, предсказывать формирование поверхности титановых медицинских имплантов в процессе электроэрозионной обработки. Эта новая технология позволит производителям заранее определять оптимальные параметры для изготовления эндопротезов, что значительно снизит риск возникновения бракованных изделий. Об этом сообщается в пресс-релизе учебного заведения, опубликованном на сайте «Газета.Ru».

Данная модель основывается на двух ключевых параметрах: энергии электрического разряда и характеристиках обрабатываемого металла. С помощью этих данных программа может в считанные секунды вычислять глубину формируемых кратеров, их форму и конечную шероховатость поверхности.

Для проверки разработки ученые провели ряд вычислительных экспериментов. Они смоделировали влияние десятков тысяч электрических разрядов на поверхность стальной детали, что позволило им выявить закономерность: глубина кратера прямо пропорциональна количеству искр. При сравнении результатов моделирования с реальными экспериментальными данными, точность прогноза достигла впечатляющих 98%.

«После 10 000 искр на поверхности образовался кратер глубиной 0,05 мм — что сопоставимо с толщиной человеческого волоса. При 50 000 разрядах ямка углубилась до 0,25 мм, а после 100 000 искр — до 0,5 мм. Мы заметили четкую закономерность: чем больше разрядов, тем глубже ямка. Этот вывод подтвердил, что модель функционирует логично и предсказуемо. Сравнения расчетов с реальными экспериментами показали точность прогноза в 98%, и вычисление занимает всего несколько секунд», — сообщил доцент кафедры «Информационные технологии и автоматизированные системы» ПНИПУ, кандидат технических наук Даниил Курушин.

Кроме того, разработчики создали программный интерфейс с трехмерной визуализацией, который позволяет инженерам загружать модель изделия, задавать параметры обработки и мгновенно видеть будущую структуру поверхности в формате 3D-карты, указывающей глубину эрозионных кратеров. Это даст возможность корректировать параметры обработки еще до запуска оборудования.

Авторы данной работы уверены, что их технология может найти применение не только в производстве медицинских имплантов, но и в создании компьютерных тренажеров для операторов оборудования, а также в снижении себестоимости продукции за счет уменьшения числа бракованных деталей.

Читайте также: