CC BY
3расслоение были предложены оригинальные способы испытаний, позволяющие количественно оценить прочность сварных соединений, выполненных при различным режимах сварки. Данные методы вполне успешно можно использовать при разработке новых технологий сварки полимерных труб.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ № 122011100162-9. с использованием научного оборудования Центра коллективного пользования ФИЦЯНЦ СО РАН.
Литература
1. СП 42-103-2003. Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб и реконструкция изношенных газопроводов. М.: Полимергаз, ФГУП ЦПП, 2004. 86 с.
2. ГОСТ Р 58121.1-2018. Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива. Полиэтилен (ПЭ). Часть 1. Общие положения. М.: Стандартинформ, 2018. 38 с.
3. Способ испытания муфтового сварного соединения полимерных труб: пат. 2457449 Рос. Федерация. № 2011104771/28 / Ботвин Г.В., Данзанова Е.В., Андреев Б.И., Герасимов А.И.; заявл. 09.02.2011; опубл. 27.07.2012, Бюл. № 21.
4. Способ испытания муфтового сварного соединения полимерных труб: пат. 2802888 Рос. Федерация. № 2022130847 / Петров Д.Д., Ботвин Г.В., Старостин Н.П., Данзанова Е.В.; заявл. 17.05.2022; опубл. 05.09.2023, Бюл. № 25.
5. Способ испытания муфтового сварного соединения полимерных труб на отрыв: пат. 2816000 Рос. Федерация. № 2023119010 / Петров Д.Д, Ботвин Г.В., Данзанова Е.В.; заявл. 19.07.2023, опубл. 25.03.2024, Бюл. № 9.
DOI: 10.24412/cl-37269-2024-1 -69-71
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ СУВЕНИРНОЙ ПРОДУКЦИИ
ИЗ БИВНЯ МАМОНТА
Ботвин Г.В., Чириков А.А., Петров В.В., Петухова Е.С., Исакова Т.А., Павлова В.В.,
Соловьев Т.М., Хабаров Д.Р.
ФИЦ «Якутский научный центр СО РАН», г. Якутск [email protected]
Создание изделий из бивня мамонта (БМ) вручную сложная и кропотливая работа, соответственно цена на такие изделия остается высокой. Автоматизации процесса создания изделий из БМ значительно снизит его продолжительность и стоимость готовых изделий. Все большую актуальность с этой точки зрения приобретает внедрение современных цифровых технологий.
Введение. Создание изделий из бивня мамонта вручную сложная и кропотливая работа, соответственно цена на такие изделия остается высокой. Современный уровень развития техники и технологий предопределяет необходимость внедрения новых подходов к созданию недорогой сувенирной продукции. Наибольший интерес с данной точки зрения представляет специализированное автоматическое оборудование, оснащенное числовым программным управлением (ЧПУ) с успехом, применяемое в деревообработке [4, 6].
Создание 3D модели. Для автоматизации производства изделий из кости необходимо создание цифровой трехмерной (3D) модели. 3D модель можно создать с помощью програм-ного обеспечения Zbrush, например, обладающего технологией «скульптинга», которая позволяет имитировать процесс лепки, моделирование идет от простой формы (рис. 1 а, б). Фотограмметрия - еще один из способов создания 3D-модели из нескольких изображений одного объекта, сфотографированного с разных углов [1-3,5]. Фотограмметрия позволяет определить
по снимкам исследуемого объекта его форму, размеры и пространственное положение в заданной системе координат, а также его площадь, объём, различные сечения на момент съёмки и изменения их величин через заданный интервал времени (рис. 1, в, г).
в) г)
Рис. 1. Создание 3D модели
Параметры фрезерной обработки. Бивень мамонта ценный, невозобновляемый биологический материал, и чтобы не испортить его во время фрезерования нужно определить оптимальные режимы обработки.
Фрезерование проводили на пяти-осевом фрезерном станке с ЧПУ «КС-2030Л8У-5Б» конической сферической двухзаходной фрезой с радиусом при вершине 0,25 мм и углом конуса 10°. На образцах бивня мамонта размерами 35х35х10 мм вырезалось изображение цветка с параллельной фиксацией температуры нагрева обрабатываемой поверхности материала. Фрезерование проводилось по следующим режимам:
Р-1. Скорость вращения фрезы Vф=20000 об/мин, скорость подачи фрезы Vп=600 мм/мин, шаг обработки Ш=0,18 мм;
Р-2. Уф=20000 об/мин, Vп=600 мм/мин, Ш=0,09 мм; Р-3. Уф=20000 об/мин, Vп=900 мм/мин, Ш=0,09 мм; Р-4. Уф=20000 об/мин, Vп=900 мм/мин, Ш=0,05 мм; Р-5. Уф=20000 об/мин, Vп=600 мм/мин, Ш=0,05 мм; Р- 6. Уф=20000 об/мин, Vп=600 мм/мин, Ш=0,02 мм.
Таблица 1. Результаты фрезерования БМ
Параметры / Режимы Р-1 Р-2 Р-3 Р-4 Р-5 Р-6
Время на обработку, мин. 7 17 15 32 42 80
Необходимость ручного шлифования да да да нет нет нет
Мах. Температура, °С. 118 87 102 75 59 35
На рисунке 2 приведены изображения поверхностей изделий при режимах Р-1, Р-2, Р-5. Достаточное качество поверхности изделия, не требующая ручного шлифования, было получено уже при режиме Р-5 (рис. 2, в).
а) б) в)
Рис. 2. Изображения поверхностей изделий: а)- режим Р-1; б)- Р-2; в)- Р-5.
Таким образом исходя из продолжительности создания изделия, качества обработанной поверхности и степени нагрева образца оптимальным режимом фрезерования БМ, для данного станка и фрезы, является режим Р-5. Полученное посредством фрезерования изделие не требует дополнительной обработки (рис. 3). После небольшой шлифовки изделие покрывается полировкой для придания блеска и защиты. Полученная таким образом изделие - точная копия нашей 3D модели. Подобным образом можно изготовить изделия практически любой формы и размера в зависимости от возможностей оборудования.
Рис. 3. Готовое изделие
Заключение. Для внедрения частичной, либо полной автоматизации производства серийных сувенирных изделий, либо для производства частей крупных составных изделий из бивня мамонта разной сортности перспективными являются технологии фрезерной резьбы. Автоматизация производства позволит массово производить изделия как для туристической отрасли, так и доступных рядовым потребителям. При этом разработка новых уникальных художественных изделий из резной кости будет оставаться сугубо творческим процессом и оставаться приоритетной областью мастеров-косторезов.
Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ НИОКТР № 122042000008-5. Выражаем благодарность ЦКП ФИЦ ЯНЦ СО РАН за возможность проведения исследований на научном оборудовании Центра.
Литература
1. 3D-сканирование без 3D-сканера. Как получить трехмерную модель при помощи смартфона [Электронный ресурс]. 2019. URL: https://xakep.ru/2019/07/03/3d-scan/ (дата обращения 20.12.2019).
2. The art of photogrammetry: how to take your photos [Электронный ресурс]. 2014. URL: https://www.tested.com/art/makers/460142-art-photogrammetry-how-take-your-photos/ (дата обращения 20.12.2019).
3. Всё, что нужно знать о фотограмметрии [Электронный ресурс]. 2017. URL: https://habr.com/ru/post/319464/)/ (дата обращения 20.12.2019).
4. Маслов В.Д., Сачков И.Н. Актуальные проблемы автоматизации промышленных предприятий // Вестник науки и образования: научный журнал. 2019. № 2(56). Часть 1. С. 48-51.
5. Немного о фотограмметрии или создании модели из фото [Электронный ресурс]. 2017. URL: https://3dtoday.ru/blogs/alorlov/a-little-about-photogrammetry-or-creating-a-model-from-a-photo/ (дата обращения 20.12.2019)
6. Шокорова Л.В., Турлюн Л.Н. Проблема взоимодействия традиционной резьбы по дереву с компьютерными технологиями // Мир науки, культуры, образования. 2013. № . 6 (43). С.420-422.
