7. Сапр газотермических покрытий.

Для интенсификации режимов работы машин и аппаратов, увеличения эксплуатационных характеристик деталей машин необходимо создание новых технологий нанесения специальных покрытий на конструкционные материалы.

Выбор вида и способа нанесения покрытий зависит от эксплуатационных требований к детали с покрытием и эффективности процесса. Перед технологом встает задача выбора наиболее оптимального технологического процесса с учетом комплекса факторов, определяющих процесс нанесения покрытия (конструктивных, технологических, производственных, эксплуатационных и экономических).

Подобные задачи решают, используя методы многофакторной оптимизации, поскольку большинство условий при выборе оптимального технологического процесса вступает в противоречие друг с другом: улучшение одних параметров приводит к ухудшению других. В этом случае многофакторное проектирование сводится к отысканию субоптимального варианта.

При рассмотрении основных требований к материалам и технологическим процессам видно, что только незначительная часть требований (температура плавления, твердость, модуль упругости, механическая прочность и др.) являются детерминированными, т.е. заданными конкретным числом, в то время как остальные задаются, как правило, нечеткими множествами требований.

В связи с этим при проектировании используют теорию нечетких множеств, что позволяет вводить в математические модели задач оптимального проектирования, детерминированные и нечеткие требования в однородной форме, а при многофакторной оптимизации получать эффективные компромиссные решения.

Однако аппарат теории нечетких множеств для проектирования покрытий не разработан, а материалы и метод нанесения покрытия до сих пор выбирают с учетом опыта конструкторов, технологов и материаловедов.

Проведенный анализ требований к материалам и технологическим методам позволил сформулировать основные требования к покрытиям функционального различного назначения, решить задачи оптимального проектирования покрытия исходя из условий эксплуатации и метода выбора рационального технологического процесса нанесения покрытий.

Традиционные САПР – это, как правило, мощные графические редакторы типа AUTOKAD, объединенные с расчетными модулями и базами данных.Такие системы нацелены на получение продукта проектирования в виде комплекта чертежно-графической документации на разрабатываемые изделия. Однако эти системы не решают проблем оптимизации самого процесса проектирования, поддержки и развития функциональных возможностей разработчиков данного продукта на различных этапах проектирования. Поэтому необходимы новые информационные технологии на базе инженерии проектных знаний.

На рисунке 6 предложена структурная схема проектирования технологии газотермического нанесения покрытия «Газотермика».Для выбора материала и технологического процесса использован логико-лингвистический подход, в частности метод семиотического моделирования и теории нечетких множеств.

Запрос пользователя обрабатывается базой знаний. Он может содержать различную информацию о проектируемом покрытии: его назначении (износостойкое, коррозионно-стойкое, пр.), условиях работы детали с покрытием (рабочие температуры, нагрузки, среда, пр.). Также описание детали (форма поверхности, размеры поверхности под напыление и возможная толщина покрытия). Исходя из назначения покрытия, база данных по материалам предоставляет технологу ряд подходящих материалов для покрытия. Технолог из списка материалов выбирает наиболее предпочтительный, используя существующую информацию базы данных по механическим, теплофизическим, специальным и экономическим свойствам.

Далее необходимо выбрать метод нанесения данного покрытия. Для этого накопленная информация обрабатывается базой знаний, анализируются требования к покрытию, материалам покрытия и подложки.

База знаний выдает рекомендации о возможных способах нанесения покрытий. База данных по технологическим методам производит окончательный выбор метода. Расчетный модуль выполняет расчет режимов для нанесения покрытия.

На всех этапах проектирования технолог выступает основным лицом, принимающим решение, система лишь выдает советы и справочную информацию в диалоговом режиме, значительно облегчая работу специалиста. Машина-советчик легко и быстро оперирует накопленными знаниями, производит анализ и обработку данных.

Следовательно, можно сделать вывод, что применение интеллектуальной системы автоматизированного проектирования покрытий значительно сокращает сроки проектирования и разработки технологических процессов напыления деталей с покрытиями, позволяет выполнять работу и специалистам с невысокой квалификацией, при этом улучшается качество покрытий за счет сокращения количества ошибок при проектировании.(6).