сотрудник с 01.01.2023 по настоящее время
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева (кафедра технологии металлов и авиационного материаловедения)
аспирант с 01.01.2025 по настоящее время
В работе представлена модульная программная архитектура для автоматизированного управления шнековым экструдером в аддитивных технологиях Fused Granular Fabrication (FGF). Актуальность исследования обусловлена расширением применения аддитивных технологий от прототипирования к созданию крупногабаритных изделий, где традиционные промышленные системы управления на базе программируемых логических контроллеров обладают закрытой архитектурой и ограничены в возможностях адаптации. Предложенная архитектура построена на принципах модульности, разделения ответственности и слабого зацепления компонентов, что достигается за счет централизованного координатора, через который осуществляется взаимодействие всех функциональных модулей. Такой подход реализует топологию «звезда» и гарантирует, что модули не вызывают методы друг друга напрямую, а взаимодействуют только через общий координатор. Архитектура предусматривает интеграцию пяти основных функциональных модулей: температурного контроля в четырех зонах экструдера (бункер и три нагревательные зоны), ведение журнала событий, управление подачей гранул, управление шнеком и видеомониторинга. Все динамические процессы реализуются в однопоточном режиме с использованием таймеров, что исключает необходимость в сложной синхронизации и гарантирует детерминированность поведения системы. Для сохранения состояния между сеансами работы применяется механизм постоянного хранения настроек. Предложенная архитектура ориентирована на поддержку принятия решений оператором и может служить основой как для замены, так и для расширения функционала существующих промышленных шкафов управления, включая перспективную интеграцию через стандартные протоколы. Архитектура предусматривает простую замену компонентов и добавление новых модулей, что делает ее пригодной для исследовательских и опытно-промышленных задач, а также для образовательных целей при изучении основ управления в FGF-печати.
АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО, ПРОГРАММНАЯ АРХИТЕКТУРА, FGF-ПЕЧАТЬ, ШНЕКОВЫЙ ЭКСТРУДЕР, АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ, МОДУЛЬНОСТЬ
1. Л.В. Беляев, А.В. Аборкин, Введение в аддитивные технологии. Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых, Владимир, 2023. 248 с.
2. A. Gebhardt, J. Hötter, Additive Manufacturing: 3D Printing for Prototyping and Manufacturing. Carl Hanser Verlag GmbH & Company KG, Munich, 2016. 611 p. DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-56990-583-8
3. Особенности «Шнековой» FGF печати. 3Dtoday, 2024. – URL: https://3dtoday.ru/blogs/hero124/osobennostisnekovoi-fgf-pecati-cast-1 (дата обращения: 22.12.2025).
4. C. Rackwitz, S. Scholz, M. Vyhnal, P. Hirsch, R. Schlimper, M. Zscheyge, Prog. Addit. Manuf., 9, 4, 665–674 (2024). DOI:https://doi.org/10.1007/s40964-024-00659-0. EDN: https://elibrary.ru/ATMPPN
5. F. Bandinelli, E. Tito, E. Parisi, L. Peroni, M. Scapin, Compos. Part B Eng., 294, Article 112147 (2025). DOI:https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2025.112147.
6. Ю.И. Литвинец, Технологические и энергетические расчеты при переработке полимеров экструзией. Уральский государственный лесотехнический университет, Екатеринбург, 2010. 56 с.
7. A. Curmi, A. Rochman, Polymer, 330, Article 128459 (2025). DOI:https://doi.org/10.1016/j.polymer.2025.128459. EDN: https://elibrary.ru/UZIWEH
8. Э. Брауде, Технология разработки программного обеспечения. Питер, Санкт-Петербург, 2004. 655 с.
9. Ф.А. Данилкин, А. В Новиков, Известия ТулГУ. Технические науки, 9, 2, 79-89 (2013). EDN: https://elibrary.ru/RVSUOJ
10. N. Munir, T. de Lima, M. Nugent, M. McAfee, Functional Composite Materials, 5, Article 14 (2024). DOI:https://doi.org/10.1186/s42252-024-00063-5. EDN: https://elibrary.ru/MFYKOL
11. А.М. Пищухин, М.Н. Шевченко, Вестник СамГТУ. Серия: Технические науки, 2, 128-134 (2010). EDN: https://elibrary.ru/NCTCXF
12. F. Schade, M. Kreutzer, E. Mühlbeier, E. Gerlitz, P. Gönnheimer, J. Fleischer, J. Becker, Procedia CIRP, 120, 601-606 (2023). DOI:https://doi.org/10.1016/j.procir.2023.09.045.
13. B. Vogel-Heuser, J. Fischer, S. Feldmann, S. Ulewicz, S. Rösch, Journal of Systems and Software, 131, 35-62 (2017). DOI:https://doi.org/10.1016/j.jss.2017.05.051.
14. А.В. Левушкин, М.К. Турчанинов, А.А. Жиганов, В.В. Ермолаева, Молодой ученый, 25, 96-98 (2018). EDN: https://elibrary.ru/USPYVE
15. Д.Р. Чиганов, Вестник науки, 4, 7, 276-278 (2023). EDN: https://elibrary.ru/LCRITH
