УДК 620.179.16
DOI: 10.36871/2618­-9976.2025.12.008

Авторы

Вячеслав Алексеевич Булгаков,
Аспирант, кафедра измерительных информационных систем и технологий, Московский государственный технологический университет «Станкин», Москва, Россия

Аннотация

Концепция  измерения шероховатости  поверхности  является  на  сегодняшний  день  общепринятым  идентификатор, который  используется  во  многих  отраслях  промышленности для подтверждения соответствия как внутренним, так и  нормативным спецификациям, проверки производственных  процессов  и  гарантии  качества  конечных  продуктов.  Субъективные  оценки  качества,  основанные  на  тактильных  ощущениях  или  визуальном  осмотре  поверхностей,  постепенно  уступили  место  чётким  формулам  и  объективным  показателям.  В  результате  в  последнее  время  появились  различные методы  профилирования  поверхности,  включая  фазосдвигающую интерферометрию, измерение локальных уклонов  с  помощью  лазерной  техники  и  динамическое  определение  фокуса.  Учитывая  отмеченное,  статья  посвящена  актуальным  вопросам,  связанным  с  особенностями  проведения  интерференционный  контроль  изделий  с  различной шероховатостью поверхности. В исследовании применены теоретические и аналитические методы для оценки возможности  использования  интерферометрического  контроля  изделий  сложной  формы  с  различной  шероховатостью  поверхностей. Проведенный анализ  основан на  принципах  влияния  микрорельефа  на  формирование  интерференционной картины. Использована модель интерферометра с дифракционным оптическим элементом, обеспечивающая  коррекцию  волнового  фронта  и  повышение  достоверности контроля поверхностей сложной геометрии, включая лопатки  газотурбинных  двигателей.  В  процессе  исследования отдельное внимание уделено ключевым характеристикам проведения контроля сложной формы, включая производство  крупногабаритных  оптических  деталей.  В  частности, рассмотрены технические аспекты применения в оптических  схемах  контроля  дифракционных  оптических  элементов, которые позволяют значительно  упростить интерферометр  и  тем  самым  повысить  точность  контроля.  Отдельно  описан  принцип  работы  дифракционного  оптического  корректора  в  стенде  контроля  зеркала.  Также  затронуты  проблемы  контроля  форм  поверхностей,  которые  не обладают  необходимой  шероховатостью  для  оптического контроля  в  видимом  свете.  На  основе  анализа  характеристик  шероховатости  различных  типов  поверхностей  газотурбинных лопаток обоснована целесообразность приме­ нения  инфракрасного  лазерного  излучения  для  контроля  изделий  с  повышенной  шероховатостью.  Полученные  результаты позволяют оптимизировать параметры лазерного  контроля  и  расширяют  область  применения  интерферометрических методов в промышленности.

Ключевые слова

контроль шероховатых поверхностей
методы измерений
инфракрасное излучение
интерференционный контроль

Список литературы

[1] Булгаков В.А., Телешевский В.И., Семенов А.П. Лазерный контроль отклонений формы крупногабаритных прецизионных изделий с дифракционной коррекцией волнового фронта // XII Международная конференция по фотонике и информационной оптике. Сборник научных трудов. 2022. С. 556–557.
[2] Газотермическое напыление: Учебное пособие / Колл. авт.; по общей ред. Л.Х. Балдаева. – 2­е изд. М.: ООО «Старая Басманная», 2015. 540 с.
[3] Денисов Д.Г. Измерение параметров шероховатостей шлифованных и полированных оптических поверхностей с помощью высокоточных методов лазерной интерферометрии // Успехи прикладной физики. 2017. Т. 5. № 4. С. 393–411.
[4] Редозубов А.Ю., Кривоногова А.С. Контроль качества лопаток турбин в процессе производства // Молодой учёный. 2016. № 12.3. С. 68–71.
[5] Семенов А.П., Абдулкадыров М.А., Добриков Н.С., Игнатов А.Н., Патрикеев В.Е., Придня В.В., Полянщиков А.В., Насыров Р.К. Дифракционные оптические элементы (CGH) для контроля, юстировки и позиционирования асферических поверхностей астрономических и космических зеркал // Научно­технический журнал «Контенант». 2019. Т. 18. № 4. С. 72–74.
[6] Семенов А.П., Абдулкадыров М.А., Игнатов А.Н., Никонов А.Б., Патрикеев В.Е., Морозов А.Б., Булгаков В.А., Насыров Р.К. Методы контроля формы поверхности и оптических параметров внеосевых крупногабаритных зеркал на этапе формообразования // Научно­технический журнал «Контенант». 2022. Т. 4. № 1. С. 50–62.
[7] Табенкин А.Н. Текстура поверхности и ее измерение шероховатость, волнистость, профиль, топография / А.Н. Табенкин, С.Б. Тарасов, С.Н. Степанов. СПб., Изд­во Политехнического университета. 2018. 264 с.
[8] Формирование технологических основ изготовления рабочих лопаток турбины ГТД: монография / Р.А. Вдовин. Самара: Издательство Самарского университета, 2021. 209 с.
[9] Хайрулин В.Т. Самохвалов Н.Ю., Тихонов А.С., Сендюрев С.И. Оценка влияния шероховатости поверхности лопаток на параметры турбины высокого давления // Вестник ПНИПУ. Аэрокосмическая техника. 2014. № 37. С. 100–101.
[10] Швец В.А. Анализ морфологии поверхности буферных слоёв CDTE с помощью эллипсометрии и интерференционной профилометрии для создания методики контроля роста буферных слоёв // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 2. С. 50–58.
[11] Bruno Henriques, Douglas Fabris. Fabrication of Multiscale and Periodically Structured Zirconia Surfaces Using Direct Laser Interference Patterning. Advanced Functional Materials, 2024, vol. 34, iss. 49, рр. 50–58.
[12] Ngene C.E., Prabhat Thakur, Ghanshyam Singh. Controlled Signal Technique in VL­NOMA Communication Under Interference­Controlled Environment With Intelligent Reflecting Surfaces. Engineering Reports, 2024, vol. 7, iss. 1, рр. 20­29.
[13] Tobias Fox, Pablo Maria Delfino. Single­step Production of Photocatalytic Surfaces via Direct Laser Interference Patterning of Titanium. ChemNanoMat, 2023, vol. 9, iss. 10, рр. 19–23.