Стандартные заводские приборы зачастую измеряют лишь усредненную шероховатость поверхности (Ra), сводя сложный рельеф к одному числу. Однако две детали с одинаковой шероховатостью могут иметь совершенно разный микропрофиль и существенно различаться по долговечности. Предложенная методика использует непрерывное вейвлет-преобразование – математический аппарат, раскладывающий профиль поверхности одновременно по пространственным координатам и масштабам (периодам неровностей). Это дает возможность обнаружить следы предшествующих этапов механической обработки, которые обычно маскируются финишными операциями.

Наглядность подхода подтвердил эксперимент: две детали из нержавеющей стали 12Х18Н10Т после разных технологических цепочек показали абсолютно одинаковую нормативную шероховатость Ra = 0,22 мкм. Традиционный технический контроль признает их идентичными. Однако предложенный метод выявил, что показатель скрытой нерегулярности микрорельефа одной из деталей в 20 раз выше: под сглаженным верхним слоем сохранились выраженные следы грубого чернового точения. Поскольку сталь 12Х18Н10Т склонна к интенсивному деформационному упрочнению (наклепу), такие скрытые концентраторы напрямую влияют на усталостную прочность и износостойкость изделия.

- Привычные параметры шероховатости остаются основой контроля качества, но они дают лишь усредненную картину. Предложенный метод показывает, где именно и насколько сильно проявляются скрытые структуры на поверхности, - поясняет один из авторов исследования, доктор технических наук Павел Мельников из ТГУ. - Инженер получает возможность увидеть следы предыдущего этапа обработки, даже если финишная обработка сделала деталь внешне идеальной.

Алгоритм оптимизирован для практического применения: расчет скалограммы и извлечение признаков одного профиля занимают менее 0,5 секунды. Это позволит интегрировать метод в автоматизированные линии контроля прямо в производственном цехе. Детали будут проходить быструю проверку на "технологическую чистоту", что гарантирует соответствие заявленному технологическому процессу и снижает риск брака критически важных компонентов двигателей и механизмов.

Исследование выполнено при поддержке гранта Российского научного фонда. Статья о нем опубликована в профильном научном журнале.