Gallai dulliau rhithwir o brofi cydrannau ddisodli profion ffisegol - dyfarniad o £1 filiwn am ymchwil i ddelweddu pelydr X 3D

Gallai dulliau rhithwir o brofi cydrannau yn syth ar ôl eu gweithgynhyrchu, gan ddefnyddio delweddu pelydr X 3D, fod ar y gorwel, o ganlyniad i ymchwil dan arweiniad Prifysgol Abertawe sydd newydd dderbyn dyfarniad o gyllid gwerth £1 filiwn. Gallai profion rhithwir roi hwb mawr i'r sector gweithgynhyrchu.

Mae profion trylwyr yn hanfodol i sicrhau bod cydrannau'n addas at y diben, yn enwedig mewn prosesau gweithgynhyrchu gwerth uchel. Mae hyn yn arbennig o berthnasol pan fyddai atgyweirio neu ddisodli cydran yn anodd, yn amhosib neu'n ddrud iawn, mewn gorsaf niwclear neu ar loeren, er enghraifft.

Neu mewn car rasio: gellid dadlau bod Sebastian Vettel wedi methu ennill pencampwriaeth Formula 1 am nad oedd yn gwybod am wendid mewn plwg tanio yn ei Ferrari gwerth miliynau o bunnoedd.

Mae delweddu pelydr X 3D yn cael ei ddefnyddio'n gynyddol i ddatrys problemau ar sail delwedd. Ceir potensial i ddefnyddio'r dechneg hon yn lle arbrofion ffisegol i weld a yw cydrannau'n bodloni'r safon ofynnol - datblygiad sy'n cael ei adnabod fel "cymhwyso rhithwir". Mae efelychiadau digidol o gydran, sy'n gywir i'r micro-fanylyn, yn cael eu creu, gan gynnwys unrhyw wendidau gweithgynhyrchu. Yna cânt eu hasesu i weld sut maent yn perfformio.

Y broblem yw bod modelu ar sail delwedd yn dal i gymryd amser hir iawn, gan fod angen i rywun brosesu'r delweddau o hyd. Gall hyn gymryd wythnosau ar gyfer pob cydran.

Dyma ble mae'r prosiect ymchwil newydd yn dod i mewn. Dan arweiniad Dr Llion Evans o Goleg Peirianneg Prifysgol Abertawe, bydd y prosiect yn ymchwilio i awtomeiddio llif gwaith cymhwyso rhithwir, gan ddefnyddio offer meddalwedd newydd.

600 x 297

Llun: Mae delweddu 3D ar ficro-raddfa'n golygu y gellir efelychu cydrannau â manylder uchel iawn, er enghraifft, i lefel sy'n dangos ffibrau unigol mewn deunydd cyfansawdd. I gyflawni'r lefel hon o fanylder, defnyddiwyd dros 19 miliwn o elfennau (blociau adeiladu tetrahedrol) yn yr efelychiad hwn. Fel arfer, mae efelychiadau peirianyddol yn defnyddio cannoedd o filoedd o elfennau ar y mwyaf.

Byddai hyn yn cyflymu'r broses brofi'n sylweddol - mae'n bosib y gallai tasg sy'n cymryd wythnosau ar hyn o bryd gael ei chwblhau mewn oriau yn unig. O ganlyniad, byddai'n fwy ymarferol i'r sector diwydiannol ddefnyddio'r dechneg.

Mantais ychwanegol yw bod prosesu delweddau'n awtomataidd yn lleihau'r risg o wall dynol.

Daw'r cyllid o £1 filiwn ar gyfer y prosiect pum mlynedd o'r Cyngor Ymchwil Peirianneg a Gwyddor Chwaraeon. Ystyrir bod cymhwyso rhithwir o bwys strategol allweddol i sector gweithgynhyrchu'r DU.

‌Esboniodd Dr Llion Evans o Goleg Peirianneg Prifysgol Abertawe, sy'n arwain y prosiect:

"Gall cymhwyso rhithwir roi hwb mawr i'r diwydiant gweithgynhyrchu. Ond os yw'n mynd i dalu i gwmnïau ddefnyddio'r broses ar eu llinellau cynhyrchu, mae'n rhaid iddi fod yn ddigon cyflym i weithio ar raddfa ddigon mawr iddyn nhw.

Ar hyn o bryd, mae modelu ar sail delwedd yn llafurddwys iawn. Ein nod yw lleihau'r amser angenrheidiol o wythnosau i oriau.

Yn ogystal ag arbed amser, gall prosesu awtomatig ddarparu data gwell am sut mae pob cydran unigol yn perfformio, yn hytrach na chanlyniad pasio neu fethu syml.

Yn y tymor hir, gallai'r broses gael ei defnyddio ym mhob sector gweithgynhyrchu gwerth uchel - awyrofod, y diwydiant modurol a'r sector cynhyrchu ynni, er enghraifft."

Bydd y prosiect a arweinir gan Abertawe yn para pum mlynedd, gan gydweithio ag arbenigwyr o sefydliadau eraill, gan gynnwys Awdurdod Ynni Atomig y DU, Airbus Defence and Space, Nikon Metrology, TWI, Synopsys a Diamond Light Source.

Fel astudiaeth achos, bydd y tîm yn profi eu gwaith ar set o gydrannau cyfnewid gwres yn Awdurdod Ynni Atomig y DU.

Mae Prifysgol Abertawe'n ganolfan ymchwil flaenllaw yn y maes hwn. Yma y gwnaethpwyd gwaith arloesol yr Athro Olek Zienkiewicz ar ddadansoddi elfennau meidraidd, sy'n hanfodol i'r dechneg hon.

600 x 338

Peirianneg ym Mhrifysgol Abertawe