История создания Thixomet

В середине 90-х мы занимались совершенствованием технологии полутвердой (semi-solid) обработки алюминиевых расплавов для американской компании Alumax. Решая задачу получения недендритной структуры при непрерывном литье с магнито-гидродинамическим перемешиванием, мы использовали анализатор изображения английской компании Joys Loyble. С его помощью мы оценивали пористость, распределение эвтектики и фактор формы альфа-зерен на темплетах сплава алюминия A356 (АК7), чтобы оценить воздействие разных технологических факторов литья с перемешиванием.

Однажды перед приездом наших заокеанских заказчиков один из сотрудников ненамеренно «сжег» этот анализатор так, что даже настоящие умельцы не смогли его восстановить. Среди прочих стандартных компонентов была повреждена уникальная микросхема, залитая сургучем и реализующая «ноу-хау» этого анализатора. Поэтому нам пришлось взять взаймы точно такой же анализатор в институте «Механобр», располагавшийся неподалеку (мы тогда работали в компании «Синталко», располагающейся в ОАО «ВАМИ» на Васильевском острове). Мы выполнили запланированную работу и сдали ее Заказчикам, но после их отъезда арендованный на время анализатор пришлось вернуть его хозяевам и мы стали думать, как оснаститься новым прибором. В середине девяностых такого рода приборы стоили десятки тысяч фунтов стерлингов и нам были «не по карману».

Поэтому «шаг за шагом» мы начали делать собственный анализатор, взяв за основу аналоговую камеру и карту ввода изображения в компьютер (фреймграббер), разработанную в нашем Институте Телевидения, что на улице Шателена. Уже через 6 месяцев после начала этих работ мы показали наши первые шаги в «оцифровке структуры» заказчикам из компании Alumax, которые были настолько впечатлены простотой работы, что заказали новый проект по разработке методики оценки качества структуры  «полутвердых» материалов. Действительно, с помощью нашего анализатора вся технологическая информация получалась простым нажатием на клавишу «пробел»: предметный стол перемещался от поля к полю вдоль темплета и так получали кривые распределения пористости, фактора формы альфа-зерен и содержания кремния, рассчитанного по правилу рычага из объемной доли эвтектики.

В 1997 этот анализатор на базе российского фреймграббера мы установили в техническом центре Alumax в г. Голдон (США, Колорадо). Когда я вставлял «наш» фреймграббер в компьютер, я увидел в этой же лаборатории металлографии профессиональный анализатор изображения Omnimet компании Buehler и спросил сотрудников технического центра, зачем они заказали наш прибор, если за 3-4 часа можно получить ту же информацию на Buehler Omnimet? В ответ я услышал, то, что укрепило меня в уверенности правильного подхода к такого рода приборам: «У Вас это несравненно проще: жми на «space bar» и думай, почему так «ложатся» точки. В анализе задействован только один палец..»

В следующий раз мы разработали для Alumax методику оценки фактора формы альфа-зерен с учетом внутренней многосвязанности одиночных зерен под плоскостью шлифа. Эта методика основана на пленочном травлении, получаемом анодированием, с последующим анализом в поляризованном свете. Анализ производили совместным анализом двух изображений: в светлом поле для определения границ альфа-зерен (нажимаем «пробел») и в поляризованном свете для оценки их кристаллографической направленности по окрашенности зерен (нажимаем «ALT+пробел»). В этом случае при анализе было «задействовано» не один, а два пальца, и я извинялся за «причиненные неудобства» перед нашими заказчиками. С тех пор мы не отступаем от принципа Thixomet: вся технологическая информация должна получаться в «два-три клика».

В 1998 году мы завершили наши проекты по semi-solid технологиям, так как Alumax был поглощен более сильным конкурентом, компанией Алкоа, и переключились на совершенствование технологии получения жаропрочных никелевых сплавов на ОАО «Завод турбинных лопаток». Когда мы пришли на завод, то обнаружили полное отсутствие входного контроля паспортной шихтовой заготовки (ПШЗ) на предмет металлургического качества. Между тем, поставщики этой ПШЗ при ее производстве часто заменяли дорогие чистые материалы на дешевые отходы производства, что неминуемо приводило к повышенному содержанию оксидных плен, шлаковых глобул и нитридных кластеров. Брак турбинных лопаток по ЛЮМ контролю достигал таких размером, которые ставили под сомнение рентабельность производства. Чтобы остановить производство дефектных лопаток, мы ввели систему входного контроля ПШЗ, не только по химическому составу и механическим свойствам, но и по металлургическому качеству, которое определяли по методике фирмы Willan Metals: суммарный рейтинговый балл загрязненности рассчитывали на основе замеров линейных размеров и площади дефектов в сравнении с диаметром и площадью изучаемого поля зрения, видимого в окуляры микроскопа.

Наш анализатор выполнял распознавание дефектов и их оценку автоматически. Внедрение этой системы позволило не на словах, а на деле поставить вопросы качества на профессиональную основу. Примечательно, что и в этой методике процедура анализа была исключительно простой. Этот входной контроль на заводе выполняла лаборант-пенсионер со средним техническим образованием, которая впервые увидела компьютер, когда мы привезли на завод наш анализатор, тем не менее, после недельного обучения, она самостоятельно проводила исследования. Спустя несколько лет после установки я случайно оказался на заводе и с удивлением обнаружил, что наш прибор служит исправно и даже ни разу не переставляли Windows 3.1. Установленный на заводе турбинных лопаток анализатор был первой коммерческой версией Thixomet.

Собственно именно 1998 г. , как год первого коммерческого использования, фигурировал во всех наших официальных документах при оформлении торговой марки в Патентном офисе США. Любопытной была переписка с экспертами при получении торговой марки. В английском языке нет такого слова Thixomet, поэтому на вопрос, что это такое, нам пришлось выдумать нечто отличное от того, чем был Thixomet при рождении, а именно «измерителем структуры тиксотропных материалов». Чтобы не ограничивать приложение нашего анализатора, мы дали следующую трактовку названия Thixomet. Название анализатора изображения Thixomet происходит от греческих “thixo” (касание) и “metrisi” (измерение), то есть «Измерение в одно касание». Действительно, процедура измерения от захвата изображения до его распознавания выполняется несколькими интуитивно понятными действиями. В 2004 г. мы получили торговую марку Thixomet®  в патентном офисе США.