Дослідження поширення тепла в матеріалах під час лазерного 3d друку
Автор: Волошина Наталя Іванівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні технології проектування
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Волошина Н.І., Здобицький А. Я. (керівник). Дослідження поширення тепла в матеріалах під час лазерного 3D-друку. Maгicтepcька кваліфікаційна poбoта. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2021. Розширена анотація Завдяки швидкому технологічному розвитку 3D-друк металом в останні роки значно розвинувся. Багато інноваційних стартапів і виробників запропонували нові та все більш доступні технологічні процеси для 3D-друку металом та з’являється все більше можливих матеріалів. 3D-друк популярний у багатьох галузях, включаючи аерокосмічну, автомобільну та медичну промисловість, що дозволяє друкувати складні металеві деталі за відносно низькою ціною в порівнянні з традиційними виробничими процесами. Останнім часом було внесено багато вдосконалень у металеві 3D-принтери. Гібридні системи, осадження металу, відновлювальні матеріали та багато інших інноваційних проектів означають, що цей процес ефективніший, ніж будь-коли. Технологія 3D друку заснована на відносно простому принципі: джерело енергії спікає або розплавляє металеві порошки, щоб створити готову деталь, шар за шаром. Найвідомішою технологією 3D-друку металом, заснованою на цьому принципі, є пряме лазерне спікання металу (DMLS). Мета і задачі дослідження. Враховуючи активну популярність та високий попит на лазерний 3D друк, необхідно ретельно прораховувати та аналізувати фактори, котрі можуть впливати на друк, якість готової моделі або деталі. Існує кілька факторів, котрі впливають на друк та роботу з матеріалом. Один з факторів це потужність лазера. В залежності від вибраної потужності лазер може недостатньо нагрівати матеріал, не даючи йому досягнути рівня спікання. А отже шари деталі будуть не пропечені та не матимуть достатньої міцності. З іншого боку, лазер, маючи занадто високу потужність, може перегрівати матеріал, що призведе до плавлення та перетину межі текучості матеріалу. Тому важливим фактором налаштування друку є визначення оптимальної потужності лазера для певного матеріалу в залежності від його властивостей. Метою цього дослідження є удосконалення технологічного процесу лазерного 3D-друку для зменшення витрат щодо отримання неякісних деталей, моделювання процесу за визначенням найбільш оптимальних температурних та режимних параметрів. Поставлено такі задачі: скориставшись інтерактивним середовищем COMSOL Multiphysics змоделювати процес лазерного 3D-друку, дослідити поширення тепла в матеріалі за різних потужностей лазера та швидкості його переміщення. Об’єкт дослідження. Процес поширення тепла в матеріалі під час лазерного 3D друку. Предмет дослідження. Залежність температурних та режимних параметрів 3D друку від потужності лазера. Наукова новизна одержаних результатів. Змодельовано процес лазерного друку алюмінієвої моделі для дослідження процесу поширення тепла в матеріалі в залежності від параметрів: потужності лазера; переміщення лазера. Практичне значення одержаних результатів. Дослідження поширення тепла доцільно застосовувати для налаштування температурних режимів 3D -друку з метою уникнення браку внаслідок неякісного виготовлення деталей. Ключові слова. 3D-принтер, лазерний 3D-друк, поширення тепла, матеріал, потужність, спікання, плавлення. Загальний об’єм: 97 сторінки, з яких 2 додатки обсягом 14 сторінок, 42 рисунка.