Моделювання автоматичної системи 3-D друку для оптимальних умов
Автор: Оліярник Олег Русланович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерний інжиніринг в машинобудуванні
Інститут: Інститут механічної інженерії та транспорту
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Задача моделювання автоматичної системи 3D друку для оптимальних умов полягає в наступному: суттєвою проблемою виробів, виконаних 3Д друком за технологією FDM, є нестабільна міцність. Під час випробування виробів на розрив, межа міцності деталей з паралельним укладанням шарів відносно досліджуваної осі зазвичай у 1,5-2 рази вища, ніж у такої самої деталі з перпендикулярним укладанням шарів відносно досліджуваної осі. Тому дослідження межі міцності ABS пластику на розрив та розробка програмного додатка для автоматичного розрахунку швидкості друку залежно від необхідної межі міцності виробу вирішить дану проблему та зменшить кількість браку при друці деталей з пластику. Об’єкт дослідження: Оптимальні умови пошарового наплавлення філаменту для деталей з низьким ступенем ізотропності механічних властивостей Предмет дослідження: параметри 3D друку (температура друку, швидкість друку та межа міцності деталі). Мета дослідження: полягає у визначенні оптимальних умов пошарового наплавлення філаменту для деталей з низькою ізотропністю механічних властивостей і розробка програми, що визначає залежність межі міцності від швидкості друку. Для цього необхідно вибрати тип пластика для проведення дослідження, створити 3Д модель для друку зразків із досліджуваного пластику, підібрати параметри друку для дослідження, провести випробування межі міцності зразків на розрив, та за результатами дослідження написати програмний додаток для автоматичного розрахунку швидкості друку залежно від необхідної межі міцності зразка. В першому розділі роботи наведено класифікацію пластиків для 3D друку, їх ознаки, характеристику та параметри. Виконано порівняльну оцінку пластику та проведено огляд параметрів друку. В другому розділі на основі першого вибрано пластик для 3D друку, який використовувався в дослідженнях. Також вибрано стабільні параметри друку, які будуть використовуватись при всіх дослідженнях. Створено 3D модель посилаючись на міжнародний стандарт зразка 1BA EN ISO 527 із застосуванням програмного забезпечення Autodesk Inventor. Вибрано машину та проведено ряд випробувань на розтяг моделі 3D зразків видрукуваних параметрах друку. В третьому розділі роботи описано результати випробувань кожної з групи зразків. У зв’язку з отриманими результатами проведено додаткові дослідження. Вибрано оптимальні параметри 3D друку. В четвертому розділі розроблено програму автоматичного розрахунку швидкості друку в залежності від необхідної межі міцності. В п’ятому розділі роботи здійснено економічну оцінку отриманого проектного рішення. Спершу проведено планування виконання магістерської роботи та розрахунок витрат на її виконання. Далі виконано розрахунки експлуатаційних витрат для отриманого проектного рішення та визначено ціни споживання проектного рішення. Термін розробки та впровадження проектного рішення триватиме 90 днів, а витрати на його розробку і впровадження складатимуть 41204.78 грн. Дане проектне рішення матиме термін використання – 5 років. Річні витрати на експлуатацію проектного рішення становитимуть 38727,5 грн. Проектне рішення матиме ціну споживання для організації-розробника 100,95 грн. за день та для організації-покупця – 103,07 грн. за день протягом усього терміну використання. Отримані в роботі проектні рішення та відповідні досліджень вказують на їх та доцільність використання на практиці. Проведені економічні розрахунки – свідчать про економічну ефективність їх виконання та подальшого застосування. Ключові слова: 3D принтер, параметри 3D друку, межа міцності, ABS пластик, розрив, температура друку, швидкість друку.