|
|
Vývoj skenovací strategie laseru pro výrobu mikro-prutové struktury technologií SLM
Jaroš, Jan ; Dočekalová, Kateřina (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
Aditivní technologie (AT) je čím dál více využívána k návrhu unikátních dílů, a to především díky možnosti vyrábět tvarově složité prvky jako jsou např. mikro-prutové struktury. To nicméně zahrnuje i nutnost modifikace procesních parametrů případně výrobní strategie dané AT, která je obvykle nastavena na výrobu objemové geometrie. Použitím vzorků odpovídajících geometrií mikro-prutovým strukturám byly naměřeny přesné vstupní hodnoty, které byly využity pro návrh procesu výroby SLM (Selective Laser Melting) pomocí contour strategie. Díky tomu byly vyrobeny vertikální a skloněné (35,26°) pruty s nízkou porozitou (do 0,2 %), drsností povrchu a vysokou rozměrovou přesností. Porozita byla měřena na µCT, drsnost povrchu a rozměrová přesnost byla měřena na STL datech. Z výsledků vyplývá, že pokud jsou správně nastaveny parametry SLM procesu, je možné vyrobit pruty s nízkou porozitou a drsností povrchu při použití různých kombinací výkonu laseru a skenovací rychlosti. Uvedené poznatky byly použity při tvorbě skriptu, který umožní výběr vhodných procesních parametrů pro výrobu mikro-prutových struktur.
|
|
|
Návrh aditivně vyráběného tepelného výměníku olej-voda pro formuli student
Březina, Josef ; Dočekalová, Kateřina (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Diplomová práce je zaměřena na návrh a výrobu chladiče oleje vyráběným technologií Selective Laser Melting pro použití ve Formuli Student. Cílem návrhu je zajištění optimálního chlazení olejového okruhu při minimální hmotnosti. Vyrobený chladič využívá koncepce deskového výměníku s optimalizovanými přírubami pomocí simulací proudění a žebrováním teplosměnného tělesa o tloušťce 0,17 mm. Pro návrh byl vytvořen analytický model chladiče. Dále byly optimalizovány procesní parametry výroby tenkostěnných prvků, na které navazovala výroba testovacích vzorků pro měření tlakových ztrát a výkonu mikrochladičů. Výsledky byly použity pro zpřesnění výpočetního modelu a následného optimálního návrhu teplosměnné plochy. Poté proběhla optimalizace přírub chladiče pomocí simulací proudění. Byla provedena výroba prototypu, jehož parametry byly ověřeny na měřícím okruhu vyrobenému pro účely této práce. Navržený chladič dosahuje výkonu 4,5 kW při podmínkách závodu, pro které je ekvivalentní teplotní spád olejového okruhu 22 °C. Návrhem bylo docíleno snížení hmotnosti na 320 g, čímž došlo k redukci hmotnosti o 47 % oproti doposud používanému chladiči. Zároveň došlo ke snížení těžiště vozidla díky změně umístění výměníku.
|
|
|
Vývoj procesních parametrů technologie Selective laser melting pro výrobu tenkostěnných dílů z práškového železa
Šreibr, Vít ; Dočekalová, Kateřina (oponent) ; Paloušek, David (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá zpracováním čistého železa technologií Selective laser melting, jakožto materiálu s dobrými elektromagnetickými vlastnostmi. Hlavní řešenou oblastí je optimalizace výroby tenkostěnných vzorků, u nichž je sledován vliv procesních parametrů na tloušťku a kvalitu povrchu stěn. Kromě kolmých stěn jsou zkoumány také stěny stavěné pod úhlem 45°. Další fází práce je stanovení procesních parametrů pro objemová tělesa s cílem dosažení co nejnižší porozity a vysoké kvality povrchu. Důležitou částí výzkumu je aplikace získaných poznatků při výrobě vzorků určených k testování magnetických vlastností a také dílu pro konkrétní aplikaci. Poznatky se týkají nejen nastavení parametrů tisku, ale také tepelného zpracování a jeho vlivu na magnetické a mechanické vlastnosti materiálu. Mechanické vlastnosti byly stanoveny na základě tahových zkoušek a zkoušek tvrdosti. Veškeré vzorky byly vyrobeny na zařízení SLM 280HL pomocí 400W ytterbiového laseru.
|
|
|
Optimalizace parametrů SLM procesu při zpracování hliníkové slitiny AW2618
Těšický, Lukáš ; Dočekalová, Kateřina (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá možnostmi zpracování hliníkové slitiny EN AW 2618 za pomocí technologie Selective laser melting (SLM). Teoretická část obsahuje základní poznatky o výrobě touto technologií a možnosti vyhodnocení relativní hustoty vzorků. Dále obsahuje přehled současného stavu poznání o zpracování hliníkových slitin technologií SLM. Především pak hliníkových slitin skupiny 2000, kde je hlavním legujícím prvkem měď. V experimentální části byly na základě rešerše navrženy experimentální tělesa, která je možné rozdělit do tří oblastí: návarové vzorky, objemové vzorky a vzorky pro zjištění mechanických vlastností. Návarové a objemové vzorky sloužily k nalezení vhodných procesních parametrů pro dosažení relativní hustoty blízké plnému objemu materiálu. Za tímto účelem byl prozkoumán vliv různých skenovacích strategií na výslednou relativní hustotu vzorku. Limitujícím faktorem se ukázal výskyt drobných trhlin v celé šíři zkoumaných parametrů. Při porovnání mechanických vlastností vzorků vyrobených technologií SLM s referenčním tvářeným materiálem bylo zjištěno, že materiál zpracovaný pomocí SLM dosahuje pouze polovičních hodnot meze kluzu a pevnosti. To je způsobeno především výskytem drobných trhlin a dalších defektů ve struktuře materiálu.
|
|
| |
|
|
Interakce mezi Ti-Al-Nb taveninou a Y2O3 kelímky
Barták, Tomáš ; Dlouhý, Antonín ; Dočekalová, Kateřina ; Zemčík, L.
Příspěvek je věnován studiu interakcí mezi taveninou intermetalické slitiny Ti-46Al-7Nb-0.7Cr-0.1Si-0.2Ni (at %) a keramickými tavicími kelímky na bázi Y2O3. Pozornost je věnována vlivu taveniny na strukturu a fázové složení stěny keramických kelímků při tavbách s různou dobou výdrže na tavicí teplotě. Vakuového indukční tavby (VIM) byly provedeny ve vakuové peci BALZERS VSG 02 pod ochrannou atmosférou argonu při tlaku 0,133 bar. Studium se zaměřilo primárně na rozhraní tavenina – tavicí kelímek a bylo prováděno metodou analytické elektronové mikroskopie pomocí skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) s energiově disperzním rentgenovým analyzátorem EDX. Výsledky dosažené v rámci této práce naznačují, že dlouhodobé expozice nad 30 min a pravděpodobně i přehřátí taveniny nad teplotu 1650°C vedou k reakcím na rozhraní Y2O3 kelímek - TiAl tavenina. Práce diskutuje stabilitu keramického systému, popisuje jednotlivá reakční rozhraní.
|
|
|
Interakce TiAl taveniny s povlakovanými keramickými tavícími kelímky
Dočekalová, Kateřina ; Dlouhý, Antonín ; Zemčík, L. ; Fiala, J.
Práce se zabývá studiem interakcí taveniny TiAl a oxidovou keramikou s povlaky. Tavby se uskutečnily ve vakuové indukční peci (VIM). Pozornost je věnována zejména mikrostruktuře odlitků a studiu interakcí na rozhraní tavenina-stěna keramického kelímku. Analýzy jsou prováděny pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) a charakteristického RTG záření metodou EDAX. K identifikaci keramických fází byla rovněž využita metoda RTG difrakce. Experimentální výsledky byly doplněny termodynamickými výpočty, zaměřenými na rovnovážné stavy chemických reakcí. Výsledky prokázaly pozitivní vliv povlaků keramické stěny tavicího kelímku na kvalitu odlitků. Práce diskutuje stabilitu povlaků, popisuje jednotlivá reakční rozhraní a pomocí kvantitativní analýzy termodynamické rovnováhy reakcí na rozhraní tavenina-kelímek vysvětluje reakční mechanismus.
|
|
| |
|
|
Interakce mezi TiAl taveninou a keramickými tavícími kelímky s povlaky
Dočekalová, Kateřina ; Dlouhý, Antonín ; Zemčík, L. ; Fiala, J.
V tomto příspěvku je pozornost zaměřena na studium interakce mezi taveninou TiAl a keramickými kelímky. Pro experimenty byly použity keramické kelímky bez povlaku (systém tavenina TiAl - kelímek Al2O3) a s dezoxidačním povlakem (systém tavenina TiAl - povlak CaO - kelímek Al2O3). Analýza modelového systému povlak CaO - kelímek Al2O3 byla provedena s cílem určit fázové složení soustavy před tavbou. Výsledky získané metodami SEM, EDAX a RTG difrakce umožnily identifikovat majoritní fáze přítomné na reakčním rozhraní a stanovit jejich chemické složení. Ke znečišťování taveniny oxidickými vměstky dochází pravděpodobně v procesu difúze složek taveniny podél hranic zrn jednotlivých keramických fází ve stěně kelímku a při následných chemických reakcích. Stanovení termodynamických parametrů chemických reakcí přispělo k objasnění mechanismu vzniku fází na reakčním rozhraní a mechanismu eroze stěny tavícího kelímku.
|
|
|
Studium přechodových vrstev v systému gama TiAl - CaO - Al2O3
Dočekalová, Kateřina ; Dlouhý, Antonín ; Zemčík, L. ; Fiala, J.
V tomto příspěvku je pozornost zaměřena na chemické reakce mezi TiAl taveninou a materiálem tavícího kelímku. Kvalitativním a kvantitativním metalografickým rozborem jsou studovány přechodové fáze na rozhraní tavenina - kelímek, který je tvořen dvouvrstvou strukturou Al2O3 s tenkým povlakem CaO. Předběžné výsledky naznačují, že k významným reakcím dochází v hraniční vrstvě tloušťky cca 200 mm. V této vrstvě přispívá vysokoteplotní difúze k tvorbě komplexních fází, při jejichž vzniku může docházet k obohacování taveniny kyslíkem.
|
host ::
RSS.