|
|
Únavové vlastnosti materiálů vyráběných technikou SLM
Hanáček, Josef ; Pantělejev, Libor (oponent) ; Štěpánek, Roman (vedoucí práce)
Práce se zabývá popisem metody SLM („Selective Laser Melting“), která se řadí mezi metody ALM („Additive Layer Manufacturing“). V první části jsou rozebrány obecné zákonitosti o únavě materiálu a metodě SLM. V druhé části se práce věnuje samotnému vlivu výrobních parametrů na výsledné vlastnosti materiálu. Hlavním cílem práce je zjištění souvislostí mezi výrobními parametry a mechanickými vlastnostmi součástek vyrobených metodou SLM. Zvláštní pozornost je věnována únavovým vlastnostem.
|
|
|
Resonance and damping behavior of lattice structures produced by Selective Laser Melting
Lagiň, Adam ; Čížek, Petr (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
In reaction to the uptrend of additive manufacturing of lightweight structured metallic parts, this diploma thesis is focused on the resonant and damping behavior of micro-truss lattices produced by Selective Laser Melting (SLM) technology. Micro-truss structures already found usage in various types of optimizations. Therefore, the optimization of resonance or damping could be also assumed as possible. For this purpose, several finite element analysis approaches were used, including the referent solid element model and simplified beam models. Obtained results were verified experimentally via pulse modal analysis. Material and mechanical properties of samples for FEA results and experimental results comparison were unified through secondary experiments. The main goal of this research was to explore the behavior of resonance and damping of structures when their elementary parameters are changed. The results from both, numerical and experimental approaches confirm that the eigenfrequency and the damping ratio of the structure can be affected by the change in the truss diameter, cell size, or type of structure. The work also presents the successful methods for simplified beam model optimization, which guarantees its high precision in the wide field of tested samples. This newly obtained knowledge creates a comprehensive overview of micro-truss structures, which can be used for the conscious design of ultra-light parts with the required eigenfrequency and damping ratio.
|
|
|
Design of support structures for parts made of Inconel 718
Kuhajdik, Matej ; Hutař, Pavel (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
This master thesis deals by the design of support structures for the production of parts made of nickel superalloy IN718 using selective laser melting (SLM). The aim of this work is to design a support structure so that technological problems (excessive deformation of the part due to high residual stresses and insufficient heat dissipation) are eliminated and replace the use of massive volume support, which is inefficient in terms of design and production time, consumed material and postprocessing. Mechanical behaviour of residual stresses of built component, design points of selected support structures (perforated block with pins, BCCZ with perforated contour) and design recommendations were quantified by using thermo-mechanical simulations of production and series of experiments. The functional sample was tested by designing specific support structures for the turbine wheel with subsequent production. The support structure ensured safe, successful production without potential problems and met the requirement to minimize material consumption through effective large-scale perforation of the structure.
|
|
|
Návrh auxetických struktur pro 3D tisk
Sobol, Vítězslav ; Škaroupka, David (oponent) ; Červinek, Ondřej (vedoucí práce)
Chování, kdy se materiál při tahovém zatížení v jednom směru roztáhne i ve směru kolmém, se nazývá auxetické a je spojováno např. se zvýšenou odolností vůči průniku těles. Auxetické chování je zejména důsledkem typické geometrie vnitřní struktury, proto ho lze dosáhnout jedinečným uspořádáním prutů v mikro-prutové soustavě. Díky aditivním technologiím, jako je např. Selective Laser Melting (SLM), je možné takto komplexní geometrii vyrobit. Tato bakalářská práce se zabývá návrhem prostorové mikro-prutové struktury, která bude vykazovat auxetické chování a bude vyrobitelná metodou SLM. Na základě rozsáhlé rešerše týkající se tématu 2D i 3D auxetických struktur byl navržen nový typ auxetické struktury. Vyrobitelnost byla ověřena zhotovením několika vzorků v různých rozměrových konfiguracích. Auxetické chování a mechanické vlastnosti byly následně otestovány prostřednictvím pádového testu. Jeho vyhodnocením bylo možné určit vliv rozměrových parametrů na celkové chování struktury.
|
|
|
Geometrická přesnost výroby kovových dílů aditivní technologií Selective Laser Melting
Ilčík, Jindřich ; Sehnoutka, Petr (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá kontrolou geometrické přesnosti dílů vyrobených aditivní technologií výroby selective laser melting. V práci jsou nejprve analyzovány práce jiných autorů zabývajících se touto problematikou. Na základech informací získaných z této analýzy byly následně vyvinuty srovnávací testovací díly pro kontrolu kvality výroby na komerčním stroji SLM 280 HL dodávaného společností SLM Solutions GmbH. V rámci práce bylo provedeno několik testů ke zjištění vhodných parametrů stavby dílů. Tyto testy jejich výsledky a závěry jsou v práci plně popsány.
|
|
|
Konstrukční optimalizace dílu pro tepelný spínač
Zemek, Albert ; Mašek, Jakub (oponent) ; Löffelmann, František (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem teplovodivé struktury miniaturního tepelného spínače se zaměřením na výrobu pomocí aditivní technologie SLM. Cílem je posoudit možnosti použití kovového 3D tisku na součást určenou primárně k přenosu tepla. V práci je představeno několik koncepcí uspořádání struktur, které jsou dále analyzovány a vyhodnoceny. Výsledky ukazují potenciál aditivních technologií v této oblasti a navržené struktury splňují dle použitých výpočtů požadavek na přenos tepla.
|
|
|
Návrh pístní skupiny rychlého magnetoreologického tlumiče s využitím technologie selective laser melting
Vítek, Petr ; Růžička, Bronislav (oponent) ; Strecker, Zbyněk (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá vývojem magnetického obvodu Magnetoreologických (MR) tlumičů s krátkou časovou odezvou. Pro dosažení krátké časové odezvy bylo zvoleno tvarového přístupu, kdy geometrie magnetického obvodu byla volena tak, aby významně eliminovala vznik vířivých proudů. Vliv struktur na magnetické vlastnosti byl nejprve zkoumán na jednodušším toroidním jádře a poté byl optimalizaci podroben magnetický obvod samotného MR tlumiče. Optimalizace geometrie byla prováděna pomocí konečnoprvkových simulací. Výsledná geometrie byla vyrobena pomocí technologie Selective laser melting (SLM) z čistého železa. Dále byl zkompletován MR tlumič a byly změřeny jeho vlastnosti na vzduchu i s MR kapalinou, které byly následně srovnány s dříve vyvinutými rychlými MR tlumiči. Bylo zjištěno, že nově navržený magnetický obvod dosahuje obdobné časové odezvy jako všechny ostatní srovnávané rychlé MR tlumiče a dosahuje vyššího dynamického rozsahu než většina srovnávaných variant. U navrženého magnetického obvodu se navíc podařilo významně zredukovat jeho hmotnost.
|
|
|
The use of small punch tests for materials with a higher level of structural inhomogeneity
Gordiak, Michal ; Řehořek, Lukáš (oponent) ; Válka, Libor (vedoucí práce)
Master's thesis deals with evaluating applicability of correlation relationships between material characteristics determined by Small Punch Test and standard tensile test for material AlSi7Mg0,6 manufactured by casting and technology SLM. Results of Small Punch Tests are correlated with yield strength, tensile strength, elongation, and Young's modulus of elasticity. For each material characteristic various correlation methods are compared, while for each method corresponding coefficients are determined. Consequently, the applicability of individual methods is evaluated by substituting coefficients determined by various studies. Primarily analyzed are correlation methods for which future normalization is expected. The results of master's thesis show that structural inhomogeneity caused by SLM process does not result in high inaccuracies in determining material characteristics. Larger impact on material characteristics has high porosity, which was identified in cast material and led to significant deviations in evaluating tensile strength and elongation.
|
|
|
Mechanické vlastnosti slitiny AlSi9Cu3 zpracovaného technologií SLM
Koutný, Filip ; Skřivánková, Vendula (oponent) ; Paloušek, David (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá porovnáním mechanických vlastností hliníkové slitiny AlSi9Cu3 v odlitém stavu se stavem po zpracování technologií selective laser melting (SLM). Rešeršní část práce pojednává o problematice hliníkových slitin, především o jejich rozdělení, mechanických vlastnostech, tepelné úpravě a zpracování technologií SLM. V diskuzi je řešen návrh optimálního rozsahu procesních parametrů SLM tisku a jsou porovnány mechanické vlastnosti konvenčně odlité slitiny AlSi9Cu3 se slitinou AlSi9Cu3 zpracovanou aditivní technologií SLM.
|
|
|
STUDY OF ENERGY ABSORPTION IN MICRO – STRUT LATTICE STRUCTURE PRODUCED BY SELECTIVE LASER MELTING
Vrána, Radek ; Schleifenbaum, Johannes (oponent) ; Skalon, Mateusz (oponent) ; Paloušek, David (vedoucí práce)
The present dissertation thesis is a part of the research project which is aimed to use the SLM produced lattice structures as an impact energy absorber with defined mechanical behaviour. The main goal of the thesis is the development of the numerical model of deformation behaviour of the SLM produced micro-strut lattice structure the made from AlSi10Mg. In order to achieve the main goal, it was necessary to analyse the influence of SLM process parameters on the formation of internal material defects and surface roughness during the SLM production of the micro-strut lattice structure; these defects degrade mechanical properties of the structure and their removal will improve the mechanical properties. The results show a significant influence of two main parameters – laser scanning speed and laser power. On the basis of these findings, the parameters of input energy Ein and linear energy Elin, which include both above parameters, were defined and their limit values were determined to minimize the imperfections. The deformation behaviour of the manufactured micro-strut lattice structures was analysed on the developed drop-weight impact device that allows testing with an impact energy up to of 120 J. The deformation behaviour is evaluated using the image analysis of the high-speed camera record and force record from the strain gauge. The results of the mechanical testing were used for the validation of the developed numerical model in the ANSYS Explicit software where the real shape of the produced micro-strut lattice structure was implemented in the form of an elliptical geometry along with the information on the real mechanical properties in the form of the developed material model. The resulting comparison of the experimental results and the numerical model prediction show a good match at the maximum load Fmax (deviation of 5 %) and also the entire course of sample deformation. These findings will be further used to design of energy absorber with defined mechanical properties.
|
host ::
RSS.