Содержание
Введение ............................................................................................................... 5
Глава 1 Состояние вопроса и постановка задач исследований ....................... 13
1.1 Обзор актуальных технологий для изготовления изделий и заготовок из
металлопорошковых композиций ....................................................................................... 15
1.1.1 Порошковая металлургия ....................................................................................... 15
1.1.2 Литьё ........................................................................................................................ 19
1.1.3 Аддитивное производство из металлопорошковых композиций .......................... 21
1.1.4 Выводы из обзора .................................................................................................... 33
1.2 Обзор существующих систем технологической подготовки аддитивного
производства ........................................................................................................................ 35
1.2.1 Технологическое проектирование аддитивного производства в зарубежных
программных комплексах ................................................................................................ 36
1.2.2 Процесс технологической подготовки в ПК ТПП «Glicer» ................................... 55
1.2.3 Результаты сравнительного анализа систем технологической подготовки
аддитивного производства .............................................................................................. 65
1.2.4 Выводы по анализу систем технологического проектирования ........................... 69
1.3 Предпосылки автоматизации процедур технологической подготовки аддитивного
производства ........................................................................................................................ 70
1.3.1 Стадии процесса технологического проектирования ............................................ 72
1.3.2 Влияние различных параметров процесса аддитивного производства на качество
выращиваемого изделия .................................................................................................. 80
1.4 Постановка задачи исследования ............................................................................. 90
1.4.1 Вербальная постановка задачи ............................................................................... 90
1.4.2 Математическая постановка задачи ....................................................................... 91
1.5 Выводы по главе 1 .................................................................................................... 93
Глава 2 Материалы и методы ............................................................................ 94
2.1 Использованные материалы ..................................................................................... 94
2.2 Оборудование и методы ........................................................................................... 95
2.2.1 Оборудование для селективной лазерной плавки .................................................. 95
- 3 -
2.2.2 Оборудование и методы анализа результатов экспериментов .............................. 96
2.3 Методика экспериментальных исследований.......................................................... 98
2.3.1 Входной контроль металлопорошковой композиции ............................................ 98
2.3.2 Исследование единичного трека без нанесения порошкового материала .......... 101
2.3.3 Исследование единичного трека сплавленного порошкового материала .......... 102
2.3.4 Исследование единичного слоя сплавленного порошка ..................................... 105
2.3.5 Исследование механизма формирования объемных объектов плавкой
металлопорошковой композиции .................................................................................. 106
2.4 Методика анализа результатов экспериментов ..................................................... 107
2.4.1 Подготовка микрошлифов из выращенных материалов ..................................... 108
2.4.2 Исследование микроструктуры образцов ............................................................ 109
Глава 3 Проведение опытных технологических работ по поиску оптимальных
параметров процесса СЛП ............................................................................... 111
3.1 Входной контроль порошка AlSi10Mg .................................................................. 111
3.1.1 Результаты анализа ............................................................................................... 111
3.1.2 Выводы из результатов входного контроля порошка AlSi10Mg ........................ 117
3.2 Исследование единичного трека сплавленного порошка AlSi10Mg .................... 119
3.2.1 Подготовка эксперимента ..................................................................................... 119
3.2.2 Подготовка управляющей программы и ход эксперимента ................................ 119
3.2.3 Сбор и систематизация результатов ..................................................................... 122
3.3 Исследование механизма формирования объемных образцов ............................. 126
3.3.1 Подготовка эксперимента ..................................................................................... 126
3.3.2 Подготовка управляющей программы и ход эксперимента ................................ 126
3.3.3 Сбор и систематизация результатов ..................................................................... 130
3.4 Выводы по главе ..................................................................................................... 134
Глава 4 Разработка программных компонентов экспресс-анализа
экспериментов в ОТР аддитивного производства .......................................... 136
4.1 Концепция разрабатываемого комплекса программных средств ......................... 136
- 4 -
4.2 Программный компонент экспресс-анализа результатов входного контроля
металлопорошковых композиций (ПКЭА ВК МПК) ....................................................... 137
4.2.1 Реализация ПКЭА ВК ........................................................................................... 138
4.2.2 Применение ПКЭА ВК для статистического анализа порошка .......................... 142
4.3 Программный компонент экспресс-анализа единичных треков (ПКЭА ЕТ) ....... 145
4.3.1 Реализация и применение ПКЭА ЕТ для анализа экспериментов ...................... 145
4.4 Программный компонент экспресс-анализа объёмных образцов (ПКЭА ОО) .... 150
4.4.1 Реализация ПКЭА ОО ........................................................................................... 150
4.4.2 Применение ПКЭА ОО для анализа экспериментов ........................................... 151
4.5 Исследование микроструктуры образцов .............................................................. 154
4.6 Определение зависимости между технологическими параметрами процесса СЛП и
критериями качества выращенных образцов ................................................................... 156
4.7 Определение эффективности предлагаемой методики ......................................... 162
4.8 Выводы по главе ..................................................................................................... 168
Заключение ....................................................................................................... 171
Библиографический список ............................................................................. 174
Приложения ...................................................................................................... 186
