3D TISK KOVOVÝCH MATERIÁLŮ

Transkript

1 Ing. Daniel Koutný, Ph.D. Ing. David Paloušek, Ph.D. 9 October Digital Prototyping 2012 and 3D Print Days

2 NETME Centre New Technologies for Mechanical Engineering Divize: Energetiky, procesů a ekologie Automobilní a letadlové techniky Mechatroniky Virtuálního navrhování a zkušebnictví Progresivních kovových materiálů

3 DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií 3D digitalizace a Inspekce Reverse Engineering Rapid Prototyping Počítačová tomografie Průmyslový design MKP Analýzy DigiTech Lab

4 DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií 3D digitalizace a Inspekce Reverse Engineering Rapid Prototyping Počítačová tomografie Průmyslový design MKP Analýzy DigiTech Lab

5 DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií 3D digitalizace a Inspekce Reverse Engineering Rapid Prototyping Počítačová tomografie Průmyslový design MKP Analýzy DigiTech Lab

6 DigiTech Lab Laboratoř digitálních technologií 3D digitalizace a Inspekce Reverse Engineering Rapid Prototyping Počítačová tomografie Průmyslový design MKP Analýzy DigiTech Lab

7 Oblasti zájmu Vývoj implantátů pracoviště spolupracuje v oblasti základního a aplikovaného výzkumu kloubních náhrad s Ortopedickou klinikou Fakultní nemocnice v Olomouci, nemocnice u Svaté Anny v Brně Vývoj náročných dílů pro automobilový a letecký průmysl jednotlivé divize centra úzce spolupracují s hlavními výrobci v České Republice, ŠKODA, EVEKTOR Vývoj a výzkum v oblasti termomechaniky, energetiky, spalování, vodních strojů, spolupráce s První brněnská Velká Bíteš Výzkum a vývoj v oblasti materiálového inženýrství, pokrokové kovové materiály - slitiny na bázi Ni, Mg a Al, intermetalika na bázi TiAl, apod.

8 Technologie Powder-bed systémy

9 Požadavky Biokompatibilní materiály Vysoko pevnostní lehké slitiny Rozměrová variabilita dílů 10mm 30 cm Možnost detailního nastavení parametrů Reaktivní materiály - Titanové a hliníkové slitiny Velký stavěcí prostor Otevřený systém

10 Možnosti EBM - Electron Beam Melting LC - Laser CUSING LS - Laser Sintering SLM - Selective Laser Melting LENS - Laser Engineered Net Shaping ARCAM, EOS, Concept Laser, Phenix Systems, SLM solutions, Realizer, Renishaw, Optomec etc.

11 Parametry zařízení velikost dílu Stavěcí prostor 50x50x80mm - 300x350x300mm Velký prostor = vyšší provozní náklady - upínací deska - kovový prášek Velký prostor = rychlá stavba nízkých dílů

12 Parametry zařízení - rychlost stavby Energie k roztavení materiálu (výkon laseru) - vyšší energie = rychlejší stavba - 20W 3500W Rychlost nanášení vrstev - velikost stavebního prostoru - mechanický systém pro nanášení kovového prášku (obousměrný)

13 Parametry zařízení - kvalita stavby Struktura povrchu (Rz=30mm) - tloušťka vrstvy - kvalita vrstvy - průměr místa tavení (melt pool) Hustota materiálu (99.9%) - parametry stavby (skenovací strategie) - materiál Tvarová přesnost (+-25mm) - zbytková napětí - tepelné zpracování, podpůrné struktury - nutnost obrobení funkčních ploch (hybridní systém)

14 Podpůrné technologie Dodávka inertní atmosféry (vyvíječ/zásobník) Energetický záložní systém Chladící systém stroje Zařízení pro recyklaci prášku (integrované/externí) Další důležité parametry Rozměry (dveře) Hmotnost (podlaha) Programové vybavení (pre-processing, processing) Proškolení úroveň ovládání systému

15 Optimální systém Velký stavební prostor Výkonný laser Velká variabilita materiálů Integrovaný systém manipulace s práškem Malé rozměry a hmotnost Systém kontroly kvality Generátor dusíku Chladící jednotka Otevřený SW systém SW pro pre-processing dat

16 Samples

17 Děkuji za pozornost LDT.UK.FME.VUTBR.CZ UK.FME.VUTBR.CZ Ing. Daniel Koutný, Ph.D. Ing. David Paloušek, Ph.D.