WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Вальтер Александр Викторович

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОСЛОЙНОГО

ЛАЗЕРНОГО СИНТЕЗА АРМИРОВАННЫХ ОБЪЕМНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование

механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иркутск – 2011 2

Работа выполнена в Юргинском технологическом институте (филиале) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» г. Юрга

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Петрушин С. И.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Янюшкин А.С.

кандидат технических наук, доцент Медведев Ф.В.

Ведущая организация: ГОУ ВПО Кузбасский ГТУ

Защита состоится «26» октября 2011 г. в 12.00 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.073.02 при ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет» по адресу: 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет» и научнотехнической библиотеке Юргинского технологического института (филиала) Национального исследовательского Томского политехнического университета, с авторефератом – на официальном сайте ГОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет» www.istu.edu, на официальном сайте Юргинского технологического института (филиала) Национального исследовательского Томского политехнического университета uti.tpu.ru и на официальном сайте Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru.

Автореферат разослан « » сентября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.073.02 профессор В.М. Салов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. В отличие от традиционной технологии механической обработки формообразование изделий процессами послойного синтеза осуществляется непосредственно на основе трхмерной электронной модели детали путем последовательного добавления объемов материала без применения средств технологического оснащения и в условиях отсутствия ограничений по технологичности изделия. Основой этой технологии физикотехнической обработки является энергетическое воздействие, в качестве которого чаще всего используется лазерное излучение, инициирующее различные физические или физико-химические процессы в обрабатываемом материале, такие как фотополимеризация, плавление или спекание порошка, реализуемые с привлечением специального аппаратного и программного обеспечения.

В последние годы процессы послойного синтеза находят перспективное применение при создании изделий сложной формы (прототипирование, концептуальное проектирование, медицинская техника, изготовление модельной и инструментальной оснастки, полиграфия и др.). В то же время наряду с несомненными преимуществами эта технология формообразования обладает сравнительно низкой производительностью и высокой энергоемкостью в связи с тем, что требуются затраты времени и энергии на формирование каждой единицы объема детали. Так на изготовление послойным синтезом одного изделия может потребоваться от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от его объма и формы. Улучшение этих показателей позволит значительно расширить область применения технологий послойного лазерного синтеза в различных сферах науки и техники.

Целью диссертационной работы является повышение производительности и снижение энергоемкости процесса формообразования изделий послойным синтезом путем сокращения синтезируемого объема изделия за счет его армирования.

Научная новизна работы.

1. Доказана возможность совмещения формообразования изделий послойным синтезом с обработкой резанием посредством замещения части объема изделия заранее изготовленным армирующим элементом и формирования слоев путем теплового воздействия лазера на полимерсодержащую суспензию.

2. Создана методика расчета геометрических параметров спекаемой области технологической среды вследствие воздействия лазерного излучения.

3. Разработана и экспериментально подтверждена регрессионная модель вероятности отсутствия дефектов в формируемых слоях в зависимости от коэффициента перекрытия треков.

4. Установлено, что для обеспечения прочности соединения сформированных слоев и армирующих элементов, следует при механической обработке последних обеспечивать получение высоких значений шероховатости поверхности.

Практическая ценность работы.

1. Разработан способ послойного изготовления армированных объемных изделий (заявка на патент на изобретение №2010151804/20 РФ).

2. Разработаны программы среды MATLAB, реализующие расчет геометрических параметров спекаемой области технологической среды вследствие воздействия лазерного излучения.



3. Разработано программное обеспечение (свидетельство №2010615786РФ), осуществляющее подготовку процесса послойного синтеза и формирующее управляющие программы для оборудования послойного синтеза армированных изделий на основе электронной модели изделия.

Методы исследования, достоверность и обоснованность результатов.

Теоретические исследования базируются на фундаментальных положениях коллоидной химии, теории теплопроводности, теории взаимодействия лазерного излучения с веществом, физики полимеров при широком использовании математического моделирования и численных методов с привлечением средств вычислительной техники и современных пакетов математических программ. Исследования выполнялись в лабораторных условиях и включали в себя реализацию разработанного процесса посредством созданного экспериментального стенда, исследование свойств технологической среды, технологических параметров процесса, шероховатости поверхности образцов, полученных обработкой резанием и испытания образцов на прочность скрепления. Исследования проводились с привлечением аппарата математической статистики, в том числе корреляционного и регрессионного анализа. Достоверность результатов исследований подтверждается их воспроизводимостью и апробацией полученных результатов.

Личный вклад автора состоит в постановке задач диссертации, разработке процесса послойного лазерного синтеза армированных объемных изделий и его программного обеспечения, проведении теоретических и экспериментальных исследований, обработке их результатов, формулировке выводов и положений, выносимых на защиту, подготовке публикаций по данной теме.

Положения, выносимые на защиту:

1. Разработанный способ, заключающийся в том, что лишь часть объема изделия выполняется послойным синтезом, а остальная часть заранее изготавливается путем механической обработки, позволяет повысить производительность и снизить энергоемкость изготовления изделий в сравнении с селективным лазерным спеканием полимерных порошков на величину до 46% в зависимости от формы изделия за счет сокращения формируемого объема.

2. Вероятность возникновения дефектов в формируемых слоях зависит от коэффициента перекрытия треков и может быть установлена по предложенной регрессионной модели, связывающей данные величины функцией Лапласа.

3. Математическая модель температурного поля в процессе формирования слоев при воздействии лазерного излучения и методика определения расчетных значений геометрических параметров спекаемой области на основе параметров режима процесса.

Реализация результатов работы.

На разработанное программное обеспечение получено свидетельство об официальной регистрации (№2010615786 РФ), на разработанный способ послойного изготовления армированных изделий подана заявка на изобретение (№2010151804 РФ). Результаты работы внедрены в НПК «Крона» (г. Ижевск).

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на трех Международных научно-практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» - г. Томск (2008, 2009, 2011 гг.), на I Международной научнопрактической конференции «Инновации в машиностроении» - г. Бийск ( г.), на международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании» - г.

Одесса (2007г), на IV Международной научно-практической конференции «Интеллектуальные технологии в образовании, экономике и управлении» - г. Воронеж (2007 г.), на трех Всероссийских научно-практических конференциях с международным участием «Инновационные технологии и экономика в машиностроении» - г. Юрга (2008, 2009, 2010 гг.), на 6-ой Всероссийской научнопрактической конференции «Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе» - г. Новосибирск (2008 г.), на V Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения» - г. Томск (2010 г.), на научных семинарах кафедры «Технология машиностроения» ЮТИ ТПУ (2009г., 2011 г.), на объединенном научно-техническом семинаре ЮТИ ТПУ (2011 г.), на семинаре кафедры ТАМП НИ ТПУ (2011 г.), на семинаре кафедры МСиИ КузГТУ (2011 г.).

Публикации. По содержанию работы и основным результатам исследований опубликовано 18 печатных работ, в том числе одно свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, один патент на изобретение и три статьи в изданиях, входящих в перечень ВАК.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, пяти глав, изложена на 174 страницах и содержит 67 рисунков, 25 таблиц, список литературы из 141 источника и пять приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приведено обоснование актуальности работы, сформулирована е цель, научная новизна, положения, выносимые на защиту, показана практическая ценность результатов исследования.

В первой главе представлен обзор литературных сведений о текущем уровне развития процессов формообразования изделий. Даны определения методов формообразования, в том числе аддитивных, основанных на придании формы путем последовательного добавления объемов материала, и субтрактивных, заключающихся в придании формы изделию путм образования новых поверхностей удалением части материала исходной заготовки. Приведена русско- и англоязычная терминология, а также классификация способов в области аддитивного формообразования. Рассмотрены аспекты технической реализации способов формообразования послойным синтезом и структура процесса. Выявлены характерные черты, преимущества и проблемы послойного синтеза, среди которых в качестве наиболее важных отмечены низкая производительность и высокая энергоемкость процесса. Выполнен анализ исследований в области аддитивного формообразования мировых и российских ведущих исследовательских центров по данной тематике. Рассмотрены существующие подходы к повышению производительности и снижению энергоемкости процесса послойного синтеза, отмечены их сильные и слабые стороны. На основании проведенного анализа был сделан вывод о том, что разрешить основные проблемы процесса послойного синтеза можно путем совмещения традиционных технологий формообразования, в частности обработки резанием, с аддитивными. Часть объема формируемого изделия должна быть изготовлена обработкой резанием в виде специального изделия – армирующего элемента, к которому впоследствии послойно добавляется остальной материал. В результате были сформулированы цель и задачи настоящей работы:

1. Разработать способ изготовления изделий, совмещающий послойный синтез с обработкой резанием таким образом, чтобы значительная часть объема изделия выполнялась субтрактивным способом;

2. Выявить ограничивающие факторы процесса и определить соответствующие диапазоны режимных параметров;

3. Выявить влияние характеристик армирующего элемента, полученных в результате его обработки резанием, на процесс послойного синтеза;

4. Выполнить сравнительную оценку производительности и энергоемкости предложенного процесса и присутствующих на рынке аналогов.

Во второй главе предложена технология послойного лазерного синтеза армированных объемных изделий (ПСАОИ). Для технической реализации идеи в качестве прототипа был использован способ селективного лазерного спекания (СЛС, автор – C.R. Deckard, пат. США №4863538). Сущность ПСАОИ заключается в том, что объем изделия не образующий форму (внутренний), получают обработкой резанием, а объем образующий форму (выходящий на границы), послойно добавляют к внутреннему посредством воздействия лазерного излучения на полимерсодержащую суспензию. В целом, процесс состоит в реализации следующих этапов (рис. 1):

1. Создание электронной модели изделия и е декомпозиция на модель армирующего элемента и модель послойно формируемого объема изделия (рис. 1а).

2. Рассечение модели формируемого объема на слои, расчет траекторий движений пятна лазера (рис. 1б) и составление управляющей программы.

3. Изготовление армирующего элемента обработкой резанием (рис. 1в).

4. Размещение в емкости армирующего элемента и подача суспензии, которая, растекаясь по поверхности дна, образует слой (рис. 1г).

5. Сканирование поверхности слоя лучом лазера (рис. 1д). При этом частицы дисперсной фазы суспензии спекаются, формируя слой изделия, и прикрепляются к армирующему элементу.

6. Подача новой порции суспензии и сканирование е лазером с образованием слоя. Процесс повторяется до получения готового изделия (рис. 1е).

Рис. 1. Схема процесса послойного синтеза армированных объемных изделий Предложенная технология имеет как общие с методом СЛС, так и отличительные черты, связанные с физическими и физико-химическими процессами в технологической среде (суспензии). Наиболее важным отличием ПСАОИ от СЛС, является то, что тепловому воздействию подвергается дисперсная система типа «твердое в жидком». Вещество жидкости, использующейся в качестве дисперсионной среды, должно обладать максимальной температурой кипения и/или разложения, минимальной вязкостью, высокой смачиваемостью по отношению к частицам дисперсной фазы, неспособностью к образованию необратимых дисперсных систем по типу растворов полимеров, низкой химической активностью по отношению к частицам дисперсной фазы, должно быть нетоксичным. Среди промышленно выпускаемых жидкостей этим требованиям удовлетворительно соответствует глицерин. Вещество дисперсной фазы технологической среды должно обладать высокими эксплуатационными свойствами, иметь низкую теплопроводность, обладать способностью к адгезии частиц порошка друг с другом при минимальном тепловом воздействии, быть по возможности негорючим, выпускаться промышленностью в виде порошков. Подобным требованиям удовлетворительно соответствует большинство современных конструкционных термопластичных полимеров, в частности те, которые используются в СЛС: полистирол, сополимеры стирола, поликарбонат и т.

п. Поэтому основные теоретические и экспериментальные исследования проводились для технологической среды, компонентами которой являлись глицерин ПК-94 ГОСТ 6824-96 и порошок полистирола ПСЭ-1 ГОСТ 20282-86.

Для подобных гетерогенных систем характерен ряд специфичных явлений, таких как седиментация, диффузия, смачивание, капиллярность. Выявлено, что суспензия глицерин ПК-94 – полистирол ПСЭ-1 является седиментационно неустойчивой. Частицы дисперсной фазы поднимаются к поверхности суспензии, т. е. наблюдается обратная седиментация. Кроме того, отмечено, что технологическая среда в действительности является трехкомпонентной микрогетерогенной системой, в которой третьим компонентом выступает воздух.

Причем путем экспериментальных исследований с использованием аппарата корреляционного анализа установлено, что соотношение количества компонентов в исходной суспензии не влияет на их соотношение в верхнем, седиментированном, слое. Установлено, что в нормальных условиях седиментированный слой технологической среды характеризуется объемной долей полистирола 0,19. С учетом данных особенностей технологической среды были опреп делены теплофизические свойства технологической среды глицерин – полистирол на основе свойств е компонентов (табл. 1).

Табл. 1. Теплофизические свойства технологической среды В третьей главе предложена математическая модель температурного поля, возникающего в технологической среде процесса ПСАОИ под воздействием лазерного излучения. В ней тепловое воздействие лазерного излучения идеализировано посредством введения нормально-кругового источника тепла мощностью, соответствующей мощности лазерного излучения с учетом коэффициента поглощения лучистой энергии поверхностью суспензии, причем последняя представлена в виде полубесконечного тела. Для источника тепла, движущегося с постоянной скоростью, использовано представление дифференциального уравнения теплопроводности для квазистационарного теплового поля в цилиндрической системе На основании данной модели была предложена методика расчета геометрических характеристик спекаемой области. Исходили из того, что вычисление геометрических характеристик спекаемой области заключается в определении характерных размеров изотермической поверхности с темпераРис. 2. Модель температурного поля турой перехода вещества дисPэфф = 3 Вт; k = 9,8e+005 м-2) персной фазы в высокоэластичное состояние (рис. 3). При зоны спекания могут быть приближенно определены изотермой, лежащей в сечении, проходящем через точку максимума температуры и отстоящем от Рис. 3. Схема к вычислению геометрических противоположном направлению характеристик спекаемой области скорости движения пятна лазера.

5) и энергоемкости (рис. 6) формирования слоев. При определении производительности использовалось выражение:

треков от скорости движения пятна где F – площадь поперечного сечения трека, мм2; v – скорость движелазера v и мощности теплового источника P (ПК-94 – ПСЭ-1) Удельная энергоемкость формирования слоев определялась из выражения:

где P – мощность лазера, Вт.

Анализ этих зависимостей показал, что минимумы энергоемкости совпадают с соответствующими максимумами производительности. В целом, можно заключить, что для достижения максимальных значений производительности при наибольшей энергоэффективности необходимо повышать скорости движения пятна лазера при соответствующем увеличении мощности источника тепла.

Рис. 5. Зависимость удельной Рис. 6. Зависимость удельной производительности спекания треков энергоемкости спекания треков E от Q от скорости пятна лазера v (ПК-94 – скорости пятна лазера v (ПК-94 – В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований процесса ПСАОИ. С целью проведения данных исследований был создан экспериментальный стенд (рис.

проведены эксперименты по спеканию единичных треков. Эксперименты проводились по схеме, представленной на рис. 8. Ёмкость 1, содержащая суспензию, перемещалась относительно кости относительно луча лазера и мощность излучения P. Полученные треки извлекались из мкости, промывались водой, после чего производилось измерение размеров их поперечного сечения h и b посредством микроскопа инструментального ИМЦ 10050 А. Для каждой пары входных параметров мощность-скорость получено от 5 до 8 образцов треков. Полученные экспериментальные точки и наложенные на них теоретические кривые показаны на рис. 9 и 10.

Рис. 9. Зависимости ширины спекаемых треков b от скорости v движения пятна лазера Для оценки связи между входными параметрами v и P и выходными b и h использовался коэффициент детерминации, подтвердивший наличие заметной связи между параметрами.

C целью выявления условий, при которых отдельные треки могут образовывать единый слой, была проведена серия испытаний по схеме, представленной на рис. 11. Емкость 1, содержащая суспензию, перемещалась относительно луча лазера 2 по зигзагообразной траектории. Длина каждого отдельного хода составляла L = 20 мм. Треки спекались сериями по четыре штуки, расстояние между треками соседних серий составляло L1 = 5 мм.

При проведении эксперимента варьировалась скорость v перемещения мкости относительно луча лазера и расстояние между соседними треками одноименных серий s (шаг).

Спеченные серии треков извлекались из мкости, промывались водой и исследовались на предмет целостности. На основании последнего подсчитывалась частота n и частость m бездефектных серий, образующих единичный слой, 10 серий на каждый режим). Для проведения сравнительной оценки влияния шага s на бездефектность спекаемых слоев Рис. 11. Схема эксперимента по На основе полученных данных была предложена регрессионная модель зависимости вероятности получения бездефектных слоев от коэффициента перекрытия (рис. 12) вида:

где и – безразмерные коэффициенты (=5,85; =0,56).

С привлечением аппарата регрессионного анализа была доказана адекватность модели на уровне значимости = 0,1.

С использованием результатов ранее проведенных исследований были реализованы эксперименты по спеканию объемных образцов в соответствии со схемой на рис. 13.

Рис. 12. Зависимость вероятности получения Рис. 13. Схема эксперибездефектных слоев мента по спеканию объемных образцов В мкость на подставку устанавливалась металлическая сетка. Первая порция суспензии заливалась таким образом, чтобы е уровень был выше сетки на величину 0,5 мм. При спекании первого слоя он скрепляется с сеткой, за счет чего лишается подвижности. Изделия формировались при мощностях лазерного излучения в диапазоне 30…70 Вт при непрерывном режиме работы лазера.

Скорость перемещения луча лазера устанавливалась на величину максимальной подачи станка – 1200 мм/мин.

При построении траекторий движения луча лазера значение коэффициента перекрытия назначалось в пределах 1…1,5. Толщина слоев варьировалась в диапазоне 0,6…1,2 мм, общее число слоев – до 46 штук. Ряд полученных образцов представлен на рис. 14.

Армированные образцы изготавливались по схеме, приведенной на рис. 1. Процесс реализован на примере формирования изделия «вал-шестерня». На рис. 15а-б приведено изображение самой вал-шестерни, объем был рассечен на 15 слоев. Для каждого слоя была разработана траектория движения луча лазера (рис. 15в,г), заполняющие формируемого изделия и границей армируРис. 14. Примеры полученных ющего элемента с шагом s 2 мм между сообразцов седними линиями. На токарном обрабатывающем центре Okuma ES-L8-M был изготовлен из алюминиевого сплава АМг ГОСТ 4784-97 армирующий элемент диаметром 19,5 мм и длиной 30 мм с шероховатостью цилиндрической поверхности RZ = 32 мкм.

Рис. 15. Изображения: а) вал-шестерни; б) армирующего элемента; в) послойно формируемого объема; г, д) траектории пятна лазера Армирующий элемент был помещен в емкость. Воздействием лазера мощностью P = 43,9 Вт в непрерывном режиме работы сформированы слои из суспензии ПСЭ-1 – ПК-94. Скорость перемещения луча лазера относительно емкости составила V = 1200 мм/мин, высота слоев – h = 0,4 мм. Полученное изделие изображено на рис. 16. Общий объем изделия составил 11 см3, объем спеченных слоев – 2,1 см3. Аналогичным образом были сформированы и другие изделия из суспензии ПСЭ-1 –ПК-94 c армирующими элементами в форме цилиндра, конуса и трубы из материалов: полиамид ПА 66 Н ГОСТ 31014-2002, алюминиевый сплав АМг6 ГОСТ 21488-97, сталь 20 ГОСТ 8731-74.

Для выявления влияния шероховатости армирующего элемента на качество его соединения со сформированными слоями была проведена серия экспериментов, заключающаяся в изготовлении путем токарной обработки армирующих элементов цилиндрической формы из алюминиевого сплава АМг6 ( шт.) и полиамида ПА 66 Н (17 шт); измерении шероховатости их боковой поверхности посредством бесконтактного профилометрического комплекса «MICRO MEASURE 3D Station» («STIL S.A.», Франция) в связке с ПО «Mountains Map» («SARL Digital Surf», Франция); формировании слоев по схеме, приведенной на рис. 17; испытании прочности скрепления сформированных слоев с армирующим элементом методом сдвига.

Поскольку при испытании методом сдвига не достигают конкретного напряженного состояния, то устанавливалась только максимальная сила, исходя из значения которой рассчитывалось сопротивление сдвигу:

где Pmax – максимальная сила, действующая на границе «армирующий элемент – сформированные слои», Н; d – диаметр армирующего элемента, мм; H – высота сформированных слоев, мм.

Рис. 16. Образец армированного изделия Рис. 17 Схема формирования слоев Полученные в результате испытаний точки зависимости сопротивления срезу S от шероховатости боковой поверхности армирующего элемента RZ приведены на рис. 18. Результаты корреляционного анализа позволяют утверждать на уровне значимости = 0,05, что шероховатость поверхности армирующего элемента, полученная в результате его механической обработки, влияет на прочность соединения сформированных слоев с армирующим элементом в процессе ПСАОИ. С увеличением шероховатости до величины Rz = 100 мкм прочность возрастает.

перекрытия; контроль траекторий; формирование управляющей программы (УП). ПредуРис. 18. Зависимость сопротивления сдвигу S от шероховатости армирующего элемента RZ кодах ISO 7-bit, соответствующих формату программ для устройства ЧПУ ДГТ-735. Также предусмотрено формирование управляющих программ в аппаратно-независимых кодах CLDATA системы CAM ADEM («ADEM Group», Россия) с возможностью создания УП под любое устройство ЧПУ с использованием адаптера и постпроцессоров системы CAM ADEM.

Была произведена сравнительная оценка производительности и энергоемкости предложенного процесса в сравнении с ближайшим аналогом – селективным лазерным спеканием полимерных порошков на установках компании «3D Systems, Inc.» (США) для ряда характерных форм изделий. Следует отметить, что производительность формирования собственно слоев предложенным способом несколько ниже, чем у аналога, что объясняется более высокой теплопроводностью технологической среды в сравнении с полимерными порошками.

Однако, за счет значительного сокращения послойно формируемого объема может быть достигнуто существенное сокращение затрат времени и энергии на формирование изделия. Указанное сокращение зависит от формы изделия и для тестовых форм, приведенных на рис. 19, составляет величину 22–46%.

Рис. 19. Диаграмма сравнения значений затрат времени и удельной энергоемкости (sPro 60SD, sPro 60 HD Base, sPro 60 HD HS – СЛС-установки модельного ряда компании «3D Systems, Inc.» (США))

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан способ послойного лазерного синтеза армированных объемных изделий, при котором лишь часть объема изделия выполняется послойным синтезом, а остальная часть заранее изготавливается путем механической обработки. Способ реализуется посредством теплового воздействия лазерного излучения на полимерсодержащую суспензию, в которой размещается заранее изготовленный армирующий элемент.

2. Разработанный способ позволяет повысить производительность и снизить энергоемкость изготовления изделий в сравнении с селективным лазерным спеканием полимерных порошков на величину до 46% в зависимости от формы изделия за счет сокращения формируемого объема.

3. Проведнными исследованиями влияния шероховатости поверхности армирующих элементов на прочность их скрепления с формируемыми слоями изделия, установлено, что с увеличением шероховатости до значений Rz = 100 мкм прочность скрепления увеличивается.

4. Предложены и подтверждены экспериментально математическая модель температурного поля в процессе формирования слоев при воздействии лазерного излучения и методика определения расчетных значений геометрических параметров спекаемой области на основе режимных параметров процесса.

5. Режимы формирования слоев изделия разработанным способом ограничены значениями максимальных температур, возникающих в суспензии. Для реализации процесса необходимо, чтобы максимальные температуры находились в диапазоне между температурой перехода полимера суспензии в высокоэластичное состояние ( 92,50C для полистирола) и температурой его деструкции ( 2550C для полистирола).

6. Возникновение дефектов в формируемых слоях изделия зависит от коэффициента перекрытия треков и носит случайный характер. Величина коэффициента перекрытия треков, обеспечивающая требуемую вероятность отсутствия дефектов в слое, может быть установлена на основе предложенной регрессионной модели.

Публикации в рецензируемых изданиях, входящих в перечень ВАК:

1. Сапрыкин А.А., Вальтер А.В. Производительность процесса 2,5координатного формообразования и технологичность изделий сложной пространственной формы // Технология машиностроения. - 2008. - № 2. - С. 20 - 22.

2. Вальтер А.В., Дуреев В.В. Влияние шероховатости поверхности армирующих элементов на качество их соединения с аддитивно сформированными слоями // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2011.

- Т. 13. - №.1(3). - С. 544-548.

3. Вальтер А.В. Послойный синтез армированных объемных изделий // Горное машиностроение: сборник материалов. Отдельный выпуск Горного информационно-аналитического бюллетеня (научно-технического журнала.) - 2011.ОВ2. – С. 222-229.

Патенты:

4. Вальтер А.В., Орешков В.М., Опарин А.В. Nacre / Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №010615786 РФ // Заявитель и правообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет.

5. Петрушин С.И., Сапрыкин А.А., Вальтер А.В., Пономаренко С.В. Способ лазерно-компьютерного макетирования / Патент на изобретение №2262741 РФ // Заявитель и правообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет.

В других научных изданиях:

6. Вальтер А.В. Алгоритм расчта рабочих ходов установки для изготовления прототипов оплавлением порошков лазером//Сборник научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании ‘2007». Т. 4. Технические науки.- Одесса: Черноморье, 2007. – С. 79 – 81.

7. Вальтер А.В. Использование OpenCASCADE Technology при разработке системы планирования процессов формирования изделий свободной формы // Интеллектуальные технологии в образовании, экономике и управлении-2007:

Сборник материалов IV Международной научно-практической конференции.Воронеж: Воронежская областная типография – Изд-во им. Е.А. Болховитинова, 2007. – С. 17-19.

8. Вальтер А.В. Способы повышения эффективности послойного синтеза путем совершенствования методов подготовки процесса // Инновационные технологии и экономика в машиностроении: труды VI Всероссийской научнопрактической конференции с международным участием. – Томск: Изд-во ТПУ, 2008. – С. 77-83.

9. Вальтер А.В. Подготовка процессов послойного синтеза и форматы исходных цифровых моделей // Технология производства машин: Межвузовский сборник научных трудов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ФГО У ВПО НГТИ, 2008. Вып.2. – С. 169-173.

10. Вальтер А.В. Коррекция интервалов и теоретические отклонения поверхностей прототипа при построчном формировании управляющих программ для оборудования селективного лазерного спекания // XIV Международная научнопрактическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии»/ Сборник трудов в 3-х томах. Т. 1. – Томск: Издво ТПУ, 2008. – С. 248-250.

11. Вальтер А.В. Система подготовки процессов селективного лазерного спекания // Проблемы повышения эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе: Материалы 6-ой Всероссийской научнопрактической конференции 28 марта 2008 г. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2008. – С. 51 – 54.

12. Вальтер А.В., Опарин А.В., Орешков В.М. Оценка максимальных температур на поверхности порошкового материала, спекаемого маломощным лазерным излучением // Инновационные технологии и экономика в машиностроении: труды VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – С. 228-232.

13. Вальтер А.В., Орешков В.М., Опарин А.В. Расчет теоретической производительности селективного спекания порошков маломощным лазерным излучением // XV Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии»/ Сборник трудов в 3-х томах. Т. 1. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – С. 323-324.

14. Saprykin А.А., Walter A.V., Saprykina N.A. Forecasting productivity of process layered laser sintering on the basis of form and orientation factor // Proceedings of the 15th International Scientific and Practical Conference of Students, Post-graduates and Young Scientists «MODERN TECHNIQUE AND TECHNOLOGIES MTT’ 2009 », Tomsk, Tomsk Polytechnic University.–Tomsk: TPU Press, 2009.- pp.57-59.

15. Вальтер А.В., Орешков В.М., Опарин А.В. Исследование послойного спекания полимерсодержащих порошков маломощным лазерным излучением // Инновационные технологии и экономика в машиностроении: сборник трудов Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых / Юргинский технологический институт. – Томск:

Изд-во ТПУ, 2010. – С. 192 – 195.

16. Петрушин С.И., Вальтер А.В. PBF-методы послойного синтеза физических моделей изделий // Инновационные технологии и экономика в машиностроении: сборник трудов Международной научно-практической конференции с элементами научной школы для молодых ученых / Юргинский технологический институт. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – С. 198 – 202.

17. Вальтер А.В., Петрушин С.И. Формообразование армированных изделий послойным синтезом // Инновации в машиностроении: материалы I Международной научно-практической конференции 7-9 октября 2010 / Алт. гос. техн.

ун-т им. И. И. Ползунова, БТИ. – Бийск: Издательство Алт. гос. техн. ун-та, 2010. – С. 39-42.

18. Вальтер А.В. Исследование бездефектности слоев полимерсодержащей суспензии, полученных лазерным спеканием // Современные проблемы машиностроения: труды V Международной научно-технической конференции; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во ТПУ, 2010. – С. 535 – 539.

Подписано к печати 16.09.2011 г.

Формат 60х84/16. Бумага офсетная.

Плоская печать. Усл.п. л.0,93. Уч-изд.л.0,84.

Тираж 130 экз. Заказ.

ИПЛ ЮТИ ТПУ. Ризограф ЮТИ ТПУ.

652000, Юрга, ул. Московская, 17.





Похожие работы:

«Ларионова Анна Юрьевна ФОРМИРОВАНИЕ ОБРАЗА ПЕРСИИ И ПЕРСОВ В РОССИИ И СССР В 1800 – 1971 ГГ. Специальность 07.00.03 – Всеобщая история (новая и новейшая история) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Москва – 2012 Диссертация выполнена на кафедре Всеобщей истории факультета гуманитарных и социальных наук Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Российский университет...»

«ГОРЕЛКИН Иван Михайлович РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ШАХТНОГО ВОДООТЛИВА Специальность 05.05.06 – Горные машины Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Санкт-Петербург – 2014 Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет Горный Научный руководитель –...»

«ОБЪЯВЛЕНИЕ О ЗАЩИТЕ КАНДИДАТСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ Ф.И.О.: Асланов Сергей Жамболатович Название диссертации: Расчет оптимальных режимов гашения коле­ баний механических систем Специальность: 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Отрасль наук и: Технические науки Шифр совета: Д 212.110.08 Тел. ученого секретаря дис­ 8-499-141-94-55 сертационного совета: E-mail: [email protected] Дата защиты диссертации: 27 октября 2011 г. в 14:00 Место защиты диссертации:...»

«Миронова Евгения Валериевна ПРОИЗВОДСТВО ПО РЕШЕНИЮ ВОПРОСА О МЕРЕ ПРЕСЕЧЕНИЯ В ВИДЕ ЗАКЛЮЧЕНИЯ ПОД СТРАЖУ В СУДЕБНЫХ СТАДИЯХ РОССИЙСКОГО УГОЛОВНОГО ПРОЦЕССА 12.00.09 – уголовный процесс, криминалистика; оперативно-розыскная деятельность Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Томск – 2010 Работа выполнена в ГОУ ВПО Томский государственный университет на кафедре уголовного процесса, прокурорского надзора и правоохранительной деятельности...»

«КУЗНЕЦОВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ СТРАТЕГИИ УПРАВЛЕНИЯ ДЕВЕЛОПЕРСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ НА РЫНКЕ НЕДВИЖИМОСТИ Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами: строительство) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Санкт-Петербург – 2014 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении...»

«МАРДАНОВА Гульфида Мансуровна ТЕХНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ КРЕАТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА УЧАЩИХСЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ШКОЛЫ 13.00.01 – общая педагогика, история педагогики и образования Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Ижевск – 2005 Работа выполнена в ГОУ ВПО Удмуртский государственный университет Научный руководитель : доктор педагогических наук, профессор Ушаков Геннадий Афанасьевич Официальные оппоненты : доктор педагогических наук,...»

«Медяник Юлия Владиславовна СМЕШАННОЕ ВЯЖУЩЕЕ С НАПОЛНИТЕЛЕМ ИЗ ШЛАМА ВОДОУМЯГЧЕНИЯ ДЛЯ СУХИХ ШТУКАТУРНЫХ СМЕСЕЙ 05.23.05. - Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Казань - 2003 Работа выполнена в Казанской государственной архитектурностроительной академии Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Н.В. Секерина член-корреспондент РААСН, Научный консультант доктор технических наук, профессор...»

«Каратовская Вера Валентиновна НОРМАННСКАЯ ПРОБЛЕМА И ОПЫТ ЕЕ ИНТЕРПРЕТАЦИИ НА ОСНОВЕ СРАВНИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА ИСТОРИОГРАФИИ ДРЕВНЕРУССКОГО И БОЛГАРСКОГО ПОЛИТОГЕНЕЗА (1990-е – 2000-е гг.) Специальность 07.00.09 – Историография, источниковедение и методы исторического исследования АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Томск – 2011 Работа выполнена на кафедре истории древнего мира, средних веков и методологии истории ФБГОУ ВПО...»

«АФОНАСЬЕВА Алина Владиславовна ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЗАРУБЕЖНЫХ КИТАЙЦЕВ И РЕЭМИГРАНТОВ В КНР В ХОДЕ РЕФОРМ (1979-2010 гг.) Специальность 08.00.14 – Мировая экономика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Москва – 2012 Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт Дальнего Востока РАН Научный руководитель – кандидат экономических наук Баженова Елена Степановна Официальные оппоненты – доктор экономических наук...»

«Берарди Симона ДИСТАНЦИОННОЕ ОБУЧЕНИЕ В ПРАКТИКЕ ПРЕПОДАВАНИЯ РУССКОГО ЯЗЫКА В ИТАЛЬЯНСКОЙ АУДИТОРИИ (на примере авторских мультимедийных курсов Краски-А1 и Краски-А2) Специальность: 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (русский язык как иностранный, уровень профессионального образования) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Москва 2011 Работа выполнена на кафедре русского языка и методики его преподавания...»

«ДМИТРИЕВА ИРИНА СЕРГЕЕВНА КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВЫЕ СВЯЗИ КАК ФАКТОР СТАНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА В РОССИИ по специальности 22.00.04 – Социальная структура, социальные институты и процессы Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата социологических наук Москва 2007 Работа выполнена на кафедре социологии управления факультета государственного управления Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова Научный руководитель доктор философских...»

«Ли Чжеву ПРИНЦИП ВИНЫ В ДЕЛИКТНЫХ ОБЯЗАТЕЛЬСТВАХ В ТРАДИЦИИ КОНТИНЕНТАЛЬНОЙ ПРАВОВОЙ СЕМЬИ (СРАВНИТЕЛЬНО-ПРАВОВОЙ АСПЕКТ) Специальность 12.00.03 — Гражданское право, предпринимательское право, семейное право, международное частное право АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата юридических наук Санкт-Петербург 2013 2 Работа выполнена на кафедре гражданского права ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный...»

«МИХАЛЕВ АНДРЕЙ ЮРЬЕВИЧ РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА ТРУБ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ С МАЛОЙ НАГРУЗКОЙ Специальность 25.00.19 – Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ухта – 2012 Диссертация выполнена в ФБГОУ ВПО Ухтинский государственный технический университет доктор...»

«САДУЛАЕВА БИЛЯНТ СУЛТАНОВНА ФОРМИРОВАНИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ БУДУЩИХ БАКАЛАВРОВ ПРОФИЛЯ ИНФОРМАТИКА В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАТИКЕ 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (информатика, уровень профессионального образования) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Челябинск – 2012 Работа выполнена на кафедре информатики и методики преподавания информатики в федеральном государственном бюджетном...»

«ПОЛЯКОВА Ольга Борисовна ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЫБОРА ПРОФЕССИИ ПЕДАГОГА-ПСИХОЛОГА Специальность 19.00.07 - педагогическая психология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата психологических наук Москва - 2000 Работа выполнена в Московском государственном открытом педагогическом университете Научные руководители: доктор психологических наук, профессор Ирина Владимировна Дубровина кандидат педагогических наук, профессор Ирина Павловна Клемантович...»

«Шер Оксана Владимировна КАМПАНИИ ПО МОБИЛИЗАЦИИ СПЕЦИАЛИСТОВ В СИБИРИ В 1929–1932 гг.: ПОДГОТОВКА, РЕАЛИЗАЦИЯ, ИТОГИ Специальность 07.00.02 – Отечественная история Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата исторических наук Новосибирск 2009 Работа выполнена в секторе истории социально-культурного развития Института истории СО РАН Научный руководитель доктор исторических наук, профессор Красильников Сергей Александрович Официальные оппоненты доктор...»

«Косова Вера Алексеевна Системная значимость словообразовательных категорий в русском языке Специальность 10.02.01 – русский язык АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора филологических наук Казань – 2014 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Казанский (Приволжский) федеральный университет Научный консультант – доктор филологических наук, профессор Балалыкина Эмилия...»

«Тюрина Галина Андреевна Христиан Фридрих Маттеи и изучение греческих...»

«Хачай Олег Юрьевич Асимптотика решений сингулярно возмущенных нелинейных дифференциальных уравнений с дополнительными асимптотическими слоями 01.01.02 – Дифференциальные уравнения, динамические системы и оптимальное управление АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Екатеринбург – 2013 Работа выполнена на кафедре математического анализа и теории...»

«Недожогина Наталья Владимировна ФОРМИРОВАНИЕ ПОЛОЖИТЕЛЬНОГО ОБРАЗА СЕМЬИ У СОЦИАЛЬНЫХ СИРОТ ПОДРОСТКОВОГО ВОЗРАСТА В УСЛОВИЯХ ПРИЮТА Специальность 19.00.07 – Педагогическая психология Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата психологических наук Ижевск - 2006 Работа выполнена в ГОУ ВПО Удмуртский государственный университет Научный руководитель : доктор педагогических наук, профессор Гоголева Альбина Васильевна Официальные оппоненты : доктор...»






 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.