Развитие метода квазиизостатического прессования керамических порошков в изделие сложной формы применением аддитивных технологий

Иващенко, Яна Олеговна Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В процессе исследования проведена модельная и экспериментальная разработка основных элементов технологии получения изделий сложной и индивидуальной формы из порошка на основе диоксида циркония методом КИП при помощи аддитивных технологий.

Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки …………………. 13
Содержание ……………………………………………………………………………………………… 15
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 18
1. ОБЗОР ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ И/ИЛИ
ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ФОРМЫ ………………………………………………………………. 20
1.1. Технологические характеристики и свойства порошков ……………………. 20
1.2. Керамические изделия из ZrO2 для биомедицинских приложений …….. 26
1.3. Формование порошковых материалов с равномерным распределением
плотности прессовок …………………………………………………………………………………. 29
1.4. Шликерное литьё ……………………………………………………………………………… 30
1.5. Сухое или полусухое прессование ……………………………………………………. 32
1.5.1. Динамические (импульсные) методы сухого прессования……………. 33
1.5.2. Методы изготовления без формования ………………………………………… 36
1.5.3 Статические методы сухого прессования …………………………………….. 38
1.6. Развитие аддитивных технологий и их применение при производстве
изделий медицинского назначения ……………………………………………………………. 43
1.7. Аддитивные технологии в ортопедии и протезировании …………………… 46
1.8. Выводы по разделу и постановка задач исследования ……………………….. 47
2. МАТЕРИАЛЫ, ТЕХНИКА И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ ………….. 50
2.1. Характеристики материалов исследования ……………………………………….. 50
2.2. Модельное и экспериментальное изучение влияния величины
прикладываемого давления на деформацию порошкового тела …………………. 51
2.3. Методика подготовки прессовой оснастки ………………………………………… 53
2.4. Лабораторное технологическое оборудование ………………………………….. 56
2.5. Методика исследования свойств материалов …………………………………….. 59
3. РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛЬНЫХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССОВ КИП ……………………………………………………. 64
3.1. Характеризация порошковых материалов …………………………………………. 64
3.2. Построение кривых уплотнения, выбор уравнения прессования ……….. 67
3.3. Исследование механических характеристик керамики из диоксида
циркония ………………………………………………………………………………………………….. 72
3.4. Применение аддитивных технологий и метода КИП для получения
изделия сложной геометрической формы ………………………………………………….. 74
3.5. Морфология поверхности керамики, изготовленной КИП …………………… 77
4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 80
Введение…………………………………………………………………………………………………… 80
4.1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения ………. 80
4.1.1. Анализ конкурентных технических решений ………………………………. 80
4.1.2. SWOT-анализ ……………………………………………………………………………… 83
4.2. Планирование научно-исследовательских работ ……………………………….. 87
4.2.1. Структура работ в рамках научного исследования ………………………. 87
4.2.2. Определение трудоемкости выполнения работ и разработка графика
проведения …………………………………………………………………………………………….. 89
4.3. Бюджет научно-технического исследования ……………………………………… 94
4.3.1. Расчет материальных затрат научно-технического исследования .. 95
4.3.2. Расчет амортизации специального оборудования ………………………… 96
4.3.3. Основная заработная плата исполнителей темы…………………………… 97
4.3.4. Дополнительная заработная плата исполнителей темы ………………… 99
4.3.5. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ……. 99
4.3.6. Накладные расходы…………………………………………………………………… 100
4.3.7. Бюджетная стоимость НИР ……………………………………………………….. 100
4.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования …. 101
4.4.1. Интегральный показатель финансовой эффективности ……………… 101
4.4.2. Интегральный показатель ресурсоэффективности ……………………… 102
4.4.3. Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки ……………………………………………………………………………………………. 103
Выводы по разделу …………………………………………………………………………………. 104
5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ…………………………………………….. 106
5.1. Введение ………………………………………………………………………………………… 106
5.2. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ….. 106
5.3. Производственная безопасность ……………………………………………………… 108
5.4. Анализ вредных производственных факторов …………………………………. 108
5.5. Анализ опасных производственных факторов …………………………………. 110
5.6. Расчет искусственного освещения…………………………………………………… 113
5.6.1. Выбор системы освещения ………………………………………………………….. 114
5.6.2. Выбор источников света ……………………………………………………………… 114
5.6.3. Выбор светильников и их размещение …………………………………………. 117
5.6.4. Выбор величины освещенности …………………………………………………… 122
5.6.5. Расчет общего равномерного освещения ……………………………………… 122
5.7. Расчет освещенности помещения НИР. …………………………………………… 123
5.8. Экологическая безопасность …………………………………………………………… 125
5.9. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………… 125
5.10. Выводы по разделу ………………………………………………………………………. 127
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 128
Список публикаций ………………………………………………………………………………… 131
Список использованной литературы ……………………………………………………….. 132
ПРИЛОЖЕНИЕ A ………………………………………………………………………………….. 145
1.3. Forming of powder materials with uniform distribution of compact density ….
………………………………………………………………………………………………………. 146
1.4. Slip casting………………………………………………………………………………………. 147
1.5. Dry or semi-dry pressing …………………………………………………………………… 148
1.5.1. Dynamic (impulse) dry pressing methods ……………………………………… 149
1.5.2. Manufacturing methods without molding ………………………………………. 151
1.5.3 Static dry pressing methods………………………………………………………….. 153

Количество больных травматологического и стоматологического
профилей каждый год остается на высоком уровне. Для современной ортопедии
и стоматологии лечение пациентов продолжает оставаться чрезвычайно важной
проблемой. Для обеспечения клиентам качественной консолидации и
максимально короткого реабилитационного периода используются
многообразные подходы [1], и ведутся работы по созданию новых методов
реконструкции костной ткани – имплантации. В настоящее время ведётся
активное изучение керамических имплантатов, которые отличаются прочностью
и биосовместимостью.
Получение высокоплотной керамики является одной из важнейших задач
материаловедения. Существует множество методов, позволяющих получить
керамику с плотностью более 99% от теоретической, однако большинство из них
эффективны лишь для изготовления изделий простой геометрической формы.
Получение деталей сложной формы с использованием таких методов требует
дополнительной токарно-фрезерной обработки.
Для получения высокоплотных керамических изделий сложной формы,
как правило, используют изостатические методы прессования, которые
классифицируются в зависимости от среды, передающей давление на
порошковое тело, а изделия, полученные этими методами, требуют гораздо
меньшего объема последующей обработки. Данное исследование посвящено
прессованию в толстостенных эластичных оболочках (квазиизостатическое
прессование – КИП). Средой, подобно жидкости передающей давление на
порошок в КИП, является заключённое в жёсткую пресс-форму эластичное тело,
которое распределяет приложенное к пуансону усилие одинаково во всех
направлениях. Уплотнение порошка происходит равномерно со всех сторон, что
позволяет получать изделия с высокой равномерностью распределения
плотности по объему [2]. В отличие от гидростатического прессования, КИП не
требует использования сложного оборудования и более экономично [3].
При использовании КИП наблюдается искривление формообразующих
поверхностей оболочки в процессе прессования, вследствие чего полученные
компакты имеют форму, отличную от формы внутренней полости оболочки.
Корректный учёт этого эффекта на стадии проектирования оболочки позволит
минимизировать величину отклонения формы компакта от требуемой.
Проектирование с помощью конечно-элементного моделирования помогает
создать контртело, учитывающее нелинейную деформацию порошкового тела, а
печать на 3D-принтере – создать его физическую модель.
В последние десятилетия стали востребованы технологии трехмерной
печати. Данная технология позволяет при помощи принтера создавать
физические объекты на основании трёхмерных изображений. Технология стала
революционной в процессе прототипирования и нашла применение во
множестве сфер. В медицине она применяется в ортопедии, нейрохирургии,
челюстно-лицевой хирургии, кардиохирургии и других дисциплинах [4, 5].
В настоящей работе аддитивные технологии применяются для создания
толстостенной эластичной оболочки с формообразующей полостью. Это очень
удобный и полезный метод, так как создаёт точный контур требуемой полости
без вреда для всей оболочки.
1. ОБЗОР ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ И/ИЛИ
ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ФОРМЫ

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету