+7 (800) 505-67-97

Получение композиционных материалов “титан – карбид кремния” методом селективного лазерного сплавления

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Габитов, Эльнур Каисарович Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Выпускная квалификационная работа посвящена исследованию влияния технологических параметров селективного лазерного сплавления на твердость, микро и макроструктуру образцов, полученных из порошковых смесей титана и карбида титана с различным соотношением компонентов. Новый материал направлен на отечественный рынок, возможно его применение в машиностроительном комплексе.

Введение ………………………………………………………………………………………………….. 14
1 Научно-технологические основы синтеза металлокерамических
композиционных материалов и их применения в аддитивном производстве 17
1.1 Преимущества аддитивных технологий в качестве альтернативы
традиционным технологиям ………………………………………………………………….. 21
1.2 Разработка системы качества технологии селективного лазерного
сплавления отечественных порошковых композиций …………………………….. 23
1.3 Построение модели управления качеством селективного лазерного
сплавления ……………………………………………………………………………………………. 26
1.4 Перспективы применения аддитивных технологий изготовления
деталей и узлов из керамических композиционных материалов……………… 29
1.5 Производство металлических матричных композитов: состояние дел.. 31
1.6 Радиационно-стойкие технологии соединения для карбида кремния,
керамики и композитов …………………………………………………………………………. 33
1.7 Соединение на металлической основе ………………………………………………. 36
1.8 Соединение MAX-фазы ……………………………………………………………………. 37
1.9 Соединение SiC на основе полимеров ………………………………………………. 37
1.10 Титановые сплавы ………………………………………………………………………….. 38
2. Объект и методы исследования …………………………………………………………….. 41
2.1 Постановка цели и задач исследования …………………………………………….. 41
2.2 Используемые материалы ………………………………………………………………… 42
2.2.1 Сплав титана марки ВТ 1-0 …………………………………………………………. 42
2.2.2 Карбид кремния (SiC) …………………………………………………………………. 46
2.2.3 Исходный материал ……………………………………………………………………. 48
2.3 Экспериментальное оборудование……………………………………………………. 50
2.4 Исследовательское оборудование …………………………………………………….. 56
3 Результаты исследования ………………………………………………………………………. 62
3.1 Получение образцов…………………………………………………………………………. 62
3.2 Общее сравнение структуры полученных образцов ………………………….. 73
4 Финансовый менеджмент ресурсоэффективность и ресурсосбережение …. 77
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………… 77
4.1.2 Анализ конкурентных технических решений …………………………………. 79
4.1.3 FAST-анализ …………………………………………………………………………………. 80
4.1.4 Диаграмма Исикавы………………………………………………………………………. 84
4.1.5 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………… 85
4.1.6 Оценка готовности проекта к коммерциализации…………………………… 89
4.2 Инициация проекта ………………………………………………………………………….. 91
4.2.1 Цели и результат проекта ………………………………………………………………. 91
4.2.2 Организационная структура проекта ……………………………………………… 92
4.2.3 Ограничения и допущения проекта ……………………………………………….. 93
4.3 Планирование и управление техническим проектом …………………………. 94
4.3.1 Иерархическая структура работ проекта. ……………………………………….. 94
4.4 План проекта……………………………………………………………………………………. 94
4.5 Бюджет научного исследования ……………………………………………………….. 96
4.5.1 Сырье, материалы, комплектующие изделия, покупные материалы и
полуфабрикаты ……………………………………………………………………………………… 97
4.5.2 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ
……………………………………………………………………………………………………………… 97
4.5.3 Основная заработная плата ……………………………………………………………. 98
4.5.4 Дополнительная заработная плата научно-производственного
персонала ……………………………………………………………………………………………… 99
4.5.5 Отчисления на социальные нужды ………………………………………………… 99
4.5.6 Накладные расходы …………………………………………………………………….. 100
4.5.7 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 101
4.6 Оценка эффективности НТИ ……………………………………………………………… 103
5 Социальная ответственность ……………………………………………………………….. 104
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …. 104
5.2 Производственная безопасность …………………………………………………….. 104
5.3 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возник-нуть в
лаборатории при проведении исследований …………………………………………. 106
5.3.1 Микроклимат ……………………………………………………………………………. 106
5.3.2 Превышение уровня шума ………………………………………………………… 107
5.3.3 Вибрации………………………………………………………………………………….. 108
5.3.4 Недостаточная освещенность рабочей зоны ………………………………. 109
5.3.5 Использование вредных веществ ………………………………………………. 111
5.3.6 Психофизиологические факторы ………………………………………………. 113
5.3.7 Электробезопасность ………………………………………………………………… 114
5.3.8 Экологическая безопасность …………………………………………………….. 116
5.3.9 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………….. 117
Выводы ………………………………………………………………………………………………….. 120
Список литературы ………………………………………………………………………………… 121
Приложение А ……………………………………………………………………………………….. 126

На сегодняшний день перспективным является использование
аддитивных технологий для производства высокотехнологичной продукции,
из сложно обрабатываемых материалов и с применением новых
конструктивных решений [1].
Одним из направлений аддитивных технологий является технология
селективного лазерного сплавления (СЛС).
Селективное лазерное сплавление (Selective laser melting, SLM, СЛС) –
один из новых методов аддитивного производства, использующий лазеры
высокой мощности (как правило, иттербиевые волоконные лазеры) для
создания трехмерных физических объектов за счет сплавления
металлических порошков. Технология СЛС позволяет производить детали
сложной формы, в короткие сроки, практически без использования
технологической оснастки, за счет чего резко сокращается цикл производства
изделий. В технологии СЛС используется лазер высокой мощности для
расплавления тонкого слоя порошка в соответствии с 3D моделью [2].
В последнее время наблюдается значительный рост применения
аддитивных технологий при производстве сложнопрофильных деталей из
сложнообрабатываемых материалов.
Актуальной является задача по исследованию влияния основных
технологических параметров, таких как мощность лазерного излучения и
скорость сканирования на микроструктуру материала, его механические
свойства и шероховатость. В дальнейшем эти исследования позволят
получать детали с различными механическими свойствами, за счет разного
структурного состояния [3].
На качество материала, получаемого методом СЛС, влияет большое
количество факторов. Путем правильного понимания и управления этими
факторами можно получать материалы по качеству, не уступающие
материалам полученным традиционными способами производства [4]. Метод
СЛС представляет собой сложный процесс, при котором большое число
параметров влияет на качество конечного продукта. Сложность процесса
СЛС заключается во многих тепловых, физических и механических
взаимодействиях и влиянии на них большого количества параметров.
Процесс селективного лазерного сплавления позволяет изготавливать
детали с толщиной слоя от 20 до 100 мкм [5].
Процесс СЛС начинается с разбиения цифровой трехмерной CAD
модели на слои. Затем при помощи специального модуля, входящего в
программное обеспечение MagicsRP, назначаются параметры построения
детали (мощность лазерного излучения, скорость сканирования и т.д.). После
этого все данные передаются в установку для начала процесса построения.
Из бака, в котором содержится металлический порошок при помощи шнека
исходный материал порционно подается в дозатор (рекоутер). Дозатор
перемещаясь в горизонтальном направлении доставляет металлически
порошок на платформу построения и при помощи силиконового ножа
разравнивает его. Излишки металлического порошка попадают в передний и
задний баки [6].
После того как слой порошка выравнен в работу вступает лазер и при
помощи системы зеркал выборочно сплавляет металлический порошок. При
воздействии лазерного излучения порошок нагревается, а при приложении
необходимой энергии, плавится образуя жидкую ванну. Затем жидкая ванна
быстро затвердевает тем самым образуя фрагмент детали. После того как
селективное лазерное сканирование текущего слоя закончено, платформа
построения при помощи поршня опускается по оси Z на величину слоя, и
насыпается новый слой порошка.
Процесс является циклическим и повторяется до тех пор, пока изделие
не будет полностью законченно, рисунок 1.
Рисунок 1 – Принципиальная схема технологии селективного лазерного
сплавления

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

    Читать «Получение композиционных материалов “титан – карбид кремния” методом селективного лазерного сплавления»

    Последние выполненные заказы

    "Стратегия внедрения цифровых технологий в управление цепями поставок на примере ПАО "Транснефть""
    Большое спасибо автору! В установленные сроки полностью выполнен объем работы...
    Развитие образовательных комплексов города Москвы в современных социально-экономических условиях
    Работа была выполнена качественно и в установленный срок. Буду еще обращаться...
    Новое задание по государственному и муниципальному управлению
    Добрый день! Очень доволен работой, большое спасибо, что помогаете в написани...
    Особенности пересмотра судебных актов в арбитражном суде апелляционной инстанции
    Доволен работой автора
    "Наследование по закону в романо-германской и англо-саксонской правовых семьях: сравнительно-правовые аспекты"
    Хочу сказать огромное спасибо Вячеславу! Отвечал на все вопросы, вносил правк...
    Совершенствование контрольной деятельности по налогу на доходы физических лиц
    Она супер, выручила меня очень!

    Хочешь уникальную работу?

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

    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 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
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    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
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету