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!

    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 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
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету