Диссертация (1025706), страница 18
Текст из файла (страница 18)
При этом программа расчета траекториипересчитает текущий процесс и возобновит его в новой последовательностине сначала, а с точки остановки.3.Необходимавозможностьотследитьпроцессвыращиванияпопоказаниям ключевых датчиков, сохраненных автоматически в журналеработы.4.После остановки процесса (по причине ошибки или причине завершенияпрограммы) необходимо перевести систему управления в режим ожидания безсохранения опасности, как для оборудования, так и для заготовки.5.Процесс должен быть спроектирован таким образом, чтобы исключитьчеловеческий фактор при подготовке к запуску и непосредственном запускефайла-процесса.Разработанныйтребованиям.комплексБлагодаряэтому,соответствуетработанавсемнемперечисленнымдолжнаобеспечитьмаксимальную воспроизводимость и минимальный процент брака в созданииконечных изделий.1385.6.
Предпосылки к выращиванию опытного изделияВрезультатепроведенныхисследованийустановлено,чтонаразработанном комплексе возможно выращивание объектов, имеющих какпростую форму, в виде одиночной стенки, так и более сложных полнотелыхобъектов. Механические свойства таких объектов, как минимум, сопоставимысмеханическимисвойствамиобъектов,полученныхтрадиционнымиметодами удаления материала из прокатанной заготовки.Система управления комплексом позволяет реализовать сложныйпослойный процесс выращивания объектов. Благодаря этому открываетсятехническая и технологическая возможность проводить выращиваниеполноценных заготовок из исследованного материала.С учетом экспериментальных данных по разработке технологии быливыращены наиболее сложные типовые элементы заданного турбинного колеса(Рисунок 5.25), а также полнотелые объекты сложной формы (Рисунок 5.255.27). Стабильность технологии при многочасовом процессе выращиванияподтверждается соответствием конечных размеров компьютерных моделей ивыращенных объектов.
Деталь «Лопатка» (см. Рисунок 5.28) выращена изнесколькихэлементовпоследовательнымизменениемнаправленийвыращивания. Воспроизводимость технологии подтверждена многократнымвыращиванием данного элемента по подготовленной программе обработки.139Рисунок 5.25.Полноразмерная лопасть турбинного колеса диска. Тонкостенный объект.Материал – никелевый сплав ИнконельРисунок 5.26.Толстостенный цилиндрический объект диаметром 50 мм. Материал –никелевый сплав Инконель140Рисунок 5.27.Полнотелый объект из никелевого сплава Инконель, выращенный попрограммеРисунок 5.28.Лопатка компрессора, выращенная целиком с помощью лазерной аддитивнойтехнологии141Выводы по главе 51. Подтверждена технология выращивания элементарных объектовтребуемой геометрической формы с учетом технологических приемов,рассчитанных в предыдущей главе.2.Установлено,чторассчитанныестратегиявыращиванияитемпература подложки в процессе выращивания, позволяют получить привыращивании материал со свойствами, не уступающими традиционнымметодам, а при некоторых стратегиях обработки – свойства, дажепревосходящие свойства материалов, полученных традиционными методами.3.
Характеристики кратковременной прочности образцов, направлениевыращивания которых перпендикулярно оси образца – оси приложениянагрузки, выше, чем у образцов, полученных выращиванием вдоль осиобразца.4. Термообработка увеличивает характеристики кратковременнойпрочности порошкового материала, обработанного лазерным излучением, какминимум в 2 раза. Объекты, нагруженные поперек направления выращивания,имеют прочность около 1200 – 1400 МПа. Объекты, нагруженные вдольнаправления выращивания, имеют прочность свыше 950 МПа.5.
Полученные данные подтверждают целесообразность проведенияработ по выращиванию полноразмерных объектов для дальнейших испытанийна опытном стенде.142ОБЩИЕ ВЫВОДЫ1. Создана новая отечественная установка, позволяющая выращиватькрупногабаритные детали сложной формы с высокой пространственнойточностью и воспроизводимостью. На основе анализа экспериментальныхи литературных данных разработана кинематическая система, системауправления и технологическая оснастка комплекса.2.
Разработана технология выращивания объектов сложной формы изжаропрочного никелевого сплава Инконель 718 методом коаксиальноголазерного плавления порошковых материалов по данным трехмернойкомпьютерной модели.3. Разработанаметодикаразбиениягеометрическихобъектовнаэлементарные объемы с целью их бездефектного выращивания исопряжения, основанная на данных математического моделированияпроцесса.4. Реализованавыращиванияфизико-математическаямодельобъектов,взаимодействиеучитывающаямногопроходноголазерногоизлучения и частиц порошка.5. Установлены закономерности температурного воздействия на выращенныйматериал со стороны повторных проходов лазерного луча, в зависимостиот толщины наносимого слоя. В случае выращивания без дополнительныхкорректировок,выращенныйметаллнагреваетсядокритическихтемператур еще минимум дважды.6.
Установлена взаимосвязь температуры подогрева материала в процессевыращивания и свойств конечной детали. В процессе выращивания можетбыть необходим как принудительный подогрев, так и принудительноеводяное охлаждение детали.7. Полученыэкспериментальныеданныеопрочностиобъектовизжаропрочного никелевого сплава Инконель 718, выращенных методом143коаксиальной лазерной обработки порошковых материалов при различныхстратегиях выращивания.ЗАКЛЮЧЕНИЕСтремительно развивающаяся лазерная аддитивная технология являетсянаукоемкой и многогранной.
Несмотря на то, что в результате данной работыпроведен ряд исследований и разработан полноценный технологическихкомплекс, а также отработаны на практике приемы для стабильноговыращивания объектов, оптимизация процесса для серийного выпускаизделий – дальнейшая научная задача. Наиболее остро стоящие вопросы:- моделирование процесса выращивания полноразмерного изделия, а неупрощенного участка;- обеспечение точности выращенных объектов протяженных размеров (более0,5 метра);- разработка алгоритмов и оптимизация программного обеспечения дляавтоматического выращивания объектов сложной формы;- исследование и оптимизация параметров технологического процесса дляповышениякратковременнойвыращенных объектов.иобеспеченияциклическойпрочности144СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.
Stelzner J., Palacios C., Swaton T. TRIZ on Rapid Prototyping–a case studyfor technology foresight //The TRIZ Journal, 2002. URL: https://trizjournal.com/triz-rapid-prototyping-case-study-technology-foresight/(датаобращения: 05.04.2017).2. Environmental aspects of laser-based and conventional tool and diemanufacturing / W.
R. Morrow [et al.] //Journal of Cleaner Production, 2007.Vol. 15, №10. P. 932-943.3. Pallari J. H. P., Dalgarno K. W., Woodburn J. Mass customization of footorthoses for rheumatoid arthritis using selective laser sintering //IEEETransactions on Biomedical Engineering. 2010. Vol. 57.
№7. P. 1750-1756.4. Schafrik R., Sprague R. Superalloy technology - a perspective on criticalinnovations for turbine engines //Key Engineering Materials: Trans TechPublications. 2008. Vol. 380. P. 113-134.5. Гини Э.Ч., Зарубин А.М., Рыбкин В.А. Технология литейногопроизводства: Специальные виды литья: Учебник для студ. высш. учеб.заведений / Под ред. В.А. Рыбкина. М.: Издательский центр«Академия», 2005. 352 с. (С. 260).6. Старостин Ю.С. Инновационные технологии на основе прессования /учеб. пособие. Самара: Изд-во Самар. гос.
аэрокосм. ун-та, 2007. 64с. (C.34).7. Проектированиетехнологии:Учебникдлястудентовмашиностроительных специальностей вузов / И.М. Баранчукова [и др.];Под общ. ред. Ю.М. Соловенцева. М.: Машиностроение, 1990. 416 с. (С.326).8. URL:http://www.themanufacturer.com/articles/amrc-offers-bulk-additive-manufacturing/ (дата обращения: 05.04.2015).9.
URL:http://www.sciaky.com/additive-manufacturing/electron-beam-additive-manufacturing-technology (дата обращения: 05.04.2015).14510. Hammeke A. W. Laser spray nozzle and method: Pat. 4724299 USA. 1988.11.Comparison of Additive Technologies for Gradient Aerospace PartFabrication from Nickel-Based Superalloys / I. V. Shishkovsky [et al.]. URL:https://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/48879.pdf.(датаобращения:06.04.2017).12.The effect of powder recycling in direct metal laser deposition on powder andmanufactured part characteristics / P. A. Carroll [et al.]. URL:http://eprints.lancs.ac.uk/59645/1/MP_AVT_139_18.pdf (дата обращения:06.04.2017).13.Applications of laser cladded WC-based wear resistant coatings/ J.
Verwimp[et al.] // Physics procedia. 2011. Vol. 12. P. 330-337.14.Additive manufacturing of Inconel 718 using electron beam melting:Processing, post-processing, & mechanical properties/ W. J. Sames [et al.].2015.15.McDonald K. Thermal management during direct laser deposition (DLD) ofTi-6Al-4V components: A thesis submitted to School of EngineeringUniversity of Birmingham for the degree of MASTER OF RESEARCH (UK).2015. 90 p.
(P.43).16.Kumar A., Roy S. Development of a theoretical process map for laser claddingusing a three-dimensional conduction heat transfer model //Numerical HeatTransfer. Part A: Applications. 2009. Vol. 56. №6. P. 478-496.17.Simulation of layer overlap tempering kinetics in steel parts deposited by lasercladding/ L. Costa [et al.] //Proceedings of International Conference on MetalPowder Deposition for Rapid Manufacturing. MPIF, Princeton, NJ (USA).2002. Р. 172-176.18.Paul S., Singh R., Yan W.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
