Vývoj parametrů pro mikropórezní strukturu technologii LPBF

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá vývojem a optimalizací procesních parametrů technologie selektivního tavení práškového lože laserem (LPBF) za účelem vytvoření mikroporézní struktury z korozivzdorné oceli 316L. Cílem práce je experimentálně ověřit vliv vybraných parametrů na vznik pórovitosti, její morfologii a propustnost a současně identifikovat hranice technologického procesu. V teoretické části jsou popsány principy aditivní výroby kovů se zaměřením na technologii LPBF a faktory ovlivňující vznik pórovitosti. Experimentální část práce je zaměřena na návrh a realizaci experimentu, při kterém byly systematicky měněny procesní parametry, zejména rychlost skenování a vzdálenost šrafování. Hodnocení vytvořených struktur bylo provedeno kombinací 3D analýzy pomocí rentgenové počítačové tomografie (Micro-CT), 2D obrazové analýzy metalografických výbrusů a zkoušky propustnosti. Výsledky prokázaly, že cílenou redukcí vnesené energie lze generovat otevřenou a vzájemně propojenou pórovitou strukturu. Byla identifikována oblast procesních parametrů, ve které dochází k vytvoření funkční mikroporézní sítě při zachování strukturální integrity materiálu.

This Master´s thesis deals with the development and optimization of process parameters of the laser selective powder bed melting (LPBF) technology in order to create a microporous structure from 316L stainless steel. The aim of the work is to experimentally verify the influence of selected parameters on the formation of porosity, its morphology and permeability and at the same time identify the boundaries of the technological process. The theoretical part describes the principles of additive manufacturing of metals with a focus on LPBF technology and factors influencing the formation of porosity. The experimental part of the work focuses on the design and implementation of an experiment in which the process parameters, in particular the scanning speed and hatch distance, were systematically changed. The evaluation of the created structures was carried out by a combination of 3D analysis using X-ray computed tomography (Micro-CT), 2D image analysis of metallographic sections and permeability tests. The results showed that an open and interconnected porous structure can be generated by a targeted reduction of the input energy. A range of process parameters was identified in which a functional microporous network is formed while maintaining the structural integrity of the material.