📄Работа №203855
Тема: Электродуговое послойное выращивание плавящимся электродом на 3D принтере
Характеристики работы
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
Машиностроение
Объем:
155 листов
Год:
2022
Просмотров:
49
4935
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 15
1 Литературный обзор 16
1.1 Существующие технологии 16
1.2 WAAM метод аддитивной дуговой сварки 18
1.3 Проблемы в технологии аддитивной дуговой сварки 20
1.4 Достижения в технологии дугового послойного выращивания 25
1.5 Виды переноса материала 28
1.6 Материалы, используемые в аддитивном производстве, методом
дуговой сварки 36
1.7 Перспективы технологии 39
1.8 Дефекты при изготовлении изделия 40
1.9 Современные методы улучшения качества WAAM 42
1.10 Защитные газы 42
1.11 Режимы наплавки 43
2 Материалы и методы исследования 46
2.1 Материалы исследования 46
2.2 Процесс получение образцов 47
2.3 Подготовка образцов к испытаниям 48
2.4 Ионное травление 49
2.5 Оптическая микроскопия 50
2.6 Дюрометрический анализ 51
3 Результаты исследования 53
3.1 Моделирование процесса распределения тепла в образцах при
послойном выращивании 53
3.2 Изучение структуры послойно выращенных образцов 61
3.3 Исследование твердости 66
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 69
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 70
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 71
4.3 SWOT-анализ исследования 74
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 78
4.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 80
4.6 Инициация проекта 80
4.7 Планирование научно-исследовательских работ 81
4.8 Бюджет научного исследования 84
4.9 Организационная структура проекта 90
4.10 План управления коммуникациями проекта 90
4.11 Реестр рисков проекта 91
4.12 Определение ресурсной (ресурсосберегающей) эффективности
исследования 91
Заключение раздела 95
5 Социальная ответственность 97
Введение 97
5.1 Производственная безопасность 99
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов 99
5.1.2 Недостаточная освещенность 99
5.1.3 Нарушения микроклимата 103
5.1.4 Шум 105
5.1.5 Повышенный уровень электромагнитного излучения 107
5.1.6 Факторы, связанные с высокой температурой материальных
объектов 109
5.1.7 Наличие токсикантов 110
5.2 Анализ выявленных опасных факторов 112
5.2.1 Электроопасность 112
5.2.2 Пожароопасность 114
5.3 Экологическая безопасность 117
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 120
Заключение 122
Список использованных источников 123
Список публикаций 133
Приложение А Раздел на английском языке
1 Литературный обзор 16
1.1 Существующие технологии 16
1.2 WAAM метод аддитивной дуговой сварки 18
1.3 Проблемы в технологии аддитивной дуговой сварки 20
1.4 Достижения в технологии дугового послойного выращивания 25
1.5 Виды переноса материала 28
1.6 Материалы, используемые в аддитивном производстве, методом
дуговой сварки 36
1.7 Перспективы технологии 39
1.8 Дефекты при изготовлении изделия 40
1.9 Современные методы улучшения качества WAAM 42
1.10 Защитные газы 42
1.11 Режимы наплавки 43
2 Материалы и методы исследования 46
2.1 Материалы исследования 46
2.2 Процесс получение образцов 47
2.3 Подготовка образцов к испытаниям 48
2.4 Ионное травление 49
2.5 Оптическая микроскопия 50
2.6 Дюрометрический анализ 51
3 Результаты исследования 53
3.1 Моделирование процесса распределения тепла в образцах при
послойном выращивании 53
3.2 Изучение структуры послойно выращенных образцов 61
3.3 Исследование твердости 66
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 69
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования 70
4.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 71
4.3 SWOT-анализ исследования 74
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 78
4.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 80
4.6 Инициация проекта 80
4.7 Планирование научно-исследовательских работ 81
4.8 Бюджет научного исследования 84
4.9 Организационная структура проекта 90
4.10 План управления коммуникациями проекта 90
4.11 Реестр рисков проекта 91
4.12 Определение ресурсной (ресурсосберегающей) эффективности
исследования 91
Заключение раздела 95
5 Социальная ответственность 97
Введение 97
5.1 Производственная безопасность 99
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов 99
5.1.2 Недостаточная освещенность 99
5.1.3 Нарушения микроклимата 103
5.1.4 Шум 105
5.1.5 Повышенный уровень электромагнитного излучения 107
5.1.6 Факторы, связанные с высокой температурой материальных
объектов 109
5.1.7 Наличие токсикантов 110
5.2 Анализ выявленных опасных факторов 112
5.2.1 Электроопасность 112
5.2.2 Пожароопасность 114
5.3 Экологическая безопасность 117
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 120
Заключение 122
Список использованных источников 123
Список публикаций 133
Приложение А Раздел на английском языке
📖 Аннотация
В данной магистерской диссертации проведено комплексное исследование технологии электродугового аддитивного производства (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) с использованием плавящегося электрода для послойного выращивания металлических изделий. Актуальность работы обусловлена растущим спросом на экономически эффективные методы изготовления крупногабаритных деталей малыми сериями в таких отраслях, как авиа- и судостроение, где традиционное литье нерентабельно из-за высокой стоимости оснастки. Основные результаты работы заключаются в систематизации ключевых технологических параметров процесса, таких как режимы сварки (ток, напряжение, скорость) и вид переноса металла, которые напрямую влияют на геометрическую стабильность наплавляемых слоев, формирование микроструктуры и механические свойства конечного изделия. Установлено, что контроль погонной энергии является критическим фактором для минимизации дефектов и обеспечения равномерности структуры. Научная значимость исследования состоит в углублении понимания взаимосвязи между тепловложениями, смачиваемостью расплава и качеством поверхности, в то время как практическая ценность заключается в разработке рекомендаций по оптимизации режимов WAAM для снижения материальных потерь при последующей механической обработке. В рамках литературного обзора проанализированы работы таких авторов, как B. Wu с соавт., обобщившие свойства и дефекты WAAM, K. Satish Prakash, рассмотревший общие принципы аддитивных технологий, а также Oettler и Ali Y., исследовавшие применение метода Cold Metal Transfer (CMT) для наплавки инструментальных сталей.
📖 Введение
Данная выпускная работа посвящена исследованию на тему «Электродугового послойного выращивания плавящимся электродом на 3D принтере». Актуальность выбранной темы обусловлена новейшими разработками в области 3D печати за последние годы. Технология WAAM позволяет производить крупные детали для авиапромышленности, корабельной промышленности, машиностроения, которые до сих пор создавались только по технологии литья. Главным недостатком устаревшей технологии является необходимость создания формы для отливки деталей. Эта особенность делает технологию нерентабельной при производстве крупных деталей в малых сериях, так как создание формы не окупается.
Из-за этого существенного недостатка на смену литью приходит WAAM печать. Это относительно новая технология, разработанная в прошлом веке и активно развивающаяся сейчас. Одним из последних достижений в области WAAM печати является созданный с нуля винта для подводной лодки. Данное событие наглядно показывает потенциал развития технологии, так как себестоимость производства винта оказалась меньшей, чем в случае его производства литьем. Также создание изделия потребовало меньше временных ресурсов.
Так как WAAM печать — это новая технология, то имеется целый ряд нерешенных задач, которые не позволяют полностью отказаться от литья на данном рынке. Одной из особенностей технологии является необходимость финальной обработки изготовленных деталей. Главной задачей на сегодня является минимизации потерь материала, связанных с этой особенностью.
Из-за этого существенного недостатка на смену литью приходит WAAM печать. Это относительно новая технология, разработанная в прошлом веке и активно развивающаяся сейчас. Одним из последних достижений в области WAAM печати является созданный с нуля винта для подводной лодки. Данное событие наглядно показывает потенциал развития технологии, так как себестоимость производства винта оказалась меньшей, чем в случае его производства литьем. Также создание изделия потребовало меньше временных ресурсов.
Так как WAAM печать — это новая технология, то имеется целый ряд нерешенных задач, которые не позволяют полностью отказаться от литья на данном рынке. Одной из особенностей технологии является необходимость финальной обработки изготовленных деталей. Главной задачей на сегодня является минимизации потерь материала, связанных с этой особенностью.
✅ Заключение
По итогу проделанной работы, рассмотрены проблемы, достижения, в технологии послойного выращивания методом дуговой наплавки. Рассмотрены виды переноса металла, особенности использования материала, дефекты, методы улучшения.
При электродуговом аддитивном выращивании необходимо соблюдать следующие режимы сварки: ток, напряжение, скорость сварки, вылет проволоки, вид переноса материала. Благодаря соблюдению оптимальных значений, можно добиться стабильности и высокой производительности процесса, а также получить изделие со свойствами не хуже изготовленными другими методами. Геометрические параметры нанесенного слоя играют важную роль. В работах [51] авторы выяснили что при увеличении тепловложения и температуры, увеличивается смачиваемость, что в результате образец имеет поверхность без шероховатостей. А при больших тепловложениях становится затруднительно получить равномерный образец по высоте. Высота образца контролируется изменение количества внесённой погонной энергии, путём изменения скорости движения. Низкое тепловложение при наплавке оказывает положительный эффект на равномерное распределение по высоте и на всей длине слоя.
Необходимо вести контроль за тепловложением, так как оно ключевым образом влияет на формирование микроструктуры, геометрии и механических свойств детали.
При электродуговом аддитивном выращивании необходимо соблюдать следующие режимы сварки: ток, напряжение, скорость сварки, вылет проволоки, вид переноса материала. Благодаря соблюдению оптимальных значений, можно добиться стабильности и высокой производительности процесса, а также получить изделие со свойствами не хуже изготовленными другими методами. Геометрические параметры нанесенного слоя играют важную роль. В работах [51] авторы выяснили что при увеличении тепловложения и температуры, увеличивается смачиваемость, что в результате образец имеет поверхность без шероховатостей. А при больших тепловложениях становится затруднительно получить равномерный образец по высоте. Высота образца контролируется изменение количества внесённой погонной энергии, путём изменения скорости движения. Низкое тепловложение при наплавке оказывает положительный эффект на равномерное распределение по высоте и на всей длине слоя.
Необходимо вести контроль за тепловложением, так как оно ключевым образом влияет на формирование микроструктуры, геометрии и механических свойств детали.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.