Vliv tiskových strategií na mikrostrukturu objemových dílů vyráběných technologií WAAM z hořčíkové slitiny AZ61

Abstract

Cílem této diplomové práce je analyzovat vliv tiskových strategií na mikrostrukturu objemových dílů vyrobených metodou WAAM. Hrubá zrna mohou výrazně zhoršit mechanické vlastnosti takto vyrobených dílů. Proto byla vytvořena simulační studie identifikující oblasti s pomalým chladnutím pro každou ze zkoumaných strategií nanášení. Tato simulace byla následně ověřena měřením velikosti zrn. U všech strategií bylo možné identifikovat oblasti se zvětšenou velikostí zrn. Tyto extrémní hodnoty byly vzájemně porovnány a bylo zjištěno, že nejjemnější mikrostruktura vzniká při použití strategie nanášení S-pattern. Na základě těchto výsledků byla tato strategie zvolena pro výrobu ukázkového objemového dílu, inspirovaného součástí rámu letadla. Výsledný díl měl rozměry 190 × 190 × 50mm a byl vytvořen nanesením 20 vrstev.

The aim of this thesis is to analyze the influence of deposition strategies on the microstructure of volumetric components manufactured using the WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) method. Coarse grains can significantly deteriorate the mechanical properties of such components. Therefore, a simulation study was conducted to identify regions of slow cooling for each of the examined deposition strategies. This simulation was subsequently validated by measuring grain size. Areas with increased grain size were successfully identified for all strategies. These extreme values were compared, and it was found that the finest microstructure was achieved using the S-pattern deposition strategy. Based on these results, this strategy was selected for the production of a demonstration volumetric component inspired by an aircraft frame structure. The resulting part had dimensions of 190 × 190 × 50mm and was produced by depositing 20 layers.