Výzkum procesních parametrů pro výrobu strukturovaného materiálu technologií Selective Laser Melting

Abstract

Selective laser melting (SLM) je jednou z aditivních technologií, které umožňují vyrábět tvarově velmi složité díly. Příkladem takového výrobku jsou porézní lattice struktury, které nacházejí díky svým dobrým mechanickým vlastnostem a nízké hmotnosti uplatnění v kosmonautice nebo lékařství. V této práci je zkoumán vliv procesních parametrů (výkonu laseru a skenovací rychlosti) na materiálové a tvarové vlastnosti prutů ve strukturách. K nalezení optimálních parametrů byla použita široká škála výkonů laseru (100–400 W) a skenovacích rychlostí (1000–10000 mm/s). Pomocí optického 3D skeneru a mCT byl sledován průměr, struktura povrchu a vnitřní porozita prutů. Na základě provedených měření byl jako optimální vyhodnocen výkon laseru 350 W a skenovací rychlost 3000 mm/s. Díky optimalizaci je možné vyrábět rychleji geometricky přesnější struktury o stejné porozitě v porovnání s dříve používanými parametry.Selective laser melting (SLM) is one of additive technologies which allows manufacturing of components with very complex shape. One of the examples are porous lattice structures which are used in cosmonautics or medicine due to its good mechanical properties and low weight. In this work the influence of processing conditions (laser power and laser scanning speed) on material properties and geometry of as-fabricated trusses is investigated. Wide range of laser powers (100–400 W) and laser scanning speeds (1000–10000 mm/s) were used to determine optimum process parameters. Truss size, morphology and internal porosity was investigated using optical 3D scanner and X-ray micro computer tomography (mCT). Based on executed measurements optimum processing conditions were determined to be 350 W and 3000 mm/s. It is possible to manufacture faster geometrically more precise structures with equal internal porosity due to optimization.