Obrobitelnost aditivně vyrobeného materiálu

Abstract

Cílem této bakalářské práce je komplexní hodnocení obrobitelnosti oceli H13 zpracované aditivní metodou BMD. Práce porovnává tři typy polotovarů: dva aditivně zpracované vzorky (jeden s tepelným zpracováním, druhý bez) a jeden konvenční, tepelně zpracovaný polotovar jako referenční. Během obrábění bylo měřeno silové zatížení, jehož hodnoty byly následně zpracovány a porovnávány. Dále se práce zabývá analýzou tvrdosti vzorků, drsnosti obrobených ploch, mikrostrukturálním vyhodnocením metalografických výbrusů a posouzením opotřebení nástrojů. Porovnání naměřeného silového zatížení ukazuje výrazné rozdíly mezi tepelně zpracovanými a nezpracovanými vzorky. Zároveň je zřejmé odlišné chování při obrábění aditivně zpracovaného a konvenčního materiálu. U aditivně vyrobených vzorků dochází k nekonzistencím v jejich tvrdosti a mikrostruktuře, což má za následek vznik řezných sil odlišné velikosti i při použití stejných řezných podmínek. Tepelně zpracovaný aditivní vzorek vykazuje vyšší drsnost obrobeného povrchu než nezpracovaný. Metalografické výbrusy odhalily u aditivních vzorků výraznou porozitu, markantní zejména u vzorku bez dodatečného TZ, která koreluje se zvýšeným opotřebením nástrojů a nekonzistencemi v naměřených tvrdostech jednotlivých vzorků.The aim of this bachelor’s thesis is a comprehensive evaluation of the machinability of H13 steel processed by the additive BMD method. The thesis compares three types of workpieces: two additively manufactured specimens (one with heat treatment, the other without) and one conventional, heat-treated workpiece as a reference. During machining, cutting forces were measured, which were subsequently processed and compared. Furthermore, the thesis deals with the analysis of hardness and surface roughness of the machined specimens, microstructural evaluation of metallographic sections, and assessment of tool wear. The comparison of the measured cutting forces shows significant differences between heat-treated and untreated specimens. At the same time, a different machining behavior between the additively manufactured and the conventional material is evident. In the additively manufactured specimens, inconsistencies in hardness and microstructure occur, resulting in cutting forces of varying magnitudes even under identical cutting conditions. The heat-treated additive specimen exhibits higher surface roughness than the untreated one. Metallographic sections revealed pronounced porosity in the additively manufactured specimens, especially in the sample without additional heat treatment, which correlates with increased tool wear and inconsistencies in the measured hardness values of individual specimens.