Zpracování vysoce vytvrditelné oceli technologií L-PBF
Loading...
Date
Authors
Bóssi, Adam
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
ORCID
Abstract
Diplomová práca sa zaoberá spracovaním vysoko-vytvrditeľnej maraging ocele MAR-60 technológiou selektívneho laserového tavenia (L-PBF) a jej využitím pre výrobu strižného nástroja. Cieľom bolo nájsť optimálne procesné parametre vedúce k vysokej relatívnej hustote materiálu, nízkej drsnosti povrchu a dobrým mechanickým vlastnostiam. V úvodnej časti sú porovnané tri rôzne práškové ocele, MAR-60, AM Dievar a W360, z hľadiska ich spracovateľnosti. Na základe výsledkov bola ako najvhodnejší kandidát zvolená oceľ MAR-60. V práci boli realizované experimenty na objemové aj kontúrové vzorky, analyzovaný bol vplyv procesných parametrov pomocou DoE a ich dopad na porozitu, tvorbu prasklín a drsnosť povrchu. Následne boli vzorky podrobené rôznym režimom tepelného spracovania a skúškam mechanických vlastností. Výsledkom je návrh demonštračného strižného nástroja spolu s odporúčanými procesnými parametrami aditívnej výroby a tepelného spracovania.
This thesis focuses on processing the high-hardness maraging steel MAR-60 using the Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) technology for the production of a sheet metal punching tool. The goal was to identify optimal process parameters to achieve high relative material density, low surface roughness, and desirable mechanical properties. Initially, three different powder steels, MAR-60, AM Dievar, and W360 were compared in terms of printability. Based on the results, MAR-60 was selected as the most suitable material. A series of experiments were conducted on both bulk and contour samples, analyzing the influence of process parameters via Design of Experiments (DoE) and their effects on porosity, cracking, and surface quality. Selected samples underwent various heat treatment regimes and mechanical testing. The outcome is a proposed demonstrator punching tool along with recommended L-PBF process parameters and heat treatment strategy.
This thesis focuses on processing the high-hardness maraging steel MAR-60 using the Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) technology for the production of a sheet metal punching tool. The goal was to identify optimal process parameters to achieve high relative material density, low surface roughness, and desirable mechanical properties. Initially, three different powder steels, MAR-60, AM Dievar, and W360 were compared in terms of printability. Based on the results, MAR-60 was selected as the most suitable material. A series of experiments were conducted on both bulk and contour samples, analyzing the influence of process parameters via Design of Experiments (DoE) and their effects on porosity, cracking, and surface quality. Selected samples underwent various heat treatment regimes and mechanical testing. The outcome is a proposed demonstrator punching tool along with recommended L-PBF process parameters and heat treatment strategy.
Description
Keywords
L-PBF , procesné parametre , MAR-60 , AM Dievar , W360 , strižný nástroj , L-PBF , process parameters , MAR-60 , AM Dievar , W360 , sheet metal punch
Citation
BÓSSI, A. Zpracování vysoce vytvrditelné oceli technologií L-PBF [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
sk
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)
Ing. Kateřina Dočekalová, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-06-09
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a zodpověděl otázky oponenta.
Otázka oponenta 1: Vysvětlete význam porozity a density, jak veličiny měříme? – ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 2: Hypotéza 1 nebyla potvzena, jako příčina je uvedeno, že tvorba porozity je výsledkem komplexní interakce více procesních parametrů v průběhu stavby. Bylo by možné dále pracovat na optimalizaci predikčního modelu tak, aby přinesl očekávané výsledky? Jakým způsobem? – ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 3: V Tab 5-5 jsou uvedeny hodnoty mechanických zkoušek v tahu pro materiál po tepelném zpracování. V rámci diplomové práce se tahová zkouška pro tepelně zpracované vzorky nepovedla. Co bylo příčinou a jak by bylo možné charakteristiky naměřit? – ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 4: Jaké pevnostní charakteristiky jste použil pro návrh střižného nástroje, který byl tepelně zpracován (uvedeno na str. 92)? (Naměření tahové křivky bylo úspěšně provedeno pouze pro stav bez tepelné úpravy). – ZODPOVĚZENO
dr. Dočekalová: Co navrhujete k tomu, aby bylo možné vzorky z popsaného materiálu otestovat? – ZODPOVĚZENO
doc. Maňas: Jak vysvětlíte materiály s odlišnými vlastnostmi pří výpočtech a experimentu? – ZODPOVĚZENO
doc. Maňas: Pokud chcete použít výsledky z prezentované tabulky pro výpočty, můžete to udělat rovnou nebo je nutné je nejdříve zpracovat? – ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
prof. Hutař: Tepelné zpracování skýtá hrozbu nízké houževnatosti. Jsou křehké vzorky vůbec použitelné? – ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Jak komplexní je namáhání střižného nástroje? – ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Jak jste postupoval se zamítáním, případně nezamítáním hypotéz? – ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
prof. Hutař: Nemůže se stát, že hypotéza je definovaná ve špatném okně procesních parametrů, takže okamžitě vyhodnotí materiály jako nevhodné? – ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Na začátku Vaší práce jste vyloučil z použití nástrojovou ocel. Proč jste se k tomuto kroku uchýlil? – ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Jak se chová zkušební těleso na obrázku? Čím si to chování vysvětlujete? – ZODPOVĚZENO
doc. Koutný: Jaké úhly náklonu při výrobě technologií LPBF jste testoval a proč? – ZODPOVĚZENO
doc. Koutný: Jaké typy vzorků jste testoval pro stanovení porozity? – ZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena