Розширення технологічних можливостей прискореного формоутворення способом стереолітографії - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРобота виконана на кафедрі "Різання матеріалів та різальні інструменти" Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України. Грабченко Анатолій Іванович, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", завідувач кафедри різання матеріалів та різальних інструментів Арпентьєв Борис Михайлович, Українська інженерно-педагогічна академія, завідувач кафедри технологій і управління якістю в машинобудуванні, м. Захист відбудеться "23" грудня 2004 р. о "14 "годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.050.12 у Національному технічному університеті "Харківський політехнічний інститут" за адресою: 61002, м. З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".Необхідна точність виготовлення виробу формується з урахуванням можливих аналітичних і технологічних похибок процесу стереолітографії. Тому розширення технологічних можливостей процесу стереолітографії за рахунок оптимізації часу побудови виробів із забезпеченням заданої точності формоутворення являє собою актуальну наукову і практичну задачу. Виконання дисертаційної роботи повязано з держбюджетною науковою тематикою кафедри “Різання матеріалів та різальні інструменти” Національного технічного університету “Харківський політехнічний інститут” за темою “Створення теорії та методики моделювання процесів різання в тривимірному (3D) просторі на основі багатопараметричних афінних відображень” (ДР № 0102U000976, 2002 - 2004 рр.), в котрій здобувач був виконавцем окремих розділів. Метою роботи є виявлення шляхів удосконалення технологічного процесу і визначення умов їх реалізації, що забезпечують розширення технологічних можливостей способу лазерної стереолітографії, зниження тривалості часу створення виробів при заданій якості формоутворення. На базі розгляду фізичних особливостей способу лазерної стереолітографії вперше розроблено аналітичні моделі технологічного часу створення виробів, що залежать від 18-и основних параметрів і дозволяють описувати результати декомпозиції шляхом введення коефіцієнта поділу виробу на частини і кількості завантажень установки для лазерної стереолітографії.У звязку з тим, що застосування лазерної стереолітографії охоплює більш 50% робіт в області RP-технологій, вона може розглядатися як базова при порівнянні достоїнств і недоліків інших способів генеративних технологій. Вироблено алгоритм досліджень: створення, візуалізація й оптимізація конструкції 3D-CAD моделі (прототипу виробу); її представлення сукупністю 2D-CAD перетинів з одночасною підготовкою керуючих програм руху лазерного променя і побудовою технологічних баз (опор); пошарове вирощування прототипу за технологією RP; верифікація і коректування 3D (2D)-CAD моделей; остаточне тиражування. Висунуто й обґрунтовано гіпотезу про необхідність зворотної структурної декомпозиції і трансформації виробів для оптимізації процесу їхнього створення способом лазерної стереолітографії за критерієм мінімуму технологічного часу з обмеженням по точності формоутворення. Технологічний процес виготовлення виробів способом лазерної стереолітографії можна представити у виді послідовності наступних операцій: підготовчі операції (монтаж робочої платформи, дозаправлення робочої ємності мономерною смолою); пошарова побудова технологічних опор (підтримок); пошарове виготовлення виробу; заключні операції (демонтаж виробу з робочої платформи, видалення технологічних опор, промивання виробу, остаточна полімеризація виробу в ультрафіолетовій камері й ін.). Для випадку сталості товщин фотополімеризованих шарів й інших параметрів аналітична модель часу створення виробу від 18-и технологічних параметрів має такий вигляд: Таблиця 1 - Параметри процесу формоутворення виробів способом лазерної стереолітографіїДисертаційна робота присвячена рішенню науково-технічної задачі удосконалення процесу і розробці практичних шляхів, спрямованих на розширення технологічних можливостей стереолітографії, в рамках якої зроблено наступні висновки: 1. Розширення технологічних можливостей способу стереолітографії можна досягти зворотною структурною декомпозицією і трансформацією виробів. Зворотна декомпозиція вихідного виробу повинна виконуватися шляхом його поділу на складові елементи по висоті, створення цих елементів при раціональній орієнтації щодо поверхні робочої платформи установки з наступним складанням в заданий виріб, при цьому забезпечується скорочення технологічного часу їх створення при заданій якості формоутворення. Виявлено параметри, що вносять найбільш значимий внесок у технологічний час виготовлення виробів: вихідна висота виробу , площа робочої області, зайнятої деталями, , і товщина фотополімеризованого шару .

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ