Ústav
Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství (106)
ID
2028-106-7
Vedoucí
doc. Ing. Jiří Kubásek, Ph.D.
Konzultant
Ing. David Nečas, Ph.D.
Aktuální studijní programy
B106-Chemie biomateriálů pro medicínské využitíB112-Materiálové inženýrství
Podstata a cíl práce
Aditivní výroba kovů technologií laserového tavení v práškovém loži (LPBF) umožňuje připravovat tvarově složité součásti pro energetiku, strojírenství i letectví. Zpracování některých perspektivních materiálů však provází vznik pórů, trhlin a dalších vad, které omezují jejich využití. Vedle výkonu laseru a rychlosti skenování ovlivňuje proces také prostorové rozložení energie v laserovém paprsku. Moderní zařízení umožňují toto rozložení měnit od konvenčního Gaussova profilu až po prstencové profily, a tím ovlivňovat geometrii tavné lázně, podmínky tuhnutí i výslednou mikrostrukturu.
Práce se zaměří na posouzení možností tvarování laserového paprsku při zpracování vybrané kovové slitiny. Mezi možné studované materiály patří niklové superslitiny pro turbínové součásti, nástrojové oceli a slitiny hliníku. Cílem bude objasnit vztah mezi tvarem paprsku, parametry tisku a charakterem vznikajícího materiálu a identifikovat podmínky, které umožní omezit výskyt vnitřních vad.
Práce se zaměří na posouzení možností tvarování laserového paprsku při zpracování vybrané kovové slitiny. Mezi možné studované materiály patří niklové superslitiny pro turbínové součásti, nástrojové oceli a slitiny hliníku. Cílem bude objasnit vztah mezi tvarem paprsku, parametry tisku a charakterem vznikajícího materiálu a identifikovat podmínky, které umožní omezit výskyt vnitřních vad.
Náplň činnosti studenta
Student zpracuje stručnou literární rešerši zaměřenou na tvarování laserového paprsku a specifika zpracování vybrané slitiny technologií LPBF. Zapojí se do návrhu a přípravy experimentální série jednotlivých tavných stop a jednoduchých objemových vzorků s využitím vybraných profilů paprsku.
Pomocí světelné a elektronové mikroskopie vyhodnotí geometrii a spojitost tavných stop, mikrostrukturu objemových vzorků a výskyt vnitřních vad. Obrazovou analýzou stanoví rozměry tavných stop a množství, velikost a tvar identifikovaných defektů. Charakterizaci doplní měřením mikrotvrdosti a podle potřeby dalšími mechanickými vlastnostmi. Získané výsledky porovná s použitými parametry tisku a tvary paprsku. Závěrem doporučí perspektivní podmínky pro další optimalizaci zpracování vybrané slitiny.
Pomocí světelné a elektronové mikroskopie vyhodnotí geometrii a spojitost tavných stop, mikrostrukturu objemových vzorků a výskyt vnitřních vad. Obrazovou analýzou stanoví rozměry tavných stop a množství, velikost a tvar identifikovaných defektů. Charakterizaci doplní měřením mikrotvrdosti a podle potřeby dalšími mechanickými vlastnostmi. Získané výsledky porovná s použitými parametry tisku a tvary paprsku. Závěrem doporučí perspektivní podmínky pro další optimalizaci zpracování vybrané slitiny.