Забезпечення ефективності адитивного виготовлення корпусних деталей

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛашина, Юлія Вікторівна
dc.contributor.authorМіщенко, Павло Володимирович
dc.date.accessioned2025-11-24T14:54:26Z
dc.date.available2025-11-24T14:54:26Z
dc.date.issued2024
dc.description.abstractМагістерська дисертація на тему «Забезпечення ефективності адитивного виготовлення корпусних деталей» складається із 115 сторінок тексту, містить 54 рисунки, 42 таблиці, список використаних джерел із 39 найменувань. Актуальність теми. На сьогоднішній день, адитивні технології успішно розвинулись від технологій швидкого прототипування до виробничих технологій, які широко застосовуються для виготовлення продуктів різних галузей промисловості, зокрема машинобудування. Особливо ефективними ці технології є для вирішення задач створення виробів складної форми, з високим ступенем кастомізації в умовах одиничного та малосерійного виробництва. В даній роботі розглядається технологія FFF (англ. – Fused Filament Fabrication), яка відноситься до категорії «екструзія матеріалу» (англ. – material extrusion). Ця технологія набула значного розповсюдження завдяки своїй доступності та універсальності. Важливим питанням при використанні нових технологій і матеріалів є налагодження параметрів процесу таким чином, щоб найбільш ефективно задовольнити вимоги, які висуваються до виробу, тобто з найменшими витратами ресурсів – часу, матеріалу, енергії. Однією з таких вимог є забезпечення точності розмірів деталей. Виходячи з викладеного вище, забезпечення ефективності адитивного виготовлення деталей шляхом обґрунтованого призначення параметрів 3D-друку та проєктування конструкцій виробів, орієнтованих на адитивні процеси, є актуальною науково-прикладною проблемою. Мета роботи. Забезпечення ефективності адитивного виготовлення корпусних деталей за технологією Fused Filament Fabrication шляхом виявлення впливу геометричних параметрів внутрішнього заповнення на точність розмірів деталей, а також проєктування конструкцій з урахуванням обмежень та можливостей процесу. Задачі дослідження: 1. Розробити план повного факторного експерименту, виконати досліди відповідно до плану. 2. Побудувати математичну модель залежності точності розмірів при виготовленні за технологією FFF від параметрів структури внутрішнього заповнення деталі. 3. Проаналізувати отримані результати, зробити висновки і надати рекомендації. 4. Виконати практичну перевірку отриманих результатів при виготовленні прототипу деталі «Кришка передня». Об’єкт дослідження: технологічний процес адитивного виготовлення деталей методом екструзії матеріалу Fused Filament Fabrication. Предмет дослідження: вплив параметрів 3D друку, а саме структури внутрішнього заповнення, на точність розмірів деталей. Методи дослідження. У роботі застосовано методи математичного моделювання, регресійного аналізу та планування експерименту. Наукова новизна одержаних результатів: Отримано емпіричну математичну модель, яка описує залежність точності геометричних розмірів від шаблону та щільності заповнення при використанні технології FFF для композиційного матеріалу ABS pro CCF. Практичне значення одержаних результатів: Сформульовано рекомендації щодо використання різних структур заповнення (шаблонів і щільності) з метою мінімізації відхилення фактичних розмірів деталей від номінальних при виготовленні деталей з композиційного матеріалу ABS pro CCF за технологією FFF. Розроблено конструкцію корпусної деталі та виготовлено її прототип з урахуванням отриманих результатів. Апробація. Результати дослідження доповідались на XV Міжнародній науково-технічній конференції молодих вчених та студентів «Інновації молоді в машинобудуванні 2024» з публікацією тез: Міщенко П. В., Рубашевський В. В., Лашина Ю. В., Фролов В. К. Точність геометричних розмірів зразків при 3D-друці композиційного матеріалу за допомогою технології FDM: матеріали XV Міжнар. наук.-техн. конф. молодих вчених та студентів «Інновації молоді в машинобудуванні», м. Київ, 23 квіт. - 3 трав. 2024 р. / КПІ імені Ігоря Сікорського, Київ, 2024. https://imm-mmi.kpi.ua/imm2024/paper/view/30593. Міщенко П.В., Лапач С.М. Нелінійний дискримінантний аналіз з поліномами Чебишева: матеріали XV Міжнар. наук.-техн. конф. молодих вчених та студентів «Інновації молоді в машинобудуванні», м. Київ, 23 квіт. - 3 трав. 2024 р. / КПІ імені Ігоря Сікорського, Київ, 2024. https://imm-mmi.kpi.ua/imm2024/paper/view/30210 Публікації. За результатами досліджень подано статтю в Міжнародний науково-технічний журнал "Mechanics and Advanced Technologies" (прийнято до друку: грудень 2024р) Міщенко П.В., Лашина Ю.В., Фролов В.К., Лапач С.М. Залежність точності розмірів деталей від внутрішньої структури шарів при 3D- друці за технологією Fused Filament Fabrication
dc.description.abstractotherRelevance of the Topic. Additive manufacturing technologies have successfully evolved from rapid prototyping methods to production technologies widely used in various industries, including mechanical engineering. These technologies are particularly effective for creating complex-shaped products with a high degree of customization in single and small-batch production. This study focuses on the FFF (Fused Filament Fabrication) technology, which belongs to the category of material extrusion. FFF has gained significant popularity due to its accessibility and versatility. An important issue when using new technologies and materials is optimizing process parameters to effectively meet product requirements with minimal resource expenditure—time, materials, and energy. One such requirement is ensuring dimensional accuracy of the parts. Based on the above, ensuring the efficiency of additive manufacturing through the proper selection of 3D printing parameters and designing products tailored to additive processes is a relevant scientific and applied problem. Objective of the Study. To ensure the efficiency of additive manufacturing for housing components using Fused Filament Fabrication by identifying the impact of internal infill geometric parameters on dimensional accuracy and designing components considering the limitations and capabilities of the process. Tasks of the Study: 1. Develop a full-factorial experimental plan and conduct experiments according to the plan. 2. Create a mathematical model describing the dependence of dimensional accuracy during FFF manufacturing on the internal infill structure parameters. 3. Analyze the obtained results, draw conclusions, and provide recommendations. 4. Perform practical validation of the results by manufacturing a prototype of the "Cover" part Object of the Study: The additive manufacturing process using Fused Filament Fabrication. Subject of the Study: The impact of 3D printing parameters, specifically the internal infill structure, on the dimensional accuracy of components. Research Methods. The study employs mathematical modeling, regression analysis, and experimental design planning methods. Scientific Novelty of the Results: An empirical mathematical model was developed to describe the dependence of dimensional accuracy on infill pattern and density when using FFF technology with the composite material ABS pro CCF. Practical Significance of the Results: Recommendations have been formulated for using different infill structures (patterns and densities) to minimize deviations of actual part dimensions from nominal ones when manufacturing components from ABS pro CCF composite material using FFF technology.
dc.format.extent115 с.
dc.identifier.citationМіщенко, П. В. Забезпечення ефективності адитивного виготовлення корпусних деталей : магістерська дис. : Прикладна механіка / Міщенко Павло Володимирович. – Київ, 2024. – 115 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/77348
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subject3D друк
dc.subjectадитивні технології
dc.subjectкомпозиційні матеріали
dc.subjectFused Filament Fabrication
dc.subjectрегресійний аналіз
dc.subject3D printing
dc.subjectadditive technologies
dc.subjectcomposite materials
dc.subjectregression analysis
dc.titleЗабезпечення ефективності адитивного виготовлення корпусних деталей
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Mishchenko_magistr.pdf
Розмір:
1.66 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ТМ)
Магістерські роботи