Problematyka projektowania i badania regularnych struktur komórkowych wytwarzanych technologiami przyrostowymi

Abstract

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie wybranych aspektów związanych z projektowaniem i badaniem energochłonnych regularnych struktur komórkowych typu 2D wykonanych za pomocą addytywnych technik wytwarzania. Zaproponowana przez autorów metodyka badawcza obejmowała wytwarzanie struktur za pomocą dwóch technik druku 3D zróżnicowanych pod względem technologicznym i możliwości wytwórczych. Metoda FDM (ang. Fused Deposition Modelling) pozwoliła na przeanalizowanie procesu deformacji szerokiego spektrum topologii w zakresie obciążenia quasi-statycznego i udarowego. Z kolei metoda LENS (ang. Laser Engineered Net Shaping) umożliwiła wykonanie struktur ze stopu tytanu Ti6Al4V charakteryzującego się wysoką wytrzymałością mechaniczną. W pracy przedstawiono najważniejsze problemy związane z procesem badania regularnych struktur komórkowych w różnych warunkach obciążenia, w szczególności w warunkach dynamicznego odkształcenia z wykorzystaniem techniki dzielonego pręta Hopkinsona (SHPB). Przedstawiono główne zagadnienia związane z budową stanowiska SHPB oraz opisano specyfikę badania struktur komórkowych w klasycznym układzie prętów Hopkinsona i w układzie tzw. bezpośredniego uderzenia. Ponadto, dokonano obszernego omówienia problematyki modelowania numerycznego deformacji struktur komórkowych, ze szczególnym uwzględnieniem definicji założeń koniecznych do poprawnego ich zamodelowania.

Keywords

• materiały komórkowe
• energochłonność
• druk 3D
• modelowanie numeryczne
• technika dzielonego pręta Hopkinson’a