Design of recoating system for processing of two metal powders using 3D Printing

Diplomová práce se zabývá návrhem, konstrukcí a testováním zařízení pro nanášení dvou různých kovových prášků, které je schopné kompatibilně pracovat s 3D tiskárnou kovových materiálů SLM 280HL. Jelikož oblast multimateriálového tisku kovů technologie selective laser melting (SLM) nebyla doposud nijak významně prozkoumána, byl zpracován přehled existujících patentů a možných přístupů k řešení. Zařízení bylo úspěšně zkonstruováno a byly provedeny série testů definující problematiku nanášení vylepšené hlavice, která používá trysku a vibrační motorek s excentrem. Na základě vykonaných experimentů byly definovány nanášecí parametry multimateriálové vrstvy z materiálů FeAm a 316L. K navrhnutému zařízení byl vytvořen ovládací systém pro částečnou automatizaci procesu. Zařízení bylo implementované do tiskárny, ve které byla demonstrována jak možnost nanášení jedné multimateriálové vrstvy o minimální tloušťce 50 m, tak schopnost výroby 3D multimateriálového dílu, složeného až z 200 vrstev a obsahujícího změnu materiálu ve všech osách.The thesis deals with the design, construction and testing of two different metal powder coating equipment, which is able to work with SLM 280HL metal 3D printer. Since the field of multimaterial metal printing by selective laser melting (SLM) has not been significantly investigated yet, an overview of existing patents and possible approaches to the solution has been developed. The device has been successfully designed and a series of tests was carried out defining the issue of applying an improved head that uses a nozzle and an eccentric vibration motor. Based on the experiments performed, the coating parameters of the multimaterial layer of FeAm and 316L materials were defined. A control system for the partial process automation was created for the proposed device. The device was implemented in a printer that demonstrated both the ability to apply a single multimaterial layer of at least 50 m thickness, and the ability to produce a 3D multimaterial component comprised of up to 200 layers and containing material change across all axes.