STUDY OF ENERGY ABSORPTION IN MICRO – STRUT LATTICE STRUCTURE PRODUCED BY SELECTIVE LASER MELTING

Předložená dizertační práce je součástí většího výzkumného projektu, který si klade za cíl využití mikro prutové konstrukce vyrobené technologií SLM jako absorbér rázové energie s přesně navrženými vlastnostmi. Hlavním cílem práce je vývoj numerického modelu deformačního chování mikro-prutové konstrukce vyrobeného technologií Selective Laser Melting (SLM) z materiálu AlSi10Mg. Aby bylo možné dosáhnout hlavního cíle dizertační práce, bylo nutné analyzovat vliv procesních parametrů technologie SLM na tvorbu vnitřních materiálových vad a drsnost povrchu při výrobě mikro-prutové konstrukce. Tyto imperfekce degradují její mechanické vlastnosti a jejich odstranění zlepší možnosti a přesnost numerické predikce. Výsledky ukazují významný vliv dvou hlavních parametrů – skenovací rychlosti laseru a výkonu laseru. Na základě těchto poznatků byly dále definovány parametry vstupní energie Ein a lineární energie Elin, které zahrnují oba zmíněné parametry a byly definovány jejich limitní hodnoty pro minimalizaci vzniklých imperfekcí. Deformační chování vyrobené mikro-prutové konstrukce bylo analyzováno na navrženém pádové zařízení, které umožňuje testování s dopadovou energií až 120 J. Deformační chování je vyhodnocováno s využitím obrazové analýzy záznamu vysoko rychlostní kamery a silového průběhu z tenzometru. Výsledky analýzy byly využity pro validaci numerického modelu v programu ANSYS Explicit, do kterého byly implementovány poznatky o reálném tvaru vyrobeného mikro-prutového materiálu ve formě eliptického modelu geometrie a informace o reálných mechanických vlastnostech ve formě vyvinutého materiálového modelu. Výsledné porovnání výsledků experimentu s predikcí numerického modelu ukazují dobrou shodu v místě maximálního zatížení Fmax (odchylka 5 %) i průběhu celé deformace vzorku. Tyto poznatky budou v budoucnu využity při návrhu absorbéru energie s definovanými mechanickými vlastnostmi