SLM 3D-ПРИНТЕРІНІҢ ЖҰМЫСЫН ОПТИМИЗАЦИЯЛАУ ҮШІН ЦИФРЛЫҚ ЕГІЗДІ ҚОЛДАНУ

Мақалада техникалық мүмкіндіктері шектеулі жағдайда жұмыс істеуге бейімделген селективті лазерлік балқыту (SLM) қондырғысы үшін цифрлық егіздің жасалуы және тәжірибелік тұрғыдан тексерілуі ұсынылады. Ұсынылған құрылым ұнтақты беру және тегістеу үшін қолдан жасалған механизмді, сондай-ақ жылулық деректерді нақты уақытта жинап, талдауға мүмкіндік беретін телеметриялық модульді қамтиды. Цифрлық егіз – термомеханикалық талдауды, G-code орындауын және басып шығару параметрлеріне түзетулер енгізуді біріктіретін интеграцияланған модель. Есептік негіз ретінде жылуөткізгіштіктің бейсызық теңдеуі, сондай-ақ лазер сәулесінің қуат тығыздығының Гаусс үлестірімі алынған.
Модельді тексеру үшін балқыту аймағына орнатылған пирометрлер мен термопарлар қолданылған. Модельдеу мен өлшеу нәтижелерін салыстыру орташа абсолюттік қателіктің 2,5 °Cтан аспайтынын көрсетті. Цифрлық егізді қолдану қалдық кернеулерді 12-15 %-ға дейін төмендетуге мүмкіндік берді, бұл рентгендік дифракция әдісімен расталды. Дайындалған жүйе сапаны болжау арқылы бақылауды тиімді жүзеге асырып, бейімделетін басқару контурына интеграциялануы мүмкін. Шешім Индустрия 4.0 тұжырымдамасына сәйкес келеді және SLM үдерістерінің тұрақтылығын, қайталануын және сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді.

1. Тулегулов А.Д. Аддитивные технологии для создания металлических объектов для военной техники и вооружения / А.Д. Тулегулов, Н.К. Юрков // Вестник Академии национальной гвардии Республики Казахстан. – 2024. – № 3(53). – С. 151-157.

2. Использование информационных технологий CAD и CAE в аддитивном производстве / А.Д. Тулегулов и др. // Вестник КазУТБ – 2025. – № 27. – С. 139-147.

3. Development and characterization of UV curable epoxy/hydroxyapatite suspensions for stereolithography applied to bone tissue engineering / F. Scalera et al // Ceramics International. – 2014. – Т. 40, № 10. – P. 15455-15462.

4. A review of the additive manufacturing (3DP) of bioceramics: alumina, zirconia (PSZ) and hydroxyapatite / L. Ferrazé et al // Journal of the Australian Ceramic Society. – 2017. – Т. 53, № 1. – P. 11-20.

5. Scheithauer U. Thermoplastic 3D printing – an additive manufacturing method for producing dense ceramics / U. Scheithauer // International Journal of Applied Ceramic Technology. – 2015. – Т. 12, – № 1. – P. 26-31.

6. A novel two-step sintering for nano-hydroxyapatite scaffolds for bone tissue engineering / P. Feng et al // Scientific reports. – 2014. – Т. 4.

7. Nanocrystalline hydroxyapatite with simultaneous enhancements in hardness and toughness / J. Wang et al // Biomaterials. – 2009. – Т. 30, № 34. – P. 6565-6572.

8. Microwave-processed nanocrystalline hydroxyapatite: simultaneous enhancement of mechanical and biological properties / S. Bose et al // Acta Biomaterialia. – 2010. – Т. 6, № 9. – P. 3782-3790.

9. Fabrication of dense hydroxyapatite nanobioceramics with enhanced mechanical properties via two-step sintering process / K. Lin et al // International Journal of Applied Ceramic Technology. – 2011. – Т. 9, № 3. – P. 479-485.

10. Structure and properties of nano-hydroxyapatite scaffolds for bone tissue engineering with a selective laser sintering system / C. Shuai et al // Nanotechnology. – 2011. – Т. 22, № 28.

11. Simulation of dynamic temperature field during selective laser sintering of ceramic powder / C. Shuai et al // Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems. – 2013. – Т. 19, № 1. – P. 1-11.