Тема выпускной квалификационной работы: «Конечно-элементное моделирование процесса 3D печати». Данная работа посвящена рассмотрению процесса моделирования 3Д печати и получения поля напряжений, деформирования от предполагаемой формы детали из-за остывания. Задачи, которые решались в ходе исследования: Подтвердить, что изменение температуры вызывает тепловые деформации в материале, а ограничение теплового расширения приводит к появлению напряжений. Симуляция этапов аддитивного производства на тестовой геометрии с использованием пакета конечно-элементного моделирования Ansys. Проведение исследования с моделированием процесса послойной печати для детали из ABS пластика. Получение полей распределения температур, остаточных напряжений и деформаций при различных ориентациях детали в камере печати с последующей верификацией. Были получены поля распределения температур для каждого слоя печати на тестовой модели после проведения топологической оптимизации и на модели из ABS пластика. Также были рассчитаны остаточные напряжения и деформации в детали после остывания. Были подтверждено следующее: изменение температуры вызывает тепловые деформации в материале, а ограничение теплового расширения приводит к появлению напряжений. Получены результаты расчётов при разных ориентациях модели, описывающей послойную печать в пакете Ansys, в камере печати.

The theme of the graduate qualification work: "Finite element modeling of the 3D printing process". This work is devoted to the study of the process of 3D printing modeling and obtaining a stress field, deformation from the expected shape of the part due to cooling. Tasks that were solved in the course of the study:Confirm that a change in temperature causes thermal deformations in the material, and the limitation of thermal expansion leads to the appearance of stresses. Simulation of additive manufacturing steps on test geometry using Ansys finite element modeling package. Carrying out a study with modeling of the layer-by-layer printing process for a part made of ABS plastic. Obtaining temperature distribution fields, residual stresses and deformations at different orientations of the part in the print chamber with subsequent verification. Temperature distribution fields were obtained for each print layer on a test model after topological optimization and on a model made of ABS plastic. Also, residual stresses and deformations in the part after cooling were calculated. The following has been confirmed: a change in temperature causes thermal deformations in the material, and the limitation of thermal expansion leads to the appearance of stresses. The results of calculations are obtained for different orientations of the model describing layer-by-layer printing in the Ansys package in the print chamber.

• РЕФЕРАТ
• ABSTRACT
• Введение
• Глава 1. Теория этапов аддитивного производства в Ansys.
• Глава 2. Литературный обзор.
• Глава 3. Симуляция этапов аддитивного производства на тестовой конструкции.
• 3.1. Анализ нагружения.
• 3.2. Топологическая оптимизация.
• 3.3. Моделирование аддитивной печати.
• Глава 4. Моделирование процесса послойной печати для детали из ABS пластика при различных ориентациях в камере печати.
• 4.1. Горизонтальная ориентация.
• 4.2. Вертикальная ориентация.
• 4.3. Ориентация под наклоном.
• Заключение
• Список использованной литературы