Dzionk S., Monografia 139. Modelowanie i analiza nierówności powierzchni elementów wykonywanych metodą stereolitografii

Stereolitografia jest jedną z metod szybkiego prototypowania, w której przedmiot (model) uzyskujemy poprzez utwardzanie ciekłego polimeru za pomocą promieniowania laserowego. Metoda tą uzyskuje się dość dokładne przedmioty (modele) biorąc pod uwagę wymiar i kształt. Ten sposób wykonywania przedmiotów powoduje powstawanie specyficznej struktury powierzchni zwanej efektem schodkowym (stair-step effect, staircase). Struktura ta powoduje konieczność stosowania dodatkowej obróbki powierzchni przedmiotu. Poznanie procesu tworzenia się tego typu struktury powierzchni umożliwia sterowanie procesem wykonywania przedmiotów w sposób powodujący minimalizację wyżej wymienionego efektu, a tym samym ograniczenie dodatkowej obróbki. Niniejsza praca opisuje zjawiska mające wpływ na tworzącą się strukturę. Przedstawia modele obliczeniowe służące do prognozowania parametrów powstającej struktury jak i porównuje je z rzeczywistymi wartościami pomiarów. Modele obliczeniowe zaprezentowane pracy są dla różnych typów profilu nierówności tj: ostrych krawędzi, ostrych krawędzi z kątem pochylenia profilu, krawędzi zaokrąglonych, a także różnych parametrów tj: Ra, Rz, RSm. Przedstawiono wyniki pomiarów powierzchni zarówno dla powierzchni pionowych jak i pochylonych. Oparto je na bazie profilogramów 2D jak i topografii powierzchni 3D. Oprócz efektu schodkowego na powierzchni przedmiotów wykonywanych w/w metodą mogą powstawać dodatkowe nierówności związane z innymi czynnikami występującymi podczas ich wykonywania. Wynikają one między innymi z rozproszenia rozkładu energii we wiązce lasera, pracą zgarniacza i innych. W pracy zawarto między innymi opis tych czynników jak i ich wpływ na strukturę powierzchni wykonywanego przedmiotu. Opisano także elementy, o których decyduje się podczas przygotowania technologii jak: grubość warstw przyrostowych, sztywność i ustawienie podpór i inne. Z badań wynika, że wpływ dodatkowych czynników na strukturę powierzchni może w istotnym stopniu zakłócić oczekiwane rezultaty oraz powodować znaczny rozrzut wyników pomiaru powierzchni. Do pracy załączono zestawienie: profilogramów 2D, topografii 3D krzywych gęstości amplitudowej, udziału materiałowego oraz innych charakterystyk powierzchni przedmiotów wykonanych w zakresie kąta pochylenia powierzchni 0 < Θ < 360 deg. Na tej podstawie możliwe są dalsze analizy struktury powierzchni modeli wykonywanych ww. metodą.