Семинар "Методы проектирования конструкций, изготавливаемых с помощью..." от 07.11.22

Семинар "Методы проектирования конструкций, изготавливаемых с помощью аддитивных технологий". Докладчик Большаков Павел Владиславович (научный сотрудник, Казанский федеральный университет).

Исследования в области аддитивного производства является актуальной задачей в разных сферах деятельности. Фундаментальные и прикладные исследования проводятся ведущими странами научно-исследовательской аддитивных технологий, в том числе позволило переосмыслить понятие материала. Так, стало возможным создание изделий, обладающими сложными комплексными свойствами, при этом сама структура изделия может быть рассмотрена как некий неоднородный, а зачастую обладающий сложной микроструктурой, материал. Такие материалы особенно актуальны в областях биоматериалов и метаматериалов.
На данный момент, большую популярностью получают исследование структур, в том числе для решетчатых и пористых конструкций, которые изготавливаются из различных материалов преимущественно с помощью аддитивных технологий. Можно выделить два основных направления: проектирование решетчатых или пористых структур/конструкций и определение физико-механических свойств тел со сложной микроструктурой. При проектировании решетчатых или пористых структур, учитывается: выбор представительного элемента, способ производства, выбор материала исследуемого тела. В процессе оценки напряженно-деформированного состояния неоднородных материалов возникают проблемы, связанные с изменением внутренней структуры исследуемого образца при деформировании. Данное исследование посвящено проектированию решетчатых и пористых конструкций.
Разработка методов проектирования таких конструкций на данный момент является актуальной задачей. Так, для проектирования конструкций со сложной структурой, во-первых, необходимо определить базовый элемент или, так называемую, элементарную ячейку. На этапе проектирования возникают проблемы, связанные с выбором элементарной ячейки, так как на начальном этапе предугадать работу ячейки крайне тяжело. Поэтому большинство работ в области проектирования и изготовления изделий с помощью аддитивных технологий рассматривают конструкции с однородным заполнением.
Другими словами, конструкция представляет из себя набор идентичных по типу и размеру элементарных ячеек. Затем оценивают влияние элементарных ячеек на напряженно-деформированное состояние изделия. Однако, в природе наблюдаются конструкции, механические свойства которых принципиально определяются неравномерностью микроархитектуры (наиболее распространённый пример – костные органы).