Optimizing the 3D printing process to minimize residual stresses
The result's identifiers
Result code in IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23210%2F25%3A43977763" target="_blank" >RIV/49777513:23210/25:43977763 - isvavai.cz</a>
Result on the web
—
DOI - Digital Object Identifier
—
Alternative languages
Result language
čeština
Original language name
Optimalizace procesu 3D tisku pro minimalizaci zbytkových napětí
Original language description
Technologie je zaměřena na optimalizaci procesních parametrů 3D tisku pro snížení tahových zbytkových napětí tištěných dílů v průběhu vlastní výroby bez potřeby dodatečného tepleného zpracování. Technologie byla ověřena při 3D tisku a analýze zkušebních vzorků a následnou mechanickou (cyklickou) zkouškou pro únavovou životnost. Na tištěných vzorcích definovaného tvaru byla provedena analýza zbytkového napětí pomocí dvou různých technologií (RTG a odvrtávání), a to v místě povrchu i pod povrchem do hloubky 1 mm. Vzorky tištěné standardními parametry vykazovaly vyšší zbytková napětí v místě blízko u stavěcí platformy, která mohou vést k deformacím způsobující rozměrovou nepřesnost a zvyšující pravděpodobnost inicializaci trhlin a jejich šíření. Optimalizací procesních parametrů došlo ke snížení zbytkových tahových napětí, které vede ke zvýšení spolehlivosti tištěných dílů a snížení nutnosti postprocesingu a nákladů. Následně byla technologie s optimalizovanými parametry ověřena na tisku cyklických vzorků, které byly poté bez dodatečného tepelného zpracování, podrobeny mechanické zkoušce na únavovou životnost. Vzorky tištěné optimalizovanými parametry dosáhly výrazně vyšší únavové životnosti (o 90 %) než vzorky tištěné standardními parametry, což vede ke zvýšení celkových užitných vlastností a životnosti tištěných dílů, snížení zmetkovitosti a snížení nákladů spojených s tepelným zpracováním (o 100%).Technologie byla dále ověřena na funkčním vzorku s potenciálem pro implementaci do praxe.
Czech name
Optimalizace procesu 3D tisku pro minimalizaci zbytkových napětí
Czech description
Technologie je zaměřena na optimalizaci procesních parametrů 3D tisku pro snížení tahových zbytkových napětí tištěných dílů v průběhu vlastní výroby bez potřeby dodatečného tepleného zpracování. Technologie byla ověřena při 3D tisku a analýze zkušebních vzorků a následnou mechanickou (cyklickou) zkouškou pro únavovou životnost. Na tištěných vzorcích definovaného tvaru byla provedena analýza zbytkového napětí pomocí dvou různých technologií (RTG a odvrtávání), a to v místě povrchu i pod povrchem do hloubky 1 mm. Vzorky tištěné standardními parametry vykazovaly vyšší zbytková napětí v místě blízko u stavěcí platformy, která mohou vést k deformacím způsobující rozměrovou nepřesnost a zvyšující pravděpodobnost inicializaci trhlin a jejich šíření. Optimalizací procesních parametrů došlo ke snížení zbytkových tahových napětí, které vede ke zvýšení spolehlivosti tištěných dílů a snížení nutnosti postprocesingu a nákladů. Následně byla technologie s optimalizovanými parametry ověřena na tisku cyklických vzorků, které byly poté bez dodatečného tepelného zpracování, podrobeny mechanické zkoušce na únavovou životnost. Vzorky tištěné optimalizovanými parametry dosáhly výrazně vyšší únavové životnosti (o 90 %) než vzorky tištěné standardními parametry, což vede ke zvýšení celkových užitných vlastností a životnosti tištěných dílů, snížení zmetkovitosti a snížení nákladů spojených s tepelným zpracováním (o 100%).Technologie byla dále ověřena na funkčním vzorku s potenciálem pro implementaci do praxe.
Classification
Type
Z<sub>tech</sub> - Verified technology
CEP classification
—
OECD FORD branch
20301 - Mechanical engineering
Result continuities
Project
<a href="/en/project/TQ03000457" target="_blank" >TQ03000457: Applied Research on the Process Parameters for 3D Printing of Tool Steel to Minimize Residual Stresses</a><br>
Continuities
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Others
Publication year
2025
Confidentiality
C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.
Data specific for result type
Internal product ID
OT006/2025/21200
Numerical identification
OT006/2025/21200
Technical parameters
Ověřená technologie stanovuje optimalizované procesní parametry 3D tisku nástrojové oceli pro snížení zbytkových tahových napětí a zvýšení rozměrové stability dílů. Byla ověřena tiskem a analýzou zkušebních vzorků s měřením napětí na povrchu i pod povrchem. Výsledkem je stabilní tiskový proces bez nutnosti dodatečného tepelného zpracování, vedoucí k vyšší přesnosti, spolehlivosti a únavové životnosti dílů. Technologie je připravena k přímému využití na standardních zařízeních pro 3D tisk kovů. Smlouva o využití výsledku ze dne 27.01.2026. Innomia a.s. IČO:27498409, Západočeská univerzita v Plzni, IČO: 497 77 513, České vysoké učení technické v Praze, Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská, IČO 68407700.
Economical parameters
Zavedení technologie umožňuje snížení výrobních a provozních nákladů při 3D tisku dílů z nástrojové oceli díky odstranění potřeby tepelného zpracování a úsporám času i energie. Optimalizovaný proces zvyšuje přesnost, snižuje zmetkovitost a zlepšuje využití materiálu i výrobních kapacit. Implementace v praxi přináší vyšší produktivitu a nižší náklady bez nutnosti dodatečných investic do zařízení.
Application category by cost
—
Owner IČO
49777513
Owner name
Západočeská univerzita v Plzni
Owner country
CZ - CZECH REPUBLIC
Usage type
A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence
Licence fee requirement
A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek
Web page
—