Tvarově složitá součást optimalizovaná z hlediska snížení zbytkových napětí

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23210%2F25%3A43977551" target="_blank" >RIV/49777513:23210/25:43977551 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Tvarově složitá součást optimalizovaná z hlediska snížení zbytkových napětí

Popis výsledku v původním jazyce

Funkční vzorek představuje tvarově složitou vložku do formy s integrovanými konformními chladicími kanály, vyrobenou z nástrojové oceli MS1 metodou 3D tisku (SLM). Na tomto dílu byla ověřena technologie optimalizovaných procesních parametrů 3D tisku, které umožňují snížit vznik tahových zbytkových napětí během výroby bez nutnosti dodatečného tepelného zpracování. V rámci ověřování byla provedena analýza vnitřních napětí dvěma metodami – odvrtávací metodou a metodou rentgenové difrakce. Měření probíhalo jak na povrchu, tak i pod povrchem součásti. Výsledky potvrdily snížení zbytkových napětí a zlepšenou strukturální integritu dílu oproti vzorkům tištěným standardními parametry. Funkční vzorek prokázal vhodnost optimalizovaného postupu pro výrobu nástrojových komponent s konformním chlazením, přičemž umožňuje snížení nákladů na postprocesing o 80% a zvýšení životnosti forem o 20%. Výsledek má přímý aplikační potenciál pro implementaci do průmyslové praxe v oblasti výroby forem a nástrojů.

Název v anglickém jazyce

Geometrically complex component manufactured with a process optimized for residual stress reduction

Popis výsledku anglicky

The functional sample represents a geometrically complex mold insert with integrated conformal cooling channels, manufactured from MS1 tool steel using 3D printing (SLM). The component was used to validate a technology of optimized 3D printing process parameters aimed at reducing tensile residual stresses during production without the need for subsequent heat treatment. Residual stress analysis was performed using two methods – the hole-drilling method and X-ray diffraction – both on the surface and below the surface of the component. The results confirmed a reduction of residual stresses and improved structural integrity compared to samples produced with standard parameters. The functional sample demonstrated the suitability of the optimized process for the production of tooling components with conformal cooling, enabling reduced post-processing costs about 80% and increased tool lifetime about 20%. The outcome has direct application potential for implementation in industrial practice in the field of mold and tool manufacturing.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

20301 - Mechanical engineering

Projekt

<a href="/cs/project/TQ03000457" target="_blank" >TQ03000457: Aplikovaný výzkum procesních parametrů 3D tisku nástrojové oceli pro minimalizaci zbytkových napětí</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

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.

Interní identifikační kód produktu

FV033/2025/21200

Číselná identifikace

FV033/2025/21200

Technické parametry

Zástavbový prostor o průměru 160 mm a délce 250 mm. Primární zdroj pohybu lineární třífázový eFunkční vzorek demonstruje ověřený technologický postup 3D tisku nástrojové oceli MS1 s optimalizovanými procesními parametry zaměřenými na snížení zbytkových tahových napětí. Proces byl ověřen tiskem vložky s konformními chladicími kanály a následnou analýzou zbytkových napětí pomocí odvrtávací metody a rentgenové difrakce, prováděnou jak na povrchu, tak pod povrchem dílu. Výsledkem je stabilní a reprodukovatelný tiskový proces, který nevyžaduje dodatečné tepelné zpracování a zajišťuje zvýšenou spolehlivost a životnost tištěných dílů. Technologie je připravena k přímému nasazení na standardních průmyslových zařízeních pro 3D tisk kovů.lektromotor Mover osazený permanentními magnety (NdFeB N38H). Stator se svislým vinutím sestávajícím z 15 cívek. Dlouhodobé zatížení elektromagnetického obvodu proudovou hustotou 12 A/mm2. Síla 615 N při 12 A/mm2. 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.

Ekonomické parametry

Zavedení funkčního vzorku a ověřeného výrobního postupu umožňuje snížení nákladů na výrobu nástrojových komponent díky eliminaci dodatečného tepelného zpracování a snížení zmetkovitosti. Optimalizovaný proces 3D tisku zvyšuje strukturální integritu a spolehlivost dílu, čímž snižuje náklady spojené s opravami a údržbou forem. Implementace postupu v praxi přináší úspory času, energie a materiálu a zároveň prodlužuje životnost forem, což zvyšuje efektivitu výroby a snižuje celkové provozní náklady bez potřeby dodatečných investic do zařízení.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

49777513

Název vlastníka

Západočeská univerzita v Plzni

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—