Розробка методу контролю виробів під час фотополімерного 3D-друку

Автор(и)

  • Дмитро Олександрович Нікітін Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна https://orcid.org/0000-0002-5591-4438
  • Ігор Шакирович Невлюдов Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна https://orcid.org/0000-0002-9837-2309
  • Ірина Володимирівна Жарікова Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна https://orcid.org/0000-0003-1110-9602
  • Артем Ігорович Бронніков Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна https://orcid.org/0000-0003-3096-7653
  • Роман Євгенійович Стрілець Харківський національний університет радіоелектроніки, Україна https://orcid.org/0000-0001-5123-8703

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.335706

Ключові слова:

LCD-технологія, фотополімерний друк, адитивне виробництво, дефекти, автоматизований контроль, теплова модель

Анотація

Об’єктом дослідження є чинники, що впливають на дефекти фотополімерних 3D-моделей. Вирішується проблема виявлення чинників, які спричиняють появу поверхневих дефектів і відхилень геометричних розмірів у фотополімерних 3D-моделях. Виявлено вплив температури фотополімерної смоли на появу поверхневих дефектів та відхилення геометричних розмірів, а також вплив параметрів експонування шарів на температуру фотополімерної смоли. На завершальному етапі дослідження встановлено, що параметри експонування шарів фотополімерної моделі впливають на температуру фотополімерної смоли, що, у свою чергу, підвищує ймовірність появи дефектів та геометричних відхилень у готовій моделі. За умови дотримання значень температури фотополімерної смоли у межах 18–26°C зменшується геометричне відхилення розмірів моделі на 0,054 мм по осях XY та на 0,006 мм по осі Z. Встановлено лінійну залежність відхилень розмірів від параметрів експонування і температури фотополімерної смоли. Описаний процес передачі тепла від УФ-джерела випромінювання на фотополімерну смолу. Розроблено термодинамічну схему контролю температури смоли, яка базується на моделюванні теплопередачі між експонованими шарами та об’ємом смоли, з урахуванням часу витримки та інтенсивності УФ-випромінювання, що дозволяє прогнозувати критичне підвищення температури та мінімізувати дефекти. У межах розробки методу контролю виробів під час фотополімерного 3D-друку враховано параметр температури фотополімеру як одного з чинників, що впливають на якість деталей та рівень браку. Таким чином, запропонований метод контролю виробів під час фотополімерного 3D-друку може бути використаний для удосконалення технологічного процесу виготовлення деталей шляхом зменшення кількості браку та підвищення якості готової продукції.

Біографії авторів

Дмитро Олександрович Нікітін, Харківський національний університет радіоелектроніки

Доктор філософії

Кафедра комп’ютерно-інтегрованих технологій, автоматизації та робототехники

Ігор Шакирович Невлюдов, Харківський національний університет радіоелектроніки

Доктор технічних наук

Кафедра комп'ютерно-інтегрованих технологій, автоматизації та робототехніки

Ірина Володимирівна Жарікова, Харківський національний університет радіоелектроніки

Кандидат технічних наук

Кафедра комп’ютерно-інтегрованих технологій, автоматизації та робототехніки

Артем Ігорович Бронніков, Харківський національний університет радіоелектроніки

Кандидат технічних наук

Кафедра комп’ютерно-інтегрованих технологій, автоматизації та робототехніки

Роман Євгенійович Стрілець, Харківський національний університет радіоелектроніки

Аспірант

Кафедра Комп'ютерно-інтегрованих технологій, автоматизації та робототехніки

Посилання

  1. Nevliudov, I. Sh., Zharikova, I. V., Perepelitca, I. D., Reznichenko, A. G. (2014). The analysis of the electronic devices substrates roughness testing methods. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (5 (68)), 25–30. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.21864
  2. Polozova, T., Romanenkov, Y., Sheiko, I., Buiak, L., Murzabulatova, O., Ponomarov, S. (2024). Industrial Development in the Era of Digital Technologies: a Comparative Analysis of EU States. 2024 14th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT). Ceske Budejovice: IEEE, 419–422. https://doi.org/10.1109/acit62333.2024.10712520
  3. Nevliudov, I. Sh., Chala, O. O., Botsman, I. V. (2021). Determination of technological process modes for surface formation of substrates for functional components of microoptoelectromechanical systems. Functional Materials, 28 (2), 381–385. https://doi.org/10.15407/fm28.02.381
  4. Zhao, X., Zhao, Y., Li, M.-D., Li, Z., Peng, H., Xie, T. et al. (2021). Efficient 3D printing via photooxidation of ketocoumarin based photopolymerization. Nature Communications, 12 (1). https://doi.org/10.1038/s41467-021-23170-4
  5. Jacobsen, A., Jorgensen, T., Tafjord, Ø., Kirkhorn, E. (2015). Concepts for 3D print productivity systems with advanced DLP photoheads. Emerging Digital Micromirror Device Based Systems and Applications VII. SPIE, 9376, 937605. https://doi.org/10.1117/12.2084962
  6. Shafique, H., Karamzadeh, V., Kim, G., Shen, M. L., Morocz, Y., Sohrabi-Kashani, A. et al. (2024). High-resolution low-cost LCD 3D printing for microfluidics and organ-on-a-chip devices. Lab on a Chip, 24 (10), 2774–2790. https://doi.org/10.1039/d3lc01125a
  7. Nevliudov, I. Sh., Nikitin, D. O., Strilets, R. Ye. (2025). Rozrobka systemy avtomatyzovanoho keruvannia fotopolimernym 3D‑drukom. Avtomatyzatsiia ta kompiuterno‑intehrovani tekhnolohii – 2025. Kyiv: KPI im. Ihoria Sikorskoho, Vyd-vo «Politekhnika», 86–87.
  8. Fiedor, P., Pilch, M., Szymaszek, P., Chachaj-Brekiesz, A., Galek, M., Ortyl, J. (2020). Photochemical Study of a New Bimolecular Photoinitiating System for Vat Photopolymerization 3D Printing Techniques under Visible Light. Catalysts, 10 (3), 284. https://doi.org/10.3390/catal10030284
  9. Tomal, W., Pilch, M., Chachaj-Brekiesz, A., Ortyl, J. (2019). Development of New High-Performance Biphenyl and Terphenyl Derivatives as Versatile Photoredox Photoinitiating Systems and Their Applications in 3D Printing Photopolymerization Processes. Catalysts, 9 (10), 827. https://doi.org/10.3390/catal9100827
  10. Livesu, M., Ellero, S., Martínez, J., Lefebvre, S., Attene, M. (2017). From 3D models to 3D prints: an overview of the processing pipeline. Computer Graphics Forum, 36 (2), 537–564. https://doi.org/10.1111/cgf.13147
  11. Nikitin, D. O., Balabanov, I. V. (2024). Doslidzhennia vplyvu temperatury fotopolimernoi smoly na zberezhennia heometrychnykh rozmiriv modeli pid chas 3D druku. Science of XXI century: development, main theories and achievements. Helsinki: International Center of Scientific Research, 197–203. Available at: https://previous.scientia.report/index.php/archive/issue/view/26.01.2024
  12. Nevliudov, I., Razumov-Frizyuk, I., Nikitin, D., Badaniuk, I., Strelets, R.; Linde, I. (Ed.) (2023). Practical results of the study of photopolymer exposure of printed circuit board topology. Information Systems in Project and Program Management. Riga: European University Press, 262–280. https://doi.org/10.30837/mmp.2023.262
  13. Nikitin, D. (2024). Development of a model for controlling the temperature of photopolymer resin based on LCD 3D printing technology. Control, Navigation and Communication Systems, 1 (75), 31–37. https://doi.org/10.26906/sunz.2024.1.031
  14. Born, M., Wolf, E. (2013). Principles of optics: Electromagnetic theory of propagation, interference, and diffraction of light. Elsevier, 836.
  15. Reddy, J. N. (2014). An Introduction to Nonlinear Finite Element Analysis: with applications to heat transfer, fluid mechanics, and solid mechanics Oxford University Press. https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780199641758.001.0001
  16. Ruban, I., Horenskyi, H., Romanenkov, Y., Revenko, D. (2022). Models of adaptive integration of weighted interval data in tasks of predictive expert assessment. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (4 (119)), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265782
  17. Salcedo, J., McCormick, K. (2020). SPSS Statistics for Dummies. Hoboken: John Wiley & Sons. Available at: https://www.wiley.com/en-us/SPSS+Statistics+For+Dummies%2C+4th+Edition-p-9781119560821
  18. Keviczky, L., Bars, R., Hetthéssy, J., Bányász, C. (2019). Control Engineering. Advanced Textbooks in Control and Signal Processing. Singapore: Springer, 532. https://doi.org/10.1007/978-981-10-8297-9
  19. Ziaziun, I. A. et al. (Eds.) (Suchasni informatsiini tekhnolohii ta innovatsiini metodyky navchannia u pidhotovtsi fakhivtsiv: metodolohiia, teoriia, dosvid, problemy). Kyiv-Vinnytsia: TOV firma «Planer», 39, 514. Available at: https://library.vspu.net/items/e39efe6a-1bd9-445a-af11-eb357fdba890
  20. Hahn, B. H., Valentine, D. T. (2017). Essential MATLAB for Engineers and Scientists. Academic Press. https://doi.org/10.1016/C2015-0-02182-7
  21. Díaz-Rodríguez, I. D., Han, S., Bhattacharyya, S. P. (2019). Analytical Design of PID Controllers. Cham: Springer International Publishing, 302. https://doi.org/10.1007/978-3-030-18228-1
Розробка методу контролю виробів під час фотополімерного 3D-друку

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-08-30

Як цитувати

Нікітін, Д. О., Невлюдов, І. Ш., Жарікова, І. В., Бронніков, А. І., & Стрілець, Р. Є. (2025). Розробка методу контролю виробів під час фотополімерного 3D-друку. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(1 (136), 42–54. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.335706

Номер

Том 4 № 1 (136) (2025): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Dmytro Nikitin, Igor Nevliudov, Iryna Zharikova, Artem Bronnikov, Roman Strelets

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.