Mikro-tavení skla a sklokeramiky na bázi SiO2 pomocí CO2 laseru

Bc. Alexandra Benediková

Master's thesis

Abstract:

Tato diplomová práce se zabývá mikrotavením SiO2 skla pomocí CO2 laseru metodou SLM z práškového lože. Práce se zaměřila především na stanovení závislosti potřebnou hustotou energie laseru pro slinování SiO2 částic o specifické zrnitosti. Dalším cílem této práce bylo nastínit možnosti aplikovatelnosti této technologie při výrobě 2D a 3D objektů. Pro popis vyrobených objektů byly použity charakterizační techniky, jako je rentgenová difrakce (XRD), Ramanova spektroskopie a optická či elektronová mikroskopie, které potvrdily úspěšnou výrobu čistého křemenného skla. Výsledky ukázaly lineární vztah mezi velikostí částic a hustotou energie, což nabízí poznatky pro optimalizaci procesů v průmyslových aplikacích. V této práci byl proveden základní výzkum této technologie, přispívá k rozvoji selektivního laserového slinování pro výrobu křemenného skla jak v laboratorním, tak do budoucna i v průmyslovém měřítku a soustředí se na naznačení různých cest, jakými by se měl další vývoj v této problematice ubírat.

Abstract:

This thesis deals with the micro melting of SiO2 glass using CO2 laser SLM method from powder bed. The thesis is mainly focused on the determination of the laser energy density dependence required for sintering SiO2 particles of specific grain size. Another aim of this work was to outline the applicability of this technology in the fabrication of 2D and 3D objects. Characterization techniques such as X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and optical or electron microscopy were used to describe the fabricated objects and confirmed the successful production of pure quartz glass. The results showed a linear relationship between particle size and energy density, offering insights for process optimization in industrial applications. In this work, basic research on this technology has been carried out, contributing to the development of selective laser sintering for the production of quartz glass both in the laboratory and, in the future, on an industrial scale, and focusing on outlining the different paths that future developments in this field might take.

Keywords

SLM, křemenné sklo, slinování skla CO2 laserem, aditivní zpracování skla, SiO2.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Štěpán Kunc, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechatronics, Informatics and Interdisciplinary Studies

Master programme / field:
Nanotechnology / Nanotechnologie