Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Physical-Technical Series / Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук
Not a member yet
551 research outputs found
Sort by
Моделирование поверхностной закалки с использованием сканирующего оптоволоконного лазера
Get PDFAn analysis of process of scanning laser processing is made. The possibility of use of program and changeable power of a laser radiation in the course of scanning is shown. A mathematical model of process of training is developed by the scanning laser radiation. The model considers parameters of reciprocation of a laser beam and headway of a detail. Calculation of the temperature profile arising at laser training with a constant power and with change of power of a laser radiation depending on the provision of a laser beam at its relative movement is executed. Implementation of laser training with a program and changeable power of radiation in the course of scanning allows lowering a metabolic cost by 25 % with preservation of the given geometry of a zone of hardening. Results of laser training of a surface of steel 45 with the gas laser and the process unit on the basis of the fiberoptic laser with power up to 2 kW are presented. The volume, hardened in unit of time, was taken for an indicator of efficiency. Use of radiation of the fiber-optic laser provides increase in efficiency of training by 3–5 times in comparison with use of radiation of CO2 laser of the same power. The gained effect is explained by change of conditions of interaction of radiation with the surface of metal at change by an order of a radiation wavelength and also by change of balance distribution of heat in a zone of influence of a laser beam. Taking into account higher efficiency of fiber-optic lasers in comparison with gas, the energy efficiency of use of fiber-optic lasers for the surface strengthening is 9–15 times higher than when using CO2 lasers.Показана возможность управления температурными полями в процессе сканирующей лазерной обработки оптоволоконным лазером. Разработана математическая модель процесса закалки сканирующим лазерным излучением при возвратно-поступательном движении лазерного луча и поступательном движении детали. Выполнен расчет температурного поля, возникающего при лазерной закалке с постоянной мощностью и с изменением мощности лазерного излучения в зависимости от положения лазерного луча при его относительном перемещении. В результате математического моделирования процесса лазерной закалки при изменении мощности лазерного излучения в зависимости от положения лазерного луча установлено, что применение сканирующей системы с программноизменяемой мощностью излучения позволяет снизить на 25 % энергетические затраты с сохранением заданной геометрии зоны упрочнения. Представлены результаты лазерной закалки поверхности стали 45 на газовом лазере 1,2 кВт и технологической установке на базе оптоволоконного лазера мощностью до 2 кВт, оснащенной сканирующей системой. За показатель производительности был принят объем закаленного материала в единицу времени. Анализ полученных результатов показывает, что использование излучения оптоволоконного лазера обеспечивает повышение производительности закалки в 3–5 раз по сравнению с применением излучения СО2 -лазера той же мощности. Полученный эффект объясняется изменением условий взаимодействия излучения с поверхностью металла при изменении длины волны излучения, а также изменением баланса распределения тепла в зоне воздействия лазерного луча. С учетом более высокого КПД энергоэффективность использования оптоволоконных лазеров для поверхностного упрочнения в 9–15 раз выше, чем при использовании СО2 -лазеров
Методика оценки мощности первичного источника системы автономного электроснабжения с учетом прогнозируемого графика нагрузки
Get PDFWhen developing new or upgrading existing energy-intensive mobile objects (MO), the main way to ensure the quality parameters of the supply voltage is no worse than in the state grid, overestimation of the primary source (PS) power is 1.5–2 times relative to the maximum power of all electrical energy consumers (EEC) software.The consequence of the existing approach to determine the power of PS are: overestimation of the mass and dimensions of the autonomous power supply system (APSS) by 30–70 %, which significantly reduces speed characteristics, cross-country performance and battery autonomy of MO, as well as worsen the economics of the APSS; the workload of the PS APSS is not more than 35–55 % of the nominal capacity, which leads to a reduction in their service lives.Thus, it is impossible to take into account the peculiarities of the actual current consumption of individual EEC and the impact of their joint operation on specific PS APSS, which leads to additional financial costs and an increase in development time, as well as to the risk of failure during the testing of both the APSS and the equipment connected to it.The proposed approach for estimating the PS power of electric energy in APSS MO allows determining the full power of the EEC in terms of limited information about the EEC taking into account the nature of the load graph, as well as the magnitude and form of current consumption. As a result of analytical calculations according to the above methodology, the PS power can be reduced by 13–45 %, depending on the nature of the load, while maintaining the quality indicators of the supply voltage within acceptable limits.The considered methods for determining the power of the PS APSS will make it possible to determine the limitations for solving the problem of structural-parametric synthesis of the APSS and the algorithm for determining the power of the PS when developing a new or upgrading the existing APSS MO. This will reduce the weight and size parameters of the APSS, thereby increasing the speed characteristics, maneuverability and software permeability of MO, as well as the autonomous operation time and efficiency of the APSS operation.При разработке новых или модернизации существующих энергоемких подвижных объектов (ПО) основным способом обеспечения оптимальных параметров качества питающего напряжения является завышение мощности первичного источника (ПИ) в 1,5–2 раза по отношению к максимальной мощности всех потребителей электрической энергии (ПЭЭ) ПО. Следствием существующего подхода определения мощности ПИ являются: завышение массы и габаритов системы автономного электроснабжения (САЭС) на 30–70 %, что существенно снижает скоростные характеристики, показатели проходимости и длительность автономной работы ПО, а также ухудшают экономичность САЭС; загруженность ПИ САЭС не более чем 35–55 % от номинальной мощности, что приводит к сокращению их сроков службы. Таким образом, невозможно учесть особенности реального токопотребления отдельных ПЭЭ и влияние их совместного функционирования на конкретные ПИ САЭС, что приводит к дополнительным финансовым затратам и увеличению сроков разработки, а также к риску отказа в процессе испытаний как САЭС, так и подключаемого к ним оборудования.Предложенный подход оценки мощности ПИ электрической энергии в САЭС ПО позволяет определить полную мощность ПЭЭ в условиях ограниченной информации о них с учетом характера графика нагрузки, а также величины и формы токопотребления. В результате аналитических расчетов согласно приведенной методике мощность ПИ ПО может быть снижена на 13–45 % в зависимости от характера нагрузки при сохранении показателей качества питающего напряжения в допустимых пределах.Рассмотренные способы расчета мощности ПИ САЭС позволят определить ограничения для решения задачи структурно-параметрического синтеза САЭС и алгоритма оценки мощности ПИ при разработке новой или модернизации существующей САЭС ПО. Это позволит снизить массогабаритные параметры САЭС, тем самым повысить скоростные характеристики, маневренные возможности и показатели проходимости ПО, а также длительность автономной работы и экономичность функционирования САЭС
Плазменные покрытия, содержащие высокобарные фазы
Get PDFResults of comparative researches of the initial and processed in a plasma flow oxidic microcomposites, consisting of TiO2, SiO2, Al2O3, ZrO2, and plasma coverings from them – the materials which are characterized by amorphous and crystal structure and strengthened by ultradispersed phases of the stishovit, are presented. It is shown the influence of a type, structure and a way of processing of material (initial powder of different dispersion; the powder obtained in a plasma flow at the different modes and with the normal and accelerated cooling; a plasma layered composite) on the content of silicon oxides, aluminum and titanium, on the type of polymorphic transformations (anatase is found both in powders, and in coverings; the accelerated cooling of spheroids leads to growth of its contents in microcomposites) and also on feature of forming in ceramic materials of a high-bar phase – the stishovit (stishovit it is found only in coverings). It is established that increase in power of the plasma generator leads to increase in extent of amorphicity of plasma-layered composites. In the structure of layered composites three groups of the inclusions, combined by the composition, are revealed: two groups of aluminosilicates and inclusions on the basis of zirconium dioxide. Inclusions of the third group are characterized by two types of structures: homogeneous, consisting of zircon, and plated (with a kernel of dioxide of zirconium and a cover from zircon). The developed layered composites are characterized by high wear resistance, corrosion resistance and antifriction properties. In the conditions of low-temperature plasma at atmospheric pressure the stishovit-containing materials are obtained for the first time.Представлены результаты сравнительных исследований исходных и обработанных в плазменном потоке оксидных микрокомпозитов, состоящих из TiO2, SiO2, Al2O3, ZrO2, и плазменных покрытий из них – материалов, характеризующихся аморфно-кристаллической структурой и упрочненных ультрадисперсными фазами стишовита. Показано влияние вида, состава и способа обработки материала (исходный порошок различной дисперсности; порошок, полученный в плазменном потоке при различных режимах и с обычным и ускоренным охлаждением; плазменный слоевой композит) на содержание оксидов кремния, алюминия и титана; на вид полиморфных превращений (анатаз обнаружен и в порошках, и в покрытиях; ускоренное охлаждение сфероидов приводит к росту его содержания в микрокомпозитах), а также на особенности формирования в керамических материалах высокобарной фазы – стишовита (стишовит обнаружен только в покрытиях). Установлено, что повышение мощности плазменного генератора приводит к увеличению степени аморфизации плазменных слоевых композитов. В структуре слоевых композитов обнаружено три группы включений, объединенных по составу: две группы алюмосиликатов и включений на основе диоксида циркония. Включения третьей группы характеризуются двумя видами структур: однородной, состоящей из циркона, и плакированной (с ядром диоксида циркония и оболочкой из циркона). Разработанные слоевые композиты отличаются высокими износостойкостью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. В условиях низкотемпературной плазмы при атмосферном давлении стишовит-содержащие материалы получены впервые
Особенности формирования объемных пористых систем при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе. Бориды
Get PDFThe effect of ultrasound oscillations (USO) on the combustion velocity and temperature, phase composition and microstructure of compounds produced by the self-propagating high-temperature synthesis (SHS) in the Ti–B system is studied using the earlier developed experimental setup. It is shown that the effect of powerful ultrasound on SHS is connected with the thermal factor, viz. the enhancement of heat removal from the specimen surface due to forced convection, and the physical (non-thermal) factor that consists in the influence of USO on the melt spreading and crystallization of different phases in the SHS wave. It is demonstrated that for multiphase system Ti–B an increase of the boron content in the initial charge leads to grain refinement of the synthesized product and the imposition of USO on the SHS results in a change in the grain morphology: their shape becomes closer to equiaxial. In composition Ti+1.5B, under the action of USO cubic-shape product grains are observed on the inner surface of pores, and in composition Ti+2.0B the synthesized TiB2 grains become more vividly facetted.As a result of imposition of ultrasound on the synthesis process, grain refinement is observed for all the compositions along with the formation of a large number of borides and their redistribution in the volume. The use of ultrasound brings about changes in the quantitative phase composition of the synthesis products and the ratio between the orthorhombic and cubic modifications of phase TiB. The research has shown that the presence of pores in the initial charge plays an important role in the structure formation of the final product, and hence it appears impossible to obtain an equilibrium material by the SHS method. It is found that an optimal USO amplitude exists at which it is possible to obtain uniform fine-grained structure of the material. This permits controlling the structure formation at SHS. На разработанной экспериментальной установке исследовано влияние ультразвуковых колебаний (УЗК) на скорость и температуру горения, фазовый состав и микроструктуру соединений при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе (СВС) в системе Ti–B.Показано, что влияние мощного ультразвука на СВС в данной системе связано как с тепловым фактором – повышением интенсивности теплоотвода от поверхности образца из-за вынужденной конвекции, так и с физическим (нетепловым) – воздействием УЗК на растекание расплава и кристаллизацию различных фаз в волне СВС. Показано, что для многофазной системы титан-бор увеличение содержания бора в исходной шихте приводит к измельчению зерен в структуре синтезированного материала, а наложение ультразвуковых колебаний на процесс СВС приводит к изменению морфологии зерен: их форма становится более равноосной. В составе Ti+1,5B на внутренней поверхности пор наблюдается увеличение содержания зерен кубической формы, а в составе Ti+2,0B синтезированные зерна TiB2 приобретают более четкую огранку.В результате наложения ультразвука на процесс синтеза для всех составов прослеживается измельчение зерен продукта наряду c образованием большого числа боридов и перераспределением их в объеме. Применение ультразвука приводит к изменению количественного фазового состава продуктов синтеза и соотношения между орторомбической и кубической модификациями фазы TiB. Проведенные исследования показали, что наличие пор в исходной шихте играет значительную роль в процессах структурообразования конечного продукта, и поэтому получить равновесный материал методом СВС невозможно. Установлено, что существует оптимальная амплитуда УЗК, при которой можно получить однородную мелкозернистую структуру материала, что позволяет управлять структурообразованием при СВС
Моделирование технологического процесса конвективной сушки пиломатериалов
Get PDFA calculation of the technological process of lumber drying in convection drying chamber of periodic action is presented. For this purpose, a three-dimensional geometric model of a drying chamber with a lumber pile is developed. A physico-mathematical model describing the processes of heat and mass transfer both in the drying agent and in the stack is presented. The three-dimensional geometry of the problem was taken into account by using the Ansys Fluent package. The process of mass transfer in wood was described on the basis of User-Defined Function and User-Defined Scalar. The result of calculation of a specific technological regime of drying of stack from pine sawn timber is given, which allowed finding detailed spatial distributions and temporary changes of the temperature and humidity fields for the drying agent and wood. On their basis, graphs of the time variation of the mean values are plotted. The nonlinearity and interrelationship of the processes of heat and mass transfer in a convective drying chamber leads to unsteadiness of the drying process. So, during the warm-up stage, it is not possible to avoid moisture removal from the lumber. At the drying stages, the unsteadiness leads to an oscillatory character of changes of the temperature, the mass fraction of vapour and the relative humidity of air in the gaps between the wood boards at the intensive heat input. Therefore, it is necessary to take additional procedures to keep the drying agent parameters constant at the drying stages. The obtained results can be used for the design of drying chambers and the development of drying regimes of lumber based on the mathematical modeling and computational experiment.Представлен расчет технологического процесса сушки пиломатериалов в конвективных сушильных установках периодического действия. Для этого разработана трехмерная геометрическая модель сушильной камеры со штабелем из пиломатериалов. Записана физико-математическая модель процессов тепло- и массопереноса как в сушильном агенте, так и в штабеле. Учет трехмерной геометрии задачи осуществлялся путем использования пакета Ansys Fluent. Описание процессов массопереноса в древесине производилось на основе технологий пользовательской функции (User-Defined Function) и пользовательского скаляра (User-Defined Scalar). Приведен результат расчета конкретного технологического режима сушки штабеля из пиломатериалов сосны, который позволил найти детальные пространственные распределения и временные изменения полей температуры и влажности для сушильного агента и древесины. На основе полученных данных построены графики изменения во времени средних величин. Нелинейность и взаимосвязанность процессов тепло- и массопереноса в конвективной сушильной установке приводят к неустойчивости процесса сушки. Так, на этапе прогрева не удается избежать удаления влаги из пиломатериалов. На этапах сушки неустойчивость приводит к колебательному характеру изменения температуры, массовой доли пара и относительной влажности воздуха в зазорах между пиломатериалами при интенсивном подводе тепла. Поэтому необходимо принимать дополнительные меры по сохранению параметров сушильного агента постоянными на этапах сушки. Полученные результаты могут использоваться для проектирования сушильных установок и разработки режимов сушки пиломатериалов на основе математического моделирования и вычислительного эксперимента
Согласование сил механической и электрической подсистем энергоустановки со свободнопоршневым двигателем и электрическим генератором возвратно-поступательного типа
Get PDFAutonomous power supply system of modern mobile special-purpose equipment requires the development of electromechanical energy converters with high energy and minimum weight- and size indicators. In industrialized countries, the system “free piston engine – reciprocating electric generator of transverse type” is considered as a promising power plant. The main feature of this kind of power plant is the lack of crank mechanism in the engine design. This allows: increasing the efficiency of the engine up to 50–60 % and overall power by 2.5–3 times while reducing the specific gravity and metal consumption compared to traditional engines; reducing the specific fuel consumption of the engine up to 30 %; increasing the resource to overhaul by 30–50 thousand hours; implementing a modular structure. The main drawbacks of this kind of power plant are high probability of failure when passing the ignition of the working mixture and instability of work with significant load fluctuations. The noted drawbacks are due to the inconsistency of the forces of the electrical and mechanical subsystems of the power plant throughout the operating cycle. The solution for the problem of matching the forces of the electrical and mechanical subsystems of the power plant in the extreme positions of the piston group of the free piston engine is of particular complexity. In this regard, a method for solving the problem of matching the forces of the mechanical and electrical subsystems of the power plant with a free-piston engine throughout the operating cycle was developed, characterized by the use of an electromechanical reciprocating energy converter with transverse- and longitudinal nonlinear changes in the magnetic flux in the electrical subsystem. Coordination of the forces of mechanical and electrical subsystems of the power plant on the entire operating cycle makes it possible to fulfill the conditions of continuous electromechanical energy conversion at all work cycle and to reduce the specific gravity of the electrical subsystems of the plant while improving efficiency.Автономная система энергоснабжения современных мобильных средств специального назначения требует разработки электромеханических преобразователей энергии с высокими энергетическими и минимальными массогабаритными показателями. В промышленно развитых странах в качестве перспективной энергоустановки рассматривается система «свободнопоршневой двигатель – возвратно-поступательный электрический генератор поперечного типа». Главной особенностью такой энергоустановки является отсутствие кривошипно-шатунного механизма в конструкции двигателя. Это позволяет: увеличить коэффициент полезного действия двигателя до 50–60 % и габаритную мощность в 2,5–3 раза с одновременным уменьшением удельной массы и металлоемкости по сравнению с традиционными двигателями; снизить удельный расход топлива двигателя до 30 %; увеличить ресурс до капитального ремонта на 30–50 тыс. ч; реализовать модульную структуру. Основными недостатками такой энергоустановки являются большая вероятность поломки при пропуске зажигания рабочей смеси и неустойчивость работы при значительных колебаниях нагрузки. Отмеченные недостатки обусловлены несогласованностью сил электрической и механической подсистем энергоустановки на всем рабочем цикле. Особую сложность вызывает решение задачи согласования сил электрической и механической подсистем энергоустановки в крайних положениях поршневой группы свободнопоршневого двигателя. В связи с этим был разработан способ решения задачи согласования сил механической и электрической подсистем энергоустановки со свободнопоршневым двигателем на всем рабочем цикле, отличающийся использованием в электрической подсистеме энергоустановки электромеханического преобразователя энергии возвратно-поступательного типа с поперечным и продольным нелинейным изменением магнитного потока. Согласование сил механической и электрической подсистем энергоустановки на всем рабочем цикле позволяет обеспечить выполнение условия непрерывного электромеханического преобразования энергии на всем рабочем цикле и уменьшить удельную массу электрической подсистемы энергоустановки при одновременном повышении коэффициента полезного действия
Сегментация АСМ-изображений на основе волнового выращивания областей локальных максимумов с выбором пикселов в порядке убывания значений
Get PDFAn algorithm for segmentation of images of atomic force microscopy is developed by using wave-growing regions around local maxima as a result of adjoining neighboring pixels to them, selected in descending order of values. The essence of the algorithm is to use the brightness threshold, gradually changing from maximum to minimum, to select growth points or to join existing areas. The features of the developed segmentation algorithm are iteratively expandable boundaries, the choice of initial growth points and points attached to regions with a focus on threshold values with a gradual decrease from maximum to minimum. These features made it possible to eliminate the segmentation errors of the AFM images, characteristic of the algorithms of the marker watershed, the cultivation of areas and the watershed using the classical Vincent–Sollie algorithm, which are commonly used. The developed algorithm was compared with standard algorithms such as: classic watershed algorithm, marker watershed, growing areas. The comparison was carried out on test and original AFM images. The algorithms were implemented in Matlab and C ++. A set of binary masks was used to quantify segmentation errors. The results showed that the developed algorithm provides the selection of the boundaries of the regions without errors and a higher segmentation rate in comparison with the algorithms of growing the regions and the Vincent–Sollie watershed. The result can be used to process AFM images of the surfaces of inorganic materials in the submicro and nano range.Разработан алгоритм сегментации изображений атомной силовой микроскопии (АСМ), использующий волновое выращивание областей вокруг локальных максимумов в результате присоединения к ним соседних пикселов, выбираемых в порядке убывания значений. Сущность алгоритма состоит в использовании порога яркости, постепенно изменяющегося от максимума к минимуму, для выбора точек роста или для присоединения к существующим областям. Особенностями разработанного алгоритма сегментации являются итеративно расширяемые границы, выбор начальных точек роста и точек, присоединяемых к областям с ориентацией на значения порога с постепенным снижением от максимума к минимуму. Указанные особенности позволили устранить ошибки, характерные для алгоритмов маркерного водораздела, выращивания областей и водораздела по классическому алгоритму Винсента–Солли, которые обычно используются при сегментации АСМ-изображений. Разработанный алгоритм сравнивался со следующими стандартными алгоритмами: классический алгоритм водораздела, маркерный водораздел, выращивание областей. Сравнение проводилось на тестовых и оригинальных АСМ-изображениях. Алгоритмы реализовывались на Matlab и С++. Для количественной оценки ошибок сегментации использовался набор бинарных масок. Эксперименты показали, что разработанный алгоритм обеспечивает выделение границ областей без ошибок и более высокую скорость сегментации в сравнении с алгоритмами выращивания областей и водораздела Винсента–Солли. Полученный результат может быть использован для обработки АСМ-изображений поверхностей неорганических материалов в субмикро- и наноразмерном диапазоне
Исследование напряженно-деформированного состояния при поперечно-клиновой прокатке одним инструментом
Get PDFThe peculiarity of cross-wedge rolling with one tool is the workpiece deformation with one tool and the fact that the workpiece is not supported with the tool from the opposite side. On both sides of the tool outside the contact with the workpiece, the workpiece is fixed with pairs of upper and lower tools, by means of which the axis of the workpiece is held in a constant position. Such conditions of rolling qualitatively change the deformation zone and, as a result, the stress-strain state.The change in the stress-strain state was qualitatively estimated by comparing the fields of slip lines in the traditional two-tools cross rolling and one-tool cross rolling. One-tool cross rolling increases the normal and average stress at the contact by 7.8–14.5 %, changes the average stress of the specimen from tensile to compressive one in the axial region. This circumstance significantly increases the resource of plasticity and allows rolling metals with limited plasticity without opening the axial cavity. Comparative studies of the stress-strain state from the traditional two-tools cross-wedge rolling and one-tool cross-wedge rolling in the axial region of the workpiece have been carried out by computer simulation.Особенность поперечно-клиновой прокатки одним инструментом заключается в том, что заготовка деформируется одним инструментом и не поддерживается инструментом с противоположной стороны. За пределами контакта заготовки с инструментом по обе стороны инструмента заготовка фиксируется парами верхних и нижних плашек, посредством которых ось заготовки удерживается в постоянном положении. Такие условия прокатки качественно изменяют очаг деформации и, как следствие, напряженно-деформированное состояние.Качественно оценено изменение напряженно-деформированного состояния путем сравнения полей линий скольжения при традиционной поперечной прокатке двумя инструментами и поперечной прокатке одним инструментом. В отличие от поперечной прокатки двумя инструментами, поперечная прокатка одним инструментом увеличивает на контакте нормальное и среднее напряжение на 7,8–14,5 %, изменяет среднее напряжение в осевой области образца с растягивающего на сжимающее. Это обстоятельство значительно увеличивает ресурс пластичности и позволяет прокатывать металлы с ограниченной пластичностью без вскрытия осевой полости. Методом компьютерного моделирования проведены сравнительные исследования влияния схемы поперечно-клиновой прокатки традиционного процесса и одним инструментом на напряженно-деформированное состояние в осевой области заготовки
Оптимизация параметров 3D-печати гидрогелем альгината натрия
Get PDFIn order to obtain biologically compatible objects with mechanical properties close to living tissues, 3D printing with biocompatible sodium alginate hydrogel at room temperature on the modified desktop 3D printer Up! Mini (manufactured by PP3DP, China) was carried out. The standard print head was replaced with a special syringe-extruder to allow the extrusion of a hydrogel, the details of which were made by 3D printing from ABS plastic. Of the parameters, the standard material feed and print head movement rates were changed. For accurate reproduction of object sizes using 3D printing from this hydrogel the next parameters were established: the optimal concentration of sodium alginate in extruded hydrogel (2.5 wt.%); the composition of the “support” gelatin suspension, which was fixed on the printing table of a 3D printer and served as volumetric support for hydrogel (10 g of calcium chloride CaCl2 and 13.5 g of gelatin per 500 ml of distilled water). The method of its preparation includes 1 minute mixing of components blend, dispersion at 9000 rpm on IKA ULTRA-TURRAX T 25 digital disperser, 4 hours settling at 4 °C, 3 minutes centrifuging at 5500 rpm, removal of the supernatant. The optimal movement speed of the print head during 3D printing and the speed of extrusion of the hydrogel during the formation of the external perimeter of the printing object are 9–11 and 5 mm/s, respectively, as well as the speed of material extrusion during the formation of the internal filling of the model is 0.83 mm/s.С целью получения биологически совместимых объектов с механическими свойствами, близкими к живым тканям, проведена 3D-печать биосовместимым гидрогелем альгината натрия при комнатной температуре на модифицированном настольном 3D-принтере Up! Mini (производство PP3DP, Китай). Произведена замена стандартной печатающей головки на специальный экструдер-шприц для возможности экструзии гидрогеля, детали которого были изготовлены методом 3D-печати из ABS пластика. Из параметров были изменены стандартные скорости подачи материала и передвижения печатающей головки. Для точного воспроизведения размеров объектов методом 3D-печати из данного гидрогеля установлены следующие параметры: оптимальная концентрация альгината натрия (2,5 мас.%) в экструдируемом гидрогеле; состав «поддерживающей» желатиновой суспензии, которая фиксируется на печатном столике 3D-принтера и служит объемной поддержкой гидрогеля альгината натрия в процессе 3D-печати (10 г хлорида кальция CaCl2 и 13,5 г желатина типа А на 500 мл дистиллированной воды к обоим составам). Способ подготовки «поддерживающей» желатиновой суспензии включает перемешивание компонентов смеси, ее диспергирование при 9000 об/мин в течение 1 мин на диспергаторе IKA ULTRA-TURRAX T 25 digital, отстаивание при 4 °С в течение 4 ч, центрифугирование при 5500 об/мин в течение 3 мин, удаление супернатанта. Определены оптимальные скорость перемещения печатающей головки в процессе 3D-печати и скорость экструзии гидрогеля при формировании внешнего периметра печатающегося объекта (9–11 и 5 мм/с соответственно), а также скорость экструзии материала при формировании внутреннего заполнения модели (0,83 мм/с)