tn

Published on January 2017 | Categories: Documents | Downloads: 64 | Comments: 0 | Views: 602
of 12
Download PDF   Embed   Report

Comments

Content

UNIVERSITATEA TEHNICǍ DIN CLUJ-NAPOCA
Facultatea de Construcţii de Maşini

PROIECT DE SEMESTRU
PROTOTIPIZARE RAPIDĂ

Îndrumător

Student

Ş.l. dr. ing. Răzvan Păcurar

Florea Flaviu
Gr.1741

2015

Tehnologii Neconvenţionale
semestru
1. Tema proiectului
Denumire

Proiect de

reper: Corp mixer de bucătărie

Seria de fabricaţie : 30 buc; Material :

plastic,rășină

Fig.1.1. Modelul 3D al piese [1]

Fig.1.2. Desenul 2D al piesei cu principalele trăsături de formă şi gabarit
2

Tehnologii Neconvenţionale
semestru
2. Cuprins

Proiect de

1. Tema proiectului……………………………………………………………..………1
2. Cuprins………………………………………………………………………………3
3. Tehnologia clasică de fabricaţie……………………………………………………..4
3.1 Itinerarul tehnologic de fabricaţie a matriţei……………………………………4
3.2 Dificultăţi tehnologice de realizare a matriţei…………………………………..7
4. Tehnologia neconvenţională Vacuum casting………………………………………8
4.1. Introducere. Prezentarea tehnologiei tehnologiei neconvenţionale selectate
……………………………………………..………………………………………...8
4.2. Principiul de lucru al tehnologiei de tehnologiei neconvenţionale
……………………………………………………………………………………….9
4.3. Parametri tehnologici de bază care influenţează tehnologia neconvenţională
Vacuum casting…………...........................................................................................10
4.4. Concluzii privind tehnologia tehnologiei neconvenţionale selectate pentru
5.

realizarea matriţei …………………………………………………………………...13
Comparaţii între tehnologia convenţională şi tehnologia neconvenţională
selectată…………………………………………………………..………………….13

6. Concluzii finale…………………………………………………………………...…14
7. Bibliografie……………………………………………………………………….....14

Anexe

3.Tehnologia clasică de fabricaţie
3.1. Itinerarul tehnologic de fabricaţie al piesei metalice/matriţelor (maxim 2 pagini)
În tabelul 3.1 este prezentat itinerarul tehnologic de fabricație a unei carcase de mixer
realizate prin tehnologii clasice de fabricație
3

Tehnologii Neconvenţionale
semestru
NR

Operaţii

Proiect de
Echipamente

SDV

1

Debitare

Fierăstrau circular
cu masă1400W
254mm STAYER
SC 291 W

Pânză de fierăstrău
circular

2

Frezare

Freză CNC Hass

Freză cu o canelură
pentru plastic
Freză cu un singur
dinte pentru plastic

Găurire

Bormașina verticală
Stern BD13AV

Burghiu special din
carbură pt.
materiale
plastice coadă
cilindrică DIN
6535 HA 0,97
mm GARANT

Șlefuire

SG1600-2W

Pânză abrazivă,
hidrorezistentă CS
321 X

CTC Final

Masa De Control

3

4

5

Subler
Micrometru
Comparator
Rugozimetru
Tabel 3.1. Itinerarul tehnologic de realizare al piesei/ matriţei [2]

3.2. Dificultăţi tehnologice de realizare a carcasei

4

Descriere operații
Se utilizează pentru
a debita dintr-o bară
de profil
rotund.Suprafețele
rezultate sunt netede
și plane
Se utilizează pentru
a putea prelucra
suprafețele
interioare ale celor 2
părți din care este
compusă carcasa
mixerului și pentru a
obține suprafețe cu o
rugozitate maximă
de 3.2 µm
Pentru a putea
obține găurile
necesare pentru
șuruburile prin care
sunt îmbinate cele 2
carcase,dar și pentru
a da găuri pentru
aerisirea motorului
mixerului.
Se utilizează pentru
a reda suprafețelor
exterioareși celor de
prindere o suprafață
cât ai fină de 0.40.1 µm.
se realizează
controlul final al
carcasei mixerului
pentru a se verifica
dacă îndeplinește
toate condițiile de
utilizare și punere în
funcție a acesteia

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de

În realizarea carcasei sunt întâmpinate dificultăți la realizarea formei carcasei deoarece
rășina/plasticul sunt material care nu sunt la fel de rezistente la prelucrări mecanice la fel cum
este de exemplu oțelul.Găurirea carcasei este de asemenea o dificultate în prelucarea carcasei
deoarece materialul este destul de fragil și oricând acesta poate ceda sau fisura sau chiar
crăpa,de asemenea căldura generate de către sculele așchietoare reprezintă o dificultate
deaorece aceea căldură poate duce la deformarea carcasei sau chiar topirea acesteia.După cum
se poate observa în figura 3.1 unde sunt indicate zonele care prezintă unele dificultăți în
realizarea matriței.
Soluționarea acestor difcultăți o reprezintă

utilizarea unor scule special utilizate pentru

prelucarea rășinișor și a plasticului pentru e evita topirea sau chiar deformarea materilului.

Fig 3.1 Dificultăți de fabricație

4.Tehnologia de prototipizare rapidă / tehnologia neconvenţională
4.1. Introducere. Prezentarea tehnologiei tehnologiei neconvenţionale Stereolitografierea
punct cu punct
Stereolitografierea punct cu punct ( SLA sau SL , de asemenea , cunoscut sub numele de
fabricație optică , Foto - Solidificare , Solid - Free Form Fabrication , Imaging Solid , Rapid
Prototyping și de imprimare 3D ) este o formă de tehnologie de fabricație aditiv utilizată pentru
crearea de modele , prototipuri , modele și piese de producție strat cu strat folosind

5

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de

fotopolimerizarea , un proces prin care lumina produce lanțuri de molecule pentru a lega
împreună , formând polimeri. Cercetări în acest domeniu au fost efectuate în cursul anilor 1970
, dar termenul a fost inventat de Charles ( Chuck ) W. Hull în 1986 , când a patentat procesul,
apoi a înființat Systems 3D Inc pentru a comercializa brevetului său.

Fig 4.1 Piese realizate de către firma FormLabs prin stereolitografiere SLA [3]
În figura 4.1 sunt afișate piese realizate de către firma FormLabs folosind tehnologia de
stereolitografiere (SLA).După cum se poate observa în cele 2 imagine firma FormLabs a
realizat piese din diferite materiale cum ar fi:plastic,rășini, etc.Tot odată se observa că s-a putut
realiza piese de diferite dimensiuni,unele chiar cu dimensiuni foarte mici și rezultând în urma
realizării piesei niște detalii geometrice și de formă care abia se pot observa cu ochiul liber.
Piesele au o formă geometrică destul de complexă care prin tehnologiile clasice sunt mult mai
greu de obținut,acestea necesitând costuri mai mari de fabricație și un timp mult mai mare
pentru realizarea lor.[4]
Și acestă tehnologie are unele limitări:


Rășinile pot fi mai fragile și mai puțin flexibile decât în SLS sinterizare cu laser .

6

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de



Prototipurile realizate prin steriolitografiere sunt sensibile la următorii factori: umiditate
și temperatură.



Grosimea pereților pieselor sub 0,6 mm nu poate fi garantată .



Este posibil să se mențină o toleranță de ± 0.050.1mm ( 150 mm colț ) între modelul
fabricat și datele modelului CAD 3D .

4.2. Principiul de lucru al tehnologiei tehnologiei neconvenţionale Vacuum casting

Fig 4.2 Principiul de lucru al tehnologiei SLA-stereolitografiere punct cu punct
În figura 4.2 este prezentat schematic întregul process de stereolitografiere SLA este cea mai
utilizată tehnologie pe scară largă pentru a produce prototipuri,care realizate cu tehnologiile ar
dura mai mult timp și ar costa mai mult. Se pot produce piese funcționale într -un interval
scurt de timp, astfel încât acestea să poată fi revizuite pentru avantaje și dezavantaje ,
ergonomie și alte specificații înainte ca acestea să se producă în masă produse pe o linie de
producție și asamblare. Este un proces complex, care necesită o cuvă cu rășini fotopolimere.
Un laser UV este utilizat pentru atrece peste aceste rășini , în scopul de ale polimeriza și de a le
întări și pentru a produce diferite modele pentru nevoile specifice ale clientului. După ce
primul strat este construit , un nou strat de rășină se toarnă peste primul strat , iar procesul se
repetă . Pe lângă polimerizarea rășinilor , laserul UV face să adere următorul strat de rășină la
stratul de dedesubt .[5]

7

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de

4.3. Parametri tehnologici de bază care influenţează tehnologia neconvenţională Vacuum
casting
Parametri tehnologici de bază care influențează tehnologia neconvențională vacuum casting
sunt:viteza de amestec,temperature din incinta camerei de vidat.
În cadrul experimentului realizat de un grup de cercetători din cadrul Departamentului de
Inginerie Mecanică, din cadrul Universității Naționale din Singapore,unde acești cercetători
încearcă să realizeze o micro-roată dințată folosind tehnologia vacuum casting.
Studiul realizat a fost publicat în cadrul “Journal of Materials Processing Technology” în data
de 3 august 2007,iar articolul este intitulat “The manufacture of micromould and microparts
by vacuum casting”,în cadrul articolului este prezentat experimentul de turnare a unei microroți dințate dintr-un anasamblu de roti dințate și folosind ca material rășină de tip MCP 6130.
În figura 4.3 este prezentat procesul de turnare sub vid a micro-roții dințate,isr în figura 4.4 este
prezentat procesul de fabricarea a matriței în care se toarnă cauciuc siliconic.

Fig 4.3 Procesul de turnare sub vid a unei micro-roți dințate[6]

8

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de

Fig 4.4 Fabricarea prealabilă a matriței pentru umplere cu cauciuc siliconic[6]
Echipamentul utilizat pentru turnare sub vid este MCP 5/01 care se poate vedea în
figura 4.5.

Fig 4.5 Echipamentul MCP 5/01[6]
În cadrul experimentului toate detaliile micro-roții dințate turnate în micro-matrița din
cauciuc siliconic au fost din punct de vedere dimensional corecte și apropiate de cel folosit ca
model master realizat prin fotolitografiere UV și avânad urmatoareșe dimenesiuni: 1 mm
diametru,lățimea dinților fiin de 60 µm și 30 µm grosimea roții dițate,cu o abatere
dimensională de 5 % față de modelul master. În tabelul 4.6 sunt prezentate diferențele între
modelul master și 10 micro-roți turnate în micromatrișe din cauciuc siliconic.

9

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de

Tabelul 4.6 Comparații dimensionale între modelul master și 10 micro-roți dințate
turnate[6]
În urma experimetului realizat de acest grup de cercetători se poate observa că turnarea
sub vid a unei micro-roții în micro-matrițe din cauciuc siliconic este posibilă ,iar această
tehnologie neconvențională vacuum casting este mult mai rapidă decât alte tehnologii de
turnare în matriță ,dar și mult mai ieftină.O altă concluzie în urma acestui experiment este ca
diferențele dimensionale din dintre modelul master și piesele în sine turnate sub vid sunt foarte
mici ceea ce demosntreză înca odată că tehnologia de turnare sub vid vacuum casting este o
tehnologie foarte bună.[6]

10

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de

4.4. Concluzii privind tehnologiei neconvenţionale de stereolitografiere SLA selectate
pentru realizarea piesei

Tabelul 4.4. Criterii de comparaţie privind tehnologiile de prototipizare rapidă (tehnologiile
neconvenţionale) analizate
Tehnologia tehnologia
neconvenţională
Stereolitografie SLA

Avantaje
nu are nici o limitare cu
privire la forma geometrică
produsului

Dezavantaje
costuri ridicate atât a
materialelor utilizate cât şi a

maşinilor speciale necesare.
are o aplicabilitate pe o scară Multe imprimante 3D pot
produce piese cu o
din ce în ce mai mai largă
dimensiune maximă de
aproximativ 50 x 50 x 60 cm
producţie
După cum se poate observa și în tabelul 4.4 tehnologia neconvențională de stereolitografiere
SLA este o tehnologie în care realizarea pieselor necesită un timp scurt pentru realizare,de
asemenea un avantaj foarte important este acela că nu are limitare din punct de vedere al
formei geometrice a piesei.
5. Comparaţii între tehnologia convenţională şi tehnologia neconvenţională selectată
Tabelul 5.1 Criterii de comparaţie privind tehnologia tehnologia neconvenţională selectată şi
cea clasică de realizare a carcasei
Tehnologia clasică /
neconvenţională
PR (TN)

TC

Avantaje

Dezavantaje

Este o tehnologie care are o
viteză destul de mare de
fabricare a unei piese
nu are nici o limitare cu
privire la forma geometrică
produsului

nu este cunoscută
deocamdată la fel de mult ca
și tehnologiile clasice
Multe imprimante 3D pot
produce piese cu o
dimensiune maximă de
aproximativ 50 x 50 x 60 cm

nu este foarte costisitore din
punct de vedere a sculelor
folosite și a mașinilor unelte

-timpul de fabricație este mai
mare decat cel al tehnologiei
de prototipizare rapidă

11

Tehnologii Neconvenţionale
semestru

Proiect de
- necesită o S.D.V.-istică
complexă

În concluzie putem spune că tehnologia neconvențională de stereolitografiere SLA este o
tehnologie foarte costisitoare dar care începe să fie folosită mult mai des,unul dintre avantaje
este viteza de fabricare a piselor,după cum se poate observa în tabelul 5.1

6.Concluzii finale
Tehnologia de stereolitografiere SLA este o tehnologie foarte interesantă și este de asemenea o
tehnologie nu foarte de mult apărută pe piață,cea ce reprezintă deocamdată un dezavantaj fața
de tehonologiile clasice.Plusurile mari pe care le oferă acestă tehnologie sunt: timp de realizare
a piesei scurt,realizarea unei forme geometrice foarte complexe a piesei ceea ce cu tehnologiile
clasice este foarte greu de obținut dacă nu chiar imposibil

7.Bibliografie
[1] https://grabcad.com/library/kitchen-mixer-3 -Data acesării:11.11.2015
[2]

http://documents.tips/documents/proiect-de-licenta-matrita-multicuib.html

-Data

acesării :20.11.2015
[3] http://formlabs.com/ -Data acesării:10.12.2015
[4] http://www.tech-faq.com/stereolithography.html Data acesării:10.01.2016
[5] http://manufacturing.materialise.com/vacuum-casting -Data acesării:16.01.2016
[6] http://link.springer.com.sci-hub.io/article/10.1007/s00170-010-2596-4 Data
acesării:21.01.2016

12

Sponsor Documents

Or use your account on DocShare.tips

Hide

Forgot your password?

Or register your new account on DocShare.tips

Hide

Lost your password? Please enter your email address. You will receive a link to create a new password.

Back to log-in

Close