1 / 44

HITRE IN NAPREDNE PROIZVODNJE

HITRE IN NAPREDNE PROIZVODNJE . Avtorji: Miha Črešnar Denis Štravs Rihard Brodej Janko Hrašar. STEREOLITOGRAFIJA (STL) LASERSKO SINTRANJE (SLS IN DMLS) DINAMIČNO MAGNETNO STISKANJE 3D-TISKANJE. STEREOLITOGRAFIJA. Avtor: Denis Štravs. GLAVNE ZNAČILNOSTI STEREOLITOGRAFIJE.

truman
Download Presentation

HITRE IN NAPREDNE PROIZVODNJE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. HITRE IN NAPREDNE PROIZVODNJE Avtorji: Miha Črešnar Denis Štravs Rihard Brodej Janko Hrašar

  2. STEREOLITOGRAFIJA (STL) • LASERSKO SINTRANJE (SLS IN DMLS) • DINAMIČNO MAGNETNO STISKANJE • 3D-TISKANJE

  3. STEREOLITOGRAFIJA Avtor: Denis Štravs

  4. GLAVNE ZNAČILNOSTI STEREOLITOGRAFIJE • Postopek je predvsem namenjen za hitro izdelavo prototipov • Izdelamo lahko kakršen koli izdelek ne glede na njegovo obliko • Izdelki nastajajo s strjevanjem snovi po plasteh • Lahko dosežemo dokaj veliko točnost izdelkov

  5. ZGRADBA STROJA Glavni sestavni deli SL-naprave so torej: • Laser • optični sistem • delovna posoda • delovna miza • delovni material

  6. PRIPRAVA PROGRAMA ZA IZDELAVO MODELA Celoten postopek izdelave prototipa na osnovi stereolitografske metode se lahko opiše na sledeč način. Vsem HIP-tehnologijam je izhodišče 3D CAD model, ki ga prejmemo od snovalca prototipa in pretvorimo v ustrezen podatkovni format. Za stereolitografijo velja format STL. Po nastanku STL-datoteke sledi razdelitev modela na posamezne plasti, oziroma oblikovanje SLI-datoteke. V takšnem tipu datoteke so zapisane serije 2D-prerezov, tankih plasti na različnih ravninah 3D modela. S takšnimi podatki lahko pristopimo k stereolitografskemu postopku izdelave prototipa.

  7. POTEK IZDELAVE NA STROJU Postopek se prične z dvigom delovne mize tik pod gladino smole, kjer jo prelije tanka plast fotopolimera (fotopolimer polimerizira pod vplivom svetlobe). Laserski žarek nato s pomočjo računalniško podprtega sistema, optike in na osnovi podatkov iz SLI datoteke utrdi sloj na površini fotopolimera. Laserski žarek je usmerjen na točko ravnine plasti toliko časa, da se polimer preide iz tekočega v trdno stanje. Po strditvi se dvižna platforma s pomočjo koračnega motorja potopi za debelino plasti.Proces se nadaljuje tako dolgo, dokler model ni dokončan po celotni višini . Nato se platforma dvigne, da lahko iz naprave vzamemo strjen model.

  8. PRIKAZ DELOVANJA

  9. Hitra izdelava pramodelov Možna hitra izdelava orodij Dragi in toksični delovni materiali Občutljivost stroja na tresljaje PREDNOSTI in SLABOSTI

  10. SLIKA STROJA IN IZDELANIH MODELOV

  11. Lasersko sintranje Avtor:Miha Črešnar

  12. Delitev • SELEKTIVNO LASERSKO SINTRANJE (SLS) • DIREKTNO METALNO LASERSKO SINTRANJE (DMSL) NEPOSREDNO LASERSKO SINTRANJE KOVIN

  13. Selektivno lasersko sintranje • Primerno za hitro izdelavo prototipov • Namenjeno izdelkom iz polimernih materialov • Primerno za manjše serije

  14. Postopek priprave in izdelave • Selektivno lasersko sintranje (SLS) je tehnologija, kjer so prototipi nastajajo sloj za slojem. Obvezen je 3D-model predmeta. Osnovni material je prah, katerega delci so veliki približno 50 µm, stroj pa ga nanaša sloj za slojem. Po nanosu nove plasti prahu računalniško kontroliran CO2-laser opiše površino prototipa tako, da se prah sprime. Medtem ko je prah izpostavljen laserskemu žarku se temperatura materiala dvigne preko temperature kristalizacije, kar omogoča da se različni delčki prahu sprimejo v objekt. Ta proces se imenuje sintranje in je teoretično mogoč z vsemi termoplasti (plastomeri).

  15. Materiali za SLS • Poliamid (PA)omogoča izdelavo funkcionalnih prototipov z zelo dobrimi toplotnimi in trdnostnimi lastnostmi. • Poliamid s steklenimi vlakni (PA + GF)ima še mnogo večjo toplotno odpornost ter boljše mehanske lastnosti. • TPEje podoben gumi. Uporablja se ga za izdelavo prototipov, kjer je potrebno velika elastičnost in prožnost materiala. Po impregnaciji z PU pa postane tudi tesen za vodo in tudi druge tekočine.

  16. Lastnosti izdelkov izdelanih po SLS • Minimalna debelina sten je 1 mm • Natančnost ± 0,2% • Površina je nekoliko hrapava • Velikosti izdelkov so omejene

  17. Stroj za SLS • Na spodnji sliki je primer stroja za selektivno lasersko sintranje. Več informacij o stroju pa najdete TUKAJ pod tehnical data.

  18. Direktni kovinsko lasersko sintranje • Namenjeno za hitro izdelavo prototipov • Za prototipe ki morajo biti izdelani iz kovine • Primerno tudi za izdelavo orodij za manjše serije • Zelo podoben SLS

  19. Postopek priprave in izdelave • Neposredno lasersko sintranje kovinskih prahov oziroma DMLS (DirectMetal Laser Sintering) je ena od tehnologij, ki jo lahko uporabimo za hitro izdelavo prototipov,prototipnih in maloserijskih orodij. Za izdelavo sintranega modela potrebujemo ustrezen 3D CAD-model (STL, IGES, STEP, ProE, Catia …). Pri izdelavi programa za lasersko sintranje ne posegamo v geometrijsko obliko izdelka. Model le razrežemo na ustrezne plasti in določimo tehnološke parametre izdelave. Osnova za sintranje je orodjarska plošča, na katero se nanese kovinski material v prašnati obliki. Laserski žarek, ki je ustrezno krmiljen, stali naneseni material glede na obliko izdelka in ga hkrati zasintra na prejšnjo plast. Ko je plast v celoti zasintrana, se delovna plošča spusti za debelino plasti. Postopek ponavljamo, dokler ni izdelek v celoti izdelan. Trenutno v RTCZ uporabljajo dve vrsti materialov, ki se med sabo razlikujeta glede na mehanske lastnosti in temperaturno obstojnost.

  20. Materiali za DMLS • DirectMetal20: uporabljamo ga za modelne vložke orodij pri vbrizgovalnem oblikovanju plastomerov (termoplastov) do 10.000 izdelkov in funkcionalne kovinske prototipe. • DirectSteel20: uporabljamo ga za modelne vložke orodij pri vbrizgovalnem oblikovanju plastomerov (termoplastov) do 100.000 izdelkov,modelne vložke orodij za tlačno litje neželezni kovin in zlitin do 1.000 odlitkov in funkcionalne kovinske prototipe.

  21. Priprava modela • Izprej omenjenega 3D-modela pripravimo primeren model za DMLS: v STL obliki. To pa pomeni, da je razrezan na pravilno število trikotnikov, po katerih se bo kasneje pomikal laserski žarek. Pri premajhnem število trikotnikov je končni model popačen, preveliko pa le podraži postopek izdelave, brez kakršnih koli izboljšav.

  22. +Material je izdelan iz kovine +Lahko ga takoj funkcionalno uporabimo +Izdelamo lahko predmete pravilnih in nepravilnih oblik, med njimi tudi takšne, ki jih ni mogoče izdelati z drugimi postopki -Predmeti morajo biti zasintrani na podporo (direktno-dodatek ali zunanjo) -S postopkom ne moremo začeti kjerkoli v prostoru -Previsna polja morajo imeti svoje majhne podpore Prednosti in omejitve pri izdelavi kovinskih prototipnih modelov po postopku DMLS

  23. Gradivo • http://www.crdmcouk.xsession.net • http://www.euroteh.com • http://www.google.com

  24. DINAMIČNO MAGNETNO STISKANJE Avtor:Janko Hrašar

  25. Dinamično magnetno stiskanje je nova tehnologija magnetnih prahov, pri kateri močna magnetna polja stisnejo, oblikujejo ali spojijo materiale, kot so jeklo, aluminij, baker, itd.

  26. Način delovanja • Močna magnetna polja stisnejo prah do skoraj prave gostote materiala v milisekundi. • Z prahom napolnimo električno prevodno cev (iz jekla, aluminija ali bakra), ki je postavljena na sredo elektromagnetne tuljave. • Kondenzator zelo hitro pošlje tok skozi tuljavo, kar povzroči močan radialni pritisk okoli cevi.

  27. Tok v tuljavi inducira tok v obdelovancu in ta nasprotna tokova povzročita magnetne sile, ki se odbijajo med seboj. • Sile povzročijo pospeške obdelovanca tudi do 200 m/s2 v času, ko se premakne za dve do tri debeline svoje stene, le nekaj milimetrov.

  28. Kinetična energija stene cevi stisne prah v zelo gosto obliko. • Ta impulz pritiska traja manj kot milisekundo in omogoča proizvodno hitrost več izdelkov na minuto. • Ko je izdelek stisnjen, ga lahko sintramo, da mu izboljšamo lastnosti. • Za nekatere primere uporabe je izdelek dovolj trden, da lahko postopek sintranja izpustimo

  29. Uporaba DMC • Magnetno stiskanje se lahko uporablja pri sobni ali visoki temperaturi; na zraku ali v nadzorovani atmosferi. • Na sredino lahko damo jedro. Tako lahko izdelamo dele, kot so prestavni zobniki in podobno. • Z DMC lahko naredimo natančne izdelke iz kovin, keramike, kompozitov, magnetnih prahov in se nekaterih drugih materialov. • Proces omogoča večje gostote izdelkov, z izboljšano trdnostjo in obnašanjem.

  30. Gostote materiala PREDNOSTI DMC PRED KLASIČNIM HIDRAVLIČNIM STISKANJEM • Ponavadi je gostota pri DMC večja kot pri navadnem stiskanju, kar običajno pomeni tudi boljše lastnosti • Prahovom ni potrebno primešati maziv • Hitrejše proizvajanje Graf prikazuje gostoto nekega kovinskega prahu, ki je bil mehansko toplo stisnjen s tlakom od 20 do 60t na kvadratni inč. isti prah je bil magnetno stisnjen pri sobni temperaturi in pri temperaturi 150 0C. Magnetno stisnjeni prahovi so dosegli večjo gostoto Opomba: DMC povzroča dinamični pritisk in ne statičnega kot pri navadno stiskanje, zato je težko primerjati statični pritisk z statičnimi enotami.

  31. Izdelovanje in oblikovanje • Trenutno je tehnologija bolj ali manj omejena na izdelovanje cilindričnih izdelkov z notranjimi posebnostmi, kot so luknje, zareze, prestavno zobovje,… • Pri elektromagnetnem oblikovanju so kovinske plošče ali cevi oblikovane z magnetnim pulzom • Postopek omogoča izboljšano metodo raztegovanja, oblikovanja in krajšanja kovinskih cevi. • Omogoča izboljšano preoblikovanje, še posebno aluminija, v močno deformiranih oziroma preoblikovanih uporabah

  32. Preoblikovanje cevi

  33. Magnetno impulzno spajanje • Magnetno impulzno spajanje je proces varjenja v trdnem stanju, ki omogoča spajanje ali ločevanje različnih materialov kot npr. aluminija in jekla. • Dva materiala sta postavljena eden poleg drugega v cev, kjer se spojita zaradi magnetnega pulza • Pravilno izveden spoj je lahko tako trden kot spoj izveden z običajnejšim postopkom, ali celo trdnejši 200X povečava spoja bakra in jekla Valovi prikazujejo močno vez

  34. Prednosti magnetnega spajanja • Ni mehanskega stika • Spojimo lahko različne materiale: baker, aluminij, železo, kompozite, itd. • Je hladen proces in zato povzroči malo ali nič toplotno obremenjenega območja. To je posebej pomembno pri varjenju aluminija • Ponovljivost in natančnost je velika, kar zmanjša potrebo po nadzorovanju • Varjenje poteče v milisekundi, zato je proizvodna hitrost omejena z pripravljanjem materialov • Deformacija je plastična in ne elastična, zato ni vzmetnega učinka

  35. Naprava za DMC

  36. Sestavni deli • Eden ali več napajalnih modulov • Elektromagnetna tuljava Tuljave morajo biti posebno narejene za vsak namenski del, da se optimizira pritisk in poraba energije • Kontrolni vmesnik za začetek in konec stiskanja

  37. Slika prikazuje tuljavo (na modrem ogrodju) za izdelavo kovinskih prestav s premerom 13 cm Več o tem na : http://www.magnepress.com

  38. 3D-TISKANJE Avtor: Rihard Brodej

  39. Glavne značilnosti • S tem postopkom se lahko izdela katerakoli oblika. Minimalna velikost dela ja navadno 100 mikronov. • S postopkom 3D-tiskanja lahko nabrizgavamo dejansko vse materiale, ki so v obliki prahu, npr: keramiko, kovine, polimere… • Hitro modeliranje spada v zadnje dosežke vrhunskih tehnologij in omogoča razvijalcem izdelkov in tehnologij hitro prepoznavanje problemov oblike. • 3D-tiskanje je primerno predvsem za gledanje, ker je izdelek bolj krhek, je pa mnogo cenejši.

  40. Prikaz npr. tiskanja televizijskega daljinca

  41. Shematski prikaz postopka

  42. Kratek opis 3D Printanje • Postopek je v bistvu izpeljanka ink jet postopka tiskanja, le da je "barva" fotopolimer. • Tiskalnik nima podajalnika papirja, temveč ploščad, ki se premika v tretji osi (Z os), glava pa opisuje pot v X-Y ravnini (podobno kot pero pri že pozabljenih peresnih ploterjih). • Glava nabrizga plast fotopolimera na ploščad, nato pa jo osvetli UV svetilka. To je potrebno zato, ker se fotopolimer (ki je tekočina) strdi (polimerizira) pod vplivom UV-svetlobe • Nato se ploščad pomakne malo navzdol v smeri osi z (tipično 0.1 mm) in glava nabrizga novo plast fotopolimera. To se ponavlja, dokler ni izdelek končan • Za keramiko se uporablja namesto ink jeta, laserski žarek, ki zvarja praškaste delce keramike, kovine ali polimerov (običajno poliamid) plast za plastjo....

  43. Shema: Vrteči deli - izdelava ležaja v enem kosu Porazdelitev napetostnih stanj Model noge Tanka ohišja

  44. Notranjost tiskalnika, slike tiskalnikov ter nekaj izdelkov narejenih s postopkom 3D-tiskanja

More Related