Для производства нужных деталей люди по разному обрабатывают заготовленный материал, в зависимости от нужных качеств конечного продукта. При создании используется обработка давлением, температурой, химическое воздействие и т.д. материала. Прогресс в промышленности приводит к использованию все более инновационных технологий и улучшению старых
Обработка материалов, Плазменная обработка
Плазму получают чаще всего в электродуговом разряде, в высокочастотном электрическом поле, с помощью энергии лазерного излучения.
Физические свойства плазмы — высокие значения температур, энтальпия и электропроводность — позволяют осуществлять ряд интересных физических и технических проектов.
Плазма нашла применение в металлургии, в сварочном производстве.
Для технологических целей используют так называемую “низкотемпературную” плазму с температурой …К, представляющую собой частично ионизированный газ.
Для получения плазмы разработаны плазмотроны или плазменные горелки.
В дуговых плазмотронах плазма с требуемыми характеристиками может быть получена при различных видах взаимодействия дуги с плазмообразующим газом: аргоном, гелием, азотом, водородом, кислородом и воздухом
Стабилизация дуги в плазмотроне может осуществляться аксиальным потоком газа 1, создающим слой 2, ограничивающий столб дугового разряда.
При тангенциальной подаче газа в дуговую камеру плазмотрона стабилизация дуги достигается за счет вихревого потока 1 плазмообразующего газа.
Весьма эффективным способом стабилизации дугового разряда в плазмотроне и повышения его удельных энергетических характеристик является ограничение диаметра столба дугового разряда охлаждаемой стенкой (рисунок будет ниже).
Плазмообразующий газ, используемый в плазмотроне, в значительной мере определяет технологические возможности плазменной струи, и его нужно выбирать в зависимости от целей процесса.
Молекулярные газы — азот, водород, кислород и воздух позволяют увеличить эффективность нагрева за счет реакций диссоциации (разложения)-ассоциации (объединения).
При этом происходит дополнительное поглощение теплоты в столбе дугового разряда.
При попадании на обрабатываемую поверхность плазмообразующий газ ассоциирует (превращается из атомного в молекулярный); при этом выделяется теплота, затраченная на его диссоциацию.
Плазменный нагрев
Нагрев деталей и материалов до невысоких температур (ниже точки их плавления) с помощью плазменных горелок используется сравнительно редко, однако в последнее время все чаще применяется плазменно-механическая обработка металлов, где осуществляется такой нагрев. Сущность метода состоит в том, что при обработке, например, резанием высокопрочных металлов и сплавов перед резцом устанавливается плазмотрон, нагревающий узкую зону обрабатываемого материала.
Плазменная обработка. Плазмотрон
... разряд; 3 — плазменная струя; 4 — электрод; 5 — разрядная камера; 6 — соленоид; 7 — обрабатываемое тело. Стабилизация разряда в дуговых плазматронах осуществляется магнитным полем, потоками газа ... ёмкостные, факельные плазмотроны, плазматроны на коронном разряде и с короной ... нагрев поверхности, что используется при наплавке и нанесении покрытий. Резка металлов осуществляется сжатой плазменной ...
Прочность снижается, а пластичность повышается. Можно без ущерба для качества поверхности увеличить глубину резания и подачу. Нет окисления поверхности.
Применение плазменного нагрева при обточке цилиндрических заготовок диаметром 100…350 мм из жаропрочных никелевых сплавов, вольфрама и молибдена показало, что производительность обработки увеличивается в 6…8 раз при уменьшении износа резцов в 5…6 раз. Скорость съема металла при этом может достигать 3…4 кг/мин.
Плазменный нагрев до более высоких температур может приводить к оплавлению шероховатостей механически обработанной поверхности, улучшая тем самым технологические показатели.
Плавление вещества
Плавка металлов и сплавов, а также неметаллических материалов с использованием плазменного нагрева получило широкое распространение. Данный способ отличается высокой стабильностью, простотой и гибкостью технологического процесса. Плазменная плавка позволяет использовать самые различные среды и исходные материалы при минимальных потерях легирующих компонентов.
Схема печи для плавки в водоохлаждаемый кристаллизатор
Наиболее распространена схема печи для плавки в водоохлаждаемый кристаллизатор. В таких печах обычно выплавляют сложнолегированные сплавы, например, инструментальные сплавы. При этом, благодаря небольшому содержанию в металле неметаллических включений в виде оксидов и кислорода, его механические свойства (особенно пластичность) заметно повышаются.
Плазменный нагрев используется также для плавки металла с последующим измельчением расплава и кристаллизацией его в виде малоразмерных капель.
Рисунок 7.7 — Схема плавки с получением малоразмерных капель 1 — тигель; 2 — кристаллизатор.
Плазменный нагрев используется также для плавки металла с последующим измельчением расплава и кристаллизацией его в виде малоразмерных капель.
В дальнейшем этот материал применяют как исходный продукт порошковой металлургии, для наплавки и т.д.
Измельчение металла чаще всего получают разбрызгиванием расплавленного металла при вращении тигля 1. Попадая на холодные стенки кристаллизатора 2, капли жидкого металла затвердевают и в виде гранул собираются на дне камеры, причем большая скорость охлаждения расплавленного металла позволяет получать неравновесные структуры со специфическими свойствами.
Сварка и наплавка
Сварка с использованием плазменных источников энергии применяется все шире, так по сравнению с обычной свободно горящей электрической дугой удается получить большую глубину проплавления и меньшую ширину шва и соответственно более узкую зону термического влияния. Процесс идет с большей скоростью при улучшении качества сварного шва.
Плазменной сваркой за 1 проход сваривают детали толщиной до 20мм, что дает возможность существенно повысить производительность процесса, уменьшить возникающие при сварке деформации и получить в конечном счете более работоспособное сварное соединение.
Классификация технологических процессов. Виды отдыха
Понятие технологического процесса Технологический процесс - последовательность технологических операций, необходимых для выполнения определенного вида работ. Технологический процесс состоят из технологических (рабочих) операций, которые, в свою очередь, складываются из рабочих движений (приёмов). ...
Микроплазменная сварка является разновидностью процесса плазменной сварки и характеризуется силой тока плазмы порядка 0,1…10 А. Толщина свариваемых заготовок обычно составляет 0,025…1,0 мм (фольга) — другими методами невозможно сварить (детали радиоэлектронной техники).
Плазменная наплавка используется для нанесения на обрабатываемые заготовки поверхностных слоев (чаще всего из металлов и сплавов, отличных по составу от материала подложки) с целью повышения эксплуатационных свойств деталей. Для наплавки обычно применяют материалы со специальными свойствами (высокой твердостью, повышенной износостойкостью, коррозионной и термостойкостью).
Наплавка позволяет получать изделия из дешевых конструкционных материалов с рациональным распределением свойств по отдельным элементам.
При этом значительно снижается расход дорогостоящих легирующих материалов. Толщина наплавленных за 1 проход слоев может достигать 4…5 мм; возможно многослойная наплавка.
Наплавку проводят плазменной струей, что дает возможность регулировать глубину проплавления основного металла посредством изменения расстояния между горелкой и заготовкой. Чтобы обеспечить защиту ванны расплавленного металла от взаимодействия с атмосферными газами, в качестве плазмообразующих газов используют аргон и водород.
Наплавка рабочих лезвий инструментов позволяет экономить дефицитные и дорогостоящие инструментальные стали (Р18, Р6М5).
Масса наплавленной инструментальной стали (на обычную углеродистую сталь) обычно не превышает 4…5 % от общей массы инструмента.
С помощью плазменной наплавки в ремонтных целях восстанавливают дорогостоящие узлы и детали (штампы, пресс-формы, валки и т.д.) металлообрабатывающего оборудования.
Напыление
Существует две основные разновидности процесса:
- подача материала в плазмотрон в виде прутка или проволоки;
- подача материала в плазмотрон в виде порошка (оксиды, нитриды, карбиды).
Плазменным напылением обычно получают слой малой толщины (… м).
Металлические покрытия, получаемые с помощью плазменного напыления, чаще всего состоят из вольфрама, молибдена, никеля, кобальта и др. металлов и сплавов с достаточно высокой температурой плавления.
Производительность процесса может достигать нескольких напыляемого материала в час, а плотность напыляемого слоя составляет обычно 80…90 % от плотности монолитного металла. Тонкие (до 0,1…0,3 мм) напыленные слои имеют большую плотность и лучшее сцепление с напыляемым подслоем, чем более толстые.
Покрытия по назначению бывают разными: жаростойкие, коррозионостойкие, защитные. Для последних используют оксиды алюминия и циркония.
Напыление повышает стойкость кокилей, изложниц для литья; износостойкость фильер для протягивания (волочения) молибденовых прутков при напылении увеличивается в 5…10 раз.
Одной из разновидностей процесса плазменного напыления является ионная технология нанесения покрытий с помощью плазменных ускорителей.
Рисунок — Схема ионной технологии нанесения покрытий
1 — катод водоохлаждаемый; 2 — плазма; 3 — обрабатываемая поверхность.
В промышленности ионная технология используется для увеличения срока службы металлорежущего инструмента и штампов. При этом износостойкость инструмента увеличивается в 2…5 раз.
Рентгеновское излучение и его использование в технике и медицине
... в изделиях (рельсах, сварочных швах и т. д.) с помощью рентгеновского излучения называется рентгеновской дефектоскопией. В материаловедении, кристаллографии, химии и биохимии рентгеновские лучи используются для выяснения структуры веществ на атомном уровне при помощи дифракционного рассеяния рентгеновского излучения ...
Материал покрытия получают испарением в вакууме водоохлаждаемого катода 1. Затем его ионизируют в электрическом разряде и превращают в плазму 2, которая с помощью электромагнитного поля ускоряется и фокусируется в поток по направлению к обрабатываемой поверхности 3.
Значительная энергия, которую можно сообщить ионам в плазме, позволяют глубоко внедрять их в обрабатываемые поверхности и получать прочные поверхностные покрытия (и металлические пленки).
Плазменным формованием деталей с помощью напыления получают тонкостенные детали и заготовки сложной геометрической формы из трудно обрабатываемых металлов (вольфрама, молибдена).
Материал в виде плазмы напыляют на оправки или шаблоны, которые в дальнейшем могут или растворяться химическим путем (если они изготовлены из алюминия или меди), или разбираться на части.
Как правило, полученный после напыления слой хрупок, имеет слоистую структуру. После отжига он приобретает равновесную мелкозернистую структуру и механические свойства, позволяющие подвергать его механической обработке и использовать в конструкциях.
Формование деталей плазменным напылением используется для тиглей, деталей ракетных двигателей и МГД-генераторов.
Резка
Это термическая резка, независимая от свойств разрезаемых материалов. Возможность разрезания заготовок значительной толщины (до 250…300 мм), получение резов любой конфигурации.
Существуют две основные разновидности плазменной резки: разделительная и поверхностная — строжка (рисунок 7.9.)
При ручных работах используется напряжение в 180 В, для машинных работ-500 В.
При строгании и точении (для удаления деформированного слоя) плазменную головку ставят под углом 40…60° к обрабатываемой поверхности.
При микроплазменной резке используется величина тока в 5…100 А для разрезания заготовок толщиной 6…8 мм. При этом ширина реза получается не более 0,8…1,0 мм.
Рисунок 7.9. — Схема плазменной головки: 1 — заготовка; 2 — плазменная струя; 3 — дуговой разряд; 4 — медный водоохлаждаемый электрод; 5 — вольфрамовый электрод.
Светолучивая обработка материалов
В 1961 г. был разработан первый образец оптического квантового генератора (ОКГ), в котором в качестве рабочего тела был синтетический рубин.
Термин Лазер получился по первым буквам английского выражения: Light Amplification by Stimulated Emisson of Radiation (усиление света с помощью индуцированного излучения).
В 1961 г. был создан газовый лазер (рабочее тело — гелий+неон).
Это наиболее мощные лазеры. С их помощью можно получить непрерывное излучение мощностью до сотен кВm. Затем появились полупроводниковые лазеры.
Рабочий диапазон излучения ОКГ охватывает область от ультрафиолетового с длиной волны 0,3 мкм до инфракрасного с длиной волны 300 мкм.
Лазеры нашли широкое применение (для передачи информации и связи, для измерения расстояний с большой точностью).
Особое место занимает лазерная технология — использование ОГК для нагрева, плавления, испарения, сварки и резки материалов.
По плотности потока энергии (до Вm/м2) лазер пока не имеет себе равных.
Лазерное излучение 2 Безопасность жизнедеятельности
... лазерного излучения: высокая плотность энергии: 1010-1012 Дж/см2, высокая плотность мощности: 1020-1022 Вт/см2. По виду излучение лазерное излучение подразд-ся: прямое излучение; рассеяное; зеркально-отраженное; диффузное. Биологические действия лазерного излучения зависит от длины волны ...
Физические основы получения и применения светолучевых источников энергии
плазменный излучение сварка деталь
Полихроматический свет и его использование для технологических целей
Обычное световое излучение — полихроматический свет — состоит из различных частот, лежащих в диапазоне видимой части спектра.
По длинам волн л (мкм) диапазон светового излучения условно делится на несколько областей:
ИК 750…0,76 мкм
Красная 0,76…0,62 мкм
Оранжевая 0,62…0,59 мкм
Желтая 0,59…0,56 мкм
Зеленая 0,56…0,50 мкм
Голубая 0,50…0,48 мкм
Синяя 0,48…0,45 мкм
Фиолетовая 0,45…0,40 мкм
УФ 0,40…0,005 мкм.
Полихроматическое излучение возникает в результате нагрева тел. Это излучение происходит в виде отдельных порций — квантов или фотонов.
Энергия фотона:
е =h·f , Дж (6.1)
Где h=6,625—постоянная Макса Планка (1858…1947 г.г.) — немецкого физика, в 1918 г. получившего Нобелевскую премию;
- f — частота излучения, Гц.
В обычных условиях атомы вещества излучают одновременно кванты различной энергии, так как переход электронов с одних орбит (с дальних на ближние) на другие не носит организованного характера.
Для применения энергии света для тех или иных технологических процессов требуется фокусировка луча; полихроматичность играет в данном случае отрицательную роль.
Так как волны разной длины имеют различный коэффициент преломления, то полихроматичный свет (проходя через линзу) фокусируется в виде пятна довольно значительных размеров.
Это явление носит название хроматической аберрации (отклонение от норм, искажение …).
Диаметр светового пятна достигает сотен и тысяч мкм. В результате максимальная плотность энергии в пятне нагрева не превышает Вm/м2, что соизмеримо с нагревом от пламени газовой горелки и в 104…105 раз меньше, чем для монохроматического луча лазера.
Система линз ш75…120 мм не дает возможность получить в фокусе пятно диаметром менее 1…2 мм, а сферическое зеркало диаметром 1 м фокусирует солнечные лучи в пятно диаметром 20…60 мм.
В промышленности световую энергию используют от источников света в виде ламп накаливания или дуговых газоразрядных ламп. Их мощность до нескольких десятков кВm (в кварцевых корпусах).
Кварцевые лампы нагревают поверхности до температуры 600…1200 °К; газоразрядные (с системами фокусировки) — до 1800…2000 °К, что вполне достаточно для плавления ряда материалов.
Когерентное излучение
Если частота f и длина волны л постоянны и не зависят от времени ф, то волна монохроматична.
Если амплитуда, частота, фаза, направление распространения и поляризация электромагнитной волны постоянны во времени или изменяются по определенному закону, то такая волна когерентна.
Монохроматичная волна всегда когерентна, а когерентность двух немонохроматических волн означает, что они обладают одинаковым набором частот f и разность их фаз постоянна во времени.
Чем короче длина волны, тем меньше расходимость параллельных пучков энергии этих волн. Это используется (для) при локации и определении расстояний до предметов.
Электронный луч в технологии
... процесса. Электронно-лучевая технология развивается в основном в трех направлениях: плавки и испарении в вакууме, сварки и кроме того, электронный луч позволяет наносить покрытия на поверхности ... в последнее двадцатилетие . Сущность процесса электронно-лучевого воздействия состоит в том, что кинетическая энергия сформированного в вакууме тем или иным способом электронного пучка (импульсного или ...
Для монохроматического излучения теоретически достижимый диаметр сфокусированного луча составляет 0,4…1 мкм (но из-за отсутствия идеальной монохроматичности и когерентности луча этот диаметр несколько больше).
Получить когерентное световое излучение удалось средствами квантовой электроники.
Основная схема ОКГ
Любой ОКГ независимо от конструктивного выполнения содержит следующие основные элементы;
1).
рабочее тело (вещество), состоящее из ансамбля атомов и молекул, для которых может быть создана инверсия населенности (неравновесное состояние вещества);
2).
систему, позволяющую осуществлять инверсию;
3).
оптический резонатор (струна, стержень), который служит для осуществления взаимодействия излучения с рабочим веществом и в котором происходит отбор энергии от ансамбля генерирующих излучение частиц;
4).
устройство для вывода энергии из резонатора;
5).
систему управления концентрацией энергии и пространственным положением полученного пучка света;
6).
различные специальные системы, связанные с конкретным применением ОКГ.
Для инверсии населенности в ОКГ применяют следующие виды накачки:
- оптическую накачку за счет облучения вещества мощным световым потоком;
- электрическую накачку (прохождение через вещество электрического тока);
- химическую накачку, когда инверсия возникает за счет химической реакции, в которой принимает участие рабочее вещество.
В зависимости от режима ОКГ делятся на устройства, работающие в непрерывном и импульсно — периодическом режимах.
Рисунок 6.1 — Схема твердотелого ОКГ
1 — зеркало с плотным непрозрачным слоем серебра; 2 — рубиновый стержень; 3 — зеркало посеребренное (коэффициент пропускания света ~ 8%); 4 — газоразрядная лампа — вспышка; 5 — отражающий кожух с поперечным сечением в форме эллипса; 6 — высоковольтная батарея конденсаторов; 7 — источник питания; 8 — система оптических линз; 9 — заготовка.
Работа ОКГ основана на принципе стимулированного генерирования светового излучения.
Атом вещества, имея определенный запас энергии, находится в устойчивом энергетическом состоянии и располагается на определенном энергетическом уровне. Для выведения атома из устойчивого (стабильного) энергетического состояния его необходимо возбудить.
Возбуждение (“накачку”) активного вещества осуществляют световой импульсной лампой. Частота повторения импульса света лампы-вспышки зависит от времени зарядки батареи конденсаторов, а также от условий охлаждения стержня (рубинового) — резонатора.
Импульс света длится до с с интервалами между ними 3·…с.
Возбужденный атом, получив дополнительный фотон от системы накачки, излучает сразу два фотона, в результате чего происходит своеобразная цепная реакция генерации лазерного излучения.
В твердом ОКГ рабочим элементом-веществом является рубиновый стержень, состоящий из окиси алюминия (A?2О3), активированного 0,05% Cr (хрома).
Для рубина поглощаемая кристаллом мощность накачки составляет ~2 кВm на 1см3 объема кристалла. Коэффициент использования световой энергии лампы-вспышки составляет 10…15%, поэтому ее мощность должна составлять десятки, а то и сотни кВm.
Космические лучи
... вторичного происхождения. Масса мюона примерно в 200 раз больше массы электрона. Они поглощаются значительно медленнее, и расходуют основную часть энергии на ионизацию атомов. Впоследствии с космическими лучами были ...
40…70% энергии, поглощенной стержнем идет на его нагрев. Чтобы генерация когерентного излучения не прекратилась, стержень нужно охлаждать (воздухом, водой или жидким азотом).
Начавшееся в рабочем теле (стержне) ОКГ излучение распространяется по всему объему стержня — резонатора и из-за многократного отражения от зеркал вовлекает в процесс генерации когерентного излучения все оптически активные атомы в направлении оси стержня.
Часть когерентного излучения выходит через полупрозрачное зеркало 3 из резонатора.
Спустя 0,5 микросекунды более половины атомов хрома приходит в возбужденное состояние, система становится неустойчивой и вся запасенная в стержне рубина энергия одновременно высвобождается и кристалл испускает ослепительный яркий красный свет — красная флюоресценция рубина-фотоны с длиной волны л =0,6943 мкм.
Суммарная мощность рубинового ОКГ при энергии импульса лампы от 20 до 100 Дж и частоте их повторения до нескольких десятков герц может достигать десятков кВт (длина стержня при этом составляет 200…250 мм, диаметр 15 мм).
Эта энергия выделяется в миллионные доли секунды и сосредотачивается в луче диаметром 10 мкм за счет системы оптических линз. Что обеспечивает температуру в пределах 6000…8000 °С.
В результате этого поверхностный слой материала заготовки 9, находящийся в фокусе луча, мгновенно нагревается и испаряется.
Технология светолучевой обработки материалов, Технологические особенности излучения ОКГ
Использование мощных ОГК дает целый ряд технологических преимуществ, что и определяет их широкое применение.
1) Энергию в виде светового луча можно передавать на расстояние (по специальному световоду или через прозрачную разделительную перегородку).
2) Отсутствует механический и электрический контакт между источником энергии с изделием в месте обработки.
3) Высокая концентрация энергии в пятне нагрева прострой” фокусировке.
4) Можно плавно регулировать плотность лучистого потока в пятне нагрева за счет изменения фокусировки луча.
5) Высокие температуры в зоне воздействия излучения.
6) Можно получить импульсы весьма малой длительности (до с.), так и непрерывное излучение.
7) Малые размеры зон обработки (до нескольких мкм.).
8) Можно перемещать луч с высокой точностью и скоростью.
9) Мощность луча можно модулировать по требуемому закону.
10) Технологический процесс можно вести в любой оптически прозрачной среде.[1]
Лазерная наплавка
Лазерная наплавка порошковых материалов обеспечивает получение наплавленного слоя высокой степени однородности и качества без значительно термического влияния на нижележащие слоя металла.
Применяют порошки хрома, бора, никеля, кремния
Сущность процесса наплавки заключается в нанесении на поверхность детали слоя порошка и последующего его расплавления лучом лазера. Порошок диффундирует в основной металл, а быстрое остывание позволят получить однородную структуру поверхностного слоя. После последующей шлифовки толщина наплавки может достигать 0,2-0,4 мм., повышение износостойкости в 2-3 раза. [2]
Появление лазеров привело к возможности быстрого проектирования деталей и даже их выращивания.
Методы проектирования
1. Стереолитография. Некую емкость заполняют светочувствительной смолой. В результате воздействия лазера в массе смолы затвердевают только те участки, по которым прошелся лазерный луч. Остатки смолы сливаются, а вы получаете нужную деталь. Достоинством данного метода является его точность т.е. вы можете получить достаточно точно проработанную деталь. Более того данная модель довольно хорошо обрабатывается (например шкуркой).
Гибкие производственные системы (ГПС) механической обработки деталей
... типовая структура ГПМ механообработки модели 8М. Указанная модель ГМП предназначена для автоматизированной сверлиль-но-фрезерно-расточной обработки деталей типа „корпус" на приспособлениях ... рабочие органы пульта управления станка Названные модули имеют самые разнообразные компоновки., что связано с: производственными факторами, обеспечивающими возможность многостаночного обслуживания; многообразными ...
Недостатком данного метода прежде всего является хрупкость самой детали-прототипа по свойствам напоминающие ПСМ или «стекло».
2. Послойное спекание порошка. Данный метод заключается именно в спекании порошкообразного материала в данной конкретной точке под воздействием лазерного луча. Основой такого материала могут служить: полистирол, АБС, полиамид, а так же некоторые порошки металлов. Достоинства метода:
- изготовление прототипа больших размеров;
- получение изделия со свойствами близкими к реальным (т.е. вы можете функционально нагрузить свой прототип и посмотреть на его работу);
- возможность выбрать материал прототипа. Недостатки данного метода:
- плохая проработка мелких деталей на прототипе;
- модель из полиамида и АБС (по нашему опыту) достаточно плохо обрабатываются и, поскольку имеет пористую структуру плохо красится (т.е.
Вы ее покрасите, но потратите на это значительно больше краски, чем предполагали).
3. ЛОМ — технология Модель разбивается на слои (в прочем как и во всех других методах).
После чего из тонкого картона послойно вырезаются нужные сечения и послойно склеиваются. Получается готовая модель. Мы никогда эти методом не пользовались т.к. считаем этот метод пережитком прошлого. Достоинств мы не знаем т.к. не пользовались этим методом (они наверняка существуют).
Недостаток у этого метода главный — невозможность обработки модели т.к. после обработки прототипа шкуркой края картонных слоев начинают лоснится.
4. Послойное выращивание В данном случае модель в буквальном смысле слова печатается на принтере со специальной струйной головкой, подающей технический воск. Достоинства метода — данный метод незаменим если по дальнейшей технологии производства вам нужно, чтоб прототип в процессе обработки расплавился и вытек из созданной по его контурам матрицы (литье по выплавляемым моделям).
Недостатки — нежность модели.
Полученые заготовки могут быть использованы в литейном производстве, как формы
Для получения готовой детали используется прототипирование.
Основное отличие этой технологии от традиционных методов изготовления моделей заключается в том, что модель создается не отделением «лишнего» материала от заготовки, а послойным наращиванием материала, составляющего модель, включая входящие в нее внутренние и даже подвижные части.
Принцип построения установки
Рассмотрим на примере создания полимерной детали:
Принцип создания моделей-прототипов по технологии FDM (Fused Deposition Modeling) заключается в послойной укладке расплавленной до полужидкого состояния полимерной нити в соответствии с геометрией математической модели детали, разработанной в системе CAD. Математическая модель передается в формате STL в специальное программное обеспечение Insight, которое автоматически оптимально ориентирует ее относительно рабочей зоны установки и разбивает на горизонтальные слои. Затем в Insight (тоже автоматически) определяется необходимость применения поддерживающих элементов для нависающих частей модели. Сгенерированные данные передаются на установку, и начинается процесс послойного создания модели. Если для построения модели-прототипа использовалась так называемая поддержка, то после завершения процесса она легко отделяется от модели механическим способом или вымывается специальным водным раствором в ультразвуковой ванне. Модель, изготовленная с применением этой технологии, называющейся WaterWorks, остается гладкой и чистой, без рисок и царапин, с сохранением мельчайших деталей. Технология WaterWorks предоставляет неограниченные возможности для моделирования тонкостенных деталей и деталей со сложными внутренними полостями. Кроме того, возможно параллельное изготовление нескольких деталей, если они вписываются в рабочую зону установки[3]
Основные модели и методы прогнозирования материально-технического обеспечения
... широкое применение на практике для прогнозирования потребности в материально-технических ресурсах получил нормативный метод. На макроуровне применяется метод укрупненных нормативов, который предполагает использование ... 4, c.246]. Для прогнозирования потребности в материалах (А) можно воспользоваться одно- и многофакторными моделями. С помощью однофакторной модели можно установить зависимость ...
Для выращивания используют
Селективное лазерное спекание порошковых материалов. Селективное лазерное спекание — это послойное спекание лазерным излучением порошкового материала. Производители установок селективного лазерного спекания предлагают широкий ассортимент материалов: термопласты, в том числе композитные; эластичные термопласты; термопласты для получения выжигаемых моделей. Для изготовления металлических формообразующих вставок применяют композитные материалы — металлический порошок с полимерным наполнителем. Спекание «идет» по полимерному наполнителю. Это весьма важно для обеспечения точности формы, позволяет изготавливать формообразующие с минимальным припуском. Следующий этап — инфильтрация (пропитка) бронзой уже спеченной в установке модели. Этот процесс осуществляют вне установки.
Селективное лазерное плавление металла. Селективное лазерное плавление — это последовательное послойное расплавление пopoшкового металлического материала с помощью лазерного излучения. [4]
Одним из примеров улучшения давно известных технологий является резка под водой.
Для подводной резки применяют специальные резаки, работающие на газообразном горючем (водороде) или на жидком горючем (бензине).
Рис. 6. Резак для водородно-кислородной резки
1 — мундштук, 2 — головка, 3 — трубка,
4, 6 — вентиль, 5 — рукоятка, 7 — колпак.
В головке водородно-кислородного резака по центральному каналу мундштука поступает режущий кислород, а по кольцевому каналу между мундштуками идет водородно-кислородная смесь, образующая подогревательное пламя. Снаружи мундштука имеется колпак, через который проходит сжатый воздух, образующий пузырь вокруг пламени, предохраняющий его от соприкосновения с водой. Пламя резака зажигается над водой, затем в мундштук подается сжатый воздух и резак опускают под воду.
Рис. 7. Резак для бензино- кислородной резки
1 — головка, 2 — трубка, 3 — рукоятка,
4 — вентиль для бензина, 5, 6 — вентиль для кислорода.
Головка бензино-кислородного резака имеет распылитель, через отверстие которого в камеру подается кислород, а через другие отверстия — бензин. Испаряясь в камере, бензин с кислородом образует горючую смесь, которая выходит через отверстие в донышке и сгорает. Режущая струя кислорода подается через центральный канал. Газообразные продукты сгорания своим давлением оттесняют воду от пламени и не дают ему погаснуть.
Водородно-кислородным резаком можно разрезать сталь толщиной до 70 мм под водой на глубине до 30 м. При этом наибольшее давление газов перед резаком составляет в кгс/см2: кислорода 6,6, водорода 5,5 и воздуха. 5.
Литература
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/sovremennyie-metodyi-obrabotki-metalla/
1. «Электрофизические и электрохимические способы обработки материалов» Курс лекций
2.
3. http://sapr.ru/article.aspx?id=7060&iid=288
4. http://utse.ru/library/?id=53
