Анализ и эффективность аддитивных технологий в машиностроении.

Дата: 2025-05-25; Просмотры: 5

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Реферат

Данная выпускная квалификационная работа специалиста включает в себя __ листов чертежей формата А1(или ________ слайдов презентации), ___ листов пояснительной записки на листах формата А 4, включающей рисунков, ___ таблиц, ___ литературных источников, а также технологические процессы на ___ листах формата А4.

АВТОМОБИЛИ, АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ПОЛИМЕРНЫЕ КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, КРЕСТОВИНА КАРДАННОГО ВАЛА АВТОМОБИЛЯ ГАЗ-330273, УЧАСТОК ПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПКМ.

В пояснительной записке рассмотрена технология изготовления крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 аддитивным методом. В исследовательской части был проведён анализ существующих аддитивных технологий и отмечены их основные преимущества в отличии от традиционных технологий изготовления. В конструкторской части было проанализирована конструкция крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 и рассчитаны действующие на неё напряжения, разработана 3D модель крестовины и проведён прочностной анализ по методу конечных элементов. В технологической части был показан традиционный технологический процесс изготовления крестовины, структура и алгоритм аддитивного технологического процесса, так же испытание ПКМ на прочность при растяжении. В проектной части был разработан участок по изготовлению деталей из ПКМ с применение аддитивных технологий. В части производственной и экологической безопасности была произведена оценка опасности использования ПКМ материалов и рассчитана вентиляция. В экономической части было проанализированы затраты на изготовление крестовины из ПКМ и динамика РЦП.

Введение.

В качестве объекта исследования был выбран автомобиль ГАЗ-330273, так как он является популярным транспортом для коммерческих перевозок груза. В процессе эксплуатации у автомобиля ГАЗ-330273 часто выходит из строя карданная передача и её элементы, в особенности крестовина карданного вала, которая в свою очередь является самым нагруженным элементом передачи. Возникает необходимость замены крестовины, что за собой может повлечь трудности в виде простоя автомобиля и потери прибыли, связанных с ожиданием поставки, которое может занять длительное время, или изготовлением запасных частей непосредственно на предприятии, что требует высокой технической оснащенности, а значит и больших вложений, которые могут себя не окупить. Учитывая относительную простоту конструкции изделия, сложность и стоимость технологического процесса изготовления крестовины традиционным способом и дефицитность металла, я предлагаю произвести замену металлического материала на полимерный композиционный материал (ПКМ). Для этого необходимо разработать технологический процесс изготовления крестовины карданного вала автомобиля ГАЗ-330273 с помощью аддитивных технологий и оценить эффективность данного процесса.

1.Исследовательская часть.

Анализ и эффективность аддитивных технологий в машиностроении.

1.1 Понятие аддитивные технологии.

Аддитивные технологии (AM-Additive Manufacturing) или технологии послойного синтеза – обобщенное название технологий, предполагающих изготовление изделия по данным цифровой модели (или CAD-модели) методом послойного добавления материала.[1]

Аддитивное производство построено на «добавление» материала, а не «отнимания» (традиционное производство: сверление, резание или иное «удаление» лишнего материала), что приводит к экономии материала, повышает производительность процессов и даёт возможность создавать изделия сложной формы.

В стандарте ASTM F2792.1549323-1 организации ASTM International (American Society for Testing and Materials- Американская ассоциация испытаний и материалов), занимающейся разработкой технических стандартов для широкого спектра материалов, изделий, систем и услуг, аддитивные технологии определены как «process of joining materials to make objects from 3D model data, usually layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing technologies» («процесс объединения материала с целью создания объекта из данных 3D-модели, как правило, слой за слоем, в отличие от «вычитающих» производственных технологий»). [2]

Рекомендованы два основных термина - Additive Fabrication (AF), Additive Manufacturing (AM), а также «легитимные» синонимы - additive processes, additive techniques, additive layer manufacturing, layer manufacturing и freeform fabrication.

AF или AM технологии охватывают все области синтензирования изделий, будь то прототип, опытный образец или серийное изделие.

Внедрение аддитивных технологий требует освоение метода 3-D проектирования и моделирования, CAD, CAM- и CAE- технологий, а также технологий оцифровки и реинжиринга.[3]

В основе современных аддитивных технологий лежит метод формирования детали из полимерного композиционного материала путем постепенного наращивания с помощью термического или какого-либо иного воздействия, в результате которого получается деталь необходимой формы с заданными размерами. В настоящее время существует уже более 30 различных типов аддитивных технологических процессов [10].

1.2 Классификации аддитивных технологий.

В международном сообществе, в том числе и в России, пока не принято устоявшейся классификации. Различные авторы классифицируют их по различным методам: формирование слоя, фиксация слоя, применяемые строительные материалы, ключевая технология, подвод энергии для фиксации слоя построения. Ниже приведены классификации: ASTM, по способам формирования слоя, по методам формирования слоя, по виду и форме используемого материала.

Классификация ASTM

Стандартом Американской ассоциации испытаний и материалов ASTM F2792.1549323-1 аддитивные технологии классифицированы следующим образом [2]:

1. Material Extrusion – «выдавливание материала» или послойное нанесение расплавленного строительного материала через экструдер;

2. Material Jetting – «разбрызгивание (строительного) материала» или послойное струйное нанесение строительного материала;

3. Binder Jetting – «разбрызгивание связующего» или послойное струйное нанесение связующего материала;

4. Sheet Lamination – «соединение листовых материалов» или послойное формирование изделия из листовых строительных материалов;

5. Vat Photopolymerization – «фотополимеризация в ванне» или послойное отверждение фотополимерных смол;

6. Powder Bed Fusion – «расплавление материала в заранее сформированном слое» или последовательное формирование слоев порошковых строительных материалов и выборочное (селективное) спекание частиц строительного материала;

7. Directed energy deposition – «прямой подвод энергии непосредственно в место построения» или послойное формирование изделия методом внесения строительного материала непосредственно в место подвода энергии.