Исследование и разработка технологических режимов изготовления отливок по выжигаемым моделям, полученных методом лазерной стереолитографии

• Автор: Морозов, Вячеслав Вячеславович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Оглавление
щ стр.
Введние .

Г лава 1. Постановка задачи исследования.

1.1 Использование моделей, полученных методами быстрого прототипирования, в литейном производстве

1.2 Выбор технологии изготовления моделей

1.2.1 Программное обеспечение для лазерной стереолитографии .

1.2.2. Особенности изготовления фотополимерных моделей

1.3 Выбор предмета и постановка задачи исследования

Выводы по главе .

Глава 2. Расширение моделей из фотополимерной композиции при

Нагревании .
2.1 Оборудование для проведения исследований процессов деформации
л фотополимерных материалов при нагревании .
2.2 Методика проведения и выполнение экспериментов по изучению изменения размеров образцов из ФПК при нагреве .
2.2.1 Проведение эталонных исследований на алюминиевом образце
2.2.2 Исследование расширения и усадки ФПК при нагреве
2.3 Исследование влияния термовременных выдержек на конечное значение деформации ФПК
2.4 Исследование влияния скорости нагрева на конечную
деформацию ФПК .
2.5 Теоретическое определение степени деформации ФПК при
нагреве
2.5.1 Экспериментальное определение изменение плотности ФПК при нагреве .
2.5.2 Расчет параметров тепловой деформации .
Выводы по главе .

Глава 3. Физикохимическое состояние фотополимерных материалов при
выжигании
3.1 Оборудование для проведения исследования состояния ФПК при
выжигании
3.2. Методика проведения экспериментов и определения термодинамических параметров энтальпии, энтропии, энергии Гиббса .
3.3. Проведение исследований на ФПК при термо термоокислительной деструкции .
Выводы по главе .
Глава 4 Определение порядка химической реакции
4.1. Методика определения порядка химической реакции
4.2. Расчет порядка химической реакции
Выводы по главе
Глава 5. Разработка методики расчета технологических параметров
изготовления литых деталей по выжигаемым фотополимерным
моделям
5.1. Требования к вновь разрабатываемым фотополимерам
5.2 Анализ экспериментальных и расчетных данных .
5.3 Методика выбора технологических рекомендации по изготовлению отливок
Выводы по главе .
Глава 6. Внедрение
6.1 Технология изготовления отливок из медных сплавов ювелирнохудожественного направления
6.2 Требования к отливкам, изготавливаемых в ювелирно художественном направлении
ц
6.3. Оборудование для изготовления отливок из медных сплавов
6.4 Технология изготовления стальных отливок
6.4.1. Требования приемки к стальной отливке колесо турбины.
6.4.2. Основные геометрические параметры колеса турбины
6.4.3.Определение технологических параметров изготовления
литейной формы
6.4.4. Изготовление отливки Колесо турбины
6.5. Изготовление отливок с применением моделей из ФПК в технологии
выплавляемых моделей
6.5.1. Изготовление отливок с применением силиконовых форм.
6.5.2 Изготовление отливок с применением силоксановых форм.
Общие выводы .
Список использованной литературы


Полученные научно-исследовательские результаты такие как: кинетика теплового расширения ФПКМ, термодинамические параметры разложения, порядок химической реакции позволили определить основные этапы разложения и определить технологические режимы выжигания. Это позволило выполнить работу по изготовлению отливки «Колесо турбины» и тем самым сократить время от разработки чертежа до получения первой отливки среднем от до 0 раз. Применение данной технологии изготовления сложных отливок по выжигаемой ФПМ позволяет: сократить цикл разработки, улучшить дизайн, повысить качество, уменьшить цену продукта, ускорить внесение изменений в конструкцию при изготовлении опытных образцов изделий. ФПКМ при нагревании и термодинамического поведения ФПК в условиях ТД и ТОД, поведение фотополимера в результате нагрева, а так же физико-математические модели описывающие эти состояния. Метод удаления ФПКМ из литейной формы. Разработанный технологический процесс изготовления отливок по выжигаемым фотополимерным моделям. Глава 1. В настоящее время производству необходимы технологии, которые в кратчайшие сроки способны подготовить производство для выпуска продукции в единичном экземпляре, небольшими сериями, а также позволяющие мгновенно отреагировать на изменение спроса потребителя. Быстрое прототипирование - это новые технологии активно развивающиеся в проектной и производственной индустрии. Они предоставляют возможность получать физические детали и модели (по компьютерному прообразу) путем послойного выращивания на технологическом модуле, лишь нажав кнопку. Таким образом цифровая модель в течение нескольких часов или дней, в зависимости от размера, предстает в реальном виде перед разработчиком. Полученный прототип изделия можно использовать в качестве концептуальной модели для визуализации и анализа конструкции []. Очень важно в процессе работы над новым проектом, особенно на стадии комплексного проектирования, выявить различные ошибки и недостатки, используя только экран дисплея. Имея реальную физическую модель будущего изделия можно выявить и устранить различные ошибки, скорректировать процесс проектирования. Это позволяет конструкторам выполнить доработку и провести некоторые функциональные тесты, а так же может служить мастер - моделью для изготовления изделия или инструментальной оснастки []. Построенная модель на установке быстрого прототипирования уменьшает затраты на проектирование и подготовку производства за счёт выявления возможных ошибок на ранних стадиях, усиливает связь и взаимопонимание между проектировщиками и заказчиками, сокращая время выхода продукта на рынок. Общую схему использования методов прототипирования в структуре предприятия можно представить в следующем виде (рис. Рис. Благодаря появлению методов быстрого прототипирования совместно с компьютерными системами, оснащенных мощной трехмерной графикой и экспертными системами, стало возможным сократить затраты времени и средств на разработку и конструирование новых деталей машин, литейной оснастки [6, ]. На сегодняшний день значительных результатов достигли в послойном формировании трехмерных объектов по их компьютерным образам путем послойного наращивания материала в заданной области пространства. Технологии, основанные на таком методе, работают по следующей схеме: с помощью ЭВМ, используя систему трехмерного геометрического проектирования - пакеты CATIA, DUCT, EUCLID, UNIGRAPHICS, Solid Works * и др. Созданную объемную цифровую модель обрабатывают по специальной программе, которая разбивает ее на тонкие плоские сечения с шагом от до 0 мкм (рис. Таким образом производят ее описание с помощью плоских контуров сечений 2D (соответствующих каждому слою (рис. По завершению обработки, информация передается на исполняющий технологический модуль (SLA, LOM, SLS и т. В настоящее время наибольшее развитие получили технологические модули на основе: выдавливания материала через фильеру, лазерного раскроя, лазерного спекания и полимеризации под действием лазерного излучения [8, , , ]. Начинают появляться комплексы, на которых изготовление трехмерных моделей происходит путем пропитки связующим порошковых материалов или фотоотверждение без использования лазера [, , ].