7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
1/86
S.l. Dr. Ing. Adrian RADU
TEHNOLOGII DE FABRICAIE
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
2/86
Procesul tehnologic de strunjire
Strunjireaeste operatia tehnologica de aschiereutilizata la realizarea suprafetelor cilindrice, conice sau
profilate, interioare sau exerioare.
D.p.d.v constructiv la strungul universal distingem
urmatoarele parti principale:
- Papusa fixa;
- Batiul;
- Papusa mobila;
- Sania longitudinala;
2
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
3/86
3
papusa fixa
batiul
ghidaje longitudinale
papusa mobila
pinola
sania longitudinala
sania transversala
suportul portcutit
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
4/86
4
Strunjirea longitudinal;
Strunjirea profilat;
Strunjirea frontal;
Strunjirea de degajare;
Strunjirea cu scule speciale.
Fig.1
Fig.2
Fig.3
Fig.4
Fig.5
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
5/86
5
Productivitatea operatiei de strunjire este notata cu Q (mm3/min) si se exprima ca
raportul dintre volumul de material indepartat sub forma de aschii si timpul de baza.
(1.1)
In cazul strunjirii cilindrice exterioare, timpul de baza se exprima cu relatia:
(1.2)
Viteza de aschiere se calculeaza cu relatia:
1000
(1.3)
1000
Volumul de aschii indepartat in timpul operatiei de strunjire pe lungimea L este:
=
(1.4)
Pe baza rel. 1.1, 1.3 si 1.4 se obtine:
4
1000
4
1000
(1.5)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
6/86
6
4
+
2
2 (1.6)Daca desfacem
Si consideram
2 aproximam +
2
2
2 (1.7)
1000
1000
Relatia productivitatii in cazul strunjirii longitudinale este:
(1.8)
Relatia productivitatii in cazul strunjirii frontale este, relatie la care am ajuns tinand
cont de faptul ca lungimea L=D/2 :
4
2
1000
1000
2 500
(1.9)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
7/86
7
Dispozitive folosite la strunjire
Principalele dispozitive folosite pe strung sunt:
- Varfurile fixe sau mobile;- Mandrina universal;
- Lineta fixa si mobila;
- Inima de antrenare, etc
Fixare cu linete fixe si mobile Fixarea cu inima de antrenare
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
8/86
Procesul tehnologic de frezare
8
Frezarea: este un procedeu de prelucrare prin aschiere in care suprafata piesei
este generata progresiv, prin inlaturarea surplusului de material sub forma de
aschii.
Prelucrare cu scul cu geometrie regulat;
Sculele sunt, de regul, cilindrice;
Dou grupe de prelucrri:
frezare cilindric ndeprtarea achiilor este realizat de dinii de pe partea cilindric a sculei;
frezare frontal ndeprtarea achiilor este realizat de dinii de pe partea frontal a sculei;
Micarea principal de achiere este executat de ctre scul;
Micarea de avans este executat, de regul, de ctre semifabricat;
De regul, ambele micri sunt continue
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
9/86
9
Frezare cilindric:
a) n sens invers avansului, b) n sensul avansului
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
10/86
10
Viteza de aschiere corespunde muchiilor aschietoare aflate pe circumferinta
frezei de diametru D si cu ajutorul acesteia se calculeaza turatia:
1000
rot/min (2.1)
Adancimea de aschiere notata cu t (mm) este echivalenta cu distanta dintre
suprafata initiala a piesei si suprafata prelucrata a acesteia. Latimea de
aschiere w (mm) este aleasa de catre tehnolog si nu poate fi mai mare decat
lungimea activa a frezei la o singura trecere. Avansul s (mm/rot) corespundeunei rotatii complete a frezei. Tinand cont de nr de dinti ai frezei si de valoarea
avansului pe dinte, calculam avansul frezei:
mm/rot (2.2)
Viteza de avans a piesei este:
mm/min (2.3)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
11/86
11
Timpul de baza al operatiei de frezare cilindrica este dat de expresia:
(min) (2.4)
Neglijand lungimea de intrare si de iesire a frezei din semifabricat,
productivitatea operatiei de frezare cilindrica are urmatoarea relatie:
(mm3/min) (2.5)
Tipuri de freze:
- Dupa modul de prindere deosebim: freze cu coada si freze cu alezaj
- In functie de sensul de rotatie: freza pe dreapta (trebuie sa se
roteasca in sensul acelor de ceasornic) si pe stanga.
Frezele din otel rapid au de regula unghiuri de degajare pozitive, in
timp ce frezele ale caror dinti sunt armati cu placute din carburi
metalice au unghiuri de degajare negative.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
12/86
12
frezare plangeneral
Frezare plana ex. prelucrarea
blocului motor
Frezare cilindrica (periferica)
frezare plani cilindric
frezare cilindric frezare cilindric
de mare adncime
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
13/86
13
Procesul tehnologic de brosare
va
1
23
va
11'
23
Brosarea reprezinta unul dintre cele mai productive procedee de prelucrare
prin aschiere concurand cu frezarea, prin brosare obtinandu-se suprafetedeosebit de precise d.p.d.v geometric si cu o rugozitate foarte fina.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
14/86
Operatia se caracterizeaza prin faptul ca o singura scula realizeaza intreaga
succesiune de faze: degrosarea, semifinisarea si finisarea.
14
- Cu brosa plana
- Cu brosa in spirala
np
dp
sd=0
sd
pd va
pc
ld= pdzd= ndp lc= pczc= 1,1dp
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
15/86
15
np
dp
ns
c
a
d
La brosarea spirala intre turatia brosei nssi turatia piesei nptrebuie sa
existe o corelatie functie de unele date constructive ale brosei.
Productivitatea maxima a operatiei de brosare corespunde momentului in
care brosa are un numar maxim de dinti in contact cu piesa, adica: mm3/min (3.1)
adancimea de aschiere corespunzatoare unui dinte de degrosare
latimea brosei
viteza de brosareturatia
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
16/86
16
Procesul tehnologic de rabotare
Rabotarea: este unul dintre cele mai vechi procedee de prelucrare prin
aschiere. Miscarea principala de aschiere este rectilinie alternativa folosindu-se o singura muchie aschietoare pentru a genera o suprafata plana.
t3t2
t1
B
Ls
Ap
st[mm/cd]
va, vg
t3t2
t1
L
Ls
st
Ap
va
vg
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
17/86
17
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
18/86
18
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
19/86
Productivitatea la rabotare
19
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
20/86
Procesul tehnologic de prelucrare a alezajelor
20
f
ns
Fax
di
np
Fax
de
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
21/86
Productivitatea la burghiere
21
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
22/86
Largirea alezajelor
22
Fax
ns
Fax
ns
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
23/86
Alezarea
23
nssv
K= 3-8
Fn1
Fr1
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
24/86
Procesul tehnologic de rectificare
24
Rectificare cilindric interioar (cu avans longitudinal, maimulte treceri)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
25/86
25
nsnp
spoz
st
Rectificare cilindric interioar(cu avans transversal)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
26/86
26
O2
O1
ns1ns2
sl
Rectificare cilindric interioar planetar
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
27/86
27
Rectificare cilindric interioar fr centre
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
28/86
28
np
nsns
BD
L
st
sl
Rectificare cilindric exterioar cu avans longitudinal(mai multe treceri)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
29/86
29
np
sl
st
ns
stk= 1 3
Rectificare cilindric exterioar cu avans longitudinal(o trecere)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
30/86
30
np
ns
stst
ns
np
Rectificare exterioar cu avans transversal
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
31/86
31
Rectificarea pragurilor
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
32/86
32
np
nda
ndc
H
dp
Ddc
Dda
2 3 4
1
vr
vax
vT
Rectificare cilindric exterioar cu avans longitudinalfr centre
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
33/86
33
ndc
nda
np
St
1
2
3
4
Rectificare exterioar cu avans transversal fr centre
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
34/86
34
Filete= organe de maini care din pdv funcional pot fi elemente de
strngere i fixare, elemente de reglare, elemente de deplasare
relativa unor subansamble
Clasificare: Natura suprafeelor pe care se realizeaz: interioare, exterioare,
cilindrice, conice
Profil: triunghiulare, trapezoidale, rotund, ptrat, fierstru
Numrulde nceputuri: 1 sau mai multe
Precizie: precise, mijlocii, cu precizie redus
TEHNOLOGII DE PRELUCRARE A
SUPRAFEELOR ELICOIDALE (FILETE)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
35/86
35
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
36/86
36
Tehnologii de prelucrare a filetelor
Achiere
cu tarod sau filier
strunjire cu cuit monoti, multiprofil
cu capete de filetat filetare n vrtej
frezare
rectificare
Deformare plastic(rulare)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
37/86
37
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
38/86
38
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
39/86
39
np
ns
O2 O1
np
O2
d
d1
Ds
ns
O1
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
40/86
40
Frezarea filtetelor cu freza cilindrica pieptene
Frezarea filtetelor cu freza disc
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
41/86
41
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
42/86
42
PRELUCRAREA ROILOR DINATE
Piese de revoluie cu dantur, destinate transmiterii micrii de
rotaie ntre 2 arbori
Materiale: oeluri, fonte, bronzuri, alame, materiale plastice (TT n
funcie de solicitrile la care sunt supuse).
Semifabricate (n funcie de dimensiuni, form, material, seria de
fabricaie, condiii tehnice i de funcionare):
Roi diate de dimensiuni mari i serii micisemifabricate turnate
din oel, font, bronz;
Roi dinate solicitate puternic, producie de seriesemifabricate
forjate din oel;
Roi dinate complexe, serie maresemifabricate matriate;
Roi dinate micisemifabricate laminate.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
43/86
43
Danturarea prin copiere:
a) cu frezdisc-modul b) cu frezdeget modul
nsnssr sr
np
vf
np
vf
a. Degroarearoilor dinate
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
44/86
44
Erorile de profil la prelucrarea prin copiere
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
45/86
45
Schema de reglaj pentru prelucrarea danturii elicoidale
B
A
II
z
z
z1
z2
D
M
p
pE
ps ns
np
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
46/86
46
Schema frezrii prin rulare a danturilor cilindrice
ns
np
ns
np
sr
L
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
47/86
47
Poziionarea axei frezei melc n raport cu axa piesei
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
48/86
48
b. Finisarea roilor dinate
Rectificarea danturilor cilindrice prin copiere
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
49/86
49
Procedeul NILLESvarianta
standard
Procedeul PRATT
Procedeul KOLB
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
50/86
50
Schema variantelor procedeului de rectificare MAAG
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
51/86
51
Schema procedeului de rectificare REISHAUER
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
52/86
52
Schema procedeului de rectificare LEES BRADNER
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
53/86
53
Schema prelucrrii la finisarea roilor dinate cu ever roat
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
54/86
1
Tehnologii neconventionale
sunt complementare metodelor uzuale de fabricatie prin aschiere sideformari plastice
Eroziunea electrica
Eroziunea electro-chimica
Prelucrari cu ultrasunete
Prelucrari cu laser
Prelucrari cu fascicul de electroni
Prelucrari cu arc de plasma
Prelucrari cu jet abraziv
Taierea cu jet de apa
Metode de prototipare rapida
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
55/86
2
Eroziunea electrica
(EDM-Electrical Discharge Machining)
-prelucrarea materialelor utilizandenergia termica a scanteilor produsein zona de lucru
-nu exista contact intre scula(electrod) si piesa (zona de
producere a scanteilor este
inconjurata de un material dielectric:petrol sau apa deionizata)
-atat semifabricatul cat si electrodultrebuie sa aiba o buna
conductivitate termica
-dielectricul este izolator pana la
punctul de ionizare, cand devineconductiv electric si in zona de lucru
se poate produce scanteierea
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
56/86
3
Descarcarea electrica este initiata la aplicarea unei tensiunisuficient de mari asupra interstitiului de lucru pentru a produceionizarea dielectricului si trecerea curentului electric.
Tendinta de initiere a descarcarii este accentuata de:
Dimensiune redusa a interstitiului Tensiune mai mare Exista particule de la descarcarile anterioare in zona de lucru
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
57/86
4
- Energia descarcarii electricevaporizeaza si descompune dielectriculce inconjoara coloana de descarcare
electrica.-Zona de lucru mica este incalzita la otemperatura extrem de ridicata, astfelincat o mica portiune din materialulpiesei este prelevata si indepartata,
datorita depasirii temperaturii de topireParametrii procesului EDM
1. Descarcarea. Marimea craterului produs in piesa depinde deenergia descarcarii determinata de:
- Diferenta de tensiune in timpul descarcarii
- Intensitatea curentului de descarcare electrica- Intervalul de timp in care curentul trece prin dielectric.
2. Capacitatea. (cresterea capacitatii determina cresterea energieisi timpului de descarcare). Eficienta este maxima cand inductantacircuitului este mentinuta la o valoare cat mai mica => interstitiu catmai mic intre scula (electrod) si piesa
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
58/86
5
3.Fluid dielectric.- Izolator intre scula si piesa- Raceste zona de prelucrare- Preia si indeparteaza particulele desprinse-Influenteza uzura electrodului si viteza de prelucrareProprietati:-Vascozitate scazuta-Proprietati dielectrice bune-Sa nu contina produse acide sau alcaline-Sa aiba continut si nivel cunoscut de toxicitate
4. Deionizare. Cand descarcarea estecompleta, tensiunea din interstitiu estementinuta la o valoare scazuta asteptand
sa se produca deionizarea dielectricului.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
59/86
6
6. Viteza de prelucrare depinde de volumul de material indepartat defiecare scanteie si de frecventa descarcarilor.
Voluml de material indepartat de o scanteie depinde de energia dedescarcare, care poate fi crescuta prin cresterea curentului.
W=1/2 E
I
t
7. Zona afectata de caldura degajata (0,002-0,013 mm) Ra=1,6-3,2m,degrosare -12,5m, finisare0,1m)
5. Frecventa. Ciclul de pelucrare cuprinde timpul de descarcaresi timpul de asteptare. crestere a frecventei determina
imbunatatirea calitatii suprafetei prelucrate.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
60/86
7
Taierea prin electro-eroziune cu fir(Electrical Discharge Wire Cutting EDWC)
Procedeul este similar cu
electroeroziunea cu electrod masivbazandu-se pe principiul de indepartareprin topire a materialului
Foloseste ca electrod o sarma subtire(din Cu, alama, tungsten, molibdend=0,08-0,3 mm) care se deplaseaza
intre doua role, trecand prin piesa Piesa este fixata pe masa masinii ale
carei deplasarii in planul XY pot ficontrolate pentru a taia forma dorita
Piesa si firul sunt spalate continuu de
lichidul dielectric Duritatea si rezistenta materialului de
prelucrat influenteaza viteza deprelucrare (metale dure tratate termic,carburi sinterizate)
Parametrii:
-Tensiune: 55-60V
-Intensitate: 1-32 A
-Frecventa: 180-300 KHz (durata unui impuls 1-100s)
T h l ii d l lt t
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
61/86
8
Tehnologii de prelucrare cu ultrasunete(USM-Ultrasonic Machining)
Se aplica la prelucrarea materialelor dure si fragile (carburi, otel,ceramica sau sticla) cat si a celor moi si ductile
Prelucrarea se realizeaza cu ajutorul unei scule ( cu profil identic celuicare se prelucreaza), care oscileaza cu o frecventa inalta (20000 cps)in mediu abraziv
Vibratia sculei se transmite granulelor abrazive (aflate in interstitiuldintre scula si piesa)
Impactul granulelor abrazive cu piesa produce energia care practic
conduce la indepartarea materialului de pe piesa
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
62/86
9
Parametrii USM:
Amplitudinea oscilatiei sculei Frecventa
Materialul sculei Forta de impact Dimensiunea granulelor abrazive (diamant, nitrura cubica de bor,
oxid de aluminiu, carbura de Si) Agentul lichid (apa +abraziv)
Granulatie 280 => Ra = 0,38 m Granulatie 800 => Ra = 0,25 m
OBS: Influenta corelata a acestor parametri incomplet explicata.Practica a demonstrat ca rugozitatea suprafetelor prelucrate
depinde de materialul piesei, rugozitatea sculei, circulatiaagentului fluid si amplitudinea de vibratie a sculei.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
63/86
10
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
64/86
11
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
65/86
12
Prelucrarea electro-chimica(ECM-Electro-Chemical Machining)
Principiul de baza al prelucrarilor electrolitice consta in transferareametalului intre doi poli conductivi cufundati intr-o baie electrolitica lacuplarea curentului electric (metalul este preluat de de pe electrodulpozitiv (anod) si depus pe electrosul negativ.
Se indeparteaza materialul de pe semifabricate conductive, fara o
implicare de energie mecanica sau termica
Procesul se desfasoara prin diluare anodica
Metalul este indepartat rapid de pe semifabricat => trebuieasigurata o apropiere intre scula si semifabricat astfel incat marimeainterstitiului sa ramana constanta
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
66/86
13
-Materialul descompus de pesemifabricat este inlaturat dininterstitiul scula/semifabricat cu
ajutorul electrolitului.- prelucrarea electro-chimica expune inmod continuu o suprafata curata careeste atacata chimic de electrolit
- Proportia de prelucrare chimica
depinde de electrolitul folosit si demetalul prelucrat (proportiesemificativa la prelucrarea aluminiului)
- orice proportie de prelucrare chimicaridica rata de indeoartare amaterialului peste valoarea calculatateoretic).
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
67/86
14
Prelucrari cu laser(LBM-Laser Beam Machining)
LASER= Light Amplification by Stimulated Emission of Radiations(Amplificarea luminii prin emisia stimulata a radiatiilor)
nu orice tip de laser poate fi utilizat pentru prelucrari (laseri cu gaz, deex CO2)
Prelucrarea se realizeaza prin vaporizarea materialului (metal,diamant, materiale nemetalice (lemn, hartie etc.)
Laserul incalzeste piesa care se
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
68/86
15
- Laserul incalzeste piesa care setopeste local. Se produce o evaporarepartiala a materialului, insa fascicolullaser constituie un impuls care
indeparteaza materialul topit din zonade lucru.
- Necesarul de energie pentru avaporiza un volum de material se poate
calcula, reprezentand aproximativenergia necesara pentru a incalzimaterialul la temperatura de topire +caldura latenta de fuziune si vaporizare
Aplicatii industriale: gaurire, tratamentetermice, taiere (insotita de flux de gaz(oxigen), care asigura racirea zonei delucru, indepartarea zgurii, gazelereactive cresc viteza de taiere)
P l i f i l d l t i
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
69/86
16
Prelucrari cu fascicol de electroni
(Electron Beam MachiningEBM) Prelucrarea se realizeaza cu ajutorul unui fascicol de electroni
accelarati, focalizat si dirijat cu ajutorul unor lentile de sticla, carebombardeaza local piesa
Energia cinetica a electronilor este transformata in energie termicatopind sau vaporizand materialul in functie de ceea ce se doreste(taiere sau sudare)
Procesul se desfasoara in vid pentru a evita coliziunile dintre electronicare se deplaseaza cu viteza foarte mare si molecule de aer
Cea mai precisa tehnologie de taiere
Se poate taia orice metal/nemetal cunoscut care poate exista sub vid
Nu exista o uzura a sculei
Viteza de prelucrare mica (0,1mg/s) => eficienta la prelucrari fine,piese de mici dimensiuni
Etapele procesului:
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
70/86
17
Etapele procesului:- Fascicolul de electroni loveste
materialul pe partea inferioara acavitatii
- Transferul energetic produce ocrestere a temperaturii- Are loc o emisie termo-ionica
exponentiala a materialului piesei- Electronii emisi tind sa reduca
curentul generat in tinta (piesa)
- Reducerea curentului esteintrerupta de o explozie amaterialului supraincalzit in zonade transfer energetic, apoi seexpune alt material rece
- Datorita materialului rece curentul
electronic crescut ridicatemperatura si ciclul se repeta
Aplicatii industriale:- sudura, taiere (canale), gaurire
(d=0,05mm, l/d= 200:1), tratament
termic,
Prelucrarea cu jet de apa
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
71/86
18
Prelucrarea cu jet de apa(WJC-Water Jet Cutting)
Procedeul foloseste un jet de apa la presiune foarte mare (max 440
MPa) si viteza foarte ridicata (pana la 2x viteza sunetului) Fluidul utilizat: apa sau solutie polimer (apa+aditivi => coerenta mai
buna a jetului) Duze cu diametru mic: 0,1-0,4 mm Variabilele procesului:
Diametrul duzei Presiunea apei Viteza de avans Distanta de lucru
Conditii optime pentru rezultate bune:- Presiune ridicata- Orificiu larg al duzei- Avans mic- Distanta mica de lucru
Sistemul WJM
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
72/86
19
- Pompa (genereaza presiuneridicata a fluidului)
- Sistem de taiere (cu duza delucru)
- Sistem de filtrare (pentrucuratarea apei utilizate)
Aplicatii industriale
- Prelucrarea materialelor moinemetalice (kevlar, grafit, plastic fibrat,piele)
- Datorita actiunii punctiforme pot fitaiate profile complexe
- pierderile de material din piesa siuntminime
-Nu se produc deformari, arderi alematerialului piesei
-Nu exsita poluare, usor de automatizat
P l j t b i
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
73/86
20
Prelucrarea cu jet abraziv(AJM-Abrazive Jet Machining)
Materialul din piesa de prelucrat este
indepartat prin lovirea cu particuleabrazive fine purtate de un jet de gaz cuviteza foarte mare
Se foloseste pentru taierea materialelordure si fragile (sticla, materialeceramice)
Nu exista vibratii datorita absenteicontactului scula-piesa, prelucrarea seface la rece ceea ce exclude aparitiadeformatiilor termice
Parametrii de proces: Diametrul granulelor abrazive: 0,03 mm
Gaz la presiune de cateva atmosfere
Diametrul duzei: 0,08- 1,13 mm
Distanta duzei fata de piesa: 0,81 mm
Viteza de inlaturare a particulelor: 150-300 m/s
Tehnologii de fabricare rapida a prototipurilor (FRP)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
74/86
21
Tehnologii de fabricare rapida a prototipurilor (FRP)Clasificare:
a.in functie de procedeele de prelucrare sau solidificare a materiei prime
- Procedee care folosesc polimeri lichizi ca material de baz, iarsolidificarea se realizeaz la impactul cu lumina provenit de la osurs special(laser de mic putere -stereolitografia sau prinnclzire-polimerizare termal);
- Procedee bazate pe topire, depunere i resolidificare a materialului.Permit folosirea de metale precum i materiale plastice sau lichide
b. in functie de metoda de realizare a formei- direct n 3D
flexibilitate in realizarea modelului
dificultati la programarea si comanda sistemelor de prelucrare)
- prin seciuni succesive n 2D
modelul CAD al piesei este secionat ntr-un numr mare de seciuni orizontale,distanate ntre ele cu cteva zecimi de milimetru
La prelucrare, seciunile de jos sunt create primele, iar peste ele se adaugsuccesiv urmtoarele, pn la ultima seciune
Seciunile vor fi create strat cu strat sau punct cu punct. Cele mai multe sisteme
folosesc fabricarea de straturi solide prin scanare, continu sau discontinu, isolidificare punct cu punct a materialului
St lit fi (SLA)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
75/86
22
Stereolitografia (SLA)
Prototipurile SLA sunt construitedintr-un fotopolimer lichid (rasiniacrilice, epoxidice) care estesolidificat selectiv utiliznd un unfascicol laser.
Procesul ncepe cu un fiierCAD,3D care este divizat matematic nseciuni 2D. Cu platforma deconstruit plasat chiar subsuprafaa fotopolimerului, unsistem de scanare este utilizatpentru a desena prima seciunepe suprafaafotopolimerului, careaderla platform.
Cnd stratul este terminat, ansamblul elevator coboarplatforma n bazin cunoul strat format ise deseneazurmtorulstrat, fiecare strat nou adernd la
cel anterior
Procesul se repet pn ce obiectul este terminat. Apoi elevatorul se ridicdeasupra suprafeei fotopolimerului i obiectul este scos din bazin pentrucurareaifinisarea necesar.
Timpul de construire variazde la mai puinde o orpnla mai mult de o zi,
depinznd de fotopolimer, puterea laserului igeometria obiectului.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
76/86
23
Piese fabricate prin tehnologia SLA
Fabricarea pieselor stratificate
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
77/86
24
Fabricarea pieselor stratificate(LOMLaminated Object Manufacturing)
Materialul cel mai utilizat n cadrul acestui procedeu este hrtiaLOM, hrtie specialcu un strat de adeziv pe o fa. Piesele prelucrate din hrtie au caracteristici i aspect fizic similar
cu piesele confecionatedin lemn n acest sistem modelul 3D este format din straturi succesive de
material de hrtie lipite la cald. Datele CAD sunt utilizate pentru a
controla un laser care taie doar perimetrul fiecreifelii n material Surplusul de material din jurul seciunii dorite este lsat acolo ca
structur suport pentru urmtorul strat, dar este haurat de ctrelaser pentru a putea fi scos.
Dupce un strat este terminat o noufoaie de material este lipitlacald peste stratul anterior cu ajutorul rolei de incalzire care va rula
peste suprafaanoului strat ilaserul taie noul strat. Pe langa presiunea exercitatde ctrerola, o ateniemare trebuie
acordatitemperaturii acesteia (controlatde un termocuplu) Postprocesarea cuprinde totalitatea operaiilorde separare a piesei
de materialul n exces, precum ide operaiilede finisare a acesteia.
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
78/86
25Principiul de lucru al tehnologiei LOM
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
79/86
26
OBSERVATIIAvnd consistena unei piese dinlemn, aceasta se poate finisa cu hrtieabraziv. Se pot efectua asupra pieseiioperaiide achiere.
Dupfinisare, piesa se poate vopsi iapoi lcui. Lcuirea este important lapiesele din hrtie, deoarece hrtia estehigroscopic i absoarbe umezeala,modelul putndu-se deforma sau
decalibra
Fabricarea prin depunere de material topit (FDM)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
80/86
27
Fabricarea prin depunere de material topit (FDM)Modelele sunt realizate dinmaterial termoplastic (ABS),materialul fiind livrat de firmaproductoare sub form de fir
nfurat pe role
Firul de plastic intra in capul deincalzit unde ajunge pana in
apropierea temperaturii de topire(1 grd Celsius sub punctul detopire)
Materialul topit este extrudat sidepus in straturi subtiri
Metoda de fabricare a suporilor(pt sustinerea pieselor complexe)se bazeaz pe principiul dedepunere strat cu strat dematerial topit, ca i metoda de
fabricare a piesei propriu-zise.
Schema de principiu la FDM
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
81/86
28
Piese realizate pe sistemul FDM
Sinterizarea selectiva cu laser (SLS)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
82/86
29
Sinterizarea selectiva cu laser (SLS)
Schema general a procedeului de
sinterizare selectiv cu laser
Raza laser 1 este dirijat ctreplatforma de lucru 8 de ctre unsistem de oglinzi mobile 2, 3. La
nceputul procesului platforma se afln poziiasuperioar. Un sistem de alimentare 4 depune pe
suprafaa platformei un strat depulbere cu grosime controlat.
Dup depunerea stratului de pulbere,raza baleiaz suprafaa platformei
dup o traiectorie corespunztoaregeometriei primei seciuniprin modelulvirtual 3D al piesei.
n urma acestui proces are locsinterizarea stratului de pulbere ceeace nseamn materializarea primeiseciunia piesei.
Dup realizarea primului stratplatforma de lucru coboar cu un pasegal cu pasul de secionare amodelului virtual. Procesul este de tiprepetativ i se finalizeaz dup ceultima seciune din modelul virtual afost materializat
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
83/86
30
Exemple de piese realizate prin SLS
Topirea selectiva cu laser (SLM)
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
84/86
31
Topirea selectiva cu laser (SLM)
Topirea selectiv cu laser i sinterizarea selectiv cu laser sunt dou
procese de fabricare a prototipurilor similare. Diferena fundamentaleste c SLM topete complet pulberea n timp ce SLS-ul nu.
Piesele sunt realizate strat cu strat ca i n cazul celorlalte metode deprototipizare rapid. n timpul procesului, pulberea metalic utilizateste topit de o raz laser ce urmrete geometria stratului respectiv.
Se pot realiza detalii foarte fine cum ar fi perei verticali cu o grosimede sub 0.1 mm
Piesele i sculele pot fi realizate din diferite tipuri de pulberi metalicecum ar fi: zinc, bronz, oel inoxidabil, oel de scule, titan, crom-cobalt
Granulatie: 10-50 m, Grosime strat: 20-50 m, Putere maxima laser:200 W.
Schema de principiu a procedeului SLM
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
85/86
32
Schema de principiu a procedeului SLM
Sistemul laser genereazo razcare este direcionatprintr-un sistem de oglinzispre platforma mobila mainiipe care este fixatcu uruburio placmetalic
Dupscanarea completa acestui strat, platforma mobilcoboar iar sistemul denivelare adaugun nou strat.
Deoarece piesa se poate oxida foarte uor n timpul procesului de fabricaie, nincinta de lucru se mai introduce argon pentru a meninesczutnivelul de oxigen.
Parametrii de lucru ai mainii: puterea laserului, grosimea stratului de pulbere itemperatura din incinta de lucru
7/26/2019 curs anul 3 RI_bn
86/86
Piese realizate prin topire selectiv cu laser din diferite materiale