1. Основные тенденции развития тяжелого машиностроения в Казахстане
Некоторые проблемы развития аддитивного производства и пути их решения
жүктеу/скачать 87.08 Kb.
|
| 19. Некоторые проблемы развития аддитивного производства и пути их решения
Аддитивті өндірісті дамытудың кейбір мәселелері және оларды шешу жолдары Қазіргі заманғы индустрия бәсекелестік тұрғысынан, шығарылатын өнім мен пайдаланылатын материалдардың алуан түрлілігіне және қалыптасқан үрдістер жағдайында мәселенің экологиялық тарапына ерекше көңіл бөледі. Жаңа бірегей өнімді ең қысқа мерзімде нарыққа шығару, ең аз шығындар негізінде ресурстарды барынша тиімді пайдалану, қазіргі заманғы компьютерлік технологияларды қолдану және өндірістік үдерісті автоматтандырудың жоғары дәрежесі мен икемділігінің міндеттерін өз алдына қойып отыр. Аддитивті өндірістің (АӨ) белсенді дамып келе жатқан технологиялары – бізге қойылған міндеттерді шешуге, сұраныстың артуына және кез-келген жаңа өнімнің даму процесінде міндетті кезеңге айналуға мүмкіндік береді. Аддитивті технологияларды қолдану прототиптер мен өнімдерді қолмен немесе сандық бағдарламамен басқаратын (СББ) дәстүрлі машиналардың сатысын толығымен жоюға, сондай-ақ құрал-жабдықты дамытуға, жаңа өнімдерді өндіруге дайындық уақытын 50-80% -ға дейін қысқартуға мүмкіндік береді [1]. Ұнтақтарды селективті лазерлік біріктіру (СЛС) технологиясын әзірлеу ұзақ және қымбат тәжірибелік сынамалар мен қателерге негізделеді. Алайда, егер осы мақсат үшін үлгілеуді қолдануға болатын болса, онда өндірістік технологияны тексеру процесі жеделдетіледі, ал өндіріс құны айтарлықтай төмендеуі мүмкін. Металдың бір-бірінен кейін өте жұқа қабаттап жағу технологиясы, аддитивті өндірісте СЛС технологиясы деп аталады. Жылу көзі ұнтақ қабатының белгілі бір аймақтарында металл ұнтағын балқытады. Бұл аймақтар қатайтады, 87 ал ерітілген ұнтақ процестің соңында жойылады. Осылайша, СЛС технологиясы әртүрлі тәртіптегі өлшем шкаласын қамтиды: ұнтақ бөлшектерінің диаметрі 10- 100 микронға тең, ал лазердің жалпы жылжу жолы бүкіл процесс үшін бірнеше километрді құрайды. Лазер ұнтақ бірнеше микросекундқа әсер етеді, ал тұтас өнімді өсіру уақыты бірнеше күнге жетуі мүмкін. Сондықтан соңғы бұйымның қасиеттері мен ақауларын дұрыс болжау үшін СЛС микро және макродеңгейде моделдеу мүмкіндігі болуы қажет. Алайда, бір модельде барлық физикалық аспектілерді дамыту әрекеті есептеу техникасы тұрғысынан тым қымбат болып табылады, бұл мультимасштабты модельдерді әзірлеуді қажет етеді. Мультимасштабты және мультифизикалық үлгілеуге арналған платформа СЛС моделдеу міндеттерін шешуде жоғарыда сипатталған қиындықтарға сүйене отырып, осы міндетті өлшемдік шкала бойынша үш санатқа бөлуді көздейтін тәсіл таңдалды: микро-, макро және мезо. Микромодель балқыманың аймағын микроннан миллиметрге дейінгі ұзындық шегінде сипаттайды,бұл ұнтақ бөлшектерінің өлшемімен өлшенетін ақауларды талдауды қамтамасыз етеді, мысалы балқымалар, кеуектілік және беттің кедір-бұдырлығы. Лазер дақтарының мөлшері 80 мкм, Лазер қуаты — 100 Вт, сканерлеу жылдамдығы — 1000 мм/с құрайды. Есептік модель сәулеленуді және энергияның жұтылуын, фазалардың өзгеруін, жылу берілісін және барлық үш термодинамикалық құрауыштарды, сондай-ақ температуралық тәуелді беттік керілуін ескереді. СЛС технологиясы кеуектілікке жоғары бейім процестерге жатады. Ұсақ тесікшелер өсіру камерасы бар және ұнтақ бөлшектерінің арасында орналасқан, металл булану процесінде пайда болатын газдан құралады. Шағын көпіршіктердің болуы балқыманың ағынына тікелей байланысты. Микромодельдің көмегімен алдыңғы қабаттардағы ақаулардың нәтижесінде алынған ұнтақ қабатындағы біркелкі бөлінудің бұйымның соңғы сапасына әсерін анықтау үшін есептеу жүргізуге болады. Өңдеу параметрлері ұнтақ оңтайлы қатаю үшін орталық аймақта ұнтақ қабатының белгілі бір қалыңдығына сәйкес реттелген. Макромодель тұтас дайындаманың өлшемінде міндеттерді шешуге арналған және технологиялық туралы маңызды ақпарат бере отырып, өндіріс процесінде бұйымның қораптарын есептеу үшін пайдаланылады. Макромодель деформациялар мен қалдық кернеуді болжайды. Мез ауқымды модель материалдың қасиеттері туралы қажетті ақпаратты береді. Болашақ бұйымның геометриялық және физикалық сипаттамаларына барынша жақын болатын сапалы прототип жасау – өте қиын міндет. Бұл жолда геометриялық форманың дәл қайталануы, жиналуы, сыртқы түріне сәйкестігі және талап етілетіндерге барынша ұқсас материалдарды іздеу сияқты маңызды мәселелер шешіледі. Қазіргі заманғы өнеркәсіптегі бұл міндеттер аддитивті өндіріс технологиясын, яғни бұйымның компьютерлік моделі бойынша бөлшектің қабаттап өсіруін шешуге қабілетті. Заманауи АТ өндірісі бұйымның сыртқы түрін бағалауға, құрылымдық элементтерді тексеруге, қажетті сынақтарды жүргізуге, кезекті құюға арналған мастер-модель жасауға мүмкіндік беретін қарапайым прототипті құрудан алға қадам жасап, дайын өнімді құруға мүмкіндік алды [2]. Прототип құру процесі CAD-жүйелер ортасында болашақ бұйымның моделін үш өлшемді жобалау кезеңінен басталады. Стереолитография технологиясы үшін әзірленген және басқа АӨ процестерінде қолданылатын *.STL арнайы формат бар. Арнайы бағдарламалық жасақтамада бұйым қабаттарға бөлінеді, әдетте оның қалыңдығы нақты технологияға, құралжабдыққа және пайдаланылатын материалға байланысты, ал қажет болған жағдайда механикалық өңдеуге әдіп тағайындалады. Одан әрі қабаттар туралы ақпарат жабдықты басқару блогына келіп түседі және бұйымды қабаттап өсіру жүреді. Қазіргі заманғы машина жасауда аддитивті технологиялар мемлекеттің өнеркәсіптік даму деңгейін анықтайтын маңызды бағыт болып табылады. АТ дәстүрлі жолмен іске асырылмайтын міндеттерді шешеді. Шетелдік жабдықты пайдалану қиын болғанда, маңызды өнеркәсіп салалары үшін – аэроғарыш, авиация, соның ішінде әскери мақсаттағы дайын бөлшектерді өсіру қажет. Сондай-ақ, АТ Қазақстандағы сыни технологияларды дамытуға, мысалы, жаңа буынның зымыран-ғарыштық және көліктік жабдықтарын құрудың, перспективалық қару-жарақ, әскери және арнайы техниканы құру үшін негізгі 11 және маңызды әскери және өнеркәсіптік технологияларды дамытуға мүмкіндік береді. Сондықтан, сандық үш өлшемді модельдерден бөлшектер алу үшін жоғары тиімді әдістер мен технологиялық процестерді іздестіру және дамыту, сондай-ақ оларды пайдалану сипаттамаларын зерттеу маңызды міндет болып табылады. Жұмыстың мақсаты үздіксіз лазерлік сәуле көмегімен ұнтақ материалдарын селективті лазермен біріктіру әдісімен кешенді геометриялық пішіннің бөліктерін өсіру технологиясын жасау болып табылады жүктеу/скачать 87.08 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|