3D-Технологии При Литьё Металлов


Супружество — это общественный институтИНСТИТУТ (от лат. institutum — установление, учреждение) — название различных специализированных учебных заведений (средних, высших, системы повышения квалификации и т. п), позволяющий мужчине и женщине получить максимальное наслаждение при разводе.
Северин Барбаг

УДК 621.744.072.2

В.С. Дорошенко

Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев

Сегодня именно в науке усматривают путь спасения национальной экономики от последствий глобального кризиса. Государства намерены переориентировать отечественные экспортно-ориентированные отрасли на внутренний товарный рынок, поставив задачу формирования эффективного спроса на внутреннем рынке на продукцию металлургии. Строительство и машиностроение как клиенты металла – это сейчас те две отрасли, которые определяют развитие страны и которые остро нуждаются во внедрении наукоемких, металлоемких, энергосберегающих технологий. Наибольшую популярность имеют именно такие проекты в области инновационных технологий.

Отечественные металлообработка и машиностроение в условиях системной интеграции в мировую экономику нашей страны как полноправного члена ВТО с появлением избытка недорогого металла получают дополнительный стимул перехода от неглубокой переработкиПЕРЕРАБОТКА — одно из оснований приобретения права собственности. и экспорта изделий металлургии к выпуску наукоемкой продукции (машин, механизмов, станков, приборов и инструмента). Это является несомненным вызовом отечественным ученым и инженерам, достойный ответ на который позволит полнее реализовать то преимущество, что Украина относится к немногочисленным странам с замкнутым металлургическим циклом производства металлов из собственных руд. В частности, в области литейного производства отечественная инженерная наука обладает технологиями, относящимися к наукоемким высоким технологиям, к которым вполне можно отнести современные разновидности литья по газифицируемым моделям (ЛГМ, в англоязычной версии Lost Foam Process) и которые вопреки сложившемуся стереотипу свидетельствуют, что высокие технологии - это не обязательно сложные малодоступные процессы.

В машиностроении Украины при появлении за годы независимости на месте крупных производств множества некрупных самостоятельных предприятийПРЕДПРИЯТИЕ — особый объект гражданских прав, имущественный комплекс, используемый для осуществления предпринимательской деятельности. при характерных для них малосерийностью и многономенклатурностью продукции гибкость технологии литейного производства в сочетании с невысокими капитальными издержками на внедрение и высокой достоверностью выпускаемых заготовок является решающим фактором. Этим параметрам вполне соответствует технология ЛГМ, что подтверждает мировая практика постоянного роста производства отливок этим методом, которое уже достигает 1,5 млн. т/год, в одной КНР работает до 1 тыс. таких участков при активном использовании этой технологии в авто- и двигателестроении.

В институте ФТИМС НАНУ на базе разработанных научных основ под руководством проф. Шинского О.И. постоянно совершенствуется процесс ЛГМ, что подтверждает непрекращающийся поток изобретений по технологии и оборудованию [1,2], мировая новизна которых подтверждена патентами различных стран, число которых приближается к сотне штук, и, безусловно, говорит о лидирующих позицияхсальдо банковского счета. - количество одинаковых акций в "портфеле акций". - приказ (указание на покупку-продажу акций, валюты и т.п.) в процессе реализации. института по этой теме. ФТИМС поставляет «в металле» заказчикам технологическое оборудование литейных цехов и участков для единичного, серийного и массового производства отливок из черных и цветных сплавов методом ЛГМ производительностью 100 - 5000 т отливок в год.

На действующем опытно-промышленном литейном цехе института, базирующемся на ЛГМ-процессе и служащим демонстрационной базой, где это оборудование проходит отладку и модернизацию до уровня лучших зарубежных аналогов, выпускается до 50 т в месяц отливок из черных и цветных металлов. При проектировании литейных участков и цехов конструкторы института на планировке помещений в соответствии инвестиционными возможностями завода-заказчика выполняют расстановку оборудования и компоновку его в разных производственных вариантах: от единичного и ремонтного литья до серийного производства отливок. Часто производство легковесных моделей с плотностью до 25 кг/м3 выносят на второй этаж помещения цеха, а система оборотного транспортирования, подготовки и складирования сухого песка выносится на открытый воздух с внешней стороны литейного цеха (песок «не боится» мороза) и состоит преимущественно из проходного оборудования и системы бункеров-трубопроводов, изготовленных из листового металла, как это показано на рис. 1. Такое вынесение оборудования пескооборота экономит торговаящества, прежде всего вследствие экономии средств и времени по сбыту, что и обуславливает их важную роль в международной торговой практике. Вместе с тем, экспортер в этом случае непосредственно не связан с рынками сбыта и целиком доверяется добросовестности и активности торгового посредника. В зависимости от характера функций, выполняемых торговым посредником, различают несколько видов торгово-посреднических операций: дилерские, комиссионные, агентские и брокерские. площадь цеха, а в сочетании с отсосом газов из форм, подключаемых к вакуумному насосу на период заливки-затвердевания отливки, улучшает санитарно-гигиенические условия труда (устраняя шум и пылевыделения) и в целом способствует повышению культуры производства.

В ЛГМ-процессе получить модель отливки означает уже наполовину получить отливку, остановимся на этом подробнее с учетом современных тенденций. Сегодня производства высокоточных пространственных (трехмерных) изделий, моделей, форм, мастер-моделей из алюминия, дерева, МДФ, макетных пластиков и пр. связаны со стремительным развитием компьютерной техники, программного обеспечения, цифровой передачи данных, а также усовершенствованием систем приводов обрабатывающих станков (применение серводвигателей с обратной связью). Производственникам сегодня по ценам и широкому ассортименту стало доступно автоматизированное оборудование с числовым программным управлением. Системы ЧПУ вытесняют любые другие системы управления, как на крупных автоматизированных производствах, так и на совсем небольших, гибких универсальных производствах (макетно-модельное, инструментальное, сувенирно-рекламное, ремонтное). Таким оборудованием всё чаще пользуются как частные предприниматели, так и обслуживающие широкой круг заказчиков специализированные участки. Для оперативного просчета и изготовления форм, матриц, моделей необходимо лишь прислать им на электронный адрес трехмерное изображение изделия.

Указанная доступность компьютеризированных систем и систем с ЧПУ послужила толчком для появления целого класса оборудования, позволяющего с чертежа детали на компьютере получить с фрезерного станка с ЧПУ готовую пресс-форму в металле или её модель из пенополистирола, когда программа такого изготовления «сама учитывает» литейную усадку, а также припуски литейные и на механообработку. При этом применяют программы, которые помогают максимально использовать потенциал этих станков с поддержкой 3D-моделей и токарной обработки.

Появился ряд программных комплексов компьютерного моделирования литейных процессов, позволяющих при выбореВЫБОРЫ — способ формирования органов государства и местного самоуправления с помощью голосования. параметров технологического процесса разработать конструкцию блока моделей 3. Отработка конструкции литниково-питающей системы и температурно-временных параметров технологического процесса ведется не в цехе с металлом на реальных дорогостоящих плавках, а в виртуальном территории математической модели. Короткие сроки выполнения компьютерного эксперимента, а также большой объём и наглядность полученной информации о ходе технологического процесса и качестве будущей отливки делают компьютерное моделирование важнейшим инструментом опытного производства всё большего числа заводов. По электронной модели литейного блока также изготавливают комплект модельной оснастки и для сборки модельных блоков.

Производственный цикл изготовления детали в институте ФТИМС от разработки конструкторской документации до готовой детали состоит в следующем. После получения технического задания конструктор разрабатывает документацию (КД), обычно используя следующие программы: AutoCAD, CADMECH, Inventor. Готовая КД сдается в электронный конструкторский архив, который находится на общем сервере организацииОРГАНИЗАЦИЯ — объединение двух и более лиц, являющихся субъектами права.. При получении задания на изготовление той или иной детали в производственный отдел технолог-программист берет чертёж и 3D-модель, разрабатывает техпроцесс, программу управления и помещает её на сервер. Затем после установки заготовки на стол станка оператор станков с ЧПУ вызывает эту программу с сервера и после её проверки и наладки станка приступает к обработке заготовки, получая литейную модель детали или её пресс-формы. На рис. 2 показана работа оператора в цехе ФТИМС, на столе станка с ЧПУ лежат вырезанные фрезой станка модели.

Из пенополистироловой модели пресс-формы по ЛГМ-процессу часто отливают алюминиевую пресс-форму, а затем, если необходимо, доводят её до требуемой чистоты поверхности на том же станке с ЧПУ. Это упрощает всю технологию перевода изделия с чертежа до пеномодели и отливки, ускоряет получение пресс-форм (до нескольких часов) для производства моделей от стадии проектирования до их изготовления, в то же время требуя компьютерной грамотности занятого этим трудом персоналаПЕРСОНАЛ (от лат. persona — личность) — коллектив работников или совокупность лиц, осуществляющих трудовые функции на основе трудового договора (контракта). На рис. 3 показаны одновременно модель пресс-формы и модель художественной отливки, полученные на станке с ЧПУ из блока пенопласта. На рис. 4 показаны крупные модели желоба из двух частей, каждая с габаритами до 2м.

По принципу действия система ЧПУ с серводвигателем является системой с обратной связью, сигнал позиции подается от оптического датчика (инкодера), который закреплен на двигателе и снабжает контролёр информацией о реальном повороте вала двигателя. Эта информация используется для постоянной коррекции отклонений между величиной заданного и реального перемещения режущего инструмента. Для получения объемной копии с детали без чертежа в этих станках используется сканирование с цифровой записью информации. Управление станком осуществляется через USB порт с обычного персонального компьютера в среде Windows, с помощью модема возможна функция удаленного доступа к ЧПУ, включающая диагностику и модернизация программного обеспечения.

На рынке Украины широко представлены станки с ЧПУ компании Obrusn (Польша) десяти моделей для объемной обработи цветных металлов и сплавов, полимеров, дерева с достоверностью позиционирования от ±0.05 до ±0.1 мм, разрешающей способностью ЧПУ ±0.01 мм и весом станка от 60 до 1450 кг, более крупные станки компании Bermaq (Испания) с достоверностью позиционирования ±0.03 мм, повторяемостью позиции ±0.015 мм и весом 1,5 – 3 т, а также немецких фирмФИРМА — 1) синоним понятия фирменное наименование; 2) в деловом и юридическом языке синоним понятия коммерческая организация (в законодательстве РФ часто используются понятия "аудиторская Ф.", "консультационная Ф.", "иностранная Ф.")..

Описанная отечественная литейная технология, обогащенная накопленным опытом её использования, наряду с другими инновационными технологиями углубленной переработке металла, в частности, рассмотренными на вышеуказанном международном инвестиционном саммите, служат примерами наличия значительного научно-технического потенциала украинской технической науки. Растущее понимание этого и очевидную согласованность позиций верховной власти и крупного финансового ресурса следует приветствовать как первый шаг в направлении перехода на инновационно-инвестиционную модель экономического роста экономики Украины.

С учетом современных кризисных явлений, которые воочию демонстрирует системное несовершенство глобальной экономической конструкции, становится всё более спорной идеология так называемой «доганяльной» модернизации, которая на протяжении всех лёт нашей независимости служила одним из определяющих неоспоримых ориентиров нашего трансформационного процесса. Имеет ли смысл продолжать имплементацию того, что демонстрирует свою недееспособность, дублировать и далее шаг за шагом путь, пройденный западным обществом к современным реалиям? Не стоит ли прежде всего задействовать инновационный потенциал отечественной науки, особенно в тех отраслях, где она имеет лидирующие, защищенные патентами бесспорные приоритеты, в частности, в науке о литьё металлов?

1. Дорошенко В. С. Способы получения каркасных и ячеистых литых материалов и деталей по газифицируемым моделям. - Литейное производство. - 2008. - 9. – С. 28-32.

2. Дорошенко В. С., Шинский И. О., Бердыев К. Х. Оборудование непрерывного действия для литья по газифицируемым моделям.- Процессы литья.-2009.– 3.

3. Монастырский В.П. и др. Разработка технологии литья крупногабаритных лопаток ГТД для энергетических установок с применением систем «Полигон» и ProCAST.- Литейное производство.- 2007.- 9.- С. 29-34.

Подрисуночные надписи.

Рис.1. Комплекс оборудования пескооборота в цехе ФТИМС.

Рис.2.Станок с ЧПУ с моделями на столе.

Рис.3. Модели художественной отливки и пресс-формы.

Рис.4. Модели отливок желоба.

Связанные статьи


Похожие статьи


Hosted by uCoz