Rezumatul fazei - isim.ro · Lucrarea abordează aspecte practice privind realizarea de încercări...

Program Nucleu PN 16 08 Proiect PN 16 08 102 - Cercetări privind dezvoltarea de scule ultrasonice inovative şi tehnologii ecologice de îmbinare pentru aplicaţii industriale

PN 16 08 102 – f6 / 1

Faza 6: Dezvoltarea de tehnologii de sudare cu ultrasunete pentru aplicații industriale Rezumatul fazei:

1. Rezumatul fazei: Faza a șasea a proiectului a avut drept scop întreprinderea de activități având ca obiect „Dezvoltarea de tehnologii de sudare cu ultrasunete pentru aplicații industriale”.

Lucrarea abordează aspecte practice privind realizarea de încercări experimentale și tehnologii de sudare cu ultrasunete a materialelor, folosind sonotroda cu capete active amovibile, care reprezintă o punere în practică a cererii de brevet realizată în faza a patra a proiectului, înregistrată la OSIM cu numărul A/00160/14.03.2017.

Rezultatele obținute în urma încercărilor experimentale vor fi utilizate la finalizarea cele două lucrări științifice menționate anterior.

Totodată, s‐a realizat în cadrul fazei o amplă acțiune de informare/chestionare a mediului academic/economic privind rezultatele activităților proiectului cât și legat de experiența specialiștilor ISIM Timișoara în domeniul ultrasunetelor, în special cel al sudării cu ultrasunete. Astfel, peste 170 de entități au fost informate și totodată chestionare cu privire la o serie de aspecte din domeniul ultrasunetelor, prezentate în cele ce urmează.

Prin această acțiune două deziderate au fost atinse, respectiv de promovare și creștere a vizibilității specializărilor ISIM Timișoara, cât și de identificare a nevoilor mediului academic/economic legate de utilizarea ultrasunetelor în procesele de fabricație, pe baza chestionarelor completate primite.

Lucrarea este structurată pe trei capitole:

Capitolul 1: Realizarea de tehnologii de sudare cu ultrasunete folosind sonotrode cu capete amovibile

1.1 În cadrul prezentei etape a fost realizat un program experimental de sudare cu

ultrasunete a materialelor, folosind sonotroda cu capete active amovibile în vederea stabilirii unor tehnologii de sudare.

In imaginile din figura 1.1 se prezinta sonotroda cu capul amovibil folosit in cadrul experimentelor de sudare cu ultrasunete

Figura 1.1. Sonotroda cu capul amovibil

In cadrul programului experimental de sudare cu ultrasunete folosind sonotrode cu capete amovibile s‐a utilizat un echipament de sudare cu ultrasunete STAPLA prezentat în figura 1.2.

PN 16 08 201 – f5 / 2

Figura 1.2. Echipament US

In figura 1.3 se prezintă sonotroda si nicovala, respectiv pozitionarea materialelor de sudat intre sonotrodă şi nicovală.

Figura 1.3. Sonotroda si nicovala Programul experimental de sudare a fost realizat pentru mai multe tipuri de materiale, dintre acestea exemplificăm:

1.1. Aliaje de Cu de grosime 0,3 mm 1.2. Aliaje de Cupru de grosime 0,2mm 1.3. Aliaje de aluminiu de grosime 0,4mm 1.4. Aliaje de aluminiu de grosime 1mm 1.5. Materiale plastice

1.2 Aliaje de Cu de grosime 0,3 mm În figura 1.4 este prezentat aspectul probelor P1‐P10 îmbinate cu ultrasunete pentru aliajul de cupru de grosime 0,3mm, iar în figura 1.5 se prezintă câteva teste preliminare încercate la depliere (debutonare).

Figura 1.4. Aspectul probelor P1‐P10 aliaj de cupru 0,3mm

PN 16 08 201 – f5 / 3

Figura 1.5. Probe sudate US încercate la depliere

În tabelul 1.1 sunt prezentați parametrii de sudare utilizați în cadrul experimentelor. Probele realizate, P1‐P10 pentru aliajul de cupru de grosime 0,3mm, au fost analizate vizual, imaginile cu cele două suprafețe, respectiv valorile forței de rupere la tracțiune sunt prezentate în tabelul 1.1.

Tabelul 1.1. Parametrii de sudare/Imagini cu aspectul suprafețelor Parcaj proba

Presiune de lucru [bar]

Timpul de sudare [perioade]

Aspect suprafață 1 (amprenta sonotrodă)

Aspect suprafață 2 (amprentă nicovală)

Forța de rupere la tractiune [N] /Locul ruperii

P1 3 270

‐

P2 3 280

234,97Zona sudurii

P3 3 290

387,35Zona sudurii

P4 3 300

438,54Zona sudurii

P5 2 270

282,07Zona sudurii

P6 2,5 270

294,70Zona sudurii

PN 16 08 201 – f5 / 4

P7 3,5 270

391,93Zona sudurii

P8 4 300

345,42Zona sudurii

P9 2 200

464,15Zona sudurii

P10 1,5 200

323,63Zona sudurii

În figura 1.6 se prezintă diagrama de variație a forței de rupere la încercarea de tracțiune.

Figura 1.6. Diagrama de evoluție a forței

1.3 Aliaje de Cu de grosime 0,2 mm În figura 1.7 este prezentat aspectul probelor P1‐P10 îmbinate cu ultrasunete pentru aliajul de cupru de grosime 0,2mm, iar în figura 1.8 se prezintă câteva teste preliminare.

PN 16 08 201 – f5 / 5

Figura 1.7. Aspectul probelor P1‐P10 aliaj de cupru 0,2mm

Figura 1.8. Încercări preliminare de sudare

În tabelul 1.2 sunt prezentați parametrii de sudare utilizați în cadrul experimentelor. Probele realizate, P1‐P10 pentru aliajul de cupru de grosime 0,3mm, au fost analizate vizual, imaginile cu cele două suprafețe, respectiv valorile forței de rupere la tracțiune sunt prezentate în tabelul 1.2.






Forța de rupere la tractiune [N] /Locul ruperii

P1 1,5 150

155,17Zona sudurii

P2 1,5 160

200,26Zona sudurii

P3 1,5 170

225,32Zona sudurii

P4 1,5 180

167,58Zona sudurii

P5 1,5 200

196,83Zona de influență termo‐mecanică

PN 16 08 201 – f5 / 6

P6 2 150


P7 2 200


P8 4 230


P9 3 150


P10 3 200




1.4 Aliaje de aluminiu de grosime 0,4mm În figura 1.10 este prezentat aspectul probelor 1 şi 2 îmbinate cu ultrasunete pentru aliajul de aluminiu de grosime 0,4mm, iar în figura 1.11 se prezintă câteva teste preliminare.

PN 16 08 201 – f5 / 7

Figura 1.10. Aspectul probelor 1 şi 2 din aliaj de aluminiu 0,4mm

Figura 1.11. Teste preliminare de sudare În tabelul 1.3 sunt prezentați parametrii de sudare utilizați în cadrul experimentelor, imaginile cu cele două suprafețe, respectiv valorile forței de rupere la tracțiune.






Forța de rupere la tractiune [N] / Locul ruperii

1 2 170

298,34

2 2 180




PN 16 08 201 – f5 / 8

1.5 Aliaje de aluminiu de grosime 1mm Au fost efectuate teste de sudare cu diferiți parametri pentru aliajul de aluminiu cu grosime de 1mm. În urma testelor de sudare cu US rezultatele obținute nu sunt corespunzătoare din punct de vedere al rezistenței necesare. Se va continua programul experimental în vederea obținerii rezultatelor dorite. În figura 1.13 sunt prezentate exemple de îmbinări din probele de aliaj de aluminiu de grosime 1mm.

Figura 1.13. Teste de sudare

1.6 Materiale plastice În figura 1.14 este prezentat aspectul probelor 1 ‐ 3 îmbinate cu ultrasunete pentru materiale plastice.

Figura 1.14. Aspectul probelor

În tabelul 1.4 sunt prezentați parametrii de sudare utilizați în cadrul experimentelor, imaginile cu cele două suprafețe, respectiv valorile forței de rupere la tracțiune.






Forța de rupere la tractiune [N] / Locul ruperii

1 1,5 100 ‐ ‐ 595,28Zona de influență termo‐mecanică

2 2 150


3 2 150



PN 16 08 201 – f5 / 9


Transpunerea în practică a ideii de brevet de invenție s‐a realizat cu succes, permițând derularea programelor experimentale ale cercetării.

Capitolul 2: Simulări privind dezvoltarea sonotrodei pentru sudarea reperelor cu dispunere spa�ială

2.1 Analiză și configurație structurală sonotrode cu capete multiple cu dispunere spatială, în

configurația blocului egalizator

Sonotrodele monobloc realizate in cadrul programului experimental se interfateaza cu blocul egalizator in realizarea sonotrodelor cu capete distincte in configurtie spatiala. Sonotrodele monobloc vor echipa blocul egalizator , sonotroda cu capete multiple cu dispunere spatiala, pentru aplicatii industriale in dispunere cu forme geometrice regulate sau forme geometrice neregulate, figura 2.1 Au fost realizate simulari ale configuratiei sonotrodelor monobloc in 21 de variante constructive dimensional si 5 materiale distincte.

Fig.2.1 Vaiante de dispunere a sonotrodelor singulare in configuratia blocului egalizator Al 7075, cu dispunere in forme geometrice regulate

Elementele de caracterizare a sonotrodelor monobloc configurate software cu program specializat sunt prezentate sintetic in tabelul 2.1.

PN 16 08 201 – f5 / 10

Tabelul 2.1

Au fost selectate pentru programul experimental trei sonotrode destinate operatiei de nituire ultrasonica, pentru materiale polimerice ,Ti Grade 5, Al7075 AW 7075 si otel W1 2842, pentru care se prezinta elementele definitorii rezultate din programul de simulare. 2.2 Sonotroda specializata TiGr.5, pentru sudarea materialelor polimerice, prin procedeul de

nituire, raport de amplificare k=2,5 Dimesiunile geometrice exterioare ale sonotrodei monobloc de35 kHz, introduse in programul de simulare sunt prezentate in figura 2.2.

Material Vsunet [m/s]

Lungime sonotroda [Mm]

Frecventa rezonanta

Hz

Factor amplificare

Solicitare maxima Mpa/x=

Coordonata nod oscilatie

[mm]

Putere disipata [Watt]

Ti Gr.5

4555

62,8 35000 0,91 3,21/24,8 30,9 7,3 10‐3

63,9 35000 2,48 3,69/35,7 30,7 1,7 10‐4 67 35000 2,53 3,62/35,7 30,8 1,710‐3

Al7075 AW 7075

5100

69,7 35000 0,95 1,75/24,8 33,9 1,1 10‐3 72,7 35000 2,55 2,11/41,7 33,9 2,610‐4 77,5 35000 2,65 2,03/41,7 33,9 2,4 10‐4

Al 2024 AW 2024

5180

70,8 35000 0,95 1,72/24,8 34,4 1,1 10‐3 72,8 35000 2,54 2,11/40,7 34,4 2,6 10‐4 77,9 35000 2,69 2,03/40,7 34,4 2,4 10‐4

Otel W1 2842

4741

66,2 35000 0,87 5,68/24,8 33,0 1,510‐2 67,9 35000 2,36 6,76/38,7 33,0 3,5 10‐3 74,4 34958 2,56 6,21/38,7 33,0 3,0 10‐3

Cu 99,95

5010

70,4 35000 0,86 2,95/24,8 35,2 7,5 10‐3 72,0 35000 2,35 3,67/40,9 35,2 1,8 10‐3 76,0 35041 2,46 3,57/40,9 35,0 1,6 10‐3

Otel SS303

6000

85,2 35000 0,87 3,8/41,8 42,8 2,5 10‐1 86,7 35000 2,39 4,81/48,4 42,7 5,9 10‐2 88,5 34910 2,4 4,78/48,4 42,8 5,8 10‐2

Fig. 2.2 Dimensiuni exterioare si interioare ale sonotrodei monobloc 35kHz

PN 16 08

Materiacaractesuneteudiagram

Reprezeprezent

Reprezevaloarefigura 2

201 – f5 / 11

alul utilizatristicile meului in mama din figur

Fig. 2.4. Va

entarea eletate in figur

Fig.2.5. E

entarea teea de 3,62 M2.6.

t in constrcanice si acterialul aliaa 2.4.

Fig. 2.3. C

riatia vitezei

mentelor dra 2.5.

Elementele d

nsiuni axiaMpa, la cot

ructia sonocustice prezaj titan, Ti

Caracteristic

i de propaga

e caracteriz

de caracteriz

le, evidentta X= 35,7 m

otodei mozentate in fiGr.5, in fu

ci mecanice s

are a sunetul

zare ale son

zare ale sono

tiaza un mmm pentru

onobloc 35figura 2.3. Vunctie tem

si acustice al

ui cu temper

notrodei mo

otrodei mon

maxim rezu1 micron am

5 kHz, maVariatia vitemperatura e

iaj Ti Gr.5

ratura, aliaj t

onobloc 35

obloc 35 kH

ltat in urmmplitudine,

rca Ti Gr.ezei de propeste prezen

titan Ti Gr.5

5 kHz , TiGr.

Hz, Ti Gr.2

ma simular, este preze

5 avind pagare a ntata in

5 sunt

rii avind entata in

PN 16 08 201 – f5 / 12

Fig. 2.6 Tensiunea axiala a sonotrodei monobloc 35 kHz, Ti Gr.5

Reprezentarea variatiei amplitudinii de oscilatie in lungul sonotrodei evidentiaza un punct nodal de oscilatie zero la coordonata X= 30,8 mm, prezentat in figura 2.7. Energia de deformatie cumulata ‐ in volum si lineara, in structura interna a sonotrodei monobloc 35 kHz, Ti Gr.5, are o valoare maxima de 1,99 10‐4 Joules, pentru 1 micron amplitudine este prezentata in diagrama din figura 2.8. Pierderile de energie cumulate‐ in volum si lineara, in structura interna a sonotrodei monobloc 35 kHz, are o valoare maxima de 1,7 10‐3 watt, pentru 1 micron amplitudine, este prezentata in diagrama din figura 2.9.

Fig. 2.7 Reprezentarea variatiei amplitudinii la frecventa de 35 kHz sonotroda TiGr.5

Fig. 2.8 Reprezentarea energiei de deformatie cumulata la frecventa de 35 kHz sonotroda TiGr.5

1,99 10‐4 Joules

PN 16 08 201 – f5 / 13

Fig.2.9 Reprezentarea pierderilor de energie cumulata la frecventa de 35 kHz sonotroda TiGr.5

Fig.2.10. Sonotroda pentru nituire Ti.Gr.5 raport de amplificare k=2,5

2.3 Sonotroda specializata Al 7075, pentru sudarea materialelor polimerice, prin procedeul de nituire, raport de amplificare k=2,5

Dimesiunile geometrice exterioare ale sonotrodei monobloc 35 kHz, introduse in programul de simulare sunt prezentate in figura 2.11.

Fig. 2.11 Dimensiuni exterioare ale sonotrodei monobloc 35kHz

Materialul utilizat in constructia sonotodei monobloc 35 kHz, marca Al 7075 avind caracteristicile mecanice si acustice prezentate in figura 2.12.Variatia vitezei de propagare a suneteului in materialul aliaj aluminu, Al 7075, in functie temperatura este prezentata in diagrama din figura 2.13.

Fig. 2.12. Caracteristici mecanice si acustice aliaj Al 7075

1,7 10 ‐3 watt

PN 16 08

Reprezeprezent

Reprezevaloarefigura 2

Reprezenodal dEnergiamonobamplituPierdermonob

201 – f5 / 14

Fig. 2.13.

entarea eletate in figur

Fig.2.14. E

entarea teea de 2,03 M2.15.

Fig

entarea varde oscilatie za de deformloc 35 kHzudine este pile de eneloc 35 kHz,

Variatia vite

mentelor dra 2.14.

Elementele d

nsiuni axiaMpa, la cot

g. 2.15 Tensiu

riatiei amplzero la coormatie cumuz, Al 7075, prezentata iergie cumulare o valoa

ezei de propa

e caracteriz

de caracteriz

le, evidentta X= 41,7 m

unea axiala a

itudinii de rdonata X= ulata ‐ in vare o valon diagramalate‐ in vore maxima

agare a sune

zare ale son

zare ale sono

tiaza un mmm pentru

a sonotrodei

oscilatie in 33,9 mm, pvolum si linoare maxima din figura olum si linede 2,4 10‐3

tului cu tem

notrodei m

otrodei mon

maxim rezu1 micron am

i monobloc

lungul sonprezentat inneara, in stma de 1,1 12.17. eara, in strwatt, pentr

peratura, ali

onobloc 35

nobloc 35 kH

ltat in urmmplitudine,

35 kHz, Al 70

otrodei ev figura 2.16tructura int0‐4 Joules

ructura intru 1 micron

iaj Al 7075

5 kHz , Al 70

Hz, Al 7075

ma simular, este preze

075

videntiaza u6. terna a sons, pentru 1

erna a sonn amplitudin

075 sunt

rii avind entata in

un punct

notrodei micron

notrodei ne.

PN 16 08

F

2.4 Sonode n

Dimesiuprogram

201 – f5 / 15

Fig. 2.16 Rep

Fig. 2.17 R

Fig.2.

otroda specnituire, rapo

unile geommul de simu

rezentarea v

Reprezentare

.18. Sonotro

ializata otelrt de amplifi

metrice exteulare sunt p

variatiei amp

ea energiei dson

da pentru n

l W1 2842, picare k=2,5

erioare aleprezentate i

plitudinii la fr

de deformatnotroda Al 70

ituire Al 707

pentru suda

e sonotroden figura 2.1

recventa de

ie cumulata 075

75, raport de

rea material

ei monob19.

35 kHz sono

la frecventa

amplificare

lelor polime

bloc 35 k

1,1 10‐4 Jo

troda Al 707

a de 35 kHz

k=2,5

rice, prin pro

kHz, intro

oules

75

ocedeul

duse in

PN 16 08

Materiacaractesuneteudiagram

F Repreze2842 su

F

201 – f5 / 16

Fig. 2.19

alul utilizat risticile meului in matma din figur

F

Fig. 2.21. Var

entarea eleunt prezenta

Fig.2.22. Elem

9 Dimensiuni

in construccanice si acterialul aliaa 2.21.

Fig. 2.20. Car

riatia vitezei

mentelor date in figura

mentele de c

exterioare s

ctia sonotocustice prezj otel W1

racteristici m

de propagar

e caracteriza 2.22.

caracterizare

si interioare

dei monobzentate in fi1 2842, in

mecanice si ac

re a sunetulu

zare ale son

e ale sonotro

ale sonotrod

bloc 35 kHzigura 2.20.Vfunctie tem

custice aliaj o

ui cu temper

notrodei mo

odei monobl

dei monoblo

z, marca otVariatia vitemperatura

otel W1 284

ratura, aliaj o

onobloc 35

oc 35 kHz, o

oc 35kHz

tel W1 284ezei de propeste preze

42

otel W1 284

5 kHz , otel

otel W1 284

42 avind pagare a ntata in

2

W1

42

PN 16 08 201 – f5 / 17

Reprezentarea tensiuni axiale, evidentiaza un maxim rezultat in urma simularii avind valoarea de 6,2 Mpa, la cota X= 38,7 mm pentru 1 micron amplitudine, este prezentata in figura 2.23.

Fig. 2.23 Tensiunea axiala a sonotrodei monobloc 35 kHz, otel W1 2842

Reprezentarea variatiei amplitudinii de oscilatie in lungul sonotrodei evidentiaza un punct nodal de oscilatie zero la coordonata X= 33,0 mm, prezentat in figura 2.24. Energia de deformatie cumulata ‐ in volum si lineara, in structura interna a sonotrodei monobloc 35 kHz, otel W1 2842, are o valoare maxima de 3,2 10‐4 Joules, pentru 1 micron amplitudine este prezentata in diagrama din figura 2.25. Pierderile de energie cumulate‐ in volum si lineara, in structura interna a sonotrodei monobloc 35 kHz, are o valoare maxima de 3,0 10‐3 watt, pentru 1 micron amplitudine, este prezentata in diagrama din figura 2.26.

Fig. 2.24 Reprezentarea variatiei amplitudinii la frecventa de 35 kHz sonotroda otel W1

2842

PN 16 08

2.5 Son

form Dezvoltcapete egalizatotel W1In imagmultiple

201 – f5 / 18

Fig. 2.25 R

Fig.2.26 R

Fig.2.27

notroda cu cme geomet

tarea expermultiple,

tor, sonotro1 2842. ginea din fe cu dispun

Reprezentare

Reprezentare

Sonotroda

capete multrice regulat

rimentala ecu dispuneoda monobl

figura 2.28ere spatiala

ea energiei dsonotr

ea pierderilosonotr

pentru nitui

tiple cu diste, in config

este dedicatere cu forloc Ti Gr5, s

se prezinta.

de deformatroda otel W

or de energieoda otel W

re otel W1 2

punere spaguratia bloc

ta unei aplme geomesonotroda m

ta schemat

ie cumulata 1 2842

e cumulata W1 2842

2842, raport

atiala, 3 soncului egaliza

licatii indusetrice regulmonobloc A

tizat config

la frecventa

la frecventa

de amplifica

notrode cu dator

striale, penlate, in coAl 7075 si so

guratia son

3,210‐4 Jo

3,010‐3

a de 35 kHz

de 35 kHz

are k=2,5

dispunere i

tu o sonotonfiguratia onotroda m

otrodei cu

oules

3 watt

n

troda cu blocului onobloc

capete

PN 16 08

Fig Sonotroprezent

Elemenelectrou

2.6 Exp

son

Materia

Al7075707

W1 284

201 – f5 / 19

g. 2.28 Schem

oda cu capetata in imag

ntele de ultraacustic

erimetari totroda cu c

al Vsun[m/s

AW 5

5100

2

matizarea co

ete multipleginea din fig

Fig. 2.29 Son

caracterizaca sunt prez

ehnologicecapete mult

et s]

Lungimsonotro[Mm

62,5

onfiguratiei s

e cu dispunegura 2.29.

notroda cu c

are pentruzentate in ta

e de sudare tiple

me oda ]

Frecverezona

Hz

5 3500

BLOC

sonotrodei cu

ere spatiala

capete multi

u blocul abelul 2.2

materiale p

enta antaz

Facampli

00 0,

EGALIZATOR

Al7075

Tigr5

u capete mu

realizata in

iple cu dispu

egalizator

polimerice

ctor ificare

SolimaMp

82 3,25

R

ltiple cu disp

n cadrul prro

nere spatiala

rezultate

cu sonotrod

icitare axima pa/x=

Coo

o

5/27,8

SONOTRO

Tigr5

Al7075

punere spati

oiectului es

a

dupa ca

Ta

de monoblo

ordonata nod

oscilatie [mm]

31,0

ODE MONOBL

W2842

ala

ste

alibrarea

abelul 2.2

oc si

Putere disipata [Watt]

8,6 10‐3

LOC

PN 16 08 201 – f5 / 20

2.6.1 Materiale pentru sudare ultrasonica Materialele utilizate in programul experimental au fost urmatoarele:

‐ nit cu flansa, diametrul activ D=4mm, flansa D=12mm, material policarbonat PC; ‐ folie Polyplane, poliester invelite in PVC, 360 grame /m2, alb,verde si galben, cu

grosime de 0,5mm, diametrul 25mm, 2 grosimi; ‐ flansa, material de baza,diametrul D=25mm, material policarbonat PC, gros 0,4mm

2.6.2 Echipament de sudare specializat Echipamentul de sudare cu ultrasunete HiQ DIALOG 1200, utilizat in programele experimentale, este prezentat in imaginea din figura 2.30 si are urmatoarele caracteristici tehnice:

Fig.2.30 Echipament de sudare cu ultrasunete 35 kHz, 1200W ,HiQ DIALOG 1‐ Generator de ultrasunete 35kHz; 2‐ Front panel 15” ; 3‐ Ansamblul rezonator ultrasonic 9,8μm

- Puterea, min.1200W, 240V/50‐60Hz; - Front panel industrial programare si afisare parametrii tehnologici, 15” color; - Software programare parametrii de sudare; - Afisare grafice parametri de sudare; - Afisare parametri realizati; - Memorare date proces;

2.6.3 Experimetari tehnologice de sudare prin nituire materiale polimerice cu sonotroda monobloc TiGr5 Testarea sonotrodelor inovative s‐a realizat prin calibrarea elecroultraacustica a sonotodelor proiectate si realizate la frecventa de oscilatie pentru interfatarea functionala cu echipamentul 35 kHz, 1200W ,HiQ DIALOG. Echipamentul 35 kHz, 1200W ,HiQ DIALOG este calibrat pentru frecventa minima de functionare de 34.500Hz. Programul experimental a avut in vedere imbinarea materialelor polimerice in varianta de program software echipament , cu timp de sudare programabil.

2

13

PN 16 08 201 – f5 / 21

In imaginea din figura 2.32 sunt prezentate rezultatele programului de testare a sonotrodele inovative cu cap interschimbabil striatiuni lineare,dezvoltate prin programele software in echiparea echipamentului de sudare cu ultrasunete 35 kHz., 1200W ,HiQ DIALOG. In imaginea din figura 2.31 se prezinta sonotroda monobloc TiGr5, realizata pentru programul experimental.

Figura 2.31 Sonotroda monobloc TiGr5, 35 kHz Fig.2.32 Grafice variatie parametri tehnologici sudare cu sonotroda 35 kHz , Ti Grade 5, timp de

sudare 2 s, Ti Grade 5 Aspectul imbinarilor sudate in regimurile tehnologice cu parametrizare timp de sudare 0,3 s, 0,5s si 0,8s sunt prezentate in figura 2.33

Figura 2.33 Aspectul imbinarilor sudate in regimurile tehnologice A‐ avers , B –revers 2.6.4 Experimetari tehnologice de sudare materiale polimerice cu sonotroda monobloc Al 7075

A

B

PN 16 08 201 – f5 / 22

Programul experimental a avut in vedere imbinarea materialelor polimerice in varianta de program software echipament , cu timp de sudare programabil. In imaginea din figurile 2.34 sunt prezentate rezultatele programului de testare a sonotrodele inovative cu cap interschimbabil striatiuni lineare,dezvoltate prin programele software in echiparea echipamentului de sudare cu ultrasunete 35 kHz., 1200W ,HiQ DIALOG. Aspectul imbinarilor sudate in regimurile tehnologice cu parametrizare timp de sudare 0,3 s, 0,5s si 0,8s sunt prezentate in figura 2.35

Figura 2.35 Aspectul imbinarilor sudate in regimurile tehnologice A‐ avers , B –revers 2.6.5 Experimetari tehnologice de sudare materiale polimerice cu sonotroda monobloc otel W1 2842 Programul experimental a avut in vedere imbinarea materialelor polimerice in varianta de program software echipament , cu timp de sudare programabil. In imaginea din figurile 2.36 sunt prezentate rezultatele programului de testare a sonotrodele inovative cu cap interschimbabil striatiuni lineare,dezvoltate prin programele software in echiparea echipamentului de sudare cu ultrasunete 35 kHz., 1200W ,HiQ DIALOG.

Fig.2.34 Grafice variatie parametri tehnologici sudare cu sonotroda 35 kHz , Al 7075, timp de sudare 5 s

B

A

PN 16 08 201 – f5 / 23

Aspectul imbinarilor sudate in regimurile tehnologice cu parametrizare timp de sudare 0,3 s, 0,5s si 0,8s sunt prezentate in figura 2.37.

Figura 2.37 Aspectul imbinarilor sudate in regimurile tehnologice A‐ avers , B ‐revers 2.6.6 Experimetari tehnologice de sudare materiale polimerice cu sonotroda cu capete multiple cu dispunere spatiala Variatia parametrilor tehnologici de sudare in program de timp de sudare parametrizat sunt prezentati in imaginea din figura 2.38 Aspectul imbinarilor sudate in regimurile tehnologice cu parametrizare timp de sudare 0,3 s, 0,5s si 0,8s sunt prezentate in figura 2.8

Fig.2.36 Grafice variatie parametri tehnologici sudare cu sonotroda 35 kHz , Al 7075, timp de sudare 5 s

Fig.2.38 Grafice variatie parametri tehnologici sudare cu sonotroda 35 kHz , dispunere spatiala, timp de sudare 0,8 s

PN 16 08 201 – f5 / 24

Figura 2.38 Aspectul imbinarilor sudate cu sonotroda cu capete multiple cu dispunere spatiala in

regimurile tehnologice cu parametrizare timp de sudare 0,8s

Programul experimental a evidențiat o comportare optimă la nivelul îmbinării sudate prin nituire, materiale polimerice similare și disimilare, la timpul de sudare 0,5 s, atât la sonotrodele monobloc, cât și la ansamblul rezonator – sonotrodă cu capete multiple cu dispunere spațială.

Capitolul 3: Activități de promovare și cuantificare a interesului mediului academic/economic privind rezultatele cercetărilor

În urma activităților de promovare și de cuantificare a interesului mediului academic/economic privind rezultatele cercetărilor s‐au putut trage o serie de concluzii, respectiv:

La întrebarea ”Ştiaţi că ISIM Timişoara are o tradiţie de peste 20 de ani în domeniul ultrasunetelor?”, 40% dintre respondenți au afirmat că au cunoștință de tradiția instituției noastre în domeniul ultrasunetelor;

La întrebarea ”Ştiaţi că ISIM Timişoara este singurul dezvoltator din România de echipamente specializate pentru sudare cu ultrasunete?”, 26% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Ştiaţi că ISIM Timişoara a furnizat echipamente pentru sudare ultrasonică atât în ţară cât şi în străinătate?”, 36% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Ştiaţi că ISIM Timişoara este furnizor de componente ultrasonice (boostere şI sonotrode)?”, 30% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Ştiaţi că ISIM Timişoara este furnizor de formare profesională în domeniul ultrasunetelor (sudare, curgere polimeri cu activare ultrasonică, sonochimie, etc.)?”, 73% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Ştiaţi că ISIM Timişoara asigură suport tehnic de specialitate în domeniul ultrasunetelor (sudare, curgere polimeri cu activare ultrasonică, sonochimie, etc.)?”, 70% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Ştiaţi că ISIM Timişoara este furnizor de piese sudate în regim de microproducţie?”, 46% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Ştiaţi că tehnologiile ultrasonice sunt considerate tehnologii verzi?”, 46% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Sunteţi utilizatori de tehnologii de îmbinare cu ultrasunete a materialelor (polimerice, metalice, compozite)?”, 26% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Sunteţi interesat de implementarea tehnicilor ultrasonice în cadrul societăţii dumneavoastră?”, 33% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Sunteţi interesaţi de dezvoltarea în comun de programe de cercetare-dezvoltare în domeniul ultrasunetelor?”, 40% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

PN 16 08 201 – f5 / 25

La întrebarea ”Consideraţi oportună o întâlnire cu specialiştii ISIM Timişoara în vederea aprofundării domeniului sau dezvoltării de aplicaţii în domeniu?”, 36% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru;

La întrebarea ”Sunteţi interesaţi de obţinerea unei oferte personalizate în domeniul sudării cu ultrasunete?”, 40% dintre respondenți au afirmat că, cunosc acest lucru.

Pe baza analizei chestionarelor primite de la mediul academic/economic, realizat în cadrul proiectului PN 102 ‐ Cercetări privind dezvoltarea de scule ultrasonice inovative şi tehnologii ecologice de îmbinare pentru aplicații industriale, se prefigurează noi colaborări, în sensul inițierii de demersuri pentru a încheia noi parteneriate (formare profesională, consultanță, microproducție, echipamente de sudare, componente ultrasonice, etc.) directe cu mediul economic și/sau propuneri de proiecte de cercetare pentru competițiile viitoare.

Totodată, mai amintim o serie de activități privind valorificarea rezultatelor cercetării, constând în:

- Expunerea cererii de brevet ”Sonotrodă şi nicovală pentru sudare cu ultrasunete (Sonotrode and anvil for ultrasonic welding)”și prezentarea rezultatelor proiectului la Salonul Cercetarii Romanesti, Bucureşti 25‐27 octombrie 2017;

- Promovarea activității proiectului în cadrul MATCHMAKING – Realități și perspective privind transferul rezultatelor cercetărilor obținute de institutele naționale de cercetare‐dezvoltare, organizat de INCD pentru Ecologie industrială – ECOIND sub patronajul Ministerului Cercetării și Inovării, la București, în perioada 06 ÷ 07.12.2017;

- Promovare proiect prin prezentare roll‐up la conferința internațională ”Structural integrity of welded structures – iscs17”;

- Promovarea proiectului în mediul online, prin intermediul paginii de facebook; - Cointeresarea (stagiu de practică / realizare lucrare diplomă/master) unui număr

de 7 studenți în activitatea de cercetare; - Distribuirea chestionarului pentru cuantificarea interesului mediului

academic/economic privind rezultatele cercetărilor (R6) și identificarea nevoilor mediului academic/economic, pe baza chestionarelor primite, în conformitate cu R6 ‐ identificarea de noi parteneriate;

- S‐a continuat parteneriatul de transfer tehnologic cu un agent economic, în sensul că s‐a realizat o tehnologie de sudare și s‐au furnizat 1000 de piese îmbinate pentru industria de automobile.

4. Concluzii Rezultatele obținute în cadrul fazei a cincea sunt în concordanță cu planul de realizare al

proiectului și au constat în: Realizarea managementului proiectului, a raportului anual și a raportului de

fază, conform activității A1; Activități de creștere a vizibilității proiectului (A2) prin actualizarea site‐ului

proiectului, promovarea proiectului prin realizarea unei reclame în jurnalul BID, jurnal din categoria B+, Cuantificarea interesului mediului academic/economic privind rezultatele cercetărilor (R6), obținut prin răspunsul la chestionarul pentru identificarea interesului mediului economic legat de activitățile și rezultatele proiectului, care a avut ca scop și identificarea de noi posibile parteneriate în domeniul ultrasunetelor, în conformitate cu rezultatul estimat R5 – Cesionare drepturi de autor / identificarea de noi parteneriate.

Activități privind identificarea de noi repere de îmbinat pretabile la sudarea cu ultrasunete, procedeu ecologic (nu folosește material de adaos) de îmbinare a

PN 16 08 201 – f5 / 26

materialelor similare și disimilare (A9), realizându‐se un număr de 10 tehnologii de sudare cu ultrasunete pentru materiale metalice și materiale polimerice compozite, folosind materiale din industria de automobile, în concordanță cu rezultatele R3 și R4 ‐ Tehnologii ecologice îmbunătățite de îmbinare cu ultrasunete;

Activități privind valorificarea rezultatelor cercetării / transfer tehnologic (SR 13547 / 2012), lucrări de diplomă/master (un număr de 7 studenți au fost implicați în cadrul cercetărilor), conform activității A10. Rezultatele obținute, aferente R5 și R6, au constat în: - Expunerea cererii de brevet ”Sonotrodă şi nicovală pentru sudare cu

ultrasunete (Sonotrode and anvil for ultrasonic welding)”și prezentarea rezultatelor proiectului la Salonul Cercetarii Romanesti, Bucureşti 25‐27 octombrie 2017;

- Promovarea activității proiectului în cadrul MATCHMAKING – Realități și perspective privind transferul rezultatelor cercetărilor obținute de institutele naționale de cercetare‐dezvoltare, organizat de INCD pentru Ecologie industrială – ECOIND sub patronajul Ministerului Cercetării și Inovării, la București, în perioada 06 ÷ 07.12.2017;

- Promovare proiect prin prezentare roll‐up la conferința internațională ”Structural integrity of welded structures – iscs17”;

- Promovarea proiectului în mediul online, prin intermediul paginii de facebook a ISIM Timișoara;

- Cointeresarea (stagiu de practică / realizare lucrare diplomă/master) unui număr de 7 studenți în activitatea de cercetare;

- Distribuirea chestionarului pentru cuantificarea interesului mediului academic/economic privind rezultatele cercetărilor (R6) și identificarea nevoilor mediului academic/economic, pe baza chestionarelor primite, în conformitate cu R6 ‐ identificarea de noi parteneriate;

- S‐a realizat transfer tehnologic cu un agent economic, în sensul că s‐a realizat o tehnologie de sudare și s‐au furnizat 1000 de piese îmbinate pentru industria de automobile.

Proiectul a contribuit la dezvoltarea cunoașterii în domeniul ultrasunetelor, a permis implicarea tinerilor în activitatea de cercetare și a reprezentat argument la formarea parteneriatului realizat în cadrul propunerii de proiect depusă la competiția PNCDI III – 2017 – Proiecte complexe, proiect care a fost propus spre finanțare.

Responsabil proiect,

SÎRBU Nicușor‐Alin

Rezumatul fazei - isim.ro · Lucrarea abordează aspecte practice privind realizarea de încercări...

Documents

Transcript of Rezumatul fazei - isim.ro · Lucrarea abordează aspecte practice privind realizarea de încercări...