TPF_MASTER_IS_TRE_RP
-
Upload
ramona-corbu -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of TPF_MASTER_IS_TRE_RP
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
1/108
Tehnologii performante defabricaie
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
2/108
COORDONATELE CURSULUI, CONEXIUNI CU ALTEDISCIPLINE I BIBLIOGRAFIA
Cuprinsul cursului probleme principale ce vor fi
Tratate
1. Prezentarea disciplinei i rolul n cadrul planului denvmnt
2. Implicaiile tehnologiilor inovative/ performante nasigurarea succesului de pia al produselor
3. Conexiunile disciplinei cu alte discipline
4. Necesitatea utilizrii n fabricaie a tehnologiilorpurttoare de informatic
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
3/108
5. Tehnica sistemelor CAD/CAM , o necesitatepentru concepia, implementarea i exploatareatehnologiilor performante de fabricaie
6. Tehnologii de Rapid Prototyping 7. Tehnologii de Rapid Tooling 8. Tehnologii bazate pe tehnica Reverse
Engineering 9. Tehnologii performante de finisare 10. Tehnologii performante de prelucrare prin
deformare la rece 11. Tehnologii neconvenionale 12. Alte tehnologii de fabricaie performante
COORDONATELE CURSULUI, CONEXIUNI CU ALTEDISCIPLINE I BIBLIOGRAFIA
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
4/108
B i b l i o g r a f i e 1. IVAN, N. V., BERCE, P., DRGOI, M. V., OANCEA, GH.,
IVAN, Maria-Cornelia, BLC, N., LANCEA, C., UDROUI, R.,VASILONI, M., MIHALI, Maria, IVAN, Cristina, SistemeCAD/CAPP/CAM teorie i practic. Editura Tehnic, Bucureti,2004 (ISBN 973-31-1530-4).
2. BRAGARU, A., PICOS, C., IVAN, N. V., Optimizareaproceselor si echipamentelor tehnologice. Edit. Didactica si
Pedagogica, Bucuresti, 1996 (ISBN 973-30-4447-4). 3. [BER 00] BERCE, P., BLC, N., .a., Fabricarea rapid a
prototipurilor. Edit. Tehnic, Bucureti, 2000. 4. [BL 01] BLC, N., Tehnologii neconvenionale. Editura Dacia,
Cluj-Napoca, 2001. 5. [BL 06] BLC, N., GYENGE, CS., BERCE, P., Proiectare
pentru fabricaia competitiv. Teorie, aplicaii i studii de caz.Editura Alma Mater, Cluj-Napoca, 2006. 6. [KAL 06] KALPAKJIAN, S., SCHMID, S., Manufacturing
Engineering
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
5/108
Bibliografie
7. [CHA 06] CHANG, T. C., WYSK, R., WANG, H. P., Computer-Aided Manufacturing. Prentice Hall, 2006 (0-13-142919-1).
8. [LEE 99] LEE, K., Principles of CAD/CAM/CAE Systems.Addison Wesley Longman, Inc., U.S.A., 1999 (ISBN 0-201- 38036-6).
9. [AMI 04] AMIROUCHE, F. M., Principles of Computer AidedDesign and Manufacturing. Prentice Hall, 2004 (ISBN 0-13-064631-8).
10. [STE 07] STENERSON, J., CURRAN, K., ComputerNumerical Control: Operation and Programming. Prentice Hall,2007 (0-13-111547-2).
11. [PRA 96] PRASAD, B., Concurrent EngineeringFundamentals: Integrated Product and Process Organization.Volume 1. Prentice Hall, 1996 (0-13-147463-4).
12. [IVA 80] IVAN, N. V., PIUKOVICI, I., IEI, D., Tehnologiafabricrii mainilor, Vol. I, II. Universitatea Transilvania dinBraov, 1980.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
6/108
CONCEPTUL DE PROCES TEHNOLOGIC
Proiectarea proceselor tehnologice (Process Planning)este activitatea care se refer la proiectarea saualegerea operaiilor/ fazelor de prelucrare (alctuite dinprocedee i metode de prelucrare) i a succesiuniiacestora, a parametrilor de lucru afereni, a mainile-unelte compatibile, a sculelor i dispozitivelor, n scopultransformrii unui semifabricat n pies finit, aa cumaceasta a fost stabilit n faza proiectrii constructive.
Proiectarea asistatde calculator a proceselortehnologice (CAPP) este activitatea complexprin care senelege tehnica referitoare la utilizarea sistemelor
computerizate n scopul rezolvrii sarcinilor ce rezultdin definiia dat, anterior, proiectrii proceselortehnologice. CAPP = Computer-Aided Process Planning
Procesul tehnologic este liantul activitilor ingineretin realizarea produselor i reprezint un element cheie.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
7/108
CONCEPTUL DE PROCES TEHNOLOGIC continuare
Pregtirea tehnologic a fabricaiei reprezint cheiade bolt a problemei ingineriei produselor, este piatraunghiular, este podul de legtur ntre CAD i CAM
Elementul coordonator n ceea ce privete pregtirea
tehnologic a fabricaiei este furnizat de proiectareaproceselor tehnologice, activitate cunoscut nliteratura de specialitate consacrat, cel mai adesea,prin process planning.
Obs.: CAD = Computer-Aided Design;CAPP = Computer-Aided Process Planning;CAM = Computer-Aided Manufacturing.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
8/108
CONJUCTURA PE PIEELE DE DESFACERE
Companiile de pretutindeni sunt implicate ntr-unamplu proces de cutri provocat de:
concurena acerb pe pieele de desfacere;
progrese uimitoare ale tehnologiei informatice. Ce-i de fcut? Asigurarea ieirii rapide pe piee cu produse de
calitate i la un pre rezonabil.
Cheia succesului: utilizarea tehnologiilor informaticeimplementate n noi strategii inginereti.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
9/108
CONTINUARE CONJUCTURA PE PIEELE DEDESFACERE
Fenomenul informatic a marcat toatesectoarele de activitate, una dintre consecine
fiind: apariia sistemelor
CAD/CAE/CAPP/CAM/CIM. Companiile care vor neglija fenomenul
informatic vor suferi pierderi incalculabile/irecuperabile.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
10/108
DE CE CUTRI SPRE NOI STRATEGII ?
Producia de bunuri este diversificat.
Piaa este ntr-o continu i rapid schimbare.
Durata ciclurilor produselor este mare. Ingineria tradiional nu mai corespunde. Atingerea unor noi trepte de performan
reclam astzi activiti mai inteligente i nuobligatoriu mai intense.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
11/108
STRATEGII INGINERETI ACTUALE
Tehnica CAD/CAM (CAD/CAE/CAM/CAPP/CIM). Ingineria simultan (Concurrent Engineering). Tehnologiile de fabricare rapid a prototipurilor
(Rapid Prototyping). Tehnologiile de fabricare rapid a sculelor (Rapid
Tooling). Tehnologiile de fabricare rapid a produselor (Rapid
Manufacturing)
Ingineria n revers (Reverse Engineering). Ingineria cunotinelor (Knowledge Engineering). Ingineria virtual (Virtual Engineering).
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
12/108
DE CE INGINERIA SIMULTAN ?
Dezavantajele ingineriei tradiionale: este serial;
necesit consum mare de resurseumane imateriale;
timpul consumat cu activiti deproiectare costisitoare este mare; dificulti n corecia proiectelor.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
13/108
Ciclul produselor conformingineriei tradiionale
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
14/108
DEFINIIA INGINERIEI SIMULTANE
Ing. simultan (strategie/ concept/tehnologie)= o abordare sistematic n vederea integrriiproiectrii paralele a produselor i a proceselor
legate de acestea,incluznd fabricaia ipregtirea acesteia,mentenana i alte aspectereferitoare la ciclul de via al produselor(teste, fiabilitate etc.).
Ing. simultan este mai mult dect o nou
tehnologie inginereasc; este o chestiunedeoameni i de comunicaie (reeledecalculatoare i baze de date comune).
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
15/108
CE ADUCE NOU INGINERIA SIMULTAN ?
Scopul = satisfacerea cerinelor clientului n cea maimare msur i realizarea produselor bune de lanceput.
Se bazeaz pe o implicare interdisciplinar isimultan, din mai multe direcii, chiar de la nceputul
fazelor de proiectare. Feedback-ul funcioneaz ori de cte ori este necesar
ntre diferitele discipline. Fazele de repetare ale unor activiti sunt mai puin
numeroase. Risipirea eforturilor este mult mai mic. Cheia de bolt este reconsiderarea fenomenului
comunicaiei reea calculat, lucrul n echip.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
16/108
CE ADUCE NOU INGINERIA SIMULTAN ?-cont
Conceptul ingineriei simultaneabordeaz n paralel i integrat toate
procesele. Ing. simultan mrete semnificativ
eficiena proceselor aferente ciclului
produselor.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
17/108
Ciclul produselor conform inginerieisimultane
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
18/108
CONTINUARE CE ADUCE NOU INGINERIASIMULTAN ?
Ing. simultan are n vedere att activiti deproiectare ct i de fabricaie i asamblareprin:
noile tehnologii de Rapid Prototyping;
cele 2 laturi strategice ale ing. simultane:
Proiectare pentru fabricaie (Design forManufacture DFM);
proiectare pentru asamblare (Design forAssembly DFA).
Obs.: combinarea DFM i DFA DFMA.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
19/108
INTEGRAREA ACTIVITILOR PRIN BAZA DEDATE COMUN
Ing. simultan este o problem de baz dedate comun (inclusiv de cunotine), accesatdin toate fazele din ciclul unui produs.
Integrarea activitilor CAD, CAE, CAPP,CAM prin intermediul unei baze de date(cunotine) comune este i obiectivul CIM
(Computer-Integrated Manufacturing).
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
20/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
21/108
ABREVIERI
CAD - Computer-Aided Design i semnificproiectare asistat de calculator; CAE - Computer-Aided Engineering i se
refer la analiza geometriilor proiectate n fazaCAD;
CAM - Computer-Aided Manufacturing cusemnificaia de fabricaie asistat de calculator;
CAD/CAM - Computer-Aided Design /Computer-Aided Manufacturing, cu
semnificaia de proiectare si fabricaieintegrate prin calculator; CAPP - Computer-Aided Process Planning,
cu semnificaia de proiectare asistat decalculator a proceselor tehnologice;
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
22/108
ABREVIERI continuare
FAO - Fabrication Assiste par Ordinateur;
CAO - Conception Assiste par Ordinateur;
CFAO - Conception et Fabrication Assistepar Ordinateur;
PAC - Proiectare Asistat de Calculator; FAC - Fabricaie Asistat de Calculator; PFAC - Proiectare si fabric. asist. de calculat;
CIM - Computer-Integrated Manufacturing.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
23/108
TEHNICA REVERSE ENGINEERING (TRE)
Introducere n traducere, Reverse Engineering nseamn: Inginerie invers sau
Inginerie n revers. Se cunosc dou tipuri de inginerii:
Ingineria direct (Forward Engineering) se refer la o serie deprocese, dezvoltndu-se mai nti proiectarea i apoi realizareafizic a produsului proiectat; poate fi vorba i de implementarea npractic a sistemului proiectat. ESTE INGINERIATRADIIONAL.
Ingineria n revers (Reverse Engineering) se refer la o serie deprocese viznd multiplicarea (nemodificat sau modificat) unui
produs/ sistem existent fr documentaie/ proiect sau model nformat electronic. Este o inginerie invers celei tradiionale.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
24/108
TEHNICA REVERSE ENGINEERING
Justificarea utilizrii TRE Un produs nu se mai fabric, dar este cerut pe pia. Nu exista documentaia produsului original i este
nevoie de ea (proiectul original, prototipurile,documentaia s-au pierdut ori nu au existat niciodat). Caracteristicile produsului trebuie mbuntite i nu
exist documentaie. Se impune dezvoltarea unui produs cu caliti mai
bune, n condiiile neexistenei unei documentaii.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
25/108
TEHNICA REVERSE ENGINEERING
Justificarea utilizrii TRE-cont Trebuie dezvoltat un nou produs ca un
conjugat unuia existent (nu exist
documentaii). n medicin (proteze). n confecionarea de materiale sportive
personalizate.
N.B.: TRE TREBUIE UTILIZAT CURESPECTAREA LEGISLAIEI NVIGOARE !
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
26/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
27/108
FAZELE UNUI PROCES DE REVERSEENGINEERING
Scanarea 3D a obiectului
Prelucrarea norului de puncte Concepia produsului (faz CAD)
Fabricaia
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
28/108
Aplicaii RE n industria de aeronave i energie
Paleii de turbin, pompele i aripile deavion, n cele mai multe cazuri, au
geometrii complexe. Tehnica RE permiteproiectarea foarte avantajoas a acestora.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
29/108
Aplicaii RE n industria de automobile
Reproiectarea componentelor mainii (deexemplu: spoiler, motor, scaune), modele demaini, inspecia cavitilor, simularea
accidentelor.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
30/108
Aplicaii RE n medicin
Proteze dentare, Artera inimii, Craniuluman.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
31/108
Aplicaii RE n istorie
Reverse Engineering n istorie se utilizeaz pentru conservareamonumentelor istorice, realizarea de duplicate ale unor modele de
piese istorice, pentru prevenirea fraudelor, micorarea sculpturilor.
Statuia lui Lincoln Micorarea sculpturilor
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
32/108
Aplicaii RE n industria de consumabile
Aplicaiile din acest domeniu vizeaz dezvoltarea produselor cum ar fi:rame de ochelari i lentile, telefoane mobile, pantofi, echipamentesportive.
Model complex dinlemn
Casc depilot Telefon celular
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
33/108
Aplicaii RE n industria de divertisment
Ceainic
Robotul Gort
Soldatul G.I. Joe.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
34/108
Etape N.B., pentru dezvoltarea deproduse cu Reverse Engineering
Model iconic
Scanare 3D
Capturarea datelor printr-un nor depuncte
Procesarea norului de puncte (CAD)
Export model ntr-un format adecvatpentru CAE sau CAM
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
35/108
Etape N.B., pentru dezvoltarea de produse cu ReverseEngineering-cont
Pentru obinerea modelului 3D prin tehnica RE trebuie parcurseetapele (cu referire la maina de scanat 3D tip LPX 1200):
scanarea piesei i obinerea norului de puncte n format *.pix; exportul norului de puncte n format *.pij; importul norului de puncte ntru-un pachet software dedicat
prelucrrii norului de puncte, prelucrarea acestuia i salvarea ntru-unfiier cu extensia *.mdl;
realizarea curbelor peste norul de puncte i exportul acestora ntru-un fiier format *.igs;
modelarea 3D a piesei ntr-un pachet software CAD convenabil,plecnd de la sistemul de curbe realizat anterior.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
36/108
Scopul utilizrii tehnici Reverse Engineering i consecineprivind dezvoltarea de produse
Tehnica RE se utilizeaz n vederea dezvoltrii rapide de produse,scopul final fiind fabricarea acestora.
Tehnica RE asigur cu nalt productivitate modelarea 3D aproduselor n condiiile specifice acestei tehnologii, i astfel:
se impune utilizarea n fabricaie a unor tehnologii, pe msur,adic de nalt productivitate.
Deoarece tehnica RE se bazeaz pe capturi electronice iprelucrri ulterioare a informaiilor astfel obinute, rezult ctehnologiile de fabricaie pentru a-i atinge scopul trebuie s fiecompatibile n totalitate cu principiile sistemelor CAD/CAM. Printrecele mai convenabile tehnologii din acest punct de vedere se numr i
tehnologiile CNC i RP/ RM
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
37/108
Aplicaii cu Reverse Engineering i Rapid Prototyping
Studiu de caz ca utilizndu-se tehnicileReverse Engineering plus RapidPrototyping plecndu-se de la un model
iconic.
Modelul iconic de plecare
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
38/108
Pentru faza RE s-a utilizat maina de scanat LPX-1200 (figura a). Cuajutorul software-ului propriu mainii (Dr.Picza) s-a obinut norul de
puncte prezentat n figura b. Ca metod de scanare s-a ales scanarearotativ-laser, fiierul rezultat fiind exportat cu extensia *.pij.
a)b)
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
39/108
Norul de puncte astfel obinut s-a prelucrat ulterior cu pachetulsoftware PixForm Pro. Norul de puncte a fost analizat n vedereacurri lui, adic rezolvarea situaiilor n care exist mai multe faete
suprapuse. De asemenea norul de puncte a fost ntregit prin umplereagurilor existente, a fost omogenizat, s-au trasat curbele acoperitoare.Curbele rezultate sunt prezentate n figura c i au fost exportate cuextensia *.igs.
Curbele rezultate n urma prelucrrii norului de puncte
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
40/108
n vederea fabricrii produsului, este necesar s existe un model 3D alacestuia clar i corect. De aceea se impune ca modelul obinut conformcelor de mai sus s fie mbuntit substanial i pregtit pentru a fi
acceptat de tehnologia RP. n acest scop s-a utilizat pentru aceastprelucrare pachetul software de modelare geometric SolidWorks2008.
Modelul 3D model
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
41/108
Pe baza curbelor obinute anterior s-a obinut facil modelul 3D precumi desenul de execuie. Modelul piesei apoi a fost salvat cu extensia*.STL, n vederea prelucrrii lui prin RP.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
42/108
Fabricarea modelului obinut conform celorde mai sus s-a realizat pe sistemul deprintare 3D monocrom Z310 Plus (straturide pulberi fine unite prin intermediul unuiliant lichid).
Sistemul RP de printare3D Z310 Plus
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
43/108
Sistemul de curare ZD5
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
44/108
Produsul fabricat prin RE + RP
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
45/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Tehnici de scanare 3D
n cadrul tehnicilor de RE un rol aparte revine tehnicilor de scanarei a celor de prototipare rapid chiar dac o procedur de RE nu
presupune obligatoriu realizarea fizic a prototipului prin RE.Digitizarea 3D
Scanarea produsului, de asemenea cunoscut ca digitizare saudigitizare 3D, este un proces care utilizeaz un palpator pentrua capta forma obiectelor 3D i pentru a le recrea ntr-un spaiu delucru virtual. Datele sunt colectate sub form de puncte i fiierulrezultat este numit nor de puncte. Traseul parcurs n vedereadigitizrii este prezentat n figura .
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
46/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Tehnici de digitizare pentru geometrii 3D i generarea punctelor [FER 01],
[SOK 06]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
47/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
48/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Ce tipuri demateriale pot fi digitizate?
Materialele tipice care pot fi digitizate includ: piatra,ceramica, sticla, metalul, lemnul, plasticul, cauciucul ilutul.
Care suntrezultatele comunicate
Datele care sunt colectate pot fi transformate n nor depuncte sau utilizate pentru :
1. RE i pot fi oferite ca un model CAD 3D; 2. Prototipare rapid dup ce au fost pregtite ntr-un
format STL, STEP sau IGES; 3. Inspecie a produselor pentru a fi comparate cu un
model CAD existent i utilizate pentru a crea un graficcolor al erorilor.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
49/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Tehnologia pe care este bazat procesul
1.Lumina este proiectat pe obiect (n cazultehnologiilor ce folosesc lumina);
2.Obiectul reflect lumina care este apoi colectat deun senzor digital; 3.Utiliznd ecuaii algebrice coordonata spaial 3D (X,
Y, Z) a punctului de pe suprafa este calculat; 4.Locaia punctuluin sistemul de coordonate este
stocat ca parte a unui nor de puncte ce reprezintpiesa fizic; 5.Milioane de puncte sunt colectaten acest fel; 6.Datele digitale (numite generic nor de puncte sunt
folosite pentru RE, rapid prototyping sau inspecia
produsului).[ LAS 07]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
50/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
51/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Impactul tehnologiei scanrii 3D asupradezvoltrii produsului
Scannd o piesa 3D i trimind aceast scanareunor programe de software sau prototyping ofernu numai avantajul reducerii timpului necesaracestei sarcini, dar i economii.
Aceast nou tehnologie, ngduie firmelor marii mici s-i realizeze anumite probleme legatede computerizare, probleme care sunt extremde importante n ceea ce privete latura lor
competitiv.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
52/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Scanarea laser poate oferi o diferen msurabil, pentruo calitate mrit i pentru accelerarea timpului necesarproducerii lor, n timp ce costurile noilor produse se
reduc considerabil.Cea mai comun metod pentru achiziia unui ir de dateeste triangulaia optic. irul de date este produs prinplasarea unei valori pe o reea regulat provenit de peo suprafa a obiectului. Apoi prin conectareaelementelor triangulare cu cei mai apropiai vecini estecreat o imagine.
n general senzori 1D sau 2D sunt micai liniar de-alungul obiectului sau circular n jurul su.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
53/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Trebuiesc fcute mai multe treceri din orientri diferite.
Exist diferite tipuri de scanere care realizeaz acestlucru: diferenele primare se gsesc n structura
iluminatului, dimensiunea senzorului (un aranjamentliniar de CCD), i metodele de scanare (mutareaobiectului sau mutarea scanerului).
Procesul de scanare i posteditare poate avea loc n doar
4-5 ore.
Acest tip de economisire a timpului presupune ccompaniile au abilitatea de a rspunde rapidschimbrilor pe pia.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
54/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Un alt avantaj pentru productori, const in faptul c n multe cazuricodul G poate fi creat pentru frezarea CNC direct din datescanate.[BRA 05]
Aceasta nseamn c un prototip poate fi fcut i aprobat, scanat,urmat apoi de realizarea matriei care poate fi fcut uor i rapid,toate acestea ntr-o singur zi. Datele scanate pot fi translatateoricror formate de fiier : DXF, OBJ, 3D Studio Max, IGES,ASCII i STL.
Verificarea produselor este un alt exemplu al beneficiilor scanrii.
Deviaiile fa de modelul geometric iniial pot fi determinate precis.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
55/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
O alta utilizare pentru scanare, este inspecia periodic a unor piese,pentru a analiza ct de apropiat este produsul fa deoriginal.(Aceasta ngduie un control al calitii mbuntit iajut la detectarea greelilor din procesul de fabricare.)
Un alt avantaj care nu este att de evident, dar care poate avea unmare efect asupra unei companii, este c odat ce obiectul se afln calculator ideile complexe care pot fi aplicate uor i precis.
(Clientul i procesul de design se pot afla ntr-un loc n timp ce
fabricarea se desfoar n altul. ) (Odat ce un prototip a fost scanat, ingineria, analiza, controlul
calitii i alte funcii care de obicei aveau loc consecutiv pot avealoc n mod concurent nainte de a trimite respectivul produs sprefabricare. )
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
56/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Digitizarea i aplicaiile industriale
O definiie simplificat precizeaz c achiziia se realizeazprintr-o interfa material, cu ajutorul palpatoarelor cu
senzori, i modelarea printr-o interfa soft cu ajutorulalgoritmilor.[PRI 00]
n aceste zile, 5 mari familii de aplicaii se disting nprocedeele de digitizare-numerizare :
reverse-engineering, destinat micorrii timpilor deconcepie asupra sistemelor CAD cnd se folosescmachete;
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
57/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
metrologie-control-calitate, pentru msurarea precis a pieseloromogene cu forme complexe cu dimensiuni foarte variabile:controlul pe linia de fabricaie, n scopul selectrii sau stpniriistatistice a unui proces, pentru corelarea anumitor parametrii a
lanului de fabricaie;
Metrologie-control-calitate: interaciuni
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
58/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
biomedical, pentru adaptarea protezelor nainteainterveniilor sau n cadrul tratamentelor estetice, dartotodat i pentru caracterizarea volumic a organelorplecnd de la ecografie, scanare,etc;
digitizarea,nainte sau dup prototiparea rapid asistemelor de copiere prin prelucrare pe maini-uneltecu comand numeric;
cinematografie i animaie video (imagini virtuale).
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
59/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPIDPENTRU PIESE INJECTATE DIN MATERIALE
PLASTICE
Tipuri de palpatoare
Pe plan tehnic, majoritatea instrumentele de digitizare aformelor folosesc principii elementare de
trigonometrie, triangulaie pentru determinareacoordonatelor unui punct n spaiu.Pentruachiziionarea punctelor de pe o suprafa, exist maimulte tipuri de palpatori de digitizare.
Palpatorii se mpart n dou categorii:
palpatori cu contact; palpatori fr contact.
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPID PENTRU PIESE
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
60/108
INJECTATE DIN MATERIALE PLASTICE
(Structura i principiul de funcionare al unui palpator cu contact)
Palpatorul esteconstituit dintr-o parte fixlegat de carterulpalpatorului, o parte mobili un arc, aa cum se arat i
n figura . Partea fixcuprinde o buc n caresunt trei perechi de bilepoziionate la 1200 i legate
printr-un circuit electric.Partea mobil cuprindeun palpator montat pe untripod ale crui brae suntcilindrii. Cum aceti cilindriisunt aezai pe perechile debile, legtura dintre parteamobil i cea fix este olegtur ncastrat izostatic.
Ea este meninut de ctrearc. Circuitul electric trecndprin 6 puncte de sprijinmontate n serie este astfeldeschis i interfaa estecapabil s detectezeaceast deschidere printr-ocretere a impedaneicircuitului electric .
Structura unuipalpator [REN04] Sistemul de palpare [REN 04]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
61/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPID PENTRUPIESE INJECTATE DIN MATERIALE PLASTICE
(Structura i principiul de funcionare al unui palpator cu contact)
Atunci cnd efortul decontact dintre bil isuprafaa palpat estesuprimat, repunerea npoziie a parii mobile nraport cu partea fix
beneficiaz de orepetabilitate excelent acrei eroare indus esteneglijabil vis a vis dealte cauze ce producerori.
Acest lucru este adevratatunci cnd palpatoruleste n stare bun, adicatunci cnd suprafeelede contact sfer-cilindrunu au fost deterioratedatorit unui oc. [LAS
07]
n fig. este prezentat sistemul de palpare.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
62/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPID PENTRUPIESE INJECTATE DIN MATERIALE PLASTICE
Palpatori cu contact :
palpator mecanic punct cu punct; palpator mecanic analogic.
Senzorii cu contact sunt standard pe mainile de msurattipice.Palpatori fr contact:
palpator laser; palpator optic.Senzorii cu laser noncontact i cei vizuali s-au dezvoltat ca
i alternativ pentru nlocuirea celor cu contact, undecontactul fizic nu este posibil n cazul suprafeelor finesau finisate delicat, superfinisate sau cu asperiti mari
i cele cu muchii ascuite.[COS 05c]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
63/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPID PENTRUPIESE INJECTATE DIN MATERIALE PLASTICE
O main de msurat cu camer video poate crete semnificativviteza msurrii unor repere care n alte condiii ar necesitaconsum de timp.
ntr-o lume perfect, sau ntr-un mediu de producie integrat,sistemele metrologice ar fi capabile s msoare toi parametrinecesari ntr-o singur etap, fr erori.
Mainile de msurat cu mai muli senzori pot fi numitorul comunn aceasta ecuaie.
Daca profilul aplicaiei o justific, i configuraia mainii demsurat o ngduie, senzorul i pachetul de soft, de azi poate finlocuit cu abilitile multisenzor.[ADA 03]
n industrie, achiziia de forme se adreseaz reverse engineering-ului sau reconcepiei, care permite crearea unui model numeric al
unui obiect n scopul realizrii unui prototip.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
64/108
TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPID PENTRUPIESE INJECTATE DIN MATERIALE PLASTICE
Ciclul de realizare a unei piese prinreverse engineering [ACQ 97]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
65/108
PROTOTIPAREA RAPID
Conceptul de Prototipare Rapid
Activitatea numit RPi are nceputurile de abia vreo12 ani, cu apariia sistemului stereolitografiere. Acest
proces a avut un foarte mare impact n partea dedesign, bazndu-se pe un model 3D CAD i a fostanunat ca un proces magic, implicnd sursenecunoscute ca polimeri fotosensibili.
n mod clar activitatea de creare rapid a prototipului nuera nou: chiar i un proiectant putea crea modelul 3Dfizic cu minile lui (bazndu-se pe desenele 2D) mairapid dect orice sistem de RP. Poate fi activitatea acestuiproiectant (meteugar) numit RP sau nu?
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
66/108
Prototipare rapid
Fabricaie rapid
Fabricaie rapid aformelor libere
Fabricaie direct aCAD
Fabricaie de birou(desktop)
Printare 3D
Fabricaieinstantanee
Fabricaie nstraturi
Fabricaie automatFabricaie prin
adugare dematerial
Asocierea prototiprii rapide se face i n funcie de ali termeni,aa ca n figura de mai jos:
Terminologia asociatprototiprii rapide [ONU 99]
PROTOTIPAREA RAPID
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
67/108
PROTOTIPAREA RAPID
Ideea cheie a acestei noi tehnologii de prototipare rapid este bazatpe descompunerea 3D n straturi subiri de seciune transversal,urmate de formare fizic a straturilor i stivuirea lor strat dupstrat.
Aceast tehnologie azi este capabil s produc structuri 3D foartecomplexe cu o foarte mic sau chiar deloc contribuie uman.
Aprnd aproape n paralel cu progresul, stereolitografia a fostsistemul alternativ pentru fabricarea stratificat oferit de maimulte companii americane.
Sunt incluse sisteme care construiesc obiecte stratificate prinlaminarea straturilor de materiale (Helisys) i prin fuziuneastratificata sau legarea materialelor pulverulente (DTM, Soligen)sau extrudarea firelor de sarm (Stratosys).
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
68/108
PROTOTIPAREA RAPID
Tehnici de Prototipare Rapid
Ca i noiune, prototiparea rapid este asociat cu o seam
de procedee tehnologice relativ noi ce permit realizarearapid a modelului fizic, a prototipurilor funcionale, areperelor, a subansamblurilor sau a sculelor implicate
n procesul de dezvoltare a produsului.
Aceste tehnici de prototipare rapid folosesc un alt principiu pentrumaterializarea piesei, prin adugare de material att ct este
necesar i unde este necesar.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
69/108
PROTOTIPAREA RAPID
Frecvent, aplicarea tehnologiilor de prototiparerapid n diferite faze de dezvoltare a produsului,determin o cretere a costurilor globale de lansare.
Aceast situaie este acceptat de factorii de deciziedeoarece:
confer avantajul devansrii termenelor de lansarei instalrii rapide pe pia cu posibilitatearecuperrii investiiei din beneficiile suplimentare
realizate;
aplicarea acestor tehnologii permiteexperimentarea soluiilor constructive ale
echipamentelor tehnologice concepute.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
70/108
PROTOTIPAREA RAPID
Rezultatul urmrit prin aplicarea acestor tehnologii esterealizarea n termen scurt i cu investiie suplimentarneglijabil a unui numr limitat de exemplare din:
produsul propriu-zis ;
replic (la scar sau din alt material) a produsului ndiverse stadii de dezvoltare; scule i dispozitive necesare realizrii produsului.
O clasificare a tehnologiilor de fabricare rapid aprototipurilor este prezentat n fig., clasificare caresugereaz o grupare a acestor tehnologii n doucategorii :
-tehnologii de formare prin depunere de material; - tehnologii de modelare prin prelevare de material.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
71/108
PROTOTIPAREA RAPID
Prototipare rapid
Prin depunere de material Prin prelevare de material
Lichid Microparticule Folii
Fixarea formei cuadeziv
(LOM, PLT)
Fixare prinpolimerizare UV
(SFP)
Topire cu laser
(SLS, LENS, DMD,LasForm)
Fixarea cu liant
(3DP, SF)Solidificare depolimer lichid
Solidificare de fluid
electrostatic (ES)Solidificare de
material topit
Punct cu punct
(BPM, MJM, FDM,3DW)
Strat cu strat (SDM)
Solidificare prin interferenholografic (HIS)
Strat cu strat(Object, SGC, RMPD, DPS)
Punct cu punct
(SL, LTP, BIS)
Frezare(DM)
Cu laser(DM)
Clasificarea procedeelor de prototipare rapid
PROTOTIPAREA RAPID
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
72/108
PROTOTIPAREA RAPIDStereolitografierea (Stereolithography - SLA)
Principiul:Stereolitografia a fost primul procescomercializat pe pia n 1987.[STI 01] n
procesul SLA, fiecare strat este creat printratarea selectiv a unei rini fotosensibile
folosind un laser.Deoarece acest proces folosete rina lichidca material de baz, structurile de susineresunt cerute pentru a sprijini suprafeele cuorientare n jos. Odat ce piesa a fost
construit, trebuie s fie apoi tratat ntr-uncuptor cu UV. Odat ce acest proces esteterminat, suporturile de susinere sunt
ndeprtate.[NOR 01]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
73/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
74/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
75/108
Depunere de material topit (FusedDeposition Modeling FDM) -Principiul
Materialul sub form de filament trece printr-un cap de extrudare i este nclzit pnaproape de punctul su de topire. Acest material este apoi scos prin captul capului idepozitat pe masa mainii sub forma unui singur fir de material; aceste fire sunt depuseunul dup altul pentru a crea stratul. O data ce stratul a fost terminat, masa de construciecoboar cu un strat i procesul continu pn cnd urmtorul strat este completat. [MAS00] Piesele cu suprafee orientate n jos necesit susinere substanial. n timp ce lacelelalte procese aceste susineri sunt generate automat, n cazul FDM se folosetematerial diferit de cel al piesei. Materialul este un plastic ABS, i piesele construite ntimpul procesului au o trie de 80% din cea a materialului de origine. Alte materiale includ
ceara, ABS medical i un elastomer.[NIK 00]
Principiul FDM [PAH 05]
Aplicaii:Se produc prototipuripentru verificarea formei,
montajului i funcionarii,la cost i timp reduscomparativ cuprocedeeleconvenionale.
Fabricarea de piese stratificate prin laminare
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
76/108
Fabricarea de piese stratificate prin laminare(Laminated Object Manufacturing -LOM) -
Principiuln LOM, obinereastraturilor ce compunpiesa se face prindecuparea dintr-o foaiede material solid(hrtie), folosind osursa de laserinfrarou. Materialulcare nu formeazstratul prezent estefcut cuburi care vorfi ndeprtate manual lasfritul procesului.
Odat ce fiecare strateste terminat, este legatla cel anterior folosindun adeziv (aflat pepartea inferioara a coliide hrtie) activat decldur.Schema de principiu LOM [RYA 07]
Se preteaz n
special pieselortridimensionalevoluminoase(matrie).
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
77/108
Sinterizare laser selectiv (Selective lasersintering - SLS) -Principiul
n procesul SLS, pulbereaeste sinterizat selectiv sautopit de o surs laserinfrarou. Din nou, odat ceun strat este terminat, patul
de pulbere coboar pe ogrosime de un strat i un noustrat de pulbere este depus iprocesul continu. La fel ca nprocesul 3DP, nu suntnecesare dispozitive de
susinere, deoarece pulbereanesinterizat susinematerialul piesei. n final,suprafaa piesei finalizateeste puin aspr la atingere.Principiul SLS [PAH 05]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
78/108
Sinterizare laser selectiv (Selective lasersintering - SLS) Aplicaii
n prezent exist apte materiale disponibilepentru acest sistem, incluznd dou materialepentru realizarea de scule: materiale Duraform(Nylon), Glass Filled Duraform, Fine Nylon,Trueform, Elastomer, Copper Polyamide, oelrapid si Sand Form.
Avantaje: gam larg de materiale, preciziebun, se pot realiza piese de dimensiuni mari.
Dezavantaje: sunt cerute anumite faciliti,finalizare deficitar a suprafeei.
SLS este ideal pentru obinerea pieselor care necesitdurabilitate ridicat.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
79/108
Printarea 3D (3D Printing - 3DP) -Principiul
n procesele 3DP, un liant pe baz de ap este printat pesuprafaa unui pat de pulbere pentru a crea un strat dematerial. Deoarece liantul are o vscozitate foartesczut, poate fi printat ntr-o manier similar uneiimprimante cu jet de cerneal i foarte rapid. [COS 04]
Printare 3D:a)- depunerea stratului de pulbere; b)- printarea zonei care va deveni pies;
c)- pistonul este cobort pentru urmtorul strat [WIL 02]
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
80/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
81/108
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
82/108
Printarea 3D (3D Printing - 3DP) -Aplicaii
3DP este folosit pentru producerea rapid aprototipurilor, a pieselor finale i amatrielor.
Prin aceast metod se pot crea piese de
orice geometrie i aproape din oricematerial, incluznd aici ceramici, metale,polimeri i compozite.
S lid G d C i (SGC) P i i i l
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
83/108
Solid Ground Curing (SGC) -Principiul
Paii pentru procedeul SGC pentru fiecare strat:1 pregtirea mtii; 2 aplicarea stratului de fotopolimer lichid; 3 poziionareamtii i expunerea stratului; 4ndeprtarea de pe suprafa a polimerului
nentrit; 5 completare cu cear; 6 frezare pentru ndreptare i grosime [WIL 02]
S lid G d C i (SGC) P i i i l
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
84/108
Solid Ground Curing (SGC) -Principiul
La fel ca stereolitografia, SGC acioneaz prin tratarea unuipolimer fotosensibil strat cu strat pentru a crea un modelsolid bazat pe date geometrice CAD:
ntregul strat este expus unei surse UV printr-o mascsituat deasupra polimerului lichid;
ntrirea dureaz 2-3 s pentru fiecare strat; Secvena pentru fiecare strat dureaz n jur de 90 de
secunde; Se susine c timpul pentru a produce o parte prin SGC
este de opt ori mai rapid dect orice alt tehnica RP; Forma cubic solid creat n SGC const din polimer
solid i cear; Ceara ofer susinere pentru trasturile fragile sau
suspendate ale piesei n timpul fabricrii, dar poate fitopit i ndeprtat de pe pies.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
85/108
Solid Ground Curing (SGC) -Principiul
Avantaje: pot fi realizate simultan mai multe piese, poziionate pe masa de
lucru a mainii; nu necesit material suport pretenios (cear); stabilitate dimensional obinut n urma procesului (fr
contracii); posibilitatea obinerii de piese complexe fr dificulti prea mari; secvena de construire poate fi ntrerupt, iar stratul eronat poate
fi ters.
Dezavantaje: procesul necesit cunotine din partea operatorului; consumul de rin nu tine seama de mrimea seciunii
transversale a piesei ce urmeaz a fi fabricat, ci depinde numai denumrul de straturi, ceea ce face ca procesul s fie prea scumppentru piesele cu seciunea transversal mic;
costul ridicat al echipamentului.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
86/108
Solid Ground Curing (SGC) -Aplicaii
Prin aceast metod se pot fabrica modele din plastic,complexe, folosite pentru validare de design, dar i camodele funcionale.
Paii pentru procedeul SGCpentru fiecare strat:
1 pregtirea mtii; 2aplicarea stratului de fotopolimerlichid; 3 poziionarea mtii i
expunerea stratului; 4 ndeprtarea de pe suprafa apolimerului nentrit;5 completare cu cear; 6frezare pentru ndreptare igrosime [WIL 02]
P t ti R id i l d t i l
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
87/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -frezare
Dezvoltarea istoric a prototiprii rapide i a tehnologiilor nrudite
Anul de nceput Tehnologia1770 Mecanizare
1946 Primul calculator1952 Prima main-unealt de control numeric(NC)
1960 Primul laser comercial1961 Primul robot comercial1963 Primul sistem de grafic interactiv (o
versiune incipient a Proiectrii Asistate deCalculator)
1988 Primul sistem comercial de PrototipareRapid
P t ti R id i l d t i l
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
88/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -frezare
Dei termenul de prototipare rapid se aplica la
nceput tehnologiilor prin depunere dematerial, tot mai muli autori [NIC 00], [CUR03], [LEN 00], [MOD 05] folosesc denumirea deSRP (Subtractive Rapid Prototyping),
incluznd n aceasta categorie i frezarea.
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
89/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de materialfrezare
SRP (Subtractive Rapid Prototyping) este unproces de transformare a modelelor geometricedigitale ntr-un obiect fizic.
Termenul Subtractiv sugereaz prelevare de
material n timpul procesului.Aceasta este tocmai ceea ce prototiparea rapidCNC face.
Orice model CAD, CAM poate fi mbuntit.
Subtractive Rapid Prototyping (SRP) este unproces n care obinerea prototipului sau apiesei fabricate se realizeaz cu costuri sczute.
Modelul digital este remodelat i transformatntr-un obiect fizic care poate fi inut n mn.
P t ti R id i l d t i l
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
90/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -frezare
Un proces de prototipare poate fi numitprototipare rapid dac:
Procesul se bazeaz pe utilizarea datelor CADtridimensionale;
Piesa prototip este creat (aproape) automat(aproape se adaug deoarece toate procesele
curente implic i unele munci manuale pentrupre- i / sau postprocesare);
Modelul este gata n cteva zile.
P t ti R id i l d t i l
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
91/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -frezare
Cei mai muli productori de sisteme RPde pn acum s-au concentrat pedezvoltarea sistemelor RP sofisticatenecesare.
Totui, n ultimii ani s-a observat odivergen ntre aceste mainipretenioase i un tip nou de maini RP:Modelatoarele de Concept (Throup, 1996;Wohlers, 1997).
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
92/108
Prototiparea Rapid prin prele are de material
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
93/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -frezare - Modelator de concept
Un sistem de Prototipare Rapid poate fi denumitModelator de concept dac:
Preulntregului sistem este mai mic de 10 000 USD. Sistemul poate fi folosit ntr-un birou de proiectare,
fr s cauzeze nici o inconvenien legat de zgomot,miros ru sau materiale toxice.
Un model se poate realiza n timpul unei pauze de
cafea (15 minute). Operaia este la fel de uoar ca apsarea unui buton
(la fel de uoar ca apsarea butonului Imprimdintr-un procesor de cuvinte).
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
94/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de materialfrezare
Utilizarea prelucrrii CNC pentru crearea depiese prototip este desigur binecunoscut, cutoate acestea pn de curnd aceast tehnicnu era tocmai rapid.
Problema principal era calculareatraiectoriilor de prelucrare, pentru care eranecesar un operator experimentat alprogramului de calculator CAM.
Acest proces ar implica aplicarea mai multorstraturi de suprafa, precum i crearea iverificarea traiectoriilor de prelucrare pentrufiecare suprafa separat, lucru ce ar lua maimulte ore (Wall, 1992).
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
95/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de materialfrezare
n trecut, abordarea CNC nu era potrivitpentru modelarea conceptual, datoritinvestiiilor mari necesare pentru main ipentru programul de calculator. Ambeleprobleme au fost rezolvate, iar acum
CNC ofer posibiliti de modelare conceptualce sunt n fapt superioare LMT.
O a patra caracteristic este costul redus alprogramului, care l face nimerit pentru
Modelarea Conceptual.i n ceea ce privete maina, lucrurile s-au
schimbat: se gsete acum o nou generaie demaini de prelucrare CNC, cu cost redus,
pentru birou
Prototiparea Rapid prin prelevare de material -
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
96/108
Prototiparea Rapid prin prelevare de materialfrezare
Deoarece tehnica de baz pentru CNC este mai simpldect cea pentru LMT, preurile acestor maini deprelucrat sunt mult mai mici. Suficient de mici pentru acumpra pur i simplu una.
Un avantaj important al utilizrii unui sistem CNCpentru modelarea de concept este faptul c nu suntnecesare imagini tridimensionale veritabile (modeletridimensionale CAD - solide).
Asta spre deosebire de sistemele LMT, care nu potfunciona cu solide incomplete.
n faza de proiectare conceptualn cele mai multe cazurise folosesc modele CAD 3D simple, constnd deexemplu numai din suprafee.
Noiuni legate de piesa prototip Definirea piesei
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
97/108
Noiuni legate de piesa prototip - Definirea pieseiprototip
Pentru a fi destul de general ca s acopere toateaspectele semnificaiei cuvntului prototiplegate de utilizarea sa n proiectare, este definit
foarte pe larg aici ca:
O aproximare a unui produs (sau sistem) sau a
componentelor sale ntr-o anumit form,pentru un scop precis n aplicarea sa.
Noiuni legate de piesa prototip - Definirea
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
98/108
Noiuni legate de piesa prototip - Definireapiesei prototip
Definiia general a prototipului conine treiaspecte de interes:
Implementarea prototipului: de la ntregul
produs (sau sistem) n sine la subansamblelesau componentele sale;
Forma prototipului: de la un prototip virtual
la unul fizic; Gradul de aproximare a prototipului: de la oreprezentare foarte aproximativ la o copiereexact a produsului.
Noiuni legate de piesa prototip - Rolul piesei
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
99/108
No u eg e de p es p o o p olul pieseiprototip n cazul matrielor de injectat
Clienilor le place deseori s vad i s ating opies prototip a prii actuale nainte ca s oachiziioneze.
Un alt avantaj al piesei prototip este c attcreatorul acestuia ct i clientul pot lua parte larealizarea i ncercarea ntr-o situaie real aacesteia.Modificrile necesare pot fi fcute pn cnd
amndoi sunt mulumii de acel produs. Abiaatunci poate ncepe producia cu ncrederea dea ti c prile vor funciona.
Noiuni legate de piesa prototip - Rolul
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
100/108
Noiuni legate de piesa prototip - Rolulpiesei prototip n cazul matrielor de injectat
Partea delicat n construirea unei pieseprototip (PP) este s o faci s semene ct maimult posibil cu produsul final i destul de
rezistent pentru a se potrivi aplicaiei.Unele produse pot fi prea mari fa de PP, n
mrime real, i atunci o PP n mrime redusar putea fi o soluie (bineneles, cu acordulclientului).
Aceasta va oferi o imagine despre funcionareai comportamentul produsului final.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
101/108
F b i i id (R id T li RT)
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
102/108
Fabricaia rapid (Rapid Tooling - RT)
Fabricaia rapid (Rapid Tooling - RT)folosete prototiparea rapid pentru a creainiial modelul i apoi pe baza acestuia se poaterealiza matrin care pot fi fcute modificri
suplimentare.
Materialele matriei pot varia de la cauciucsilicon la compui.
n sfrit, exist i o matriare prin injecie
tradiional, care este folosit n primul rndpentru producie, dar ar putea fi folosit uor
i pentru a crea PP
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
103/108
Fabricaia rapid (Rapid Tooling - RT)
Matriarea prin injecie rapid folosete matrie dinmetal pentru a produce piese cu adevrat funcionale,cu un finisaj bun i ntr-o mare varietate de rini. Estesimilar cu matriarea prin injecie tradiional .Este
competitiv cu fabricaia rapid din punct de vedere avitezei de lucru i ofer economisiri mai bune dectprototiparea rapid sau fabricaia rapid.
Matriarea prin injecie tradiional poate producecea mai complex i finisat pies, dar este considerat,
n general, prea lent i costisitoare pentru PP, deipoate fi folosit atunci cnd este foarte posibil cmatriele vor intra direct n producia de mas.
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
104/108
Fabricaia rapid (Rapid Tooling - RT)
Dac sunt necesare mai puin de 10produse, prototiparea rapid va fi maiavantajoas dect matriarea prin injecierapid sau fabricaia rapid.
Pentru 10 pn la 100 de produse, oalegere mai bun poate fi matriarea prininjecie rapid sau fabricaie rapid.
n cazul n care sunt necesare mai mult de10 000 de produse, cel mai bun pariu lreprezint matriarea prin injecie
tradiional
ETAPE DE PROCESARE A INFORMAIILOR RP/
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
105/108
ETAPE DE PROCESARE A INFORMAIILOR RP/FDM
Fiierul *.dwg conine modelul 3D alreperului R1, realizat cu produsul softwarespecial RoCAD .
Fiierul *.stl asigur preluarea modelului 3D
de ctre software-ul maini RP (reprezentarecu faete triunghiulare). Fiierul *.ssl se refer la informaii privind
secionarea modelului cu plane paralele cuplanul XY.
Fiierul *.sml (Stratasys ManufacturingLanguage) conine, pe lng informaiigeometrice aferente reperului, i informaii denatur tehnologic, n scopul fabricrii piesei
Fiierul *.stl asigur preluarea modelului 3D de ctre
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
106/108
software-ul maini RP, aproximat prin faetetriunghiulare).
ETAPE DE LUCRU PENTRU REPER ROAT DE
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
107/108
ETAPE DE LUCRU PENTRU REPER ROAT DECUREA R1- FDM
A. Prefabricarea/ preprocesarea (inclusiv etapede setri):
1. preluarea informaiilor geometrice aferentereperului, coninute iniial n fiierulRoata1.dwg; fiierul este convertit n Roata1.stli preluat de software-ul mainii;
2. apelarea programului QuickSlice incrcarea fiierului Roata1.stl;
3. selectarea mainii de RP, a materialelorpentru pies, suporturi i baz; 4. orientarea piesein spaiul de lucru n raport
cu sistemul de coordonate xyz
Bibli fi
-
8/7/2019 TPF_MASTER_IS_TRE_RP
108/108
Bibliografie
1. IVAN, M. C., UDROIU, R., IVAN, C., IVAN, N. V., Concept ofConstructive-Technological Entity a Facility for CAD/CAM Integration.Academic Journal of Manufacturing Engineering, Vol. 4, No. 2, pp. 49-54(2006), ISSN 1583-7904.
2. IVAN, N. V., IVAN, M. C., UDROIU, R., LANCEA, C., CHICOS, L.,GAVRUS-IVAN, C., Process Planning a Key Stage in InnovativemManufacturing. Academic Journal of Manufacturing Engineering, Vol. 5,
No. 1, pp. 43-49 (2007), ISSN 1583-7904. 3. IVAN, M. C., CHICO, L., GVRU, C., Conceptul de entitate
constructiv-tehnologic n dezvoltarea de produse. Edit. UniversitiiTransilvania din Braov, Braov, 2007, ISBN 978-973-635-829-6
4. GVRU, C., Evaluarea tehnico-tiinific a informatizrii activitiloraferente proiectrii i realizrii produselor din industria construciilor demaini. Tez de doctorat, Universitatea Transilvania din Braov, 2009.
5. IVAN, M. C., Grafic industrial asistat de calculator, procesoareCAD pentru proiectare de reper i ansamblu. Edit. UniversitiiTransilvania din Brasov, 2002, ISBN 973-9474-29-2.
6. IVAN, M. C., Creaie de software aplicativ destinat elaborrii graficii