Download pdf - 188156571 Tehnici de Scanare Si Prototipare Rapida Pentru Piese Injectate Din Materiale Plastice

8/9/2019 188156571 Tehnici de Scanare Si Prototipare Rapida Pentru Piese Injectate Din Materiale Plastice

1/31

TEHNICI DE SCANARE I PROTOTIPARE RAPID PENTRU PIESEINJECTATE DIN MATERIALE PLASTICE

3.1 Tehnici de scanare 3D

n cadrul tehnicilr de RE un rl a!arte re"ine tehnicilr de #canare i a celr de

!rtti!are ra!id$ chiar dac$ !rcedur$ de RE nu !re#u!une %li&atriu reali'area (i'ic$ a

!rtti!ului !rin RE) n cele ce ur*ea'$ #e !re'int$ #!eci(icul i ele*entele e#en iale ale

celr du$ tehnici +re#!ecti" a echi!a*entelr a(erente, care "r (i utili'ate -n cadrul

cercet$rilr e(ectuate)

3.1.1 Digitizarea 3D

Scanarea !rdu#ului. de a#e*enea cun#cut$ ca /di&iti'are0 #au /di&iti'are 1D0. e#teun !rce# care utili'ea'$ un !al!atr !entru a ca!ta (r*a %iectelr 1D 2i !entru a le recrea

-ntr3un #!a4iu de lucru "irtual) Datele #unt clectate #u% (r*$ de !uncte 2i (i2ierul re'ultat

e#te nu*it /nr de !uncte0) Tra#eul !arcur# -n "ederea di&iti'$rii e#te !re'entat -n (i&ura 1)5)

6i&)1)5 Tehnici de di&iti'are !entru &e*etrii 1D 2i &enerarea !unctelr 76ER 859.7SO: 8;9

Care este utilitatea digitizrii

Prce#ul de di&iti'are ca!tea'$ &e*etria. cur%area #u!ra(e4elr c*!u#e 2i

caracteri#ticile care #unt di(icil de *$#urat utili'


2/31

alcat !entru achi'i4inarea #i#te*ului de #canat) Cele *ai de# -nt. #canarea cu t*&ra(ie c*!uteri'at$ 2i #canarea cu re'nan4$

*a&netic$ #unt de a#e*enea di#!ni%ile)

Ce tipuri de materiale pot fi digitizate

Materialele ti!ice care !t (i di&iti'ate includ? !iatra. cera*ica. #ticla. *etalul. le*nul.

!la#ticul. cauciucul 2i lutul)

Care sunt rezultatele comunicate

Datele care #unt clectate !t (i tran#(r*ate -n nr de !uncte #au utili'ate !entru ?5)RE 2i !t (i (erite ca un *del CAD 1D@

)Prtti!are ra!id$ du!$ ce au (#t !re&$tite -ntr3un (r*at STL. STEP #au IBES@

1)In#!ec4ie a !rdu#elr !entru a (i c*!arate cu un *del CAD ei#tent 2i utili'ate

!entru a crea un &ra(ic clr al errilr)

Tehnologia pe care este bazat procesul

5)Lu*ina e#te !riectat$ !e %iect +-n ca'ul tehnl&iilr ce (l#e#c lu*ina,@

)O%iectul re(lect$ lu*ina care e#te a!i clectat$ de un #en'r di&ital@1)Utili'. . , a !unctului de !e

#u!ra(a4$ e#te calculat$@

=)Lca4ia !unctului -n #i#te*ul de crdnate e#te #tcat$ ca !arte a unui nr de

!uncte ce re!re'int$ !ie#a (i'ic$@

F)Miliane de !uncte #unt clectate -n ace#t (el !


3/31

6i&)1) Tehnl&ii de di&iti'are 1D 7AC 9

3.1.2 Impactul tehnologiei scanrii 3D asupra dezvoltrii produsului

Pentru a -nde!lini cerin4ele actuale ale !rduc4iei &l%ale. c*!aniile #e cncentrea'$

a#u!ra *etdelr lr. ad!t


4/31

tehnl&ie. -n&$duie (ir*elr *ari 2i *ici #$32i reali'e'e anu*ite !r%le*e le&ate de

c*!uteri'are. !r%le*e care #unt etre* de i*!rtante -n ceea ce !ri"e2te latura lr

c*!etiti"$) Scanarea la#er !ate (eri di(eren4$ *$#ura%il$. !entru calitate *$rit$ 2i

!entru accelerarea ti*!ului nece#ar !rducerii lr. -n ti*! ce c#turile nilr !rdu#e #e

reduc cn#idera%il) Scanarea la#er e#te reali'at$ utili'


5/31

-n#ea*n$ c$ un !rtti! !ate (i ($cut 2i a!r%at. #canat. ur*at a!i de reali'area *atri4ei

care !ate (i ($cut$ u2r 2i ra!id. tate ace#tea -ntr3 #in&ur$ 'i) Datele #canate !t (i

tran#latate ric$rr (r*ate de (i2ier ? D>6. OJ. 1D Studi Ma. IBES. ASCII 2i STL)

eri(icarea !rdu#elr e#te un alt ee*!lu al %ene(iciilr #can$rii) Du!$ ce un !rdu# a

(#t reali'at. el !ate (i #canat 2i datele re'ultate c*!arate cu *delele &e*etrice CAD)

De"ia4iile (a4$ de *delul &e*etric ini4ial !t (i deter*inate !reci#)

O alta utili'are !entru #canare. e#te in#!ec4ia !eridic$ a unr !ie#e. !entru a anali'a

c


6/31


7/31

- cinematogra!ie2i ani*a4ie "ide +i*a&ini "irtuale,)

3.1." Tipuri de palpatoare

Pe !lan tehnic. *aritatea in#tru*entele de di&iti'are a (r*elr (l#e#c !rinci!iiele*entare de tri&n*etrie. trian&ula4ie !entru deter*inarea crdnatelr unui !unct -n

#!a4iu)

A#t$'i. !entru achi'i4inarea !unctelr de !e #u!ra(a4$. ei#t$ *ai *ulte ti!uri de

!al!atri de di&iti'are)

Pal!atrii #e -*!art -n du$ cate&rii?

- !al!atri cu cntact@

- !al!atri ($r$ cntact)

3.1.4.1 Structura i principiul de funcionare al unui palpator cu contact

Pal!atrul e#te cn#tituit dintr3 !arte (i$ le&at$ de carterul !al!atrului. !arte

*%il$ 2i un arc. a2a cu* #e arat$ 2i -n (i&ura 1)=) Partea (i$ cu!rinde %uc2$ -n care #unt

trei !erechi de %ile !'i4inate la 5882i le&ate !rintr3un circuit electric)

Partea *%il$ cu!rinde un !al!atr *ntat !e un tri!d ale c$rui %ra4e #unt cilindrii)

Cu* ace2ti cilindrii #unt a2e'a4i !e !erechile de %ile. le&$tura dintre !artea *%il$ 2i cea

(i$ e#te le&$tur$ -nca#trat$ i'#tatic) Ea e#te *en4inut$ de c$tre arc) Mti"uli'#tati#*ului ace#tei le&$turi cn#t$ -n (a!tul c$ dac$ un e(rt de cntact #e eercit$ a#u!ra

%ilei de !al!are. e(rturile re'i#tente !e cele ; !uncte de #!riin "aria'$ ra!id !


8/31

#alpatori cu contact?- !al!atr *ecanic !unct cu !unct@

- !al!atr *ecanic anal&ic)

Sen'rii cu cntact #unt #tandard !e *a2inile de *$#urat ti!ice) n ceea ce !ri"e2te

a%ilitatea de a *$#ura caracteri#tici &e*etrice 1D !entru lcali'are. *$ri*e 2i (r*$.

tehnl&ia cu #en'r cu cntact e#te d"edit$ "ia%il$ de3a lun&ul unui nu*$r *are de

a!lica4ii *etrl&ice) Multe (a%ric$ri #unt *ai cn(rta%ile cu tehnl&ia cu #en'ri cu

cntact dearece e#te (arte a#e*$n$tare *$#ur$rii) i a%ilit$4ile *$#ur$rii cu cntact

a"an#ea'$ cntinuu)

#alpatori !r contact?

- !al!atr la#er@

- !al!atr !tic)

Sen'rii cu la#er nncntact 2i cei "i'uali #3au de'"ltat ca 2i alternati"$ !entru

-nlcuirea celr cu cntact. unde cntactul (i'ic nu e#te !#i%il -n ca'ul #u!ra(e4elr (ine #au

(ini#ate delicat. #u!er(ini#ate #au cu a#!erit$4i *ari 2i cele cu *uchii a#cu4ite)

Sen'rii cu la#er au de a#e*enea !#i%ilitatea de a *$#ura #u!ra(e4e (ini#ate) Si#te*elecu ca*era "ide #unt (l#ite -n ca'urile -n care ceilal4i #en'ri nu !t (i (l#i4i. !recu*

=Q

6i&)1)= Structura unui !al!atr 7REN 8=9 6i&)1)F Si#te*ul de !al!are 7REN 8=9


9/31

*$#urarea ra'elr *icr#c!ice cu* ar (i &$urile cu dia*etre *ai *ici de 5 ** care !t (i

u2r de(r*ate ela#tic #au au caracteri#tici *i) 7COS 8Fc9

O *a2in$ de *$#urat cu ca*er$ "ide !ate cre2te #e*ni(icati" "ite'a *$#ur$rii unr

re!ere care -n alte cndi4ii ar nece#ita cn#u* de ti*!. !'i4inare !reci#$. #au -n ca'urile

caracteri#ticilr *ulti!le 2i *ici #au an#a*%lurilr *ici care !t (i "i'uali'ate -n acela2i

ti*!)

ntr3 lu*e !er(ect$. #au -ntr3un *ediu de !rduc4ie inte&rat. #i#te*ele *etrl&ice ar

(i ca!a%ile #$ *$#are t4i !ara*etri nece#ari -ntr3 #in&ur$ eta!$. ($r$ erri. 2i #$ redea

=

Ta%elul 1)5 Anali'a #lu4iilr tehnice a di(eri4ilr !al!atri 7DIB 8F9Tipul tehnologiei $vanta%e Inconveniente

Pal!atr *ecanic !unct cu!unct 6arte !reci# +5588**,6arte ecn*icInde!endent de culare 2itetur$Di*en#iuni *ici

6arte lent +5 !unct tt la =#ecunde,Pre#iune de cntactlu* de lucru li*itat

Nu e#te ada!tat !entrurecn#truc4ia de (r*e

Pal!atr *ecanic anal&ic Preci#Ecn*icInde!endent de culare 2itetur$Di*en#iuni *ici

6lei%il 2i !ti* !entrurecn#truirea (r*elr

!ie#elr *ecanice

Relati" lent +in *edie 588!uncte#ec,Pre#iune de cntactlu* de cntact li*itat

La#er !unct 6$r$ cntactRelati" ra!ide +-n *edie88188 !uncte#ec,Di#tan4a de lucru "aria%il$

De!inde de a#!ectul#u!ra(e4eiRelati" #cu*!

Nu e#te ada!tat !entru(r*e (arte accidentatePreci'ie "aria%il$Utili'are relati" di(icil$

La#er !lan 6$r$ cntact6arte ra!ide + 58888

!uncte#ec,Di#tan4a de lucru "aria%il$

De!inde de a#!ectul#u!ra(e4eiScu*!ePreci'ie "aria%il$ +558**,Utili'are relati" di(icil$&*t 2i !ara'i4i

O!tic 6$r$ cntact6arte ra!ide +=8888

!uncte#ec,Di#tan4a de lucru "aria%il$

M$#urarea %iectelr*%ileDi*en#iuni *ari

De!inde de a#!ectul#u!ra(e4eiScu*!ePreci'ie (arte "aria%il$

Tratare ulteriar$ c*!le$Utili'are c*!le$


10/31

re'ultatele -n acela2i (el c$tre re4elele de (a%ricare dtate cu calculatare. -n (r*ate

(l#itare !entru cntrlul *a2inilr 2i *ana&e*entul !rce#elr)

Un a#!ect al ace#tei "i'iuni ut!ice e#te a%ilitatea unui in#tru*ent aut*at de a

*$#ura !ie#$. #au (a*ilie de !ie#e -ntr3 #in&ur$ eta!$) Acea#t$ "i'iune e#te ceea ce a

cndu# la cre2terea (l#irii *a2inilr de *$#urat -n crdnate. 2i acu*. din ce -n ce *ai

*ult #!re (l#irea *a2inilr de *$#urat cu *ai *ul4i #en'ri)

Ma2inile de *$#urat cu *ai *ul4i #en'ri !t (i nu*itrul c*un -n acea#ta ecua4ie)

Ma2inile de *$#urat !t c*%ina *ai *ul4i #en'ri. inclu#i" !al!atri cu cntact 2i ($r$

cntact. care cnduc la entit$4i 1D !rin achi'i4ie de !uncte 2i #en'ri "i'uali ce #unt ca!a%ili

#$ (ac$ *$#ur$ri de tate ti!urile)

Ma2ina de *$#urat are a%ilitatea de a lucra -n !ri*itatea !rce#ului de (a%rica4ie)

Daca *a2inile de *$#urat #unt dea -n u'. ac4inarea ca!acit$4ii *ulti#en'r !ate (i *aiu2ar$. *ai ie(tin$ 2i #$ (ere *ai *ult$ (unc4inalitate dec


11/31


12/31

A#!ectul i*!rtant al !rce#ului de RP ca 2i /cutie nea&r$0 e#te tran#la4ia aut*at$ a

*delului 1D CAD c$tre *delul (i'ic. tehnl&ia (l#it$ nea"


13/31

#traturilr de *ateriale +Heli#G#, 2i !rin (u'iunea #trati(icata #au le&area *aterialelr

!ul"erulente +DTM. Sli&en, #au etrudarea (irelr de #ar*$ +Strat#G#,)

Pr&re#ele au ad$u&at un 2ir de *ateriale ni care #unt *ai %une dec


14/31

Re'ultatul ur*$rit !rin a!licarea ace#tr tehnl&ii e#te reali'area -n ter*en #curt 2i

cu in"e#ti4ie #u!li*entar$ ne&lia%il$ a unui nu*$r li*itat de ee*!lare din?

3 !rdu#ul !r!riu3'i# @

3 re!lic$ +la #car$ #au din alt *aterial, a !rdu#ului -n di"er#e #tadii de de'"ltare@

3 #cule 2i di#!'iti"e nece#are reali'$rii !rdu#ului. !entru "alidarea cnce!4iilr de

crea4ie !


15/31

n cntinuare "r (i !re'entate cele *ai #e*ni(icati"e tehnici de !rtti!are ra!id$?

/tereolitogra!ierea (/tereolithograph0 - /$)

rincipiul"

Sterelit&ra(ia a (#t !ri*ul !rce# c*erciali'at !e !ia4$ -n 5Q)7STI 859 E#te cel

*ai !e lar& cun#cut 2i (l#it -n !r!r4ie de 1Y !e !ia4$) n !rce#ul SLA. (iecare #trat

e#te creat !rin tratarea #electi"$ a unei r$2ini (t#en#i%ile (l#ind un la#er cu U)

6i&ura 1)58 arat$ ti*!ul de e!unere al unui #in&ur #trat -n ti*! ce e#te #canat de unla#er U) Odat$ ce (iecare #trat e#te ter*inat. !lat(r*a de cn#truc4ie e#te c%r


16/31

Ei#ta &a*$ lar&a de *ateriale !entru ace#t !rce#. de la cele re'i#tente la u*iditate.

la *aterialele !uternice 2i re'i#tente la te*!eraturi -nalte. dar ele -nc$ nu !t intra -n

c*!eti4ie cu *aterialele !la#tice (l#ite -n in&inerie. cerute de in&ineri)

A"antae? !reci'ie -nalt$. &a*$ *edie de *ateriale. !#i%ila reali'area de !ie#e de

di*en#iuni *ari)

De'a"antae? c#turi ridicate. nece#it$ (acilit$4i. nece#it$ #u#4inere. nece#ita tratare

ulteriar$)7ZOR 89

Schema de principiu"

a %

6i&)1)58 Sterelit&ra(ia? a,3 la -nce!utul !rce#ului unde !ri*ul #trat e#te adu# !e !lat(r*$@%,3 du!$ *ai *ulte #traturi de!u#e 7ZIL 89

)plicaii"

Sterelit&ra(ia e#te *etd$ ecn*ic$ de a "eri(ica (r*a. *ntarea 2i(unc4inarea. !recu* 2i "eri(icarea e#tetic$ 2i er&n*ic$ a nilr !rdu#e) Ace#ta e#te 2i

*ti"ul !entru care #terelit&ra(ia a de"enit tehnl&ie (l#it$ -n a!ra!e tate ra*urile

indu#triale) A!lica4iile ei #e re&$#e#c -n d*eniul aer#!a4ial. ar*a*entului. aut*%ilelr.

cn#u*ului de electrnice. !rdu#e. uc$rii. echi!a*ent indu#trial. echi!a*ent *edical.

a!lica4ii chirur&icale. a!lica4ii dentare)

F;


17/31

Depunere de material topit (used Deposition odeling 7 D)

rincipiul"

Di(er$ de *aritatea celrlalte #i#te*e !rin (a!tul c$ nu (l#e2te un la#er !entru a

crea #tratul de *aterial) Materialul #u% (r*$ de (ila*ent trece !rintr3un ca! de etrudare

2i e#te -nc$l'it !


18/31

aricarea de piese strati!icate prin laminare (*aminated +b,ect 'anufacturing-*+')

rincipiul"

Pri*ul #i#te* de (a%ricare LOM a (#t de'"ltat -n anul 55 de c$tre c*!ania

Heli#G#)7:AI Q9

n LOM. %4inerea #traturilr ce c*!un !ie#a #e (ace !rin decu!area dintr3 (aie de

*aterial #lid +h


19/31

/interizare laser selectiv (/elective laser sintering - //)

rincipiul"

Prce#ul SLS e#te -n !re'ent unul din cele *ai "er#atile de !e !ia4$. datrit$ -n *are

!arte nu*$rului *are de *ateriale di#!ni%ile) A (#t de'"ltat de c*!ania DTM +1D

SG#te*#, -n anul 5Q;) 7RED 8;9 n !rce#ul SLS. !ul%erea e#te #interi'at$ #electi" #au

t!it$ de #ur#$ la#er in(rar2u) Din nu. dat$ ce un #trat e#te ter*inat. !atul de !ul%ere

c%ar$ !e &r#i*e de un #trat 2i un nu #trat de !ul%ere e#te de!u# 2i !rce#ul cntinu$)

La (el ca -n !rce#ul 1DP. nu #unt nece#are di#!'iti"e de #u#4inere. dearece !ul%erea

ne#interi'at$ #u#4ine *aterialul !ie#ei) n (inal. #u!ra(a4a !ie#ei (inali'ate e#te !u4in a#!r$ la

atin&ere) n !re'ent ei#t$ 2a!te *ateriale di#!ni%ile !entru ace#t #i#te*. inclu'


20/31

#rintarea 3D (3D #rinting - 3D#)

rincipiul"

Prce#ele 1DP de'"ltate de MIT -n cur#ul anilr 8 au (#t c*erciali'ate -n *ai

*ulte #i#te*e di(erite. de2i nu*ai unul. Cr!ratin 1D Printer "a (i de#cri# aici) n

!rce#ele 1DP. un liant !e %a'$ de a!$ e#te !rintat !e #u!ra(a4a unui !at de !ul%ere !entru a

crea un #trat de *aterial) Dearece liantul are "


21/31


22/31

- nt$rirea durea'$ 31 # !entru (iecare #trat@

- Sec"en4a !entru (iecare #trat durea'$ -n ur de 8de #ecunde@

- Se #u#4ine c$ ti*!ul !entru a !rduce !arte !rin SBC e#te de !t ri *ai ra!id

dec


23/31


24/31

e'i &ra(icul c#tului e(ecti" din %inecun#cuta (i&ur$ 1)5;) Ace#t te#t de !re!rduc4ie

e#te "ital? -n *ulte ca'uri #e reali'ea'$ chiar 2i #erie li*itat$ de !ie#e !rtti! -n #c!uri

de te#tare (l#ind un !rce# de !relucrare ra!id$)

Dearece acea#t$ te#tare de !re!rduc4ie cn#tituie a!lica4ia de %a'$ curent$ a RP. cei

*ai *ul4i !rduc$tri de #i#te*e RP de !


25/31

#u!ra(a4$. !recu* 2i crearea 2i "eri(icarea traiectriilr de !relucrare !entru (iecare

#u!ra(a4$ #e!arat$. lucru ce ar lua *ai *ulte re +Zall. 5,)

n trecut. a%rdarea CNC nu era !tri"it$ !entru *delarea cnce!tual$. datrit$

in"e#ti4iilr *ari nece#are !entru *a2in$ 2i !entru !r&ra*ul de calculatr) A*%ele

!r%le*e au (#t re'l"ate. iar acu* CNC (er$ !#i%ilit$4i de *delare cnce!tual$ ce #unt

-n (a!t #u!eriare LMT) O a !atra caracteri#tic$ e#te c#tul redu# al !r&ra*ului. care -l (ace

ni*erit !entru Mdelarea Cnce!tual$) i -n ceea ce !ri"e2te *a2ina. lucrurile #3au

#chi*%at? #e &$#e2te acu* nu$ &enera4ie de *a2ini de !relucrare CNC. cu c#t redu#.

!entru %iru) Dearece tehnica de %a'$ !entru CNC e#te *ai #i*!l$ dec


26/31


27/31

arate ca !rdu#ul (inal. -n#$ #unt (l#ite !entru a te#ta 2i #tudia anu*ite !r%le*e ale

de'"lt$rii !rdu#ului)

6i&ura 1)5 !re'int$ di"er#e ti!uri de !rtti!uri -n (unc4ie de trei a#!ecte ale de#crierii

unui !rtti!) 6iecare din cele trei ae re!re'int$ un a#!ect al de#crierii !rtti!ului) Acea#t$

ilu#trare nu #e dre2te a (eri #cal$ eact$ !entru de#crierea !rtti!ului. ci #er"e2te la

de*n#trarea (a!tului c$ !rtti!urile !t (i de#cri#e du!$ ace#te trei a#!ecte)

&omplet Prdu# (inal Mdel CAD de tele(n Prtti! al(a celular #recis

Mdel RP de ta#tatur$


28/31

3.-.4.3 Rolul piesei prototip n cazul matrielor de in,ectat

Clien4ilr le !lace de#eri #$ "ad$ 2i #$ atin&$ !ie#$ !rtti! a !$r4ii actuale -nainte

ca #$ achi'i4ine'e) Ace#t lucru e#te ade"$rat *ai ale# c


29/31


30/31

e#te adec"area din !unct de "edere (unc4inal. -n re'i#ten4$. dura%ilitate. re'i#ten4$ chi*ic$.

tleran4$ la c$ldur$ 2i altele de ace#t &en) E"ident. nu ei#t$ #in&ur$ ale&ere %un$ !entru

tate ne"ile) Prtti!area ra!id$. #!re ee*!lu. !ate (i ale&ere %un$ !entru deter*inarea

ra!id$ a (r*ei 2i cre#!nden4ei. dar. -n &eneral. !rduce !$r4i #la%e !entru te#tarea

(unc4inal$) Matri area !rin inec4ie ra!id$. !e de alt$ !arte. e#te arecu* *ai c#ti#itare.

dar !rduce PP ideale !entru te#tarea (unc4inal$) Mul4i de#i&neri de'"lt$ trus de

scule0 !entru *etde de a (ace !rtti!uri. ale&


31/31

!rtti!area ra!id$) Dac$ #e !ate a2te!ta -ntre trei 'ile 2i du$ #$!t$*