Výrobní technologie (2VT) Přednáška

Содержание

Слайд 2

Vytloukání odlitků nedílná součást výroby odlitků – uvolnění odlitku z formy

Vytloukání odlitků

nedílná součást výroby odlitků – uvolnění odlitku z formy
20-35% celkových

nákladů
polovina práce dělníků spojená s pouhou manipulací s odlitky
špatné hygienické poměry – hluk, vibrace, prašnost
agenturní pracovníci
většinou zastaralé provozy – nutnost modernizace
brousící automaty – nutnost programování – vyšší sériovost
Слайд 3

Vytloukací rošty Jednoduché účinné stroje, vyšší hlučnost a prašnost, možnost poškození

Vytloukací rošty

Jednoduché účinné stroje, vyšší hlučnost a prašnost, možnost poškození horkých

odlitků, mísení jádrové a formovací směsi

Stroje s usměrněnou vibrací – foto www.sandteam.cz

Слайд 4

Rotační uvolňovací (vytloukací) bubny Použití u automatických linek – vysoký výkon,

Rotační uvolňovací (vytloukací) bubny

Použití u automatických linek – vysoký výkon, nižší

hlučnost a prašnost, šetrnější k odlitkům, homogenizace a chlazení směsi, vyšší cena

Výrobce: DIDION

Слайд 5

Dokončovací operace čištění povrchu - tryskání oddělování vtoků a nálitků –

Dokončovací operace

čištění povrchu - tryskání
oddělování vtoků a nálitků – odlamování, upalování
apretura

(odstraňování přebytečného kovu z povrchu odlitku
kontrola (rozměrová, mechanické vlastnosti, NDT atp.)
tepelné zpracování
opravy - svařování
povrchová úprava – nátěr (polévání, namáčení, stříkání)
expedice
Слайд 6

Čištění povrchu odlitků vodní tryskač chemicky - louhování za sucha tlakovzdušné

Čištění povrchu odlitků

vodní tryskač
chemicky - louhování
za sucha
tlakovzdušné tryskače ( směs vzduchu

a písku)
tryskače s metacími koly
kontinuální tryskače (bubnový, závěsný, s článkovým dopravníkem, karuselový, v otočných koších
tryskače s přerušovaným cyklem (závěsný, pásový, stolový, komorový)
omílání – měkké materiály např. Al (v bubnech, vibrační)
Слайд 7

Chemické čištění použití pro přesné a velmi složité odlitky – metoda

Chemické čištění

použití pro přesné a velmi složité odlitky – metoda přesného

lití na vytavitelný model
odstraňování jader zalitých v kovu
ponoření odlitku do taveniny NaOH (400 – 530°C)
doba louhování je 4 – 6 minut
metoda vhodná pro všechny slitiny, které jsou v daném louhu nerozpoustné

Louhovací linka v PBS Velká Bíteš
http://www.pbsvb.cz/sluzby-zakaznikum/presne-odlitky/louhovani-odlitku

Слайд 8

Vodní tryskače velká účinnost čištění (použití i pro Al) dnes ve

Vodní tryskače

velká účinnost čištění (použití i pro Al)
dnes ve slévárenství ústup

- chemizace výroby (pryskyřice - výluhy)
princip - výtok kapaliny velkou rychlostí z trysky

https://www.gamin.cz

voda - tryskací prostředek + medium pro odsun materiálu
slévárenství - vysoké provozní náklady

Слайд 9

Tryskače tlakovzdušné Ruční injektorové kabiny Foto http://www.oteco.cz/ Tlakové kabiny

Tryskače tlakovzdušné

Ruční injektorové kabiny

Foto
http://www.oteco.cz/

Tlakové kabiny

Слайд 10

Tryskače s metacími koly nejpoužívanější technologie princip - vrhání velkého množství

Tryskače s metacími koly

nejpoužívanější technologie
princip - vrhání velkého množství tuhých částic

na povrch odlitku
používá se k odstranění formovací směsi i k odjádrování
nutnost důsledné separace tryskacího prostředku

průběžné tryskače (kontinuální, bubnové)
dávkové (pásové stolové), závěsné (komorové, průběžné)

Слайд 11

Průběžné tryskače Bubnové Kontinuální tryskač s článkovým dopravníkem použití u automatických

Průběžné tryskače

Bubnové

Kontinuální
tryskač s článkovým dopravníkem

použití u automatických formovacích linek
drobné odlitky
možnost

tryskání odrazem
Слайд 12

Dávkové tryskače Pásové Stolové

Dávkové tryskače

Pásové

Stolové

Слайд 13

Závěsné tryskače

Závěsné tryskače

Слайд 14

Omílání odlitků pro drobné odlitky typu s vysokými požadavky na jakost

Omílání odlitků

pro drobné odlitky typu s vysokými požadavky na jakost povrchu
slitiny

s nižší tvrdostí (Al, Zn)
zvýšení účinnosti – omílací tělíska (keramika, litina)
hluk, vibrace

průběžné omílání

dávkové

Слайд 15

NDT – nedestruktivní kontrola odlitků Největší množství vad v odlitcích způsobují

NDT – nedestruktivní kontrola odlitků
Největší množství vad v odlitcích způsobují ultrazvuk,

magnet a rentgen.
(A. Záděra 2014)
Слайд 16

NDT – nedestruktivní kontrola odlitků Rozdělení metod NDT: Vizuální kontrola –

NDT – nedestruktivní kontrola odlitků

Rozdělení metod NDT:
Vizuální kontrola – oko, endoskop,

kamera
Kapilární defektoskopie
Magnetická defektoskopie
Ultrazvuková defektoskopie
Kontrola rentgenem
Слайд 17

Kapilární defektoskopie zkouška využívá působení kapilárních sil, které umožňují vniknutí vhodných

Kapilární defektoskopie

zkouška využívá působení kapilárních sil, které umožňují vniknutí vhodných indikačních

kapalin – penetrantů do vad – následně jejich zviditelnění detekční látkou - vývojka
indikace povrchových vad (trhliny, dutiny, póry)
použití i u nemagnetických materiálů

fluorescenční metoda – UV lampa

barevná indikace

Слайд 18

Magnetická defektoskopie Princip - změna magnetického toku v místě vady Podélné

Magnetická defektoskopie

Princip - změna magnetického toku v místě vady

Podélné (pólové)

zmagnetizování

Příčné (cirkulární) zmagnetizování

http://www.tediko.cz/index.php?sub=02cz&lang=cz&p=0207cz

Слайд 19

Ultrazvuková defektoskopie Princip - založená na změnách propustnosti a odrazivosti ultrazvukové

Ultrazvuková defektoskopie

Princip - založená na změnách propustnosti a odrazivosti ultrazvukové vlny

vlivem necelistvosti materiálu

Metoda průchozí
možnost přiložit sondu ze dvou stran
použití u materiálů s nižším útlumem

Слайд 20

Ultrazvuková defektoskopie T - doba odpovídající dvojnásobné vzdálenosti tloušťky materiálu H

Ultrazvuková defektoskopie

T - doba odpovídající dvojnásobné vzdálenosti tloušťky materiálu
H

- doba odpovídající dvojnásobné vzdálenosti vady od povrchu

Metoda odrazová

Слайд 21

Rentgenová defektoskopie Princip - prozáření materiálu ionizačním zářením vyhodnocení zeslabení záření

Rentgenová defektoskopie

Princip - prozáření materiálu ionizačním zářením
vyhodnocení zeslabení záření při

průchodu odlitkem
zeslabení v důsledku strukturních povrchových a pod povrchových defektů
Слайд 22

Rentgenová defektoskopie rentgenová kontrola s počítačovou tomografií Ceitec http://www.ctlab.cz/home/ přenosný radiograf

Rentgenová defektoskopie

rentgenová kontrola s počítačovou tomografií

Ceitec http://www.ctlab.cz/home/

přenosný radiograf

Слайд 23

Technologičnost konstrukce odlitku Ideální konstrukce - kompromis mezi technickými požadavky, funkcí,

Technologičnost konstrukce odlitku

Ideální konstrukce - kompromis mezi technickými požadavky, funkcí, tvarem,

pevností, jakostí, životností, spolehlivostí, na straně jedné a technologickými možnostmi a ekonomickou výrobou na straně druhé.
Požadavky na konstrukci
jednoduchý tvar odlitku
vyhovující technologické vlastnosti materiálu (slévatelnost, obrobitelnost), nízká cena, spotřeba materiálu
přizpůsobení konstrukce odlitku technologii výroby (tloušťka stěn, otvory, dutiny, drážky, úkosy, žebra, dělící plochy, zaoblení atd.)
přiměřené požadavky na drsnost, přesnost, výskyt vad.

Dokonalá konstrukce tvoří dokonalý odlitek !!!

Слайд 24

Vztahy ovlivňující konstrukci odlitku

Vztahy ovlivňující konstrukci odlitku

Слайд 25

Technologičnost konstrukce odlitku - příklady 270 000 601 000 1 850

Technologičnost konstrukce odlitku - příklady

270 000

601 000

1 850 000

5 900 000

porovnání

s ohledem na tuhost

vliv napojení stěn na životnost při cyklickém namáhání

Слайд 26

Technologičnost konstrukce odlitku - příklady lépe nevhodné vhodnější optimální nevhodné

Technologičnost konstrukce odlitku - příklady

lépe

nevhodné

vhodnější

optimální

nevhodné

Слайд 27

Technologičnost konstrukce odlitku - příklady použití jádra použití volné části modelu

Technologičnost konstrukce odlitku - příklady

použití jádra

použití volné
části modelu

optimální řešení

optimalizace konstrukce

odlitku s ohledem na formování
Слайд 28

Vady odlitků vadou odlitku se rozumí každá odchylka od rozměru, hmotnosti,

Vady odlitků

vadou odlitku se rozumí každá odchylka od rozměru, hmotnosti, vzhledu,

makrostruktury, mikrostruktury nebo vlastností předepsaných příslušnými normami.
vady mohou být zjevné(okem rozpoznatelné), skryté.
dle rozsahu a charakteru mohou být vady přípustné, nepřípustné, opravitelné a neopravitelné.
7 základních skupin – dle [1]
[1] ELBEL, T., HAVLÍČEK, F., JELÍNEK, P., LEVÍČEK, P., ROUS, J., STRÁNSKÝ, K.: Vady odlitků ze slitin železa (klasifikace, příčiny a prevence). MATECS, Brno 1992, 340 s.
Слайд 29

100 Vady tvaru, rozměru, hmotnosti 200 Vady povrchu 300 Porušení souvislosti

100 Vady tvaru, rozměru, hmotnosti
200 Vady povrchu
300 Porušení souvislosti
400 Dutiny
500 Makroskopické vměstky
600 Vady

mikrostruktury
700 Vady chemického složení A VLASTNOSTÍ ODL.

Vady odlitků

Слайд 30

Členění vad – příklad vady třídy 100

Členění vad – příklad vady třídy 100

Слайд 31

Vady odlitku Povrchové – zpravidla opravitelné Porušení souvislosti – brzděné smršťování,

Vady odlitku

Povrchové – zpravidla opravitelné
Porušení souvislosti – brzděné smršťování, objemové změny,

fázové transformace- odstranění - svařování
Dutiny – neshodná výroba
Слайд 32

RP – Rapid Prototyping Postupy a technologie, které umožňují vytvářet reálné

RP – Rapid Prototyping

Postupy a technologie, které umožňují vytvářet reálné modely

součástí v relativně krátkém čase, v co nejvyšší kvalitě a úsporou výrobních nákladů přímo z 3D dat.
3 základní výrobní etapy:
1. Preprocessing
2. Processing
3. Postprocessing
Слайд 33

Metody RP na bázi tekutého materiálu Stereolitografie (SLA)

Metody RP na bázi tekutého materiálu Stereolitografie (SLA)

Слайд 34

Metody RP na bázi pevného materiálu Fused Deposition Modeling (FDM)

Metody RP na bázi pevného materiálu Fused Deposition Modeling (FDM)

Слайд 35

Metody RP na bázi práškového materiálu Selective Laser Sintering (SLS)

Metody RP na bázi práškového materiálu Selective Laser Sintering (SLS)

Слайд 36

Uplatnění metod RP ve slévárenství přímé zhotovení součásti zhotovení slévárenské formy

Uplatnění metod RP ve slévárenství

přímé zhotovení součásti
zhotovení slévárenské formy
Přímé zhotovení součásti

- Direct Metal Laser Sintering (DMLS)
Slévárenská forma
trvalá
netrvalá
zhotovení přímo metodami RP
výroba pomocí modelu
trvalý model
netrvalý model – vytavitelný nebo vypařitelný/spalitelný
Слайд 37

Uplatnění RP při výrobě netrvalé slévárenské formy lití do písku

Uplatnění RP při výrobě netrvalé slévárenské formy

lití do písku

Слайд 38

Uplatnění RP při výrobě netrvalé slévárenské formy lití do písku –

Uplatnění RP při výrobě netrvalé slévárenské formy

lití do písku – Voxeljet

– tisk forem a jader – směr pryskyřice umělé ostřivo

Foto
https://www.voxeljet.com/

Слайд 39

Uplatnění RP při výrobě netrvalé slévárenské formy Uplatnění RP při přesném lití příklady – vypařitelný model

Uplatnění RP při výrobě netrvalé slévárenské formy

Uplatnění RP při přesném lití

příklady

– vypařitelný model
Слайд 40

Numerické simulace slévárenských procesů Matematický a grafický popis dějů probíhajících při

Numerické simulace slévárenských procesů

Matematický a grafický popis dějů probíhajících při odléván,

chladnutí a tuhnutí odlitků.
Cíl simulací:
optimalizovat technologii výroby
zkoumat technologičnost – proveditelnost výroby
zkrátit čas vývoje nového odlitku
snížit náklady = zvýšit výnosy
vývoj nových technologií
zvýšit kvalitu odlitků
Слайд 41

Numerické simulace slévárenských procesů Metoda konečných prvků (FEM - Finite Element

Numerické simulace slévárenských procesů

Metoda konečných prvků (FEM - Finite Element Method)
snadnější

kopírování geometrického tvaru odlitku
větší nároky na hardwarové vybavení a čas
Metoda konečných diferencí (FDM - Finite Differences Method)
snadnější rozdělení do diferenční sítě
jednoduchost výpočtového systému
Слайд 42

Kroky numerické simulace slévárenských procesů Preprocessing tvorba geometrie odlitku a formy

Kroky numerické simulace slévárenských procesů

Preprocessing
tvorba geometrie odlitku a formy (přenos z

CAD softwaru)
modelace úkosů, návrh vtokové soustavy, nálitků
rozsíťování, definice okrajových podmínek (materiály)
Mainprocessing
výpočet plnění dutiny formy, teplotního pole během lití, tuhnutí a chladnutí
přiřazení fyzikálních vlastností z databáze
možný výpočet například mikrostruktury nebo smrštění
Postprocessing
vyhodnocení a analýza simulace v libovolném místě odlitku
Databáze
podpora – databáze termofyzikálních parametrů důležitých materiálů
Слайд 43

Použití numerické simulace v praxi Příprava modelu přenesení modelu z CAD

Použití numerické simulace v praxi

Příprava modelu
přenesení modelu z CAD softwaru do

simulačního prostředí
automatické sestavení jader, nálitků, chladítek, licí soustavy
vygenerování výpočtové sítě (síťování)
definice vstupních dat:
slitiny
formovací materiály
odvzdušnění
nátěry forem
Слайд 44

Použití numerické simulace v praxi Výpočet plnění formy predikce vzniku vad

Použití numerické simulace v praxi

Výpočet plnění formy
predikce vzniku vad (staženiny, řediny)

nálitkování
první výpočet: tuhnutí samotného odlitku bez nálitků a vtokové soustavy vyhodnocení
druhý výpočet: rozmístění nálitku (rozměru) případné použití chladítek, izolace
třetí výpočet: plnění formy
v případě potřeby – návrh a kompletní výpočet v jednom kroku
Слайд 45

Použití numerické simulace v praxi Výpočet tuhnutí sleduje se usměrnění tuhnutí

Použití numerické simulace v praxi

Výpočet tuhnutí
sleduje se usměrnění tuhnutí (z charakteru

teplotního pole) a teplotní a objemová dostatečnost nálitků
simulací tuhnutí lze zjistit:
vhodnost a účinnost nálitkování
optimalizace využití kovu v nálitcích
nutnost použití chladítek, zásypů atp.
Слайд 46

Použití numerické simulace v praxi Analýza technologie analýza vzniku ředin, staženin

Použití numerické simulace v praxi

Analýza technologie
analýza vzniku ředin, staženin
predikce vzniku bublin

– zahlcený vzduch, predikce pnutí a deformací odlitku při chladnutí a po vyjmutí z formy
analýza hot spotů – možnost ovlivňovat teplotní pole odlitku na formy
dále je možné predikovat např. nukleaci a růstu zrn, predikce mechanických vlastností či tepelného zpracování
Слайд 47

Příklady výsledků simulací trhliny Fraction of Pearlite Fraction of Ferrite predikce struktury predikce staženin a ředin

Příklady výsledků simulací

trhliny

Fraction of Pearlite

Fraction of Ferrite

predikce struktury

predikce staženin
a ředin