Методы ускоренной технологической подготовки производства Рекомендации по применению типовых технологий быстрого прототипирования для оперативной подготовки. - презентация

1 Методы ускоренной технологической подготовки производства Рекомендации по применению типовых технологий быстрого прототипирования для оперативной подготовки литейного производства.

2 ЭТАПЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 1.Оценка и выделение уровней качества объектов технологической подготовки производства - ТПП 2.Диагностика технологических возможностей повышения уровня качества ТПП 3.Анализ стратегий повышения эффективности ТПП 4. Синтез функционально – завершенных результатов деятельности, ориентированных на повышение уровня качества объектов ТПП 5. Прогноз развития возможностей ускорения ТПП 6. Сравнительный SWOT – анализ возможностей ускоренной технологической подготовки действующего и вновь создаваемого инновационного производства новой продукции

3 Уровни качества объектов ТПП Объектами ТПП являются технологическая оснастка, оборудование, процессы, материалы, системы (механические, электрические и др. ГОСТ ) Первый уровень качества объектов – О ТПП – типовые технологии, обеспечивающие ССТВ - сбалансированное соответствие требований потребителя и возможностей разработчика – ИСО Второй уровень качества О ТПП – электронный выбор технологий ССТВ и моделирование результатами с применением множества инвариантных алгоритмов; Третий уровень – использование для моделирования типовых пакетов прикладных программ - ППП - с применением множества вариантных алгоритмов; Четвертый уровень – применение RPM технологий; Пятый уровень использование CAD/RPM/CAM/CAE; Шестой – создание CALS – Т, определяющей ЖЦ ТПП

4 Методы повышения эффективности ТПП Использование производственно – технологического аутсорсинга для распределенного изготовления О ТПП первый уровень качества - 1КО ТПП - характеризуется достижением результатов деятельности субъектов с применением всеми заинтересованными сторонами типовых и групповых технологий; второй уровень качества – 2КО ТПП – для достижения эффективных результатов деятельности используют инвариантные алгоритмы компьютерного моделирования; на последующих этапах результаты получают с выделением пакетов прикладных программ CAD/RPM/CAM/CAE/CALS, которые совместимы для использования вендорами - основными производителями CALS, аутсорсерами - поставщиками продукции CALS.

5 Определения производственно – технологического аутсорсинга - ПТА (OUT - внешний; SOURCE – исток, источник) Способ оптимизации деятельности предприятия за счет распределения производственных технологических работ. Основные результаты деятельности субъектов достигаются на предприятии. Непрофильные функции передаются внешним специализированным компаниям. В отличии от субподряда аутсорсинг представляет стратегию повышения уровня управления организацией с учетом снижения затрат, прогноза развития эффективности внутренних и внешних корпоративных процессов.

6 Трудности применения аутсорсинга 1 – должна быть достигнута заинтересованность обоих сторон – вердоров и аутсорсеров - трудоустройство с использованием инфокоммуникационных технологий, сети Интернет; совместимых средств и системных обеспечений компьютерной поддержки; 2 – корпоративные результаты деятельности субъектов должны быть ориентированы на достижение при удаленном доступе сбалансированного соответствия требований и возможностей заинтересованных сторон

7

8

9

10 Fused Deposition Modeling (FDM) – экструзия термопластичной нити Технология использует термопластическую нить диаметром 0,18 мм, которая нагревается до полужидкого состояния и наносится при помощи процесса экструзии послойно на пенную основу до тех пор пока деталь не будет полностью сформирована. Одна экструзионная головка наслаивает материал модели, другая - вспомогательный материал, который формирует поддерживающие структуры, удаляемые с прототипа после завершения процесса. Пластиковые FDM - модели (из АБС или поликарбоната) могут быть использованы как прототипы или как выжигаемые модели, восковые - как выплавляемые модели для литья. FDM - оборудование выпускается фирмой Stratasys Inc. (США)

11 FDM наиболее подходит для деталей с относительно тонкими стенками

12 Установки селективного спекания EBM® (Elektron Beam Melting - электронно- лучевое плавление) - технологии, в которых для подвода энергии в рабочую зону используется электронный луч, сфокусированный магнитным полем. Фирмы Concept Laser GmbH, TRUMPHGmbH (Германия) специализируются на лазерных установках селективного спекания металлических порошков. ARCAM AB предлагает технологию и оборудование. EBM технология наиболее предпочтительна для изготовления формообразующих элементов оснастки, поскольку разогрев металла в точке плавления до 2500°С позволяет получить очень высокое качество внутренней структуры материала (полностью гомогенный материал).

13

14 Некоторые характеристики установок На оборудовании для лазерного спекания можно изготавливать детали из мелкодисперсных металлических порошков или металлические элементы литейной оснастки с каналами охлаждения произвольной формы. Энергии луча достаточно для плавления тугоплавких металлов, таких как титан или жаропрочная сталь.

15

16 Laminated Object Manufacturing (LOM) Процесс позволяет изготавливать прототипы, похожие на деревянные. Используется бумага, которая заранее покрыта клеем, активируемым от температуры. Во время процесса бумага автоматически прессуется, приклеиваясь к предшествующему слою. Контур поперечного сечения вырезается лучем СО2 лазера. Избыточный материал в каждом слое разрезается на небольшие квадраты, и после изготовления прототипа удаляется

17

18 Технологические возможности LOM Как субтрактивный процесс, LOM больше всего подходит для деталей с толщиной стенок более 3 мм. Деревоподобная природа LOM - прототипов делает их хорошим средством для производства мастер – моделей и стержневой оснастки для литья в песчаные формы. Существенным недостатком LOM-моделей является тенденция к расслаиванию, что вызвано подгоранием адгезива на границах раскроя, поэтому модели требуют нанесения специальных покрытий. LOM - оборудование ранее выпускалось фирмой Helisys, в настоящее время производится фирмами Cubic Technologys (США) / Herzog (Германия). Собственная конструкция LOM – машины создана и эксплуатируется в Национальном институте авиационных технологий (НИАТ).

19 Multi - Jet Modelling (MJM) - многоструйная экструзия Модели при использовании технологии трехмерной струйной печати строятся послойно из специального термопластичного материала. Основой процесса является «печатающая» головка с множеством фильер, ориентированных в линейный массив. Каждая отдельная фильера по команде управляющего компьютера активизируется электрическим сигналом, мгновенно выдавая струю материала. Головка движется вперед-назад (Х-ось), подобно принтеру, формируя физическую деталь слой за слоем из полимера, который отвердевает за секунды. Одновременно с деталью формируется поддерживающая структура. Когда слой выстроен, платформа с деталью отодвигается от головки (Z-ось). Для детали, геометрически большей, чем головка, платформа смещается под печатающей головкой по оси Y, когда это необходимо. MJM прежде всего подходит для концептуального моделирования. Это самый высокопроизводительный на сегодня RP-процесс. Процесс полностью автоматизирован и не требует пауз для очистки головки и заправки материала.

20 На MJM оборудовании можно изготавливать как прототипы, так и выплавляемые модели 3D принтер ThermoJet: а) схема процесса, б) макет контейнера

21 Laserless Stereolithography - LLS Фирма Objet Geometries (Израиль) реализовала принцип MJM в установках, безлазерной стереолитографии. Модели строятся послойно из фотополимеризуемых композиций, наносимых печатающей головкой. Отверждение ФПКМ производится засветкой всего рабочего поля галогенной лампой. Материал поддержек – так же ФПКМ, но другой марки - более рыхлый. LLS-модели можно использовать не только в качестве прототипов, но и как выжигаемые модели для литья.

22 Схема LLS установки «EDEN» и модель решетки фильтра

23 CNC Machining – быстрое фрезерование - RP-процесс Данные CAD используются для генерации управляющих программ послойного съема материала. Точность и скорость CNC machining не имеет себе равных среди других RP процессов. Станки легко переналаживаются при смене используемого материала (дерева, пластика, металла и композиционных материалов). CNC Machining лучше всего подходит для деталей, которые требуют точности, недостижимой другими RP процессами, очень велики по размерам или слишком простые. Детали, сложной формы с закрытыми полостями, требующие многочисленных настроек, в меньшей степени подходят для данного процесса.

24 а б а - показан процесс обработки, б -комплект литейной оснастки, изготовленный из композиционного материала Obomodulan специалистами ООО «Инженерная фирма АБ Универсал»