Adityviosios gamybos technologijos taikymo galimybių tyrimas plastiko prototipams X įmonėje gaminti

Ištrauka

Adityviosios gamybos technologijos taikymo galimybių tyrimas plastiko prototipams X įmonėje gaminti
Baigiamasis magistro projektas

Turinys
Lentelių sąrašas 9
Paveikslų sąrašas 10
Santrumpų ir terminų sąrašas 11
Įvadas 12
1. Technologijų prototipams gaminti apžvalga 14
1.1. Tradiciniai metodai prototipams gaminti 14
1.2. Prototipų gamybos iššūkiai 15
1.3. Adityviosios gamybos principai ir taikymas pramonėje 16
1.3.1. AM istorija ir tobulinimas 16
1.3.2. Adityviosios gamybos sritys 17
1.3.3. Adityviosios gamybos technologijos ir medžiagos 17
1.3.4. Adityviosios gamybos privalumai ir trūkumai 19
1.4. CNC frezavimo ir 3D spausdinimo technologijų hibridas 20
1.5. Adityviosios gamybos palyginimas su tradicinėmis gamybos technologijomis 21
1.6. AM prototipų kokybė 23
1.7. Pagrindinės naudojamos gamybos technologijos prototipams gaminti įmonėje X 23
1.8. Naudojamos medžiagos prototipams gaminti 24
1.9. Technologinių operacijų seka ir gamybos proceso kontrolė 25
1.9.1. Proceso efektyvumas ir trūkumai 25
1.9.2. Įmonės poreikiai 26
1.10. Skyriaus apibendrinimas 27
2. Bandinių aprašymas ir tyrimo metodologija 28
2.1. Bendrojo įrangos efektyvumo (OEE) vertinimo metodika 28
2.2. Bandymo prototipo aprašymas 28
2.3. Gamybos technologijų ir įrangos pasirinkimas 30
2.4. Bandinių medžiagų savybės 32
2.4.1. Frezuotos detalės medžiagos savybės 32
2.4.2. 3D spausdintos detalės medžiagų savybės 33
2.4.3. Pasirinktų medžiagų palyginimas 34
2.5. Bandinio apdirbimas CNC frezavimo staklėmis 35
2.6. AM proceso technologinių operacijų sekos sudarymas ir bandinio spausdinimas 36
2.6.1. AM dizaino kūrimo etapas 36
2.6.2. Spausdinimo parametrų pasirinkimas 37
2.6.3. AM technologinių operacijų pasirinkimas plastiko prototipams gaminti 38
2.7. Matavimų metodika ir įranga 39
2.7.1. Matavimų tikslas ir standartai 39
2.7.2. Matavimų aplinka ir įranga 40
2.8. Skyriaus apibendrinimas 41
3. Gamybos proceso efektyvumo ir prototipo detalių matavimų vertinimas 42
3.1. Bendrojo CNC frezavimo įrangos efektyvumo (OEE) vertinimas 42
3.1.1. Prieinamumo rodiklio skaičiavimas 42
3.1.2. Našumo efektyvumas ir kokybės rodiklių skaičiavimas 46
3.2. Medžiagų panaudojimo bandiniams efektyvumo palyginimas 48
3.3. Gamybos trukmės efektyvumo vertinimas 48
3.4. Tradiciniu būdu ir adityviosios gamybos metodu pagamintų detalių matavimų rezultatai 49
3.4.1. Paviršiaus šiurkštumo matavimų rezultatai 49
3.4.2. Kontūrografo matavimų rezultatai 51
3.4.3. Mikroskopo tyrimai ir rezultatai 53
3.4.4. Paviršiaus kietumo matavimų rezultatai 54
3.4.5. 3D skenavimo rezultatai 56
3.5. Skyriaus apibendrinimas 57
4. Ekonominės naudos vertinimas 59
4.1. Įmonės X biudžeto apribojimai 59
4.2. Įmonės X finansinių rodiklių vertinimas 2019-2023 metais 59
4.3. Plastiko atliekų kiekis ir tvarkymas 60
4.3.1. Plastiko sunaudojimas įmonėje X 61
4.3.2. Tvarumas ir atliekų valdymas įmonėje 61
4.4. CNC frezavimo ir 3D spausdinimo pradinių išlaidų palyginimas 63
4.5. Skyriaus apibendrinimas 63
Išvados 64
Literatūros sąrašas 65
Priedai 70
1priedas. Detalės brėžinys 70
2priedas. CNC frezavimo programos CAMWorks nuotraukos 71
3priedas. Bandinių masė (g) 72
4priedas. Frezuotos detalės šiurkštumo matavimo nuotraukos 73
5priedas. 3D spausdintos detalės šiurkštumo matavimo nuotraukos 74
6priedas. Įmonės X išlaidos medžiagoms (2021-2024 m.) 75
7priedas. Detalės gamybai CNC staklėmis naudotų įrankių kainos [55] 84

Įvadas
Adityviosios technologijos tyrimai tampa vis reikšmingesni gamybos pramonei, nes jų potencialas
nuo pagrindų keisti nusistovėjusius tradicinius gamybos metodus jau ankstyvose kūrimo stadijose
pabrėžė šių technologijų išskirtinumą. Atsiradus pirmiesiems 3D spausdinimo įrenginiams, tokie
tyrimai pirmiausiai buvo skirti parodyti praktinę naudą, kuriant sudėtingas detalių formas. Tačiau
dėl riboto medžiagų prieinamumo ir technologinių apribojimų AM buvo sunku varžytis su
tradiciniais gamybos būdais, todėl tai stabdė šios technologijos įsitvirtinimą. Ankstyvosiose
plėtojimo stadijose tyrimai daugiausiai buvo orientuoti į greitą prototipų kūrimą ir nedidelio masto
detalių gamybą, kur įprasti gamybos metodai buvo per lėti ar per brangūs. Pasikeitus rinkos
poreikiams, į kuo labiau individualizuotus gaminius, vystant tyrimus ir didėjant medžiagų bei
technologijų pasirinkimui, AM sparčiai išsiplėtė į pramonės sektorius tokius kaip automobilių
pramonė, medicina, elektronika, aviacijos ir kosmoso inžinerija. Šiuose sektoriuose detalių gamybai
keliami aukšti tikslumo ir kokybės reikalavimai, kuriuos anksčiau...