1 października 2022

fmarzec2015


Wystarczy włożyć puszkę aluminiową i kawałek blachy z miedzi do wody z dodatkiem soli kuchennej aby cieszyć się niemal 1 V prądu i uruchomić lampkę diodową lub mały wiatraczek. Nieco podobne rozwiązanie może uniezależnić nas od ropy naftowej.

Ryszard Romanowski

Podczas genewskiego salonu samochodowego największe zainteresowanie budziła ekspozycja firmy nanoFlowcell i jej trzy bardzo szybkie samochody elektryczne o zasięgach od 600 do 1000 km.
Prace nad akumulatorami przepływowymi trwają od lat. Największe sukcesy w tej dziedzinie jak dotąd odniosła NASA budując urządzenie nazwane Redox. Powstają akumulatory przepływowe wykorzystujące membranę (lub nie), hybrydy wykorzystujące elektrodę ogniwa paliwowego, a nawet akumulatory organiczne. Wiąże się z nimi wielkie nadzieje ale na razie nie są masowo wykorzystywane.

80-genewa-2010--246
Prototyp NLV Quant na salonie samochodowym w Genewie, w 2010 r.

Urodzony w 1965 roku w szwajcarskim Brugg Nunzio La Vecchia zajmował się różnymi dziedzinami fizyki. W sumie nazbierał sześćdziesiąt patentów. W roku 1998 założył firmę NLV Solar w mieście Zug, gdzie obok prac nad ogniwami fotowoltaicznymi opracowywano nową, sprawniejszą niż Redox, generację akumulatorów przepływowych. Efekty prac zmaterializowały się podczas salonu samochodowego w Genewie w roku 2009. Rok wcześniej szwajcarska firma rozpoczęła współpracę ze szwedzkim producentem samochodów sportowych o wielkich mocach, marką Koenigsegg. Właśnie na jej stoisku przedstawiono srebrzysty, perfekcyjnie wykończony koncept Quant. Według ówczesnych danych ładowanie tajemniczego przepływowego akumulatora odbywało się w tym aucie przy pomocy ogniw słonecznych umieszczonych na dachu i tylnej pokrywie oraz energią odzyskiwaną przy hamowaniu. Zadziwiały niemal niewidoczne na srebrzystej karoserii ogniwa i poziom wykończenia samochodu. Jego dane techniczne, a przede wszystkim moc przekraczająca 500 KM i ponad 500 km zasięg, traktowano z lekkim „przymrużeniem oka” bo był to tylko model w skali 1:1. Po genewskiej prezentacji zakończyła się szwajcarsko-szwedzka współpraca ale Quant nie pozwolil o sobie zapomnieć. Po roku pojawił się znowu pod dachem Palexpo, tym razem podobno gotowy do jazdy. W roku 2013 powstała firma nanoFlowcell z siedzibą w Vaduz, której dyrektorem technicznym został Nunzio La Vecchia. Pojawił się model kolejnego Quanta, który w roku 2014 prezentował się już w całej okazałości, jako w pełni elektryczny Quant E z niezwykle sprawnym akumulatorem przepływowym, który gwarantuje zasięg ponad 600 km.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (90) marzec 2015


W artykule przedstawiony zostanie sposób modelowania butelki okrągłej (w programie Creo Parametric 2.0), wykorzystujący powszechnie stosowane w branży opakowaniowej techniki, uwzględniający specyfikę projektowanego produktu oraz możliwość późniejszego wykorzystania modelu przez innych projektantów pracujących w innych działach.

Sylwester Oleszek

Założenia początkowe
W rozważanym przypadku do działu projektowo-konstrukcyjnego został przesłany szkic zawierający podstawowe wymiary oraz parametry opakowania – pojemność całkowitą i nominalną, masę oraz rodzaj zamknięcia (Rys. 1), jak również rysunek zamknięcia (Rys. 2). Klient oczekuje również umieszczenia na piersi butelki elementu dekoracyjnego w postaci graweru.

creo butelka
Rys. 1  Szkic butelki przesłany od klienta do działu projektowo-konstrukcyjnego

Niezależnie od postaci oraz innych kryteriów podziału wszystkie butelki mają pewne wspólne elementy budowy i swoistą nomenklaturę (Rys. 3).
Zwieńczeniem butelki jest główka (ang. finish), zwana ustnikiem, która najczęściej jest elementem znormalizowanym oraz zestandaryzowanym. Pozostałą część butelki możemy podzielić na:

  • szyjkę (ang. neck)
  • pierś (ang. shoulder)
  • korpus często zawierający zagłębienie na pole etykietowe (ang. body with recess for label area)
  • podstawę (ang. heel)
  • powierzchnię stania (ang. bearing surface)
  • wypukłość dna (ang. push-up)

Dolna powierzchnia podstawy (powierzchnia stania) prawie zawsze zawiera grawerowanie w postaci tzw. moletki, a więc elementów, poprzez które butelka styka się z podłożem (ang. stipples, knurling).
Z innych terminów występujących w budowie opakowań szklanych należy wspomnieć o:

  • orientatorach (ang. spotting bar),
  • poziomie napełnienia (ang. fill point),
  • oznaczeniach butelek w postaci napisów oraz kodu kropkowego (ang. lettering and dots code)  – najczęściej na pięcie butelki lub kodu alfanumerycznego na wypukłości dna (ang. alphanumeric code),
  • kącie przechyłu (ang. tilt angle, tipping angle).

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (90) marzec 2015


Jeśli zadaniem konstruktora jest definicja ewolwentowej powierzchni śrubowej, to należałoby się zastanowić skąd przymiotnik „ewolwentowa” w nazwie. Odpowiedź można łatwo znaleźć po analizie geometrycznej kolejnego modelu początkowego (Rys.14).

Andrzej Wełyczko

Rys14 powierzchnia srubowa
Rys. 14

W modelu tym zdefiniowane zostały następujące elementy:

  • StartPoint – punkt początkowy krzywej śrubowej,
  • Axis – oś krzywej śrubowej,
  • Helix.1 – krzywa śrubowa,

W kolejnych krokach procedury konstrukcyjnej (Rys. 15) zdefiniowano:

  • AnyPointOnHelix.1 – dowolny punkt na krzywej Helix.1,
  • LineTangentToHelix.1 – linia styczna do krzywej Helix.1 w punkcie AnyPointOnHelix.1, o długości równej odległości punktu AnyPointOnHelix.1 od punktu StartPoint, mierzonej wzdłuż krzywej Helix.1,
  • BaseCircle – ta krzywa może być zdefiniowana jako łuk okręgu o promieniu R lub jako rzut prostopadły krzywej Helix.1 na płaszczyznę (tu: xy plane) prostopadłą do osi krzywej Helix.1 (tu: linia Axis),
  • AnyPointOnBaseCircle – rzut prostopadły punktu AnyPointOnHelix.1 na płaszczyznę prostopadłą do osi krzywej Helix.1,
  • LineTangentToBaseCircle – linia styczna do krzywej BaseCircle w punkcie AnyPointOnBaseCircle, o długości równej odległości punktu AnyPointOnBaseCircle od punktu StartPoint, mierzonej wzdłuż krzywej BaseCircle.

Linia LineTangentToHelix.1 jest tworzącą ewolwentowej powierzchni śrubowej, a punkt końcowy linii LineTangentToBaseCircle wyznacza ewolwentę łuku BaseCircle. Pomiar odległości (MeasureBetween.1 \Length = 0mm) punktów końcowych linii LineTangentToHelix.1 i LineTangentToBaseCircle dowodzi, że te punkty są identyczne.
Wniosek: Krzywa brzegowa ewolwentowej powierzchni śrubowej jest ewolwentą łuku BaseCircle, lub inaczej – krzywa przecięcia ewolwentowej powierzchni śrubowej płaszczyzną prostopadłą do osi krzywej śrubowej tej powierzchni jest ewolwentą.
Jak zdefiniować krzywą ewolwentową dla zadanego łuku okręgu? Odpowiedź tu: Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie, czerwiec 6 (21) 2009: „Równanie krzywej i jej definicja w systemie CAD, część 3”. Niestety, choć metoda opisana przed laty generuje idealną ewolwentę, to jednak  o ograniczonej długości. Krzywa zdefiniowana w ten sposób jest wystarczająco dobra do definicji kształtu powierzchni bocznej zęba w przekroju normalnym, ale nie ma praktycznego zastosowania w omawianym przykładzie. Dlatego jedynym rozwiązaniem (pomijam tu czysto programistyczne rozwiązania oparte na Visaul Basic lub C++) jest zastosowanie polecenia Knowledge Pattern, ale tym razem współrzędne punktów (punkt Pe na rysunku 16) generowanych w pętli konstrukcyjnej będą obliczone na podstawie równań ewolwenty.


cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (90) marzec 2015


Możliwości drukarek 3D robią się coraz większe, a ich rozwój po raz kolejny udowadnia, że granicą innowacyjności jest jedynie wyobraźnia. Wydrukowane samochodu jeszcze zupełnie nie dawno było rzeczą nierealną. Ograniczało się jedynie do części modeli, prototypów, a następnie samochodów koncepcyjnych.

Ryszard Romanowski

Kanadyjski koncept Urbee zademonstrowany w 2013 roku wydawał się ciekawym dziełem inżynierii godnym być może zapisania w księdze Guinessa. Tymczasem jego konstrukcja cały czas się rozwija i już niebawem jego twórcy chcą rzeczywiście sięgnąć po rekord. Tyle że chodzi im nie o pokazanie, że w ogóle można wydrukować samochód, ale o przejechanie 4676-kilometrowego dystansu z Nowego Jorku do San Francisco ze średnią prędkością 111 km/h zużywając zaledwie 38,8 l bioetanolu na całą trasę, czyli typowe dwa kanistry.

NTU2 drukowane samochody

Samochód, który jest w stanie dokonać czegoś takiego nie jest już ciekawostką i zabawką. Być może rekordowa trasa posłużyć ma reklamie firmy KorEcoLogic bo Urbee ma być produkowany w niewielkich seriach. W lutym br., kiedy kanadyjski pojazd przechodził ostatnie testy, dyskusja o drukowaniu samochodów rozgorzała z nową siłą. Singapurski Nanyang Technological University zaprezentował zasilane energią słoneczną dzieło swoich studentów. Zbierająca doświadczenia w eko-maratonach Shella szesnastoosobowa grupa dowodzona przez profesora Heong Waha zaprezentowała koncepcyjny samochód miejski, którego większość, bo ponad sto pięćdziesiąt części, została wydrukowana na drukarkach 3D. Nie koncentrowano się zbytnio na układzie napędowym stosując rozwiązania sprawdzone w dotychczas budowanych samochodach solarnych.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (90) marzec 2015


Nowoczesne, komercyjne silniki odrzutowe przeznaczone do napędu samolotów pasażerskich składają się z wielu złożonych zespołów konstrukcyjnych, których produkcja realizowana jest przy zastosowaniu technologii odlewniczych. Zespoły kadłubów wlotu, kadłubów pośrednich, kadłubów wylotu turbiny, wykonywane dotychczas jako integralne odlewy precyzyjne, podlegają zmianom konstrukcyjnym. Duże firmy silnikowe – GE, Rolls-Royce i Pratt & Whitney, prowadzą szeroko zakrojone prace nad opracowaniem konstrukcji i wdrożeniem do produkcji seryjnej złożonych konstrukcji spawanych.

Marcin Zawadzki

Poszczególne kadłuby silnika lotniczego obejmują zarówno elementy prefabrykowane z odlewów, odkuwek, jak również z elementów blaszanych (Rys.1). Wykonanie zespołu w wersji spawanej pozwala na obniżenie masy zespołu, zmniejszenie ilości odpadów, a w konsekwencji znaczne obniżenie kosztów produkcji. Prowadzone prace mają na celu dopracowanie zarówno konstrukcji, jak też technologii wytwarzania zapewniających bezawaryjną pracę wykonanych zespołów w silniku lotniczym. Wdrożenie do produkcji seryjnej nowych rozwiązań konstrukcyjnych wymaga dopracowania wielu procesów produkcyjnych.

zrobotyzowane spawanie
Rys. 1  Budowa silnika lotniczego [1]

Obejmują one zarówno procesy formowania, łączenia, obróbki cieplnej, obróbki mechanicznej, jak również kontroli nieniszczących (FPI, RTG, prądy wirowe, ultradźwięki). Spośród wymienionych procesów bardzo duże znaczenie w produkcji kadłubów silników lotniczych mają procesy spawania.

Wymagania konstrukcyjne
W celu obniżenia wagi silników lotniczych dąży się do zmniejszenia grubości ścianek poszczególnych elementów kadłubów silników. Najczęściej podlegają temu procesowi spawane zespoły blaszane, w których stosuje się blachy o grubości ścianki od 0,5 do 2 mm. Elementy silników produkowane w procesie odlewania czy obróbki mechanicznej, ze względu na ograniczenia wynikające z tych technologii, charakteryzują się minimalną grubością ścianek w zakresie od 1 do 3 mm, w zależności od wymiarów odlewu. Spawane zespoły podlegają finalnej obróbce cieplnej mającej na celu ujednorodnienie strefy spawania oraz uzyskanie wymaganych właściwości mechanicznych na całym przekroju części. Wymagania wymiarowe stawiane skomplikowanym cienkościennym zespołom blaszanych nierzadko stanowią duże wyzwanie dla technologów procesu i konstruktorów oprzyrządowania. W tabeli 1 przedstawiono przykładowe wartości błędu kształtu profili blaszanych wymagane dla spawanych kadłubów silnika lotniczego po finalnej obróbce cieplnej i maszynowej, w zależności od średnicy elementu.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (90) marzec 2015