30 września 2022

fmaj2015


Podczas projektowania formy wtryskowej wykorzystuje się wiele narzędzi, mających na celu wspomaganie pracy konstruktora. Część z nich służy do uproszczenia procesu tworzenia elementów standardowych, takich jak korpusy, wypychacze, wkładki czy elementy prowadzące. Inne narzędzia wykorzystywane są do przeprowadzania analiz procesów zachodzących podczas wtrysku w formie, czyli w większości przypadków analizy wtrysku.

Bernard Pacula

Jest to konieczne w sytuacji bardziej skomplikowanych narzędzi, gdzie nie da się w prosty i pewny sposób wskazać zarówno punktów wtrysku, jak i wyszukać miejsca, gdzie mogą powstawać różnego rodzaju problemy związane z procesem. Na tym kończy się zazwyczaj praca konstruktora formy, a zaczyna technologa.

projektowanie elektrod
Rys. 1

Oczywiście, podstawą we współczesnym przemyśle jest obróbka CNC, więc obrabiane elementy będą musiały mieć wygenerowane ścieżki na frezarki. Nie wszystkie jednak elementy da się wyfrezować, lub nie jest to zasadne ekonomicznie. W sytuacji, gdy np. otwory są bardzo małe, głębokie, a krawędzie ostre (jak na rysunku 1), lepiej zastosować elektrodrążenie.
Aby móc wykonać taki proces obróbczy, konieczne jest utworzenie elektrod, którymi otwory będą drążone. Można wykonać taką operację ręcznie, jeśli wykonuje się jedną lub kilka elektrod rocznie, w innym wypadku warto pokusić się o rozszerzenia, które ułatwiają wykonywanie takich przyrządów. W przypadku programu Solid Edge jest to moduł Electrode Design. Jak przystało na dedykowane narzędzie ma on kreatora prowadzącego konstruktora oprzyrządowania przez proces projektowania.
Rozpoczęcie pracy odbywa się w środowisku złożenia. Należy uruchomić pusty szablon tego środowiska w odpowiednim systemie (metrycznym lub calowym), a następnie przejść do zakładki Mold Tooling. Znajduje się tutaj grupa Electrode Design (Rys. 2), gdyż jest to jeden ze składników narzędzia Mold Tooling, który może jednak również występować samodzielnie, ponieważ nie każdy projektant potrzebuje kompletnego środowiska konstrukcji form wtryskowych.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5 (92) maj 2015


Jest wiele metod wtryskiwania umożliwiających wytwarzanie wyprasek o specyficznych właściwościach. Odnosi się to na przykład do jakości warstwy wierzchniej wyprasek, właściwości mechanicznych, optycznych, cieplnych i innych. Do metod tych, często nazywanych niekonwencjonalnymi, zalicza się między innymi wtryskiwanie wieloskładnikowe, dekoracyjne, otryskiwanie zaprasek, mat, folii, wspomagane gazem lub wodą, wtryskiwanie z rozdmuchiwaniem, porujące i mikroporujące, pulsacyjne, wibracyjne, sekwencyjne, kaskadowe i wiele innych.

Jacek Nabiałek

Technologia wtryskiwania wspomaganego gazem umożliwia wytwarzanie wyprasek pustych w środku, charakteryzujących się mniejszą masą niż ich odpowiedniki wytwarzane w procesie wtryskiwania konwencjonalnego. Ponadto wypraski wytworzone w procesie wtryskiwania z gazem charakteryzują się wysoką sztywnością oraz korzystnymi parametrami jakościowymi i wytrzymałościowymi.

wtrysk z-gazem
Rys. 1  Wtryskiwanie wspomagane gazem metodą częściowego wypełnienia gniazda formującego

Technologia ta, stosowana już ponad dwadzieścia lat, ma obecnie różnorodne odmiany. Są one coraz częściej stosowane ze względu na swe walory. Dodając pewne urządzenia oraz przerabiając nieco dotychczas stosowane formy i wtryskarki uzyskuje się duże korzyści prowadzące do: zmniejszania kosztów produkcji, zwiększania wydajności, ale przede wszystkim uzyskania powierzchni bez zapadnięć. Pojęciem formowanie wtryskowe wspomagane gazem (Gas Assisted Injection Molding – GAIM), można w bardzo szerokim znaczeniu objąć również inne technologie, np. starszą metodę wtrysku spienionych tworzyw termoplastycznych.
Wdrożenie procesu wtryskiwania wspomaganego gazem nie wymaga zazwyczaj wielkich inwestycji. Można w niej stosować (w większości przypadków) klasyczne wtryskarki. Mimo to, ustawienie procesu oraz konstrukcja formy do wtrysku z gazem może sprawić przetwórcy sporo kłopotów. Pomocne w tym zakresie są programy komputerowe przeznaczone do symulacji zjawisk zachodzących w procesach różnych rodzajów wtryskiwania, w tym wtrysku z gazem. Wyniki takich symulacji dają pełny opis przebiegu przetwórstwa i pozwalają uniknąć błędów w ustawieniach procesu oraz w konstrukcji narzędzi (form).
Programy takie umożliwiają prowadzenie obliczeń dla modeli przestrzennych, które są niezbędne do modelowania procesów, takich jak wtryskiwanie wspomagane gazem. Poprzednio używane modele powierzchniowe nie umożliwiały symulacji dystrybucji gazu we wnętrzu wypraski.
W artykule przedstawiono przykładowe wyniki symulacji procesu wtryskiwania wspomaganego gazem. Opisano modelowanie dwóch metod wtrysku z gazem:

  • przy częściowym wstępnym wypełnieniu gniazda formującego,
  • przy całkowitym wypełnieniu gniazda formującego (z kieszeniami bocznymi).

Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono w sposób schematyczny procedurę prowadzenia wtryskiwania z gazem dla wymienionych powyżej dwóch metod.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5 (92) maj 2015


Stapianie laserowe jest jedną z metod wytwarzania przyrostowego wykorzystującą wiązkę laserową w celu łączenia proszków metalicznych do postaci półwyrobów lub gotowych części. Proces wytwarzania przyrostowego – warstwa po warstwie – proszków metalicznych umożliwia produkcję trójwymiarowych elementów, wykorzystując dwuwymiarowe przekroje modelu CAD. Jednym z ważniejszych aspektów możliwości wykorzystania technologii stapiania laserowego jest optymalizacja topologiczna wytwarzanych części w celu redukcji masy poprzez zmiany geometrii przy założonych właściwościach mechanicznych.

Bogdan Dąbrowski

Przykładem optymalizacji wytwarzanych części z wykorzystaniem systemu stapiania laserowego jest współpraca Renishaw z Empire Cycles w pracach związanych z projektem budowy nowoczesnego roweru wyczynowego. Firma Renishaw zaprojektowała i wykonała (z zastosowaniem technologii stapiania laserowego) tytanową ramę rowerową, spełniającą wymagania stawiane konstrukcjom stosowanym w kolarstwie górskim i zjazdowym.

rower rama

Najpierw metodą przyrostową wytworzono poszczególne części ramy, a następnie zespolono je w całość.
Wykorzystanie technologii stapiania laserowego pozwala na uzyskanie korzyści, takich jak:
swoboda projektowania – szybki proces iteracyjny, elastyczność w zakresie wprowadzania poprawek konstrukcyjnych w procesie produkcji, łatwość tworzenia kształtów uzyskiwanych w drodze topologicznej optymalizacji, szerokie możliwości dotyczące modyfikacji/dostosowywania/budowy „na miarę” (stapianie laserowe proszków metalicznych pozwala na produkcję zarówno pojedynczych egzemplarzy, jak i części seryjnych);
możliwość tworzenia skomplikowanych konstrukcji, w tym złożonych kształtów z wewnętrznymi elementami wzmacniającymi, pustych (wydrążonych) struktur, elementów z wbudowanymi cechami indywidualnymi (np. z nazwiskiem właściciela);
wytrzymałość, odporność i mała masa konstrukcji – wspornik siodełka jest lżejszy o 44% niż wersja ze stopu aluminium, pod względem wytrzymałościowym konstrukcja spełnia wymagania normy EN 14766, wykazuje odporność na korozję i długą żywotność.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5 (92) maj 2015


Nazwa Pipistrel powoli staje się legendą, nie tylko ultralekkiego lotnictwa. Niedawno, bo 24 marca bramy słoweńskiej fabryki opuścił samolot z numerem 700. Był to model Sinus, przeznaczony dla odbiorcy w USA.

Ryszard Romanowski

Intrygująca nazwa Pipistrel pochodzi od łacińskiego słowa pipistrellus, które oznacza nietoperza. Nazwa w sposób bardzo lakoniczny przedstawia historię firmy, której korzenie tkwią w dawnej Jugosławii. Kraj ten, po II wojnie światowej rządzony przez Józefa Broz Tito, cieszył się wieloma swobodami, o których pozostałe kraje tzw. Demokracji Ludowej, w tym i Polska, tyko mogły pomarzyć.

sinus2
Sinus

Ale nawet tam posiadanie prywatnych jachtów, nie mówiąc już o statkach powietrznych, było nie do pomyślenia. Jednak nawet najbardziej restrykcyjne przepisy nie mogły powstrzymać pasjonatów zapatrzonych w poruszające się po niebie nad krajami wolnego świata lotnie i motolotnie. Słowenia położona przy granicach włoskiej i austriackiej, częściowo w paśmie Alp Julijskich, mogła obserwować dynamiczny rozwój lotniarstwa u sąsiadów, na przełomie dekad lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych. Rozpoczęto budowę własnych konstrukcji i latano w pobliżu zaprzyjaźnionych lotnisk wojskowych. Można to było robić tylko wtedy gdy samoloty wojskowe były już na ziemi czyli o zmierzchu. Trójkątne skrzydła lotni na ciemnym niebie przypominały wtedy nietoperze. Marszałek Tito zmarł w roku 1980 i w Jugosławii rozpoczęły się burzliwe przemiany i powolny rozpad republiki. W roku 1987 jeden z pionierów motolotniarstwa Ivo Boscarol założył firmę i został pierwszym producentem prywatnych samolotów w byłej Jugosławii. Ruszyła produkcja motolotni, których do 1995 roku wyprodukowano około 500.
O firmie robiło się coraz głośniej na świecie. Powoli stawała się symbolem słoweńskiego przemysłu i uznano, że zbliża się pora, aby zrealizować plany budowy samolotu. Ultralekki samolot z logo Pipistrela miał być lepszy i bardziej innowacyjny niż konstrukcje konkurencyjnych firm.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5 (92) maj 2015


Metoda sklejania elementarnych powierzchni definiujących kształt zęba ślimaka jest poprawna, ale nie jedyna z możliwych, bo definicja „powtarzalnego” segmentu zęba może być w systemie CATIA V5 wykonana za pomocą jednego polecenia.

Andrzej Wełyczko

Podobnie jak w poprzednim odcinku proponuję zastosowanie polecenia Sweep w tym samym modelu początkowym, ale tym razem w trybie Profile type = Explicit. Kompletna powierzchnia fragmentu zęba ślimaka „powstanie” po przeciągnięciu zadanego profilu (przekroju zęba lub wrębu ślimaka) wzdłuż dwóch krzywych prowadzących.

ewolwentowa Rys33
Rys. 33

Takie rozwiązanie gwarantuje nie tylko zachowanie kształtu i wymiarów przekroju tworzonej powierzchni, ale także wymagane położenie tego przekroju na płaszczyźnie generującej. To chyba oczywiste, że jedną z krzywych prowadzących jest Helix.2. Kolejne krzywe prowadzące (Helix.3 i Helix.4) można zdefiniować analogicznie do krzywej Helix.2 (czyli za pomocą polecenia Helix), ale dla różnych punktów początkowych (Rys. 33):

  • Intersect.2 – punkt przecięcia okręgu Circle.2 z krzywą Ewolwenta jest punktem początkowym krzywej Helix.3. Promień okręgu Circle.2 jest promieniem cylindra podziałowego ślimaka.
  • Intersect.3 – punkt przecięcia okręgu Circle.3 z krzywą Ewolwenta jest punktem początkowym krzywej Helix.4. Promień okręgu Circle.3 jest promieniem cylindra wierzchołków ślimaka.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 5 (92) maj 2015