Opublikowano: 07 kwietnia 2011

Konstrukcje towarzyszą człowiekowi prawie od początku jego dziejów. Prawie, bo w raju konstrukcje nie były potrzebne. Wiele mówią o człowieku i jego epoce, szczególnie te największe, jakbyśmy to dziś nazwali, projekty.

Ryszard Rubinowicz

Biblijni inżynierowie noszący ponadczasowe projekty w sercach i głowach, rysujący je patykiem na piasku, a w najlepszym przypadku rylcem na tabliczce, umieścili poprzeczkę bardzo wysoko. Zarówno co do motywów swoich działań jak i zaawansowania technicznego. Czy Arka zbudowana przez Noego, z zawodu rolnika, nie była najpotężniejszą konstrukcją drewnianą wszechczasów? Szacowana na 150 m długości, 25 m szerokości i wysoka na 4 piętra, zdolna unosić się na wodzie i opierać falom. Budowana dziesiątki lat i to „tylko” z natchnienia Bożego. Wieża Babel, o rozmiarach okrytych tajemnicą, choć niektórzy określają jej wysokość na ok. 2500 metrów, mogłaby skonfudować współczesnych kreatorów architektury niebotycznej.
Wreszcie motywacje. Odnoszące się do relacji człowiek – Stwórca. W przypadku Noego posłuszeństwo i zaufanie, można by rzec ślepe, w rezultacie przynosi spektakularny sukces zarówno inżynierski jak i powierzonej misji. Babilończycy za to lokują się na biegunie przeciwnym.



Motywowani pychą, niewątpliwie technicznie perfekcyjni, ponoszą fiasko . Skutki ich koncepcji i działań odczuwamy do dziś... No właśnie, a co dziś ? Jakie są motywacje, cele, projekty? Niewątpliwie inspiracją dla współczesnych jest Babilon, nie Noe. Babilon jako przenośnia ale i realny projekt. Osiemsetmetrowy wieżowiec Burj Dubaj jest jak najbardziej realny i jego budowa ma zakończyć się w tym roku. Świat już pieje z zachwytu. Poza tym, dzisiaj, poważne odwoływanie się do Noego czy wieży Babel i dywagowanie na temat gabarytów konstrukcji biblijnych to coś jak taniec na linie, rozciągniętej nad Eufratem pełnym wyposzczonych krokodyli. Należałoby więc rozważać raczej projekty współczesne, o konkretnych i sprawdzalnych parametrach. Stanąć na twardym gruncie empirycznych danych, co też niniejszym, z niejaką ulgą (mając na uwadze te krokodyle) czynię. Pozwolę sobie tylko raz jeszcze odwołać się do Noego i bezmiaru wód zalewającego ówczesny i dzisiejszy świat. Nie jest przypadkiem, że to właśnie wody unoszą najbardziej zaawansowane ruchome konstrukcje, przewyższające rozmiarami wszystko, co zdolne jest poruszać się po lądzie i unosić w powietrzu. Tak jak głębiny morskie kryją największe żywe organizmy, tak powierzchnie wód przemierzają gigantyczne statki. Tak duże, że chyba większe być już nie mogą. Zatem przejdźmy do charakterystyki tych współczesnych gigantów.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (18) marzec 2009

Opublikowano: 07 kwietnia 2011

Kontynuujemy na naszych łamach publikację oznaczeń materiałów konstrukcyjnych  w zestawieniach z ich odpowiednikami (zamiennikami), według norm poszczególnych krajów i symboli międzynarodowych. Dziś – stale konstrukcyjne.

Nawiązując do publikowanych w zeszłym roku zestawień symboli stali nierdzewnych (które spotkały się z dużym zainteresowaniem naszych Czytelników), rozpoczynamy publikację zestawień prezentujących oznaczenia najważniejszych gatunków stali konstrukcyjnych. Dzielą się one na konstrukcyjne stale stopowe i niestopowe, od których zaczniemy. To stopy żelaza i węgla, które zawierają inne pierwiastki chemiczne (jak Mangan, Krzem, Aluminium i in.), w stężeniach mniejszych od wartości granicznych -
Mn - 1,65%
Si - 0,50%
Cu, Pb - 0,40%
Cr, Ni - 0,30%
Al, Bi, Co, Se, Te, V i W - 0,10%
Mo - 0,08%
Nb - 0,06%
La, Ti, Zr - 0,05%
B - 0,0008%
Właściwości stali niestopowych zależą przede wszystkim od zawartości węgla. Małe stężenie węgla (0,1%) daje strukturę stali ferrytyczną, większe (tzw. średniowęglowe do 0,4%) ferrytyczno-perlityczną, a jeszcze większe stężenie węgla (0,7%) to już struktura stali czysto perlityczna. Ze wzrostem zawartości węgla wzrasta twardość stali i wytrzymałość na rozciąganie, maleją natomiast własności plastyczne.
Konstrukcyjne stale niestopowe ogólnego przeznaczenia to, według dawnych Polskich Norm, gatunki St0, St3S, St4S, St5, St6 i St7.
Zgodnie z normą PN-88/H-84020, w zależności od stopnia odtlenienia, wyróżnia się podstawowe grupy konstrukcyjnych stali niestopowych:
● stale nieuspokojone – oznaczone literą X (St3SX, St3VX, St4X i St4VX)
● stale półuspokojone – oznaczone literą Y (St3SY, St3VY, St4Y i St4VY)
● stale uspokojone (St3S, St3V, St4S i St4V)
● stale niestarzejace się (St3W i St4W)
Dziś, po wprowadzeniu norm europejskich – jednolitych w krajach UE – stare symbole krajowe powoli wychodzą z użycia.
Zgodnie z normą PN-EN 10027-1 stal, według zastosowania i właściwości mechanicznych i fizycznych, oznaczamy za pomocą symboli głównych i dodatkowych.

Symbole główne:
S – stal konstrukcyjna
G – odlew staliwny
E – stal maszynowa
P – stal pracująca pod ciśnieniem
L – stal na rury przewodowe

Dalej następuje liczba oznaczająca minimalną wartość graniczną plastyczności w MPa dla najmniejszego zakresu grubości wyrobu. (przykładowo, dla popularnej stali St3S jest to liczba 235).
Kolejne oznaczenie to symbole dodatkowe określające udarność stali (praca łamania próbki przy określonej temperaturze badania).

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (18) marzec 2009

Opublikowano: 07 kwietnia 2011

Dzisiejszy człowiek żyje w pośpiechu i kocha zmiany. Chociaż jest to bardzo stereotypowe stwierdzenie, wydaje mi się jednak, że każdego z nas w pewnym stopniu te słowa dotyczą. W biegu jemy, rozmawiając jednocześnie przez komórkę, zamiast gazet czytamy informacje na portalach internetowych, ograniczając się w większości przypadków do przejrzenia krótkich i zwięzłych wiadomości. Telefon zmieniamy co roku, czasem co dwa lata. Dwuletni samochód już nas nie cieszy tak jak dawniej – z zaciekawieniem przeglądamy reklamy i ogłoszenia producentów planując, kiedy kupimy sobie nowy.

Antoni Skrobol

Przemysł dostosowuje się do tego trendu. Produkty wypuszcza się w krótkich seriach i za chwilę zaczyna się wytwarzać coś zupełnie innego. Jednocześnie stawia się na innowacje. Nowe modele samochodów różnią się od starych nie tylko wyglądem zewnętrznym – stylistyką, ale oferują również mnóstwo nowinek technicznych, lepszą trakcję, wspanialsze osiągi i niższe spalanie. W każdej gałęzi przemysłu oczekuje się od producenta lepszych, nowszych, bardziej innowacyjnych artykułów, wymagając od niego terminowych dostaw solidnych i niezawodnych produktów. Producenci odczuwają nieustanną presję. Nie mogą zwiększyć kosztów ponieważ przestaną być konkurencyjni. Jednocześnie muszą nadążać za konkurencją i w określonych, regularnych odstępach czasu muszą dostarczyć na rynek nowy produkt, a przecież innowacyjność kosztuje i wymaga czasu. Tymczasem okres od podjęcia decyzji o produkcji do momentu, kiedy pierwsze samochody, telewizory lub telefony komórkowe opuszczą linię produkcyjną jest coraz krótszy. Wytwórcy mają coraz mniej czasu na zaprojektowanie procesu produkcji, przeprowadzenie testów i korektę narzędzi, lub ustawień procesu.
Można zauważyć pewną analogię pomiędzy procesem produkcyjnym, a procesem projektowania. Efektem działania procesu produkcji jest rzeczywisty przedmiot – amortyzator, samochód, telefon. Wyjściem procesu projektowania – produktem – jest projekt amortyzatora, samochodu czy telefonu.
Podobnie jak producenci, również projektanci odczuwają nieustanną presję – muszą dostarczyć innowacyjny projekt w coraz krótszym czasie i po nie zmienionych kosztach. Fabryka chcąc zwiększyć moce produkcyjne kupuje dodatkowe maszyny i zatrudnia ludzi. To jednak powoduje wzrost kosztów. Alternatywą jest zoptymalizowanie procesu wytwarzania tak, aby przy tych samych środkach móc zwiększyć produkcję. W tej samej sytuacji jest biuro projektowe. Aby podołać zleceniu może zatrudnić więcej inżynierów i tym samym zmniejszyć swoją konkurencyjność. Może też spróbować zoptymalizować i przyspieszyć proces projektowania i w ten sposób, nie zwiększając nakładów, pokonać konkurencję.

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (18) marzec 2009

Opublikowano: 07 kwietnia 2011

Przed niespełna dwoma miesiącami, 26 stycznia, odbyła się światowa premiera wyjątkowej drukarki 3D firmy Stratasys Inc. Drukarki „na biurko”, jak było anonsowane w poprzedniej edycji Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich.

Łukasz Majewski

Irzeczywiście, uPrint 3D wymiarami przypomina biurowe urządzenia wielofunkcyjne i to niekoniecznie z serii tych stacjonujących na podłodze „kombajnów” ale właśnie raczej z tych „nabiurkowych”. Dzięki swojej zwartej kompaktowej konstrukcji maszyna ma szansę stać się prawdziwie podręcznym sprzętem nie tylko w dużych firmach ale również w małych biurach konstrukcyjnych, pracowniach architektonicznych czy artystycznych.

Warstwa po warstwie
uPrint, podobnie jak drukarki z rodziny Dimension oraz systemy szybkiego wytwarzania Fortus, pracuje w technologii FDM (Fused Deposition Modeling). Jest to przyrostowa technika modelowania obiektów przestrzennych polegająca na warstwowym osadzaniu termoplastycznego tworzywa sztucznego. Materiał dostarczany jest do drukarki w postaci włókna (grubej plastikowej żyłki nawiniętej na szpulę i zamkniętej w szczelnej obudowie). Drukarka w procesie cyklicznym – warstwa po warstwie – nakłada roztopione tworzywo sztuczne na plastikową podstawę modelową. Ponieważ każda warstwa ma pewną grubość, nakładanie jednej na drugą powoduje powstanie stosu warstw o zadanym uprzednio kształcie. W efekcie utworzona zostaje bryła przestrzenna tworząca indywidualny, trójwymiarowy model.
Modele, wykonywane na drukarce uPrint, budowane są przy użyciu tworzywa sztucznego ABSplus, w kolorze naturalnym (kość słoniowa). Tworzywo to jest około 40% mocniejsze od standardowego ABS-u i, co ważne, jest zupełnie bezpiecznym, nie toksycznym materiałem, dzięki czemu idealnie nadaje się do biurowych zastosowań. Ponadto ABSplus charakteryzuje się dużą łatwością obróbki mechanicznej. Modele można powierzchniowo wykańczać poprzez szlifowanie, malowanie, nawiercanie a nawet galwanizację. Materiał ten odporny jest na warunki atmosferyczne (temperatura, wilgotność, promienie UV) oraz wyklucza występowanie efektu rozwarstwiania (delaminacji). Również sklejanie modeli, które ze względu na swoje gabaryty podzielone zostały na części, nie stanowi najmniejszego problemu. Uzyskane łączenia są trwałe - niezależnie od warunków otoczenia, oraz bardzo wytrzymałe. Pomimo że ABSplus jest termoplastycznym tworzywem sztucznym, prototypy wykonane z tegoż materiału spełniają swoją funkcjonalność nawet do temperatury 90^oC.



cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (18) marzec 2009