Kulonleges Megmunkalasok HU

7/22/2019 Kulonleges Megmunkalasok HU

1/32

1

Dr. Markos Sndor, Gpgyrtstechnolgia1

BMGE

KLNLEGES MEGMUNKLSOK

ECPPEDMFDMUSMCVDPVD

ECGWEDGSLSWJM

AJM

MAM HDM

ECMWEDMSLAEBMUPM

CHMEDMLOMLBMHSM


BMGE

A megmunklt anyag kemnysge, szilrdsgatlsgosan nagy.

A munkadarab tlsgosan rugalmas vagykarcs ahhoz, hogy elviselje a forgcsols kzbenfellp erket.

sszetett bonyolult alakzatot kell megmunklni(kls, bels).

H keletkezse, felleti hmrskletnvekedse nem megengedett.

Marad feszltsg nem keletkezhet.

Felleti minsg ignye nem kielgt.

Pontossg nem kielgt.

Klnleges megmunklsok indokoltsga


2/32

2


BMGE

HSM, Nagy sebessg mars

5 tengely

3 tengely


BMGE

HSM kutats, fejleszts mltja

Schulz, PTW Darmstadt+41 nmeth vllalat, hscszerszmok, szerszmgpelemek, HSC folyamat,esztergls, frs, mars, ipari alkalmazs

1989

Komanduri, DARPA projekt, USA 24.500 m/min,esztergls, mars, aluminium s titntvzet

1979

FANUC, Kobe University, UG: NURBS spline interpolci1998

Schulz, PTW Darmstadt, 4700 m/min, mgnescsapgyazs, mars, aluminium tvzetek, iparialkalmazs

1979

Arndt 132.000 m/min, ballisztikai teszt. laboratriumban1972

Kronenberg 72.000 m/min, ballisztikai teszt.1958

Kuznetsov, 50.000 m/min, ballisztikai teszt.1947

C. Salomon 16.500 m/min, frsztrcsa1929


3/32

3


BMGE

HSM Szerszmanyagok

-Finomszemcss kemnyfmszerszm anyagok

- CBN, PKD szerszmok

- Specilis bevonatok


BMGE

Prhuzamos megmunkls HSM-hez

SarokSarok,, hirtelenhirtelenirirnyvnyvltoztatltoztatss

nnlklklili pplyalya


4/32

4


BMGE

UP esztergls

- Htst nem ignyel kszrlsi iszap nincs

- Kisebb rhagys anyagtakarkos

- Kovcsolsi ht felhasznlva edzik energiatakarkos- Egy l dolgozik kis deformci, nagy pontossg

- Nagy anyaglevlasztsi sebessg

- J felletminsg

- Egyszerszerszmmal bonyolult profilt lehet gyrtani


BMGE

Elefnt

Kz, madrIC Chip

Homokszem

HajszlSejt

Porszem

Elektronikai struktra

Betk atomokblDNS lnc

Atom

2m

10cm

1cm

1mm

100m 10m1- 5m

20nm

6,5nm2nm

0,1- 0,4nm

Mikroforgcsols

FromFrom TakTakcsMcsM


5/32

5


BMGE

Kemnyfm: WC-Co, mikroszemcss, 2 l, bevonatnlkli szerszmok

Tbbfle gyrtmny elrhet (Magafor, HAM, JabroTools, Kobelco, Gloor), min 100m

lezsi problmk llekerektsi sugr: 3-5m ltartam = lettartam50m

50m

50m10m

Mikromars

FromFrom TakTakcsMcsM


BMGE

500m 200m

200x200x1000m 100x100x1000m 50x50x500m

Kedvez optikai benyoms J felleti minsg (Rz =ca. 1m) l/d viszony = 10 Egyenes oszlopok Sorjakpzds, eltvoltsa pl.

elektrokmiai polrozssal

Felhasznlsi plda: mikromretfrccsszerszm

500m

Paramterek:Ck45 V300 (HRC 51)cv =30m/min, zf =1 m, pa =5 m

150m

Kb. 3 ra

Mikromarsi pldk


6/32

6


BMGE

KMIAI MEGMUNKLSOK

pH1pH0

pH2

oxidhrtya Marszer

Aluminium


BMGE

veg maratsa

Az veg maratsakor lejtszd vegyi reakci

SiO2 +4HF = SiF4 +2 H2O

veg munka- +marat Reakci

darab anyag termk + vz(folyadk)

Az veg s a hidrognfluorid reakcijaknt folykonysziliciumtetrafluorid s vz keletkezik. Az vegnek azon felleteit,amelyeket nem akarunk maratni, el kell takarni. Takarshoz viaszt,vagy parafint hasznlnak.


7/32

7


BMGE

ELEKTROKMIAI MEGMUNKLSOK

Elektrolit, pl.NaCl, NaNO3vizes oldata

+ And (Munkadarab) - Katd (szerszm)

Andikusolds

Fe

Cl

Fe + 2e

Fe (OH)

H

Na

2

+

2+ -

2

-

+ -


BMGE

Elektrokmiai sllyeszts

Egyenramgenertor

Eltolm

vf

And

s

S

iszapszr

Elektrolittartly

Katd (szerszm)

M

+

-

s

Cl Na

Fe

Fe(OH)

Uel Katd(szerszm)

Munka-darab

And+ -

- +

2+

2

H2

Elektrolit

Elektrolit: NaNO , NaCl, KClHNO vizes oldata

Munkafeszltsg: 520 Vramsrsg : 0.14 A/mmMunkahzag (s) : 0.051 mmv eltolsi seb. : 0.210 mm/minAnyagram : 12.5 mm /A mf

M

3

3

2

2


8/32

8


BMGE

A munkars


BMGE

Elektrokmiai kszrls

Fn

Relatvmozgs(forgcsolsebessg)

Kszrtrcsa

Munkadarab

Elektrolit

Genertor

=u

+

-

Elektrolit :Elektrolit : NaNO3,NaNO3,NaClNaCl vizes oldatavizes oldata

SzerszSzerszm:m:GyGymmntszemcsntszemcsss

korong fkorong fmm

(vezet) k(vezet) kttsselssel

MunkafeszMunkafeszltsltsg : 5g : 515 V15 V

ramsramsrrssg :0.5g :0.52 A/mm22 A/mm2

SzorSzorttnyomnyoms: 2s: 212daN/cm212daN/cm2

KKszszrrllsi seb.: 20si seb.: 2030 m/s30 m/s


9/32

9


BMGE

Elektrokmiai polrozs

Elektrolit

Munkadarab

-+-

Szerszm

Egyenramgenertor

Munkadarab

Elektrolitoldat

Szigetels

Sorja+

-

=


BMGE

ECM alkalmazsok


10/32

10


BMGE

SZIKRAFORGCSOLS


BMGE

Szikraforgcsols elve

Az anyaglevlasztsi sebessget befolysolfolyamat paramterek: impulzus feszltsg (Ue), ramerssg (Ue, Ie), impulzusfrekvencia (fp) sznetid (to)

t - kislsi ksedelemt - kislsi idt - impulzusidt - sznetidt - peridusid

f = - kvetsi frek

d

e

i

0p

p1tp


11/32

11


BMGE

Felleti rteg problmja

Repedstolvasztott rteg

Kzbens rteg

Szerkezeti talakuls.

Nagyols utn az tolvasztottrteg vastagsga 10 mikron

Egy simits utn az tolvasztottrteg vastagsga 5 mikron

4 simits utn az tolvasztottrteg vastagsga 1 mikron


BMGE

EDM vltozatok

Szerszm

Munkadarab

Eltols irnya

a,

Szerszm

Munkadarab

Eltols irnya

b,

regkszts, gravrozs Frs

Huzal haladsi irnya

Szerszm Munkadarab

Eltolsirnya

c,

Eltols irnya

Szerszm

Munkadarab

d,

Huzalo s szikrafo rgcso ls V gs lemezelektr ddal


12/32

12


BMGE

Elektrdaanyagok

Grafit elektrda

Knny

, nagyobbmret elektrdkhozcsak grafitblHterhels magasabbElektrElektrdardarzz


BMGE

Elgyrtmnyfelfogsa Elektrda marsa

Elektrda megmunkls huzallal Elektrda felhasznlsa

1

3

2

4

Elektrda felfogs egysgestse


13/32

13


BMGE

Tmbelektrds vltozat alkalmazsa


BMGE

Tmbelektrds szikraforgcsols


14/32

14


BMGE

blts


BMGE

Szikraforgcsols forg fejjel


15/32

15


BMGE

Elektrda bolygats


BMGE

Huzalelektrds szikraforgcsols

Energia forrEnergia forrss


16/32

16


BMGE

SUGARAS MEGMUNKLSOK

LLzerzer

PlazmaPlazma

ElektronElektron

VVzz

AbrazAbrazvv sugsugrr


BMGE

A FOLYAMATJELLEGE

INTERAKCI

HULLMHOSSZ

FOTON ENERGIJA

LZER TPUSA

FELBONTS

LZEREK LTALNOS JELLEMZIMEGMUNKLSI ALKALMAZSOKHOZ

EXCIMER ND:YAG CO2

0.157 - 0.351 m 0.266 1.06 m 10.6 m

(HARMONICS)

DUV? UV UV? NIR MID IR

7.8 3.5 eV 4.6 1.2 eV 0.12 eV

ELECTRONIC EXCITATIONPHOTOCHEMICAL BOND BREAKING

ABLATION

RO-VIBRATIONAL EXCITATIONTHERMAL DISSOCIATION

VAPORIZATION

NEM-TERMIKUS TERMIKUS

MAGAS (< ms) ALACSON (10s TO 100s of


17/32

17


BMGE

A leggyakrabban alkalmazott ipari lzerek

(Hullmhossz)


BMGE

Megmunkls laser sugrral


18/32


19/32

19


BMGE

Lzersugr

Gyjttvolsg

Fkuszllencse

Vdgz

(munkagz)

Fvka

Fkuszl lencsk tpusai

Lencss fkuszl berendezs felptse

FromFrom TakTakcscs


BMGE

2 lpcss folyamat

1 lpcss folyamat

1. Hozaganyagfelvitele-Plazmaszrs-Lngszrs-Galvanikus-Rfektetett flia

2. Lzersugarasbeolvaszts

LzersugrVdgz

Hozaganyag

Hozaganyag

Vdgz

Lzersugr

Hozaganyagfelviteleegyidejleg:-gz,-por,-pasztaalakban.

Bevonatkpzs


20/32

20


BMGE

Vzsugaras megmunklsok


BMGE

Vzzel vghat anyagok

Vzzel vghat anyagok Lgy gumi, Hab, zink flia, sznyeg, lgy gasket anyag

Abrazv vzsugrral vghat anyagok: Titn, aluminium, k, kemny gumi, inconel, edzett acl


21/32

21


BMGE

RP TECHNOLGIK

Egy jellegzetes RP darab

Egy jellegzetesEgy jellegzetesfolyamatfolyamat


BMGE

A rtegelt gyrts mltja


22/32

22


BMGE

SFM eljrsok csoportostsa


BMGE

RP technolgia alkalmazsnak fejldse

Sectors

31.7%

18.4%11.2%

8.8%

8.6%

8.2%

5.5% 7.7%

Motor Vehicles

Consumer Products

Business M achines

Medical

AcademicAerospace

Government/Military

Others


23/32

23


BMGE

RP megmunklsi folyamat


BMGE

Rtegelt megmunkls

3D3D--ss modell felmodell felppttsese 2D2D--ss rrtegekbtegekbll

SSztereolithogrztereolithogrfiafia


24/32

24


BMGE

Rtegekbl felptett objektumok


BMGE

Geometriai megfontolsok

A rtegels irnya befolysolja a munkadarab minsgt s atermelkenysget

Rtegek szma Megtmaszts ignye

Megtmaszts-kontaktus Fellet minsge


25/32

25


BMGE

A rtegkpzs elve

Anyaga eljrstl fggen lehetmanyag, fm, papr, ..

A rtegkpzs alapja a VOXELgeometria


BMGE

Az informci ramls


26/32

26


BMGE

RP mveletek

3D CAD Modeling

2D rtegenknti feldolgozs

RP Interfsz (STL file) Szeletels

Utfeldolgozs

utkezels polrozs...

RP alkatrsz

megmunkls

Munkalloms


BMGE

RP mdszerek az sminta ellltsra

SLASLA LOMLOMSLSSLS

FDMFDMHSMHSM

MintMintttl elvl elvrt pontossrt pontossg,g,

PontossPontossgi kgi kvetelmvetelmnynyirirnyultsnyultsgaga

Minta megkMinta megkvvnt anyagant anyaga

Minta mMinta mrete, tagoltsrete, tagoltsgaga

EgysEgysgnyi tgnyi trfogatra esrfogatra es kkltsltsgg

BPMBPM3DP3DP


27/32

27


BMGE

SLA - Stereolithography

Elnyk - sebessg

- CAD adatok rvnyestse

- pontossg

Korltok - Anyagok (fotpolimerek)

Rideg - hydroszkopikus

- Folyamat


BMGE

Lzer fnyforrs

Fkuszl optika

Psztz tkr

Asztal

Kd

Asztalemelerendezs

Folyadkszint-

Sztereolitogrfia ( Stereolithography, SLA)

Az els lpsben az asztalt abelltott rtegvastagsgnakmegfelel mlysgbe sllyesztik azoldatba. Ott ahol a modell adott rtegbenanyag van, ott a lzersugrralvgigpsztzzk az oldatot,melynek hatsra ott rszbenmegszilrdul.

A kvetkez lpsben az asztaltlejjebb sllyesztik, s elksztik akvetkez rteget. Ismtls a darabelkszltig. Ezutn a darabokat kiemelik afolyadkbl, megtiszttjk s UV-kemencben 10- 24 ra alattteljesen trhlstjk. Az eljrssal 0.1 -0.05 mm mrets alakpontossg rhet el, afelleti rdessget elssorban artegek vastagsga hatrozza meg (0.1 -0.05 mm ).


28/32

28


BMGE

SLA termk


BMGE

Lzer fnyforrsFkuszl optika

Psztztkrrendszer

PorTartly

Munkadarab

Henger

Asztal

Poradagol

Szelektv lzeres szinterels (SLS )

Az eljrssal minden olyananyag feldolgozhat,melybl megfelel porkszthet, s a porszinterelhet marad, teht: A por egyenletes, kisszemcsenagysg Nem hajlamos acsomsodsra, kendsre,statikus feltltdsre Nem alakul ki a szemcskfelletn olyan rteg, amelymegakadlyozza a szinterels(oxid-, nitrid-rteg, az rlssorn valamely alkotfelleti feldsulsa stb.) Az abszorpcis kpessge alzer hullmhossznelegenden nagy.


29/32

29


BMGE

Lzer fnyforrs

Tkr

SugrvezetFttt henger

AsztalPaprtekercs

Rtegelt Darabgyrts (LOM)

Olyan eljrs, amelynlfliaszer anyagbl (papr vagylaserrel vghat ms anyag)vgja ki s ersti egymshozaz egyes rtegeket amegmunkl gp.

Az elbb elksztett rtegrekerl oldal, ragasztval vanbevonva, amit egy fttt hengeraktivizl.

Az j rtegbe a lzersugrbelevgja az aktulis kls sbels kontrt, amit CADrendszer hozott ltre.

Passzv rszek darabolsaeltvolthatsg miatt


BMGE

Rtegelt darabgyrts (LOM)


30/32

30


BMGE

Rtegkpzs felrakssal (FDM)

3D extrudls


BMGE

Fused Deposition Modelling (FDM)

Elnyk FDM az anyagok sokflesgnekalkalmazst teszi lehetv az ABSdominancija mellett. A huzal cserjvel aszn knnyen megvltoztathat.

Vkony alkatrszek egszen gyorsanllthatk el, s a 0.12 mm-es pontossgaz alkalmazsok tbbsgnl megfelel.

Az anyagok nem toxikusak, s a folyamatalacsony hmrskleten valsul meg.

Htrnyok sszecsaps vonalak a rtegek kztt,az alkatrsz szilrdsga gyenge azextrudls irnyra merlegesen. Ha azextruder fej nem egyenletesen mozogzrvnyok lehetnek a rtegek kztt.

Mechanikai vizsglatok ignyeltemechanikai szilrdsg gyenge.


31/32

31


BMGE

Korrzivdelem,

Klcsiny emelse,

Mretvltoztats

Kopsllsg nvelse, magas hmrskleten is.

Magasabb repedsllsg (kisebb hsokk-rzkenysg)

Megnvekedett kmiai stabilits Kisebb srldsi tnyez s hvezet kpessg

Megnvelt forgcsolsi sebessg s eltols

Hosszabb szerszmltartam

BEVONATOLS


BMGE

Rtegstruktrk


32/32


BMGE

Gymnt (szer) bevonat ellltsa


BMGE

Fmfelszrs

- Nagy sebessg raml kzeg 100 m/s;

- Felletek megtiszttva

- Kemnyfm, kermia is felhordhat

- A plazma sugr hmrsklete 15,000 C,

Documents

Kulonleges Megmunkalasok HU