ul. Zakopiańska Kraków, Polska tel: +48 (12) fax +48 (12) Rok założenia Established in 1946

Transkrypt

1 ul. Zakopiańska Kraków, Polska tel: +48 (12) fax +48 (12) Rok założenia Established in 1946

2 Propozycje badawczo-wdrożeniowe Instytutu Odlewnictwa Konwersja konstrukcyjna materiałowa technologiczna opracował: prof. dr hab. inż. Jerzy Sobczak dr inż. Józef Turzyński

3 Konwersja materiałowa i technologiczna - przykłady Konstrukcja spawana Elementy stali konstrukcyjnej Odlew z żeliwa sferoidalnego -zmniejszenie kosztów wykonania o 40%

4 Konwersja technologiczna Konstrukcja nitowana materiał: stop aluminium Konstrukcja odlewana materiał: stop aluminium

5 Konwersja konstrukcyjna Konstrukcja spawana - 7 elementów Odlew staliwny

6 Konwersja konstrukcyjna materiałowa i technologiczna Dźwignia hamulcowa Materiał: żeliwo sferoidalne Konwersja zastępująca 11 części stalowych łączonych spawaniem źródło: Metal Casting Design & Purchasing AFS 2010

7 Analiza numeryczna konstrukcji wahacza z stopu aluminium

8 Porównanie kosztów wytwarzania Materiał żeliwo szare staliwo żeliwo ciągliwe żeliwo sferoidalne żeliwo sferoidalne ADI stopy aluminium Koszt wykonania 1500 USD/t 250 MPa 3000 USD/t 500 MPa 2000 USD/t 400 MPa 1700 USD/t 500 MPa 2500 USD/t 1000 MPa 8000 USD/t 200 MPa Wskaźnik cena/wytrzymałość na rozciąganie 6 USD/MPa 6 USD/MPa 5 USD/MPa 3,4 USD/MPa 2,5 USD/MPa 40 USD/MPa

9 Charakterystyka żeliwa ADI Austempered Ductile Iron Nowoczesne tworzywo odlewnicze: wytrzymałość na rozciąganie Rm-1600 MPa twardość - 50 HRC udarność 100 J - odpornością na ścieranie - zdolność do tłumienia drgań - zdolność do utwardzania się pod wpływem zgniotu

10 Możliwości zastosowania żeliwa ADI Żeliwo ADI znajduje zastosowanie jako zamiennik: staliwa stopowego stali nawęglanej bądź ulepszanej cieplnie odlewów aluminiowych

11 Korzyści stosowania żeliwa ADI zamiast stali: znaczna wytrzymałość zmęczeniowa lepsza odporność na ścieranie materiału większa trwałość eksploatacyjna niższe koszty wytwarzania dobra obrabialność przed obróbką cieplną zmniejszenie hałasu części współpracujących tłumienie drgań

12 Komputerowe wspomaganie procesów konstrukcyjnych i odlewniczych Programy MAGMAsoft i Flow 3D do analizy i optymalizacji parametrów procesu odlewania Program ANSYS do analizy konstrukcji odlewów w aspekcie naprężeń własnych i eksploatacyjnych

13 Szybkie prototypowanie drukowanie przestrzenne Drukarka D BT612 Solidscape do drukowania dokładnych modeli woskowych Drukarka do wykonywania modeli z tworzyw sztucznych ABS, PC i mieszanki tych materiałów

14 Drukarka 3D Printing Z-310 Plus Skaner optyczny ATOS III urządzenie do odtworzenia rzeczywistych kształtów detali oraz kontroli wymiarowej Odlewanie precyzyjne Próżniowy indukcyjny piec odśrodkowy SuperCast Titan do odlewania stopów tytanu

15 Badania nieniszczące Stanowisko do badań nieniszczących metodą tomografii komputerowej Nanotom z rozdzielczością 500 nm Stanowisko do badań nieniszczących metodą tomografii komputerowej V Tomel xl-450 z rozdzielczością 2 μm Konferencja Tabor Szynowy Przemysł - Nauka Ministerstwo Rozwoju, Warszawa 2016

16 Linia technologiczna do wytwarzania żeliwa ADI w Instytucie Odlewnictwa

17 Konwersja na przykładzie detali taboru kolejowego Analizowane elementy systemów: zawieszenia pojazdów szynowych układów hamulcowych układów napędowych wyposażenia wagonów

18 Przykłady odlewów z ADI dla taboru kolejowego ramię oskardu do podbijarki torów kolejowych kołpaki klocki hamulcowe koła do wózków konserwacyjnych haki urządzeń sprzęgających amortyzatory elementy silnika elementy rozjazdów korpus łącznika łożyska kolejowego maźnicy koła jezdne lokomotyw płyta łańcuchowa układacza torów gniazdo resoru łącznik zawieszenia dźwignia klocka hamulcowego obudowy łożysk

19 Odlewy ADI wykonane w Instytucie Odlewnictwa Ogniwa gąsienicy w maszynie do układania torów; gatunek Łoże rozjazdów kolejowych; gatunek 800-8

20 Struktura i właściwości żeliwa ADI - odlew ogniwa gąsienicy Wytrzymałość na rozciąganie: R m MPa Wydłużenie: A 5-5,4 % Twardość: HRC - 45 EN-GJS wg EN 1564

21 Cele konwersji elementów taboru szynowego stworzenie interdyscyplinarnych zespołów problemowych wspomaganie procesu projektowania łączenie środowisk projektantów, konstruktorów, technologów informowanie o aktualnych możliwościach technologicznych odlewnictwa Konferencja Tabor Szynowy Przemysł - Nauka Ministerstwo Rozwoju, Warszawa 2016

22 Efekty projektu konwersja innowacyjne systemy transportu szynowego lepsze właściwości eksploatacyjne wyrobu zwiększenie wydajności produkcji mniejsze koszty wytwarzania zwiększenie konkurencyjności wyrobów

23 Przedstawiając powyższe informacje Instytut Odlewnictwa deklaruje chęć i wolę uczestnictwa w pracach badawczych, rozwojowych i wdrożeniowych związanych z realizacją Sektorowego Programu Badawczego dla Taboru Szynowego Kopiowanie całości lub części prezentacji wymaga pisemnej zgody Instytutu Odlewnictwa w Krakowie.