T c e h c niki k dru r ku k 3D 3 przy r k zy ł k ad a y y zas za t s oso s wań Jan n B IS Marek KRET P weł łpł P A Ł T A EK

Transkrypt

1 Techniki druku 3D przykłady zastosowań Jan BIS Marek KRET Paweł PŁATEK

2 Laboratorium szybkiego prototypowania 2

3 Laboratorium szybkiego prototypowania... Panel sterujący Zbiornik do wypłukiwania struktury podporowej Kaseta z materiałem modelowym Kaseta z materiałem podporowym Dimension SST 1200 Przestrzeń robocza: 254 x 254 x 305 mm Grubości warstw: 0,245 i 0,33 mm Rodzaj podpory: SST rozpuszczalna janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 3

4 Istota procesu szybkiego prototypowania CAD STL Model 3D CAD STL 2D przekroje Model w formacie STL Model podzielony na dwuwymiarowe przekroje Budowa Wykończony i wyczyszczony model janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 4

5 Format STL Model 3D Model po triangulacji Pojedynczy trójkąt i wektor normalny - STL = stereolitography - format rozwinięty przez 3D Systems - nieformalny standard dla RP STL - standardowy format wymiany danych w dziedzinach przemysłu związanych z Szybkim Prototypowaniem, wymaganym przy pracy z maszynami stereolitograficznymi (...). janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 5

6 Format STL... A C B Wpływ tolerancji na jakość odwzorowania powierzchni A powierzchnia po triangulacji B powierzchnia wejściowa C - tolerancja Przykład pliku STL w formacie ASCII janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 6

7 Istota druku 3D metoda FDM Metoda FDM (Fused Deposition Modelling) polega na warstwowym nakładaniu przez dwu dyszową głowicę, rozpuszczonego materiału modelowego (ABS) i podporowego Nanoszony materiał warstwa po warstwie odwzorowuje geometrię modelu Dwudyszowa głowica drukująca Materiał modelowy Wydruk 3D Materiał podporowy Podstawa modelowa Stół roboczy janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 7

8 Jak działa urządzenie FDM WŁÓKNO MATERIAŁU PODPOROWEGO WŁÓKNO MATERIAŁU MODELOWEGO GŁOWICA DRUKUJĄCA PODAJNIK ROLKOWY PODGRZEWACZ DYSZE DRUKUJĄCE OSIE X,Y PODSTAWA MODELOWA STÓŁ ROBOCZY MODEL STRUKTURA PODPOROWA MATERIAŁ PODPOROWY MATERIAŁ MODELOWY OŚ Z janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 8

9 Od modelu 3D do obiektu rzeczywistego Parametryzacja procesu druku 3D 9

10 Od modelu 3D do obiektu rzeczywistego... Określenie położenia modelu w przestrzeni roboczej maszyny janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 10

11 Od modelu 3D do obiektu rzeczywistego... Materiał modelowy Materiał podporowy Podział modelu na 2D przekroje poprzeczne 11

12 Od modelu 3D do obiektu rzeczywistego... Analiza czasu druku i ilości zużytego materiału Określenie położenia na stole roboczym janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 12

13 Kilka spostrzeżeń - kiepskie wykończenie powierzchni, - niewielka wytrzymałość podczas pracy, - duża ilość materiału podporowego, - dłuższy czas druku, - wyższy koszt wydruku + lepsze wykończenie powierzchni, + większa wytrzymałość podczas pracy, + niewielka ilość materiału podporowego. + krótszy czas druku + niższy koszt wydruku janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 13

14 Kilka spostrzeżeń... Min. grubość ścianki: 0,6mm Min. średnica okręgu: 0,75mm Możliwe obróbki: klejenie, malowanie, szlifowanie, wiercenie, galwanizacja 14

15 Kilka spostrzeżeń

16 Prototyp wkładu na sztućce Czas druku: ~ 26 h Ilość zużytego materiału: - modelowego ~ 180 g - podporowego ~ 270 g janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 16

17 Przewód hydrauliczny 17

18 Prototyp obudowy pistoletu do malowania Proszkowego (dla firmy Adal) Czas druku: ~ 5h 30 min Ilość zużytego materiału: - modelowego ~ 160 g - podporowego ~ 40 g janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 18

19 Prototyp czujnika pomiarowego (dla firmy Danfoss) 19

20 Makieta podwozia limuzyny PZInż 403 Podwozie prototypu samochodu osobowego PZInż 403 Lux Sport z 1936r. janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 20

21 Makieta podwozia limuzyny PZInż 403 Widok ogólny budowanej makiety podwozia Model 3D geometrii podwozia 21

22 Makieta podwozia limuzyny PZInż

23 Prototyp obudowy pulpitu symulatora sterownika PLC (dla firmy Brebistom) 23

24 Prototyp obudowy pulpitu symulatora sterownika PLC (dla firmy Brebistom)... Czas druku: ~ 12 h Ilość zużytego materiału: - modelowego ~ 320 g - podporowego ~ 65 g janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 24

25 Rekonstrukcja kabiny samochodu Ciężarowego marki Tatra Czas druku: ~ 46 h Ilość zużytego materiału: - modelowego ~ 610 g - podporowego ~ 294 g janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 25

26 Forma do termoformowania blistrów 26

27 Inne modele prototypowe Czas druku: ~ 10 h Ilość zużytego materiału: - modelowego ~ 121 g - podporowego ~ 4,5 g janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 27

28 Obudowa odtwarzacza MP3 Pakiet wyświetlacza odtwarzacza MP3 28

29 Obudowa odtwarzacza MP3 Model obudowy górnej i dolnej (rzuty izometryczne) janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 29

30 Obudowa odtwarzacza MP3 Obudowa dolna i górna wykonana technologią FDM janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 30

31 Prototyp rękojeści drążka sterowego (dla firmy Aerospace) Czas druku ok. 35 h Ilość zużytego materiału: materiału modelowego 380 g Materiału podporowego 350 g janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 31

32 5,56 mm - MSBS (Modułowy System Broni Strzeleckiej) 5,56 mm karabinek w wersji klasycznej kolbowej. 5,56 mm karabinek w wersji bezkolbowej (bullpup) janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 32

33 Adaptacja dokumentacji technicznej dla RP Modyfikacja zespołu komory zamkowej Modyfikacja zespołu lufy Modyfikacja zespołu komory zamkowej 33

34 Realizacja makiety demonstratora technologii 5,56 mm karabinka w układzie klasycznym kolbowym Wykonane podzespoły karabinka: 1 podzespół kolby, 2 podzespół komory spustowo-uderzeniowej, uderzeniowej, 3 podzespół komory zamkowej z łożem, 4 podzespół lufy janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 34

35 Elementy składowe makiety demonstratora technologii 5,56 mm karabinka w układzie klasycznym kolbowym podzespół komory zamkowej z łożem 2 podzespół kolby, 3 podzespół komory spustowej, 4 podzespół lufy 3 4 janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 35

36 Elementy składowe makiety demonstratora technologii 5,56 mm karabinka w układzie klasycznym kolbowym. janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 36

37 Elementy składowe makiety demonstratora technologii 5,56 mm karabinka w układzie klasycznym kolbowym. janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 37

38 Realizacja makiety demonstratora technologii 5,56 mm karabinka w układzie bezkolbowym - bullpup Wykonane podzespoły karabinka: 1 podzespół komory zamkowej z chwytem transportowym, 2 podzespół komory spustowo-uderzeniowej, uderzeniowej, 3 podzespół lufy z chwytem przednim. janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 38

39 Realizacja makiety demonstratora technologii 5,56 mm karabinka w układzie bezkolbowym - bullpup. Podzespół komory zamkowej Podzespół lufy wraz z chwytem przednim Podzespół komory spustowo - uderzeniowej janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 39

40 Ostateczna wersja makiety demonstratora technologii 5,56 mm karabinka w układzie bezkolbowym (bullpup) 40

41 Makiety 5,56 mm MSBS pomalowane w barwy maskujące janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 41

42 Wnioski Wykorzystanie techniki szybkiego prototypowania w procesie projektowania skomplikowanych urządzeń mechanicznych pozwala zaoszczędzić czas i ograniczyć koszty wykonania modelu prototypowego. Na podstawie analizy geometrii modelu rzeczywistego istnieje możliwość sprawdzenia konstrukcji pod względem ergonomii, funkcjonalności. Analiza modelu rzeczywistego pozwala dostrzec błędy konstrukcyjne, których usunięcie we wczesnej fazie rozwoju projektu, ogranicza koszty i czas realizacji zadania. Prototypy wykonane metodą FDM charakteryzują się trwałością, mogą być poddawane dodatkowej obróbce tj. wiercenie, toczenie, frezowanie, chromowanie, lakierowanie. janbis@educax.net marekk@educax.net pplatek@educax.net 42

43 Razem można więcej