УДК 621.01

АНАЛИЗ ОТКЛОНЕНИЙ РАЗМЕРОВ ПРИ СОПРЯЖЕНИИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДАМИ АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОБОРУДОВАНИИ РАЗНОГО КЛАССА

Стрижеус Валерий Александрович
Московский политехнический университет
студент 3 курса

Аннотация
В статье приведено исследование отклонения размеров сопрягаемых цилиндрических объектов, изготовленных на оборудовании для аддитивного производства разного класса. Анализы были проведены на нескольких установках АП от базового начального уровня до промышленных машин, с использованием различных значений толщины образующих слоев.

Ключевые слова:


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Стрижеус В.А. Анализ отклонений размеров при сопряжении цилиндрических объектов, полученных методами аддитивного производства на оборудовании разного класса // Современные научные исследования и инновации. 2019. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2019/11/90492 (дата обращения: 03.02.2020).

Сейчас технологии аддитивного производства большими темпами входит в нашу жизнь. Данный тип технологий становится популярным средством не только для быстрого создания макетов и тестовых образцов, но и для создания конечных продуктов. 

Создавая различные объекты и узлы с использованием технологий аддитивного производства, можно заметить, что отклонения в размерах деталей могут не позволить сопрягать их так, как было задумано в конструкции объекта. Изучив литературу [1-3] об особенностях применения технологий АП, обратили внимание на рекомендации по проектированию изделий и требования по необходимым допускам в геометрии модели.

Цель работы: проанализировать отклонения размеров цилиндрических деталей при создании их методами аддитивного производства на разных установках, проверить их сопрягаемость и сравнить с рекомендуемыми значениями зазора.

Задачи: создать компьютерные модели деталей для исследования, напечатать детали на установках для аддитивного производства разных классов, проверить сопрягаемость деталей, сравнить полученные значения со значениями из рекомендаций.


Рис.1. Рекомендации из литературного источника

В качестве исследования были выбраны детали «Корпуса светофора» – линза и крышка с посадкой с зазором. Эти детали были использованы для создания корпуса умного светофора на автономном полигоне для проведения соревнований по беспилотной технике. Тогда проблема и проявила себя. Диаметр линзы в модели – 17,25 мм, диаметр отверстия в крышке 17,5 мм. В рекомендациях к проектированию под установки АП, использующие технологии FDM разница в посадочных диаметрах рекомендована 0,5 мм. В спроектированных моделях отличие в размерах было равно 0,25 мм. Детали печатались на трех различных FDM принтерах: производственный закрытый принтер UPrint/Fortus, персональный закрытый принтер Picaso Designer, персональный открытый принтер Prusa i3. Толщина слоя при печати равнялась 0,25 мм, в качестве материала использовался ABS. Детали, выращенные на UPrint, совмещались без особых усилий. А те детали, которые были напечатаны на Picaso и Prusa так же совмещались без проблем. Таким образом было выяснено, что зазора размером 0,25 мм достаточно для создания цилиндрических деталей с посадкой с зазором. Было выявлено, что на разных установках получаются разные отклонения.

После этого было принято решение проверить, как будут подходить детали при печати слоем 0.1 мм и таком же различии диаметров. Тесты проводились на принтерах Prusa i3 и Picaso Designer. В этом тесте диаметр отверстий остался 17,5 мм, а диаметр линзы стал 17,4 мм. После печати детали, созданные на обоих принтерах, входили друг в друга.

 

Рис.2. Компьютерные модели деталей

В процессе проведения исследования было выявлено, что при печати меньшей толщиной слоя, точность по координатам Х и Y повышается. В таблице приведены значения диаметров деталей с разной толщиной слоя.

Принтер Толщина слоя Диаметр линзы Диаметр отверстия
UPrint 0,25 мм 17.2 мм 17.4 мм
Fortus 0,1 мм 17.1 мм 17.2 мм
Picaso Designer 0.25 мм 17.2 мм 17.4 мм
Picaso Designer 0.1 мм 17.1 мм 17.2 мм
Prusa i3 0.25 мм 17.2 мм 17.3 мм
Prusa i3 0.1 мм 17.3 мм 17.4 мм

Сопоставив значения, был сделан вывод, что при печати сопрягаемых деталей по посадке с зазором необходимо учитывать толщины наплавляемого слоя. В результате этого можно спрогнозировать величину зазора. Для рассматриваемого оборудования значение размеров будет получаться с шагом 0,25 или 0,1 мм (в зависимости от вида используемого принтера). Подобная рекомендация подходит для любого принтера, как открытого, так и закрытого типа. В дальнейшем планируется проверить это утверждение при печати объектов разных габаритов и геометрии.

Фото напечатанных моделей:


Рис.3. Фото напечатанных деталей. UPrint, Picaso, Prusa i3, Fortus

Поделиться в соц. сетях

0

Библиографический список
  1. Ben Redwood, Filemon Schoffer, Brian Garret. The 3D Printing Handbook: Technologies, design and applications. 2017, 304 c.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Стрижеус Валерий Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация