doc0,1 mm - Centrum Zaawansowanych Systemów Produkcyjnych
download 
Reklamacja Transkrypt
0,1 mm - Centrum Zaawansowanych Systemów Produkcyjnych
Zintegrowany Rozwój Produktu oraz przykłady zastosowań technologii rozwoju produktu dla produkcji małoseryjnej Politechnika Wrocławska Laboratorium Szybkiego Rozwoju Produktu (LRPD) Dr inż. Tomasz Boratyński Agenda • Wyposażenie LRPD – Infrastruktura laboratoryjna – Własne opracowania • Realizowane projekty – Finansowane ze środków unijnych – Projekty realizowane na zlecenie przemysłu Rapid Prototyping - Technologie Szybkiego Prototypowania MODEL CAD 3D MODEL STL MODEL FIZYCZNY RP Rapid Prototyping = Technologie generatywne, przyrostowe, addytywne Bazujący na wirtualnych modelach przestrzennych 3D, proces budowy modeli fizycznych z tworzyw sztucznych, metalu, ceramiki lub papieru, polegający na warstwowym, sterowanym przez komputer, spajaniu materiałów w postaci cieczy, proszków lub arkuszy. SLA SLS [Źródło: EOS] MJM [Źródło: Objet] FDM [Źródło: Dimension] Technologie generatywne w przemyśle lotniczym 2001 Medical; 10,7% Aerospace; 7,7% Business Machines; 10,7% Consumer Products; 25,6% Academic Institutions; 8,1% Government /military; 4,5% Other; 7,5% Motor Vehicles; 25,2% 2004 Medical; 9,8% Academic Institutions; 9,3% Aerospace; 8,1% Government /military; 9,0% Business Machines; 6,6% Other; 8,9% Consumer Products; 22,2% Motor Vehicles; 26,1% units sold in years 2008 Medical; 13,4% Business Machines; 11,5% Consumer Products; 23,5% Aerospace; 9,0% Academic Institutions; 7,2% Government /military; 6,4% Other; 8,9% Motor Vehicles; 20,1% 4930 5060 2007 2008 4165 3609 2936 1304 1490 2001 2002 1876 2003 2004 2005 2006 Podział dostępnych technologii RP Urządzenia do wytwarzania modeli koncepcyjnych i wzorcowych • 3D printing Zprinter 510 (Z Corporation/3D Systems) Materiały: Gips (możliwość druku kolorowego), ceramika Przestrzeń robocza 200x250x200mm Grubość warstwy oferowana przez drukarki 3D to przedział 0,075-1 mm • Ink-jet wax printing T66+ (Solidscape) Materiały: wosk Przestrzeń robocza 305 x 150 x 150 mm Grubość warstwy 12,7 - 76,2 µm Materiał pomocniczy selektywnie wypłukany Urządzenia do wytwarzania części funkcjonalnych na bazie polimerów • Stereolithography SLA 250+ (3D Systems) Materiały: Fotoutwardzalne żywice epoksydowe Przestrzeń robocza 250 x 250 x 250 mm Grubość warstwy 0,1 mm • Polyjet Eden 350 (Objet/Stratasys) Materiały: Fotopolimery Przestrzeń robocza 350 x 350 x 200 mm Grubość warstwy 16 µm Dokładność wykonania 42 µm [Źródło: Objet] Urządzenia do wytwarzania części funkcjonalnych na bazie polimerów • Selective Laser Sintering Formiga P110 (EOS) Materiały: Proszki polimerowe Przestrzeń robocza 200 x 250 x 330 mm Grubość warstwy 0,1 mm • Fused Deposition Modeling Dimension Elite (Stratasys) Materiały Tworzywa sztuczne na bazie ABS Przestrzeń robocza 250 x 250 x 300 mm Min grubość warstw 0,05 mm Min szerokość warstw 0,3 mm Urządzenia do wytwarzania części funkcjonalnych na bazie metali • Selective Laser Melting Realizer II i SLM-50 (MCP-Hek/SLM Solutions) Materiały: stal nierdzewna, stal narzędziowa, stopy tytanu, stop Co-Cr, stopy Al Przestrzeń robocza 250x250x240 mm Grubość warstwy 20 – 50 µm • Fused Deposition Modeling Dimension Elite (Stratasys) Materiały: Stopy tytanu Przestrzeń robocza 200 x 200 x 180 mm Grubość warstwy 80 µm Urządzenia do wytwarzania części funkcjonalnych na bazie metali • Laser Cladding - System 5-osiowe wytwarzanie generatywne HERMLE C20U Materiały: stal nierdzewna, narzędziowa, stopy tytanu Przestrzeń robocza 600-450-450 mm Wyposażenie: Sterowanie Siemens 840 D Laser włóknowy o mocy 200 W Głowica proszkowa COAX9 Układ podawania proszków Kamera E-MAqS do regulacji mocy lasera Oprogramowanie DCAM Urządzenia do wytwarzania serii prototypowych • Odlewanie próżniowe w formach silikonowych Materiały: Żywice imitujące typowe tworzywa sztuczne, woski techniczne, kompozyty Przestrzeń robocza 400-400-400 mm 1000-1000-1500 mm Wyposażenie: Gorący kubek Zalewanie ciśnieniowe Odlewanie odśrodkowe • Precyzyjne odlewanie metali nieżelaznych MPC Materiały: Stopy aluminium, brąz, mosiądz, znal, magnez Przestrzeń robocza Fi350 x 400 mm Urządzenia opracowane we własnym zakresie • Urządzenie typu RepRap (technologia FFF) oparte o projekt Prusa i3 Materiały: Filament na bazie polimerów Przestrzeń robocza 150x150x150 mm • Urządzenie działające w technologii DLP (Digital Light Processing) Materiały: Żywica światłoczuła utwardzana światłem białym emitowanym przez projektor Przestrzeń robocza 240x140x150 mm Urządzenia opracowane we własnym zakresie • Urządzenie typu Hbot wyposażone w głowicę dwumateriałową Materiały: Dwa różne filamenty na bazie polimerów Przestrzeń robocza 300x300x300 mm • Urządzenie do generatywnego nakładania warstw pianki poliuretanowej z opcją frezowania Materiały: Pianka poliuretanowa Przestrzeń robocza 1000x1000x500 mm Wyposażenie Głowica frezarska Projekty finansowane ze środków unijnych Badania Technologii Przyrostowych i Procesów Hybrydyzacji dla potrzeb rozwoju innowacyjnej produkcji lotniczej Additive Manufacturing processes and Hybrid Operations research for innovative aircraft Technology Development AMpHOra List of consortium members(s): Participant no. Participant organization name 1 (Leader) 2 3 4 5 PZL Mielec Sp. z o. o. [Ltd.] Wroclaw University of Technology Kielce University of Technology Lublin University of Technology Pabianice Tool Factory PAFANA Organisation Type IND RTD RTD RTD SME AM – DEMO Research Activities for Additive Manufacturing Demonstration Lightweight Structures 1 Lightweight structures through topology optimization – macroscopic approach Projekt konwencjonalny Redukcja masy Optymalizacja kształtu Analiza MES Modyfikacja kształtu 2. Lightweight structures through honeycombs or lattice – mesoscopic appraoach Redukcja kosztów materiału Przestrzenne struktury wewnętrzne Rezultat AM – DEMO Research Activities for Additive Manufacturing Demonstration Function Integrated Parts - Konsolidacja funkcjonalna Redukcja elementów - integracja w zespoły Redukcja elementów Integracja Element spiekany w częściach i następnie spawany laserowo.(Strzałkami zaznaczono miejsce spawania) Wiele elementów Pojedynczy AM – DEMO Research Activities for Additive Manufacturing Demonstration Direct Manufacturing - Wytwarzanie części i wspomaganie produkcji Narzędzia, oprzyrządowanie Wkładki formujące do tłoczenia cienkich blach oraz gotowe wyroby Formy Stemple Matryce Szybkie (do 24 h) wykonywanie narzędzi np. - metalowych tłoczników, matryc - stalowych form do odlewania pod ciśnieniem, - stalowych form do formowania wtryskowego Stempel, matryca do odlewania ciśnieniowego Wkładka matrycowa do wtrysku HO – DEMO Development of Hybrid Operations Demonstrator Hybrydyzacja obróbki Budowa i regeneracja części lub narzędzi Hybrydowa obróbka Budowa Hybrid: Laser Cladding + CNC Odbudowa Hybrid: Laser Cladding lub Cold Spray+ CNC Połączenie obróbki przyrostowej i ubytkowej Nadbudowa Regeneracja Hybrid: Cold Spray+ CNC HO – DEMO Development of Hybrid Operations Demonstrator Inżynieria powierzchni Powłoki funkcjonalne Inżynieria powierzchni Cold Spray: struktury pokryć Powłoki funkcjonale Laser Cladding: funkcjonalne powłoki gradientowe Cold Spraying stosowany do pokryć o dużej gęstości na czyste , grube, przyczepne powłoki takich materiałów jak: (Al., Cu, Ni, Ag, Zn) oraz różnych stopów (inconel, hastalloys) i kompozytów Projekty finansowane ze środków unijnych Opracowanie, wykonanie i badania Zintegrowanego Systemu Kierowania Akcją Ratowniczą z wykorzystaniem innowacyjnych technologii Rapid Manufacturing ZSKAR List of consortium members(s): Participant no. Participant organization name 1 (Leader) 2 Wroclaw University of Technology Korporacja Wschód Sp. z o.o. Organisation Type RTD SME Opracowanie i wykonanie stabilizowanej głowicy optoelektronicznej wraz z pulpitem sterowniczym Opracowanie i wykonanie stabilizowanej głowicy optoelektronicznej wraz z pulpitem sterowniczym Obudowa sensorów głowicy optoelektronicznego Opracowanie i wykonanie stabilizowanej głowicy optoelektronicznej wraz z pulpitem sterowniczym Model funkcjonalny pulpitu sterowniczego Opracowanie i wykonanie demonstratora nowego rozwiązania głowicy stabilizacyjnej Model demonstracyjny głowicy stabilizacyjnej Projekty realizowane dla przemysłu • E-motor Reenginering układu napędowego motocykla spalinowego na napęd elektryczny Zalety: • Kilkukrotnie mniejsze koszty eksploatacji • Poprawa efektywności pojazdu • Poprawa wrażeń z jazdy • Pozytywny wpływ na ekologie • Poprawa efektów akustycznych • Hydrauliczna przekładnia o bezstopniowej regulacji na bazie pompy G-rotorowej Parametry wariatora: Bezstopniowe przełożenie 1:9 z możliwością sterowania siłami odśrodkowymi Projekty realizowane dla przemysłu • Przyrząd rehabilitacyjny do ćwiczeń symulacji chodu dla pacjentów z urazem kręgosłupa Wyposażenie: • Układ napędu pionowego platform pod stopami pacjenta (napęd ręczny, dźwigniowy) • Układ pomiaru i korekty postawy pacjenta (system pomiaru nacisku na poszczególne stopy) • Układ napędu systemu wibracji do wymuszeń napięć mięśniowych (drgania o przeciwległych kierunkach w obu stopach) Dariusz Fidyka, Pacjent wrocławskich neurochirurgów, którzy zregenerowali jego rdzeń kręgowy • Klawiatura ergonomiczna do obsługi jedną ręką Głównym zadaniem klawiatury ergonomicznej jest polepszanie warunków pracy człowieka po przez komfortową obsługę jedną ręką. Klawiatura dopasowana jest do powszechnie przyjętego ustawienia klawiszy /QWERTY/. Dziękuję za uwagę Dr inż. Tomasz Boratyński Politechnika Wrocławska Wydział Mechaniczny Katedra Technologii Laserowych, Automatyzacji i Organizacji Produkcji Centrum Zaawansowanych Systemów Produkcyjnych CAMT-FPC Laboratorium Szybkiego Rozwoju Produktu LRPD ul. Łukasiewicza 5 50-371 Wrocław +48 71 320 28 40 [email protected]
