Использование технологии трехмерного прототипирования для модернизации формовочной машины Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ных сочетаниях статических и динамических нагрузок и воздействий; определение расчетного статического и динамического напряженно-деформированного состояния несущих конструкций; оценка прочности и усталостного ресурса элементов несущих конструкций.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бугаев В.Т., Дубровский М.П., Яковлев П.И. и др. Конструкции сухих доков и их взаимодействие с грунтом. М.: Недра-Бизнесцентр, 2001. 372 с.

2. ГОСТ 26966-86. Сооружения водозаборные, водосборные и затворы. Термины и определения.

X

УДК 664-42

Я.А. Нагорная, Д.Ю. Проскура

НАГОРНАЯ Яна Александровна - аспирант, ассистент кафедры дизайна архитектурной среды Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), ПРОСКУРА Дмитрий Юрьевич - старший преподаватель кафедры прикладной механики (Дальневосточный государственный технический рыбо-хозяйственный университет, Владивосток). E-mail: [email protected] © Нагорная Я. А., Проскура Д.Ю., 2012

Использование технологии трехмерного прототипирования для модернизации формовочной машины

Разработана компьютерная модель модернизации машины КМС100 (YANAGIYA MACHINERY Co, Ltd) применением формующей насадки со сменными формами: двумя комплектами форм-штампов, имитирующих гидробионты. Ожидаемая окупаемость от увеличения ассортимента продукции - за 3-4 смены работы цеха. Переналадка на другой вид продукции: 20-30 мин. Блок сменных форм-штампов для экструзивного формования рыбных фаршей типа «СУРИМИ» и других повышенной плотности был изготовлен по технологии FDM (Fused Deposition Modeling), который заключается в послойной укладке разогретой полимерной нити в соответствии с геометрией модели детали, разработанной в системе CAD. Ключевые слова: менные формы, экструзивное формование, плотные фарши.

Use of technology of three-dimensional prototyping for forming machine modernization. Yana A. Nagornaya - School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok). E-mail: [email protected], Dmitrii U. Proskura (Far Eastern State Technical Fisheries University (Dalrybvtuz), Vladivostok). The developing computer model of modernization for car KMS100 (YANAGIYA MACHINERY CO., LTD) by application forming devices: two complete sets of replaceable forms-stamps simulating hydro bionics. Expected recoupment threw increase assortment of production at 3-4 changes of work of shop. Readjustment on other kind of production of 20-30 minutes. The block of replaceable forms-stamps for extruding formations of fish forcemeats of type «SURIMI» and others the raised density has been made on technology FDM (Fused Deposition Modelling) which consists in level-by-level packing of the warmed up polymeric thread according to geometry of model of the detail developed in system CAD.

Key words: replaceable forms, extruding formation, dense forcemeats.

В начале 90-х годов прошлого века в США были разработаны первые RP-системы (RP - rapid prototyping, быстрое прототипирование). Назначение этих установок - быстрое изготовление прототипов. В отличие от традиционных технологий, таких как механообработка или литье, все RP-системы представляют собой установки для послойного аддитивного синтеза моделей. Исходным материалом для работы любой RP-системы является трехмерная твердотельная компьютерная модель изделия, созданная в любой программе 3D САПР. Она сохраняется в формате файла STL (аббревиатура STL расшифровывается как STereoLithography,

т.е. объемная литография), затем в программном обеспечении RP-машины она разбивается на плоские слои с одинаковой толщиной. Установка быстрого прототипирования строит из модельного материала эти слои последовательно, один за другим, до получения завершенной трехмерной модели. Таким образом, время изготовления модели не зависит от сложности геометрии, а определяется только размерами прототипа. Это является одним из серьезных преимуществ систем быстрого прототипирования по сравнению с традиционными технологиями, такими как механообработка или литье.

Рост популярности технологий быстрого прототипирования связан с появлением на рынке в последние пять лет ЭБ-принтеров. 3Б-принтеры сыграли такую же роль в распространении технологий быстрого прототипирования, как и персональные компьютеры в распространении цифровых технологий в нашей жизни.

Стоимость разработки новой продукции, как правило, весьма велика. Использование возможности ЭБ-принтеров сокращает ее за счет снижения сроков разработки. Широкое использование прототипов позволяет оперативно решать такие вопросы, как запуск в серию изделия, доработка конструкции, технология массового производства и т.п. на уровне разных отделов одного предприятия, а также смежников и конечных заказчиков. Прототипы очень полезны при демонстрации новой продукции на выставках. Исправление ошибки, замеченной на этапе конструирования, обходится в сотни и тысячи раз дешевле, чем то же самое при массовом производстве. И здесь пользу от применения прототипов трудно переоценить.

Предлагаемая для модернизации формующая насадка [2] со сменными формами (рис. 1) увеличивает стоимость базового оборудования (рис. 2) ориентировочно на 27 700-35 000 руб. (в зависимости от количества сменных форм). Ассортимент выпускаемой продукции сразу увеличивается в несколько раз. Используя насадку с двумя комплектами сменных форм-штампов, имитирующих гидробионты, увеличиваем ассортимент в три раза (один вид без насадки). Учитывая, что не потребуется еще две машины такого класса (одна формовочная машина стоит 1.2 млн руб.), а используется имеющиеся оборудование, экономический эффект огромный. Срок эксплуатации насадки сопоставим со сроком эксплуатации базового оборудования. Производительность не изменяется. Переналадка на другой вид продукции 20-30 мин. Окупаемость: 3-4 смены работы цеха.

На рис. 1 приведены компьютерные 3D MAX модели [1] и блок сменных форм-штампов для экструзивного формования рыбных фаршей типа «СУРИМИ» и других повышенной плотности, изготовленный

Рис. 1. Варианты сменных форм для насадок, имитирующих морепродукты (выполнены в программе ЗБМах), и их реальные протитипы

Рис. 2. Компьютераня модель модернизации (справа формовочная машина КМС100, поставляемая компанией YANAGIYA MACHINERY Co., LTD)

методом лазерного спекания на смене «Инновации и техническое творчество», проходившей на оз. Селигер с 1 по 9 июля 2011.

Системы автоматизированного проектирования давно вошли в норму инженерного труда. Последовавшее совершенствование средств и технологий 3Б-прототипирования, которые позволяют не только изготавливать пилотные модели макеты с целью отладки геометрии изделия, но и выпускать серийные образцы, что значительно сокращает время воплощения в реальность замысла инженера.

Кроме этого качество получаемых изделий уже практически не зависит от точности изготовления, так как она значительно высокая, и поэтому овладение навыками компьютерного моделирования и разработка практических рекомендаций по автоматизированному проектированию позволяют проводить модернизацию довольно дорогостоящего сложного оборудования, эффективность которой очевидна [3-7].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Проскура Д.Ю., Проскура Д. Д. Варианты модернизации существующих технологических линий производства фаршевых изделий // Материалы Всерос. науч.-техн. конф. «Современные тенденции разработки, проектирования и эксплуатации пищевого оборудования». 12-13 мая 2011, Владивосток, Дальрыбвтуз.

2. Устройство для экструзионного формования заготовок из вязкой пищевой массы: пат. RU86845U1 / Д.Ю. Проскура, А.В. Славгородская, А. Д. Сченснович, Д. Д. Проскура. 2009.

3. http://www.solidworks.com

4. www.cybercom.ru

5. www.materialise.com/MiniMagics

6. www.mcneel.com

7. www.netfabb.com