Teknik Eksperimen Untuk Meminimalkan Atas Model Kebutuhan Bahan Untuk

Turbin Shaft In Rapid Prototyping (FDM)

1. PENDAHULUAN

Pada hari-hari ini, prototyping digital sedang banyak digunakan untuk pengembangan produk di daerah yang berbeda dan oleh banyak perusahaan. Tantangan utama datang setelah produk tersebut telah digital prototyped, dan diuji untuk dunia nyata, dalam kondisi virtual; dan kemudian dalam pembuatan prototipe nyata. Tantangan termasuk bagaimana mempertahankan tingkat yang cukup dari batas, cocok, toleransi, waktu dan biaya (tooling desain dan manufaktur), waktu untuk memproduksi komponen untuk pertama kalinya, dan banyak faktor lain yang terlibat dalam proses manufaktur.

Lead time yang dibutuhkan untuk membuat prototipe produk akan dikurangi dengan prosedur yang cepat ini, karena proses waktu teknik dan persyaratan perkakas dihindari. Keuntungan dari prototyping cepat telah membuat cocok untuk kebutuhan pasar global seperti manufaktur cepat, dan produk sangat direkayasa. Teknologi seperti cepat Tooling (RT) dan Manufaktur Rapid (RM) upaya untuk mengatasi banyak kekurangan yang ada dalam fabrikasi Penggunaan bagian end akhir menggunakan teknologi RP. Salah satu manfaat utama dari RP / RT / RM adalah kemampuan untuk memproduksi bagian cepat. Manufaktur cepat didefinisikan sebagai kemampuan untuk memproduksi produk, langsung dari input data CAD, tanpa campur tangan manusia atau keterampilan. Prosedur ini mengubah data CAD, langsung ke produk akhir juga disebut sebagai manufaktur langsung. Keterbatasan untuk proses RM ini adalah berbagai materi dan sifat, kecepatan pemrosesan, akurasi dimensi, permukaan akhir, pengulangan, kemampuan geometri dan efektivitas biaya.

Untuk tujuan prototyping, Rapid Prototyping atau teknik Aditif Manufaktur sedang digunakan. Dalam metode ini, Selain bahan yang digunakan untuk membangun komponen mesin atau bagian, yang di bawah manufaktur. dalam proses mengadopsi Teknologi Rapid Prototyping, Fused Deposition Modeling merupakan salah satu proses penting yang sedang saat ini digunakan oleh banyak Lembaga Penelitian dan Industri untuk proses pengembangan prototipe untuk pertama kalinya untuk memastikan desain mereka, mengikuti pertimbangan manufaktur, dan untuk menguji komponen dalam laboratorium di bawah sejumlah besar kondisi.

Dalam proses FDM ini, salah satu pertimbangan utama adalah untuk meminimalkan bahan Model produk yang memiliki besar efek pada produk dalam hal pengurangan waktu tahap desain, pengurangan biaya produksi, peningkatan permukaan akhir dan akurasi dengan mana produk sedang dibangun. Turbin Shaft, yang memiliki beberapa fitur desain, diambil sebagai benda kerja dalam percobaan ini. Shaft Turbin ini memiliki beberapa operasi seperti hadapi, polos balik, langkah balik, pengeboran, kunci cara penggilingan, grooving, memotong benang, dll Dalam tulisan ini, beberapa percobaan yang dilakukan untuk memprediksi orientasi optimal untuk bagian Turbin Shaft kerja; untuk mengurangi kebutuhan dari bahan Model. Juga, eksperimen serupa dapat dilakukan pada mesin FDM, untuk bagian kompleks lainnya seperti rotor dari turbin, memacu dan heliks gigi, impeller, benang, semua jenis aplikasi medis bio, dll orientasi Terbaik bisa menjadi diperkirakan; dengan kondisi untuk meminimalkan kebutuhan bahan Model.

2. THE prototyping PROSES a. Prinsip Ada beberapa metode dalam proses Rapid Prototyping. Singkatan untuk Fused Deposition Modeling adalah F D M. ini adalah teknologi utama lainnya dan teknik juga banyak digunakan setelah Sterio-litografi. F D M membangun yang produk dalam lapisan tipis dari thermo kawat plastik seperti filamen. Tidak perlu untuk photopolymers cair, bubuk dan laser.

b.Proses Keterangan Dalam teknik FDM, filamen thermo plastik dipanaskan diekstrusi dari tip yang bergerak di x - y pesawat. The dikontrol ekstrusi kepala deposito manik-manik yang sangat tipis dari bahan ke platform membangun untuk membentuk lapisan pertama. The Platform dipertahankan pada suhu yang lebih rendah, sehingga plastik thermo cepat mengeras. Setelah platform menurunkan, yang ekstrusi kepala deposito lapisan kedua pada lapisan pertama. Mendukung dibangun di sepanjang jalan, diikat ke bagian baik dengan bahan yang lebih lemah kedua atau dengan persimpangan berlubang. Membangun bahan termasuk ABS (Acryto Nitrile Butadine Styrene), elastometer (96 durometer), Polycarbonate, polifenol sulfon dan lilin pengecoran investasi. Seperti nozzle adalah pindah meja dalam geometri diperlukan, deposito tidur tipis plastik diekstrusi untuk membentuk setiap lapisan. plastik mengeras segera setelah dibebaskan dari nozzle dan obligasi ke lapisan bawah. Seluruh sistem yang terkandung dalam ruang pada suhu di bawah titik leleh plastik.

Beberapa bahan yang tersedia untuk proses termasuk ABS dan lilin pengecoran investasi. A B S menawarkan kekuatan yang baik dan baru-baru polikarbonat dan poli (fenil) bahan sulfon telah diperkenalkan yang memperpanjang kemampuan metode lebih lanjut dalam hal kekuatan dan rentang suhu. Struktur pendukung yang dibuat untuk menggantung geometri dan kemudian dihapus dengan melanggar mereka menjauhi obyek. Sebuah air bahan pendukung larut yang dapat hanya akan hanyut juga tersedia.

C. Fused Deposition Modeling Proses Metode FDM adalah user friendly dan operasi cukup. Operasi FDM cepat untuk produksi bagian-bagian kecil di urutan beberapa sentimeter kubik atau mereka yang memiliki faktor tinggi dan kurus. Ini mungkin lambat untuk komponen dengan lebar penampang.

D. Keuntungan FDM Proses Keuntungan dari proses FDM meliputi berikut ini. i. Cepat dan generasi komponen dengan biaya rendah ii. berbeda warna yang tersedia. iii. Tidak ada kekhawatiran dari kemungkinan paparan bahan kimia beracun, laser atau mandi polimer cair. iv. The Sistem tidak membuang-buang materi selama atau setelah memproduksi model. v. Material dapat diubah dengan cepat.

E.Keterbatasan FDM Proses Keterbatasan proses FDM tercantum di bawah ini. i.Restricted akurasi karena bentuk dari material yang digunakan. ii. mendukung mungkin diperlukan. Kekuatan iii.Part lemah tegak lurus untuk membangun sumbu. iv. Fluktuasi suhu selama produksi dapat menyebabkan delaminasi.

F.Aplikasi proses FDM Proses Prototyping cepat atau proses Aditif Manufaktur secara luas diterapkan dalam Pertahanan, organisasi penelitian, Machine Tools, Air Kerajinan, Aerospace Technology, Industri Otomotif, aplikasi Bio Medis, dll FDM proses memiliki berbagai aplikasi rekayasa. i. Model untuk operasi dan pengujian bagian fungsional. ii. Model desain untuk menilai penampilan akhir dan geometri bagian kompleks. iii. Setelah perakitan bagian-bagian, kerja produk lengkap dapat dievaluasi. iv. Proses ini diterapkan dalam pengecoran Investasi dan Injection molding.

3. Pernyataan Masalah

Karena jenis peningkatan dan kompleksitas bahan yang digunakan untuk proses FDM dengan beberapa bahan ada muncul masalah biaya bahan, yang secara langsung berhubungan dengan kenaikan biaya operasional secara keseluruhan. Juga, jika bahan model yang lebih, itu menghasilkan kelebihan konsumsi daya listrik. Selain itu, itu mengarah ke termal pakai pada mesin. Aspek ini berhubungan langsung dengan biaya produksi dan biaya pemeliharaan. Hasilnya Konsumsi lebih banyak waktu juga.

4. Solusi

Orientasi pasti atau posisi yang benar dari benda kerja dalam mesin FDM harus dilaksanakan untuk memecahkan masalah ini masalah, dan untuk mendapatkan akurasi yang optimal. Juga, orientasi didefinisikan menghasilkan konsumsi minimal Model bahan untuk mendapatkan produk yang memiliki dimensi yang tepat dan dengan akurasi tertentu. Percobaan ini dilakukan pada mesin Fused Deposition Modeling, Stratasys membuat, USA. Mesin FDM ini dilengkapi dengan pengolahan pra perangkat lunak yang disebut Catalyst, yang akan berguna untuk memproses model 3 D CAD. Model CAD ini akan diimpor untuk memproduksi komponen yang kompleks atau sebagian. Pada penelitian ini, sebuah Shaft Turbin dengan beberapa fitur manufaktur dirancang dan diuji dalam orientasi yang berbeda, untuk mendapatkan kebutuhan bahan model yang minimum.

5. Set Up Eksperimen

Turbin Shaft dirancang menggunakan 'Autodesk Inventor' software, dan ia diubah menjadi '.stl' Format. Hal ini dimuat ke yang 'Catalyst' software mesin F D M. Percobaan dilakukan pada perangkat lunak ini dengan orientasi yang berbeda dari bagian untuk kebutuhan minimum bahan Model. Untuk membandingkan hasil perangkat lunak Catalyst, Shaft yang komponen praktis dibuat pada mesin FDM dalam orientasi yang berbeda untuk kebutuhan minimum model material. Hasilnya diverifikasi. Hasilnya disajikan di bawah ini.

Pada penelitian eksperimental ini, contoh Turbin Shaft ditampilkan dalam dua orientasi terhadap sumbu komponen. i. Posisi horizontal dan posisi ii.Vertical, untuk kebutuhan minimum bahan Model. Percobaan yang dilakukan dengan dua resolusi lapisan yang berbeda. Sejenis karya eksperimental dapat diperluas untuk bagian kompleks seperti rotor turbin gas, pisau, bagian pesawat udara, impeller, dll, di mana kita menemukan pengurangan pemakaian bahan model yang akan memiliki dampak yang besar pada biaya keseluruhan pembuatan komponen.