AP08857034 Разработка новой конструкции прессового устройства и камеры с газодинамической установкой с программным управлением для изготовления аддитивной технологией изделия высокого качества
Актуальность
1. В проекте впервые будут получены количественные данные и установлены основные зависимости изменения НДС и прочностных характеристик основных механизмов нового ПУ и КсГУ;
2. На основе материаловедческого анализа, физического и математического моделирования, экспериментальных исследований будут определены рациональные режимы новой совмещенной технологий производство изделий с заданными свойствами и субмикрокристаллической структурой.
Цель проекта
Путем исключения из многоэтапной существующей технологии сложного литейного оборудования и дорогостоящей оснастки, а также специальной технологии удаление связующего с «коричневой» детали изготовление качественной проволоки и готовой детали из полимер-металлических композиций новыми MIM и FDM-технологией (Fused deposition modelling- моделирование методом послойного наплавления).
Ожидаемые результаты:
Новое прессовое устройство и камера с газодинамической установкой; рациональные геометрические параметры каждой детали нового прессовое устройство и газодинамической установки; новая технология выдавливание проволок из мелкодисперсных смесей с полимерными связующими и различными наполнителями из прессового устройства; аддитивная технология изготовления изделия высокого качества из проволок; рекомендации по конкретному использованию результатов проекта в малых предприятиях; конструкторская документация проектируемого оборудования.
Достигнутые результаты:
Были выполнены чертежи прессового устройства, конструкторская документация передана на завод, заводом изготовлено ПУ (прессовое устройство); проведено компьютерное моделирование механических и физических свойств металлополимерного композита; предел прочности для 90% включений составил 380 МПа, результаты прочностного расчета цилиндра: σ_max =1.34МПа, перемещение у=0,000137 м, расчет пресс-штемпеля на прочность: σ_max =459 МПа, перемещение у=0,004 м, коэффициент запаса прочности пресс-штемпеля к=1,1, коэффициент устойчивости n=1.03, в шнеке коэффициент запаса прочности к=1.3 МПа, перемещение у=0,002 м; по расчетам динамических параметров из диаграммы Кэмпбелла первая резонансная скорость ω_рез=54 об/мин, что на 65% ниже скорости вращения шнека, что удовлетворяет условию жесткого вала; был проведен расчет мощности и подбор системы нагрева экструдера; получены первые образцы филамента с постоянной толщиной 2 мм без дефектов; симуляцией в компьютерной программе EASY 5 определено время регулирования давления в экструдере tр≈10,5 c; определены параметры технологического процесса обработки образца из композита: материал взрывчатого вещества - Аммонит 6ЖВ, ударное давление Р =230000 Па, начальная скорость соударения Uo=988 м/с. Научная новизна заключается в разработке конструкции ПУ (прессовое устройство) и камеры с газодинамическим устройством для получения металло-полимерных проводов, используемых в технологии FDM.
4.Имена и фамилии членов исследовательской группы с их идентификаторами:
- Абсадыков Бахыт Нарикбаевич — научный руководитель
- Zhang Dong — ведущий научный сотрудник
- Тусупкалиева Эльмира Адиетовна — главный научный сотрудник
- Нугман Ерик Зеинелович — исполнитель
- Жанкелді Әділет Жанкелдіұлы — научный сотрудник
- Базарбай Бауыржан Бакытбекұлы — научный сотрудник
- Тургунов Жаркынбек Серикбайулы — исполнитель
- Машекова Айым Сериковна — исполнитель
Список публикаций:
1. S. A. Mashekov, E. A. Tussupkaliyeva, B. B. Bazarbay, M. L. Rakhmatulin, N. Sembayev. The stress-strain state (SSS) calculation of heavy loaded elements of a new-designed pressing device (PD). Metalurgija 61 (2022) 1, 250-252.