Введение 6
1 Теоретические основы 3D технологий 8
1.1 Сущность и основные понятия аддитивных технологий 8
1.2 Основные методы аддитивных технологий 12
1.3 Материалы для 3D-печати 17
1.4 Сферы применения 3D печати 22
2 Устройство сцепления 26
2.1 Назначение и требования к сцеплению 26
2.2 Анализ существующих конструкций сцепления 29
2.3 Гаситель крутильных колебаний 31
2.4 Предлагаемая конструкция 33
3 Создание трехмерной модели в сапр компас 3D 35
4 Методическое пособие к лабораторной работе «экспериментальное
определение передаточного числа мкпп на разных передачах» 43
4.1 Цели работы 43
4.2 Теоретическая часть 43
4.3 Оборудование и материалы 51
4.4 Устройство стенда 52
4.5 Порядок проведения работы 55
4.6 Содержание отчета 59
4.7 Контрольные вопросы 59
5 Раздел по экологической и технологической безопасности 60
5.1 Безопасность 3D-принтера 60
5.2 Исследование материалов для 3D-печати 62
5.3 Летучие органические соединения (ЛОС) 65
6 Экономическое обоснование и эффективность проведения дипломной работы 71
Список используемых источников 80
Приложение А Модель сцепления в сборе в компас ЭЭ
На сегодняшний день, аддитивные технологии все больше находят применение в различных сферах деятельности человека. И это легко объясняется тем, что данная технология, SD-моделирование, достаточно проста и не так затратна, в сравнении с традиционными способами изготовления деталей. Кроме того, создание трёхмерной модели не занимает много времени - немаловажный фактор, являющийся огромной привилегией перед заказчиком. Говоря о преимуществах SD-моделирования, можно выделить следующее:
- низкая себестоимость изготавливаемой продукции;
- изготовление моделей разного уровня сложности;
- многообразие видов сырья
- высокая скорость печати.
Аддитивные технологии во многом упростили работу современных компаний и производств. Теперь, задав параметры практически абсолютно любой модели в компьютерной программе, через считанное время можно получить готовую полноценную деталь.
Благодаря своим многочисленным достоинствам, сфера применения SD-технологии достаточно широка: от аксессуаров и домашних статуэток до деталей двигателей самолетов и ракет. К примеру, в сфере машиностроения и промышленного производства, SD-принтеры, чаще всего, используются для печати опытных образцов деталей, то есть прототипов. Это весьма удобно, не нужно тратить производственные ресурсы на деталь, которая в ходе экспериментальных работ может утратить свои качества. Благодаря таким моделям, можно реально оценить функциональность и сборность детали и без лишних усилий выявить все ошибки и недочёты проектирования. Необходимо заметить, что некоторые SD-модели дают возможность проведения экспериментов, тогда как на готовом оригинальном образце такие операции невозможны.
В сфере НИОКР аддитивные технологии так же нашли своё применение. К примеру, на сегодняшний момент, в высших учебных заведениях в процессе изучения технических и естественных дисциплин, важнейшей частью учебного процесса являются лабораторные работы. В ходе них у студентов формируются практические навыки работы с оборудованием и техникой. Проведение экспериментов, сбор и анализ информации, планирование являются дополнительными навыками, которые получают студенты в ходе учебного процесса. Объектом исследования при этом является научно-лабораторная установка, с помощью которой студенты доступно и наглядно получают нужную информацию. Изготовление таких установок весьма дорогостоящее, а детали могут быть очень громоздкими, поэтому не каждое учебное заведение сможет себе его позволить. Но, благодаря быстрому темпу развития технического прогресса, появились и другие, более простые и удобные способы изготовления деталей. Таким способом являются аддитивные технологии, взятые за основу данной дипломной работы, в котором поднимается вопрос упрощения и удешевления производства стенда для проведения лабораторных работ с применением SD-моделирования.
Основными задачами являются: изучение принципа работы и устройства сцепления, составление методики проведения лабораторной работы, ознакомление с основами SD-печати и историей развития аддитивных технологий, создание методического материала для проведения лабораторных работ.
Объектом исследования выступает стенд для проведения лабораторных работ.
Аддитивные технологии, в целом, дают возможность производства мало затратных, общедоступных и широко применяемых деталей. Такой способ изготовления предметов весьма удобнее привычных нам методов производства. Удобство заключается в экономичном расходе материалов и средств, в минимальном затраченном времени и в практичности эксплуатации деталей, предназначенных для экспериментальных работ. Последнее заслуживает определенного внимания в данной работе, которая нацелена на изготовление стенда для проведения лабораторных работ, а он, в свою очередь, является объектом исследования в данной дипломной работе. Под стендом подразумевается модель силового агрегата автомобиля.
В ходе работы были изучены основы SD-печати, которыми необходимо руководствоваться при работе, кроме того изучена теоретическая часть и история создания и развития данной технологии. Также, были поэтапно изучены важнейшие принципы работы и устройства сцепления, основные составляющие силового агрегата автомобиля, а именно - двигатель, сцепление и коробка передач.
В настоящей дипломной работе конкретизируется направление исследования - конструкция автомобильного сцепления. Главная задача данного механизма заключается в передаче крутящего момента от двигателя к трансмиссии и служит для кратковременного их разъединения. На стенде можно подетально рассмотреть отдельные механизмы, для удобства они напечатаны на 3-D принтере в разных цветах.
Таким образом, можно сделать вывод. С помощью напечатанного на 3¬D принтере стенда силового агрегата автомобиля, можно без особых усилий и лишних затрат, проводить на нем лабораторные, исследовательские и экспериментальные работы. Большим преимуществом использования именно такой технологии служит, прежде всего, экономия материальных средств, что немаловажно для любой организации.
1. Electric Vehicles: Perspectives and Challenges [Электронный ресурс] / Nicola Armaroli, Filippo Monti, Andrea Barbieri. - Электрон. журн. — Florence: Firenze University Press, 2019.
2. Embracing Drones and 3D Printing in the Regulatory Framework. MRO Network. 10 January 2018.
3. Fleet Transition from Combustion to Electric Vehicles: A Case Study in a Portuguese Business Campus [Электронный ресурс] / Bruno Pinto, Filipe Barata, Constantino Soares, Carla Viveiros. - Электрон. журн. - Switzerland: Energies, 2020.
4. Harvard engineers create the first fully 3D printed heart-on-a-chip. 25 October 2016.
5. Modelling the Effect of Driving Events on Electrical Vehicle Energy Consumption Using Inertial Sensors in Smartphones [Электронный ресурс] / David Jimenez, Sara Hernandez, Jesus Fraile-Ardanuy, и др. - Электрон. журн. - Switzerland: MDPI AG, 2018.
6. Nerush YM Transport logistics: textbook. for Acad. bachelor / Yu. M. Nerush, S. V. Sarkisov, 2016.
7. Аддитивное производство - Общие принципы - Терминология. ISO / ASTM 52900: 2015.
8. Антонова В. С., Осовская И. И. Аддитивные технологии: учебное пособие. М. : ВШТЭ СПбГУПТД, 2017. 30 с.
9. Аддитивные технологии [Электронный ресурс] : URL: https: //lls- mark.ru/technologies/additivnye-tekhnologii/ (дата обращения: 06.04.2021)
10. Безопасна ли 3D-печать [Электронный ресурс] : URL:
https://www.aiha.org/about-aiha/Press/2017PressReleases/Pages/Is-3D-Printing- Safe.aspx (дата обращения: 17.05.2021).
11. Бабук И.М. Технико-экономическое обоснование производства нового изделия. М. : Минск, 1999. 85 с.
12. Все, что нужно знать о материалах для 3D печати [Электронный
ресурс]: URL: https://3dpt.ru/blogs/support/materials (дата обращения:
16.04.2021).
13. Выбросы мелкозернистых частиц и летучих органических
соединений из имеющихся в продаже настольных трехмерных принтеров с несколькими нитями [Электронный ресурс] : URL:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.5b04983 (дата : 06.05.2021).
14. Гончарова О. Н., Бережной Ю. М., Бессарабов Е. Н., Кадамов Е. А., Гайнутдинов Т. М., Нагопетьян Е. М., Ковина В. М. Аддитивные технологии - динамично развивающееся производство // Инженерный вестник Дона. 2016. №4. С. 3-12.
15. Дегтяренко Н.В. Оценка эффективности инвестиционных проектов. М. : Экспертное бюро, 1997. 144 с.
16. Зленко М. А., Нагайцев М. В., Довбыш В. М. Аддитивные технологии в машиностроении. М. : ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015. 220 с.
17. Кудашов Н. С., Соболева И. В. Исследование работы и области применения 3D принтера // Юный ученый. 2017. №2 С. 1-2.
18. Каменев Р. В., Лейбов А. М., Осокина О. М. Применение 3-D принтеров в образовании // Инновационные образовательные технологии в ВУЗе. 2014. № 1. С. 85-86.
19. Каблов Е. Н. Аддитивные технологии - доминанта национальной технологической инициативы // Интеллект и технологии. 2015. №2. С. 52-57.
20. Кузнецов П. А., Васильева О. В., Теленков А. И., Савин В. И., Бобырь В. В. Аддитивные технологии на базе металлических порошковых материалов для российской промышленности // Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. № 2. С. 4-10.
21. Как считается экономическая эффективность [Электронный
ресур] : URL: https://sbk03.ru/kak-schitaetsya-ekonomicheskaya-effektivnost- formula-ekonomicheskoi-effektivnosti-ekonomicheskaya-effekt/ (дата
обращения: 23.05.2021).
22. Ленстер М. Вещи проходят мимо «Земля в опасности». Ace Books США, 1957. 205 с.
23. Литунов С. Н., Слободенюк В. С., Мельников Д. В. Обзор и анализ аддитивных технологий, часть 1 // Омский научный вестник. 2016. №1 (145). С. 12-17.
24. Меры контроля, важные для SD-принтеров [Электронный ресурс] : URL: https://www.cdc.gov/niosh/research-rounds/resroundsv1n12.html (дата обращения: 15.05.2021).
25. Манжинский С. А., Кузнецов Г. Ф., Синяк Н. Г. Технико - экономическое обоснование дипломных работ. М. : Минск, 2012. 62 с.
26. Назначение и требования к сцеплению [Электронный ресурс] :
URL: https://studbooks.net/2436070/tehnika/naznachenie (дата обращения
02.05.2021).
27. Обзор методов аддитивного формирования изделий [Электронный ресурс] : URL: https://research-journal.org/technical/obzor- metodov-additivnogo-formirovaniya-izdelij/ (дата обращения: 13.04.2021).
28. Обзор материалов для 3-D печати [Электронный ресурс] : URL:
https://i3d.ru/blog/dlya_mozayki/obzor-materialov-dlya-3d-pechati/ (дата
обращения: 16.04.2021).
29. Острецов А. В., Красавин П. А., Воронин В. В. Автомобильные сцепления : учебное пособие. М. : МГТУ «МАМИ», 2011. 98 с.
30. Опасности для здоровья и безопасность при 3D-печати [Электронный ресурс] : URL: https://www.hmong.wiki/wiki/Health_and_safety/ (дата обращения: 15.05.2021)/
31. Применение аддитивных технологий [Электронный ресурс] :
URL: https://navimaks3d.com/oblasti-primeneniya/ (дата обращения:
20.04.2021).
32. Применение 3D принтеров в медицине [Электронный ресурс] :
URL: https://daloto.ru/poleznye-materialy/primenenie-3d-printera-v-meditsine
(дата обращения: 29.04.2021).
33. Пановко Я. Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. М. : Машиностроение, 1976. 485 с.
34. Рот Р. Г., Герачи Ч. Л. Потенциальные профессиональные риски аддитивного производства // Журнал гигиены труда и окружающей среды. 2019. №16. С. 321-328.
35. Расчет экономической эффективности [Электронный ресурс] :
URL: https://finzz.ru/raschet-ekonomicheskoj-effektivnosti-kratko.html (дата
обращения: 23.05.2021).
36. Смирнов В. В., Барзали В. В., Ладнов П. В. Перспективы развития аддитивного производства в российской промышленности // Опыт ФБГУ УГАТУ. Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. № 3. С. 55-59.
37. Смуров И. Ю., Конов С. Г., Котобан Д. В. О внедрении аддитивных технологий и производства в отечественную промышленность // Инновации. 2013. №10. С. 2-8.
38. Советников Е. И. Оценки развития аддитивных технологий // Технология легких сплавов. 2015. №3. С. 17-31.
39. Стефаниак А. Б. Определение характеристик химических загрязнителей, образующихся на настольном трехмерном принтере для моделирования наплавлением // Журнал гигиены труда и окружающей среды. 2017. №14. С. 540-550.
40. Уланов А. В., Юров И. И. Современные инновационные разработки в цифровом производстве. Аддитивные технологии // Международный школьный научный вестник. 2017. № 1. С. 96-102.
41. Устройство и принцип действия сцепления [Электронный ресурс]
: URL: https://www.autoopt.ru/articles/products/4067070 (дата обращения:
02.05.2021).