Upload
hukama-wihanantono
View
42
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 1/11
Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe
dengan Penggilingan [perkembangan]
Abstrak
Tulisan ini berkaitan dengan modus baru produksi coran prototipe dengan metode Proses berpola dan perangkat untuk produksi cetakan yang digunakan dalam metode proses berpola. Prinsip dari
metode Proses berpola terdiri dalam menciptakan model 3D dalam Sistem CAD dan penggilingan
berikutnya untuk membentuk sebuah casting dari blok cetakan pasir tanpa menggunakan
peralatan pola dengan menggunakan CNC mesin perkakas. Metode ini secara nyata mengurangi
waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan casting, karena metode ini tidak memerlukan
produksi pola. Kesepakatan kertas dengan memilih sebuah mesin untuk produksi coran prototipe
oleh PROSES berpola dan rinci deskripsi suatu perangkat yang digunakan untuk membuat
cetakan. Makalah ini menjelaskan secara rinci desain perangkat dan komponen individu
diperlukan dalam pembangunan mesin.
Masalah
Kata kunci: proses berpola; Mould, CNC mesin, pasir Casting; pengecoran Prototipe
1. Pengenalan (pernah diteliti tetapi “out of date”)
Keberhasilan semua perusahaan di industri pengecoran terletak pada konstan perbaikan
produk yang dihasilkan. Salah satu faktor penting adalah untuk memperkenalkan produk baru
ke pasar lebih cepat dari kompetitif perusahaan. Produsen membutuhkan perangkat
disesuaikan dengan teknologi yang dapat menghasilkan coran. Nilai pola peralatan adalah
beberapa kali lebih tinggi dari harga pasar dari produk akhir dan kembali pada produksi
sepotong waktu bertahun-tahun. Sebelum setiap pengenalan ke layanan diproduksi prototipe
coran. Ini coran prototipe digunakan untuk memverifikasi operasi, formulir evaluasi,
kesalahan penghapusan atau presentasi. Mereka juga digunakan untuk melakukan tes daya
tahan. Adalah logis bahwa langkah-langkah ekonomi dalam perusahaan terutama yang
berorientasi pada model peralatan dan alat yang diperlukan untuk produksi coran. Model-
model tersebut terutama dihasilkan dengan tangan atau mesin di CNC mesin. Secara bertahap,
metode baru muncul di pasar, yang melakukan tidak memerlukan peralatan pola. Salah
satunya adalah berpola Proses metode. Metode ini secara signifikan mengurangi waktu
dibutuhkan untuk menghasilkan coran. Dalam produksi coran dengan metode berpola Proses
kita tidak perlu peralatan pola dan biaya fasilitas produksi dan penyimpanan untuk polaperalatan juga dieliminasi. Harga akhir biaya satu cor menggunakan metode ini adalah waktu
dengan demikian secara signifikan lebih rendah dan kurang mengkonsumsi daripada produksi
menggunakan metode tradisional produksi coran. Dalam produksi coran digunakan beberapa
jenis CNC mesin perangkat, yang berbeda terutama dalam struktur pendukung dan ukuran
wilayah kerja. Dalam kasus kami, kami telah memilih portal mendukung struktur, di sisi yang
bergerak dua ponsel singkatan dijamin dengan perjalanan garis lurus, yang menyediakan
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 2/11
gerakan di sumbu x. Ada memimpin untuk memastikan linier perpindahan pada sumbu y pada
mereka. Pada bagian mesin ada diinstal poros dengan router yang menyediakan gerakandi
sumbu z.
2. Berpola Proses
Prinsip dari metode ini terletak pada kenyataan bahwa bentuk gips digiling dari blok
senyawa pencetakan tanpa menggunakan peralatan pola. Pertama, program 3D CAD
menghasilkan cetakan proposal, seluruh struktur termasuk sistem pengecoran inlet dan feed.
Selanjutnya, proposal ini transfer data ke mesin CNC alat Program, yang pabrik bagian jika
bentuk menjadi bentuk yang diinginkan. Khusus 5-sumbu pemotong penggilingan yang
digunakan pada proses penggilingan. Pasir cetakan digiling segera dikeringkan. Ketika
penggilingan sangat penting untuk memilih kecepatan alat dan laju pakan, yang mempengaruhi
kekasaran permukaan yang dihasilkan dari cetakan. Kami dapat menggunakan satu jenis alat
ini, atau dua jenis alat, satu untuk hidup seadanya dan yang lainnya untuk finishing. Untuk
finishing operasi penggilingan digunakan kecepatan yang lebih tinggi daripada hidup
seadanya itu. Gambar. 1 menunjukkan prinsip teknis Proses berpola pada CNC.
Gambar. 1. Teknis prinsip proses berpola pada CNC
Metode ini dikembangkan pada tahun 1998 oleh tuang Teknologi Internasional di
Sheffield di Inggris. Perusahaan mengembangkan metode ini dalam kontrak untuk Tentara
Nasional Yunani dan menggunakannya untuk memproduksi coran presisi tinggi (sekrup-
baling-baling) untuk tiga kapal Vitatype super dengan rudal jelajah. Di dalam program
pengembangan itu sangat penting untuk menentukan parameter dari mesin CNC, yang akan
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 3/11
memenuhi persyaratan untuk menggiling kuarsa cetakan pasir, atau korundum cetakan pasir.
Mesin tersebut diproduksi oleh perusahaan CMS Italia, yang sekarang adalah produsen utama
dari mesin untuk penggilingan dari cetakan pasir dan salah satu yang terbesar manufaktur dari
pusat mesin CNC di dunia. Metode proses berpola secara bertahap digunakan di negara lain
seperti Jerman, Swedia dan Republik Ceko.
Menggunakan teknologi cetak langsung adalah mungkin untuk menghasilkan berbagai
macam coran beratnya mencapai 200 ton. Daerah khas untuk penggunaan metode ini adalah
prototipe dari segala jenis, bubut-tempat tidur, serta singkatan mesin-mesin khusus, tempat
tidur untuk drive, pompa dan katup dan berbagai komponen untuk produksi perangkat mesin.
Penghematan keuangan terbesar melalui Proses teknologi produksi berpola dapat dicapai
ketika memproduksi coran besar dan sangat besar. Dalam ara. 2 ada perbedaan terlihat dalam
biaya satu cetakan dengan menggunakan metode Proses berpola dan metode klasik.
Gambar. 2. Biaya keuntungan dalam menggunakan Proses berpola dan metode klasik
Dalam produksi coran dengan menggunakan metode Proses berpola rongga cetakan
digiling ke blok yang keras dari pasir cetak. Dua bagian giling dari cetakan yang bergabung
bersama-sama dan logam cair adalah cast ke cetakan dibuat untuk cetakan dibuat dengan cara
tradisional.
Ketika memilih pasir cetakan kita harus memperhitungkan faktor pertimbangan berbagai
seperti efek gas dan pengaruh lain yang mempengaruhi rongga cetakan selama mengisi
dengan logam cair, serta selama pemadatan dan pendinginan dari bentuk casting. Ini juga
perlu mempertimbangkan sifat mekanik pasir cetakan. Sifat penting dari pasir cetak kental
selama mengisi cetakan dengan logam cair adalah kekuatan karakteristik, permeabilitas dan
kuantitas keluar gas.
Kekuatan mekanis dari cetakan dan inti menentukan ketahanan terhadap stres dinamis
dan statis dalam logam cair saat mengisi cetakan, tetapi juga selama kristalisasi dari logam.
Adalah penting bahwa kekuatan cetakan itu seperti untuk mencegah mengembun sekunder
dari pasir cetak dan dengan demikian mengurangi presisi dimensi dan bentuk casting.
Metode Proses berpola menggunakan cetakan pasir II. generasi, seperti pasir cetakan yang
mengandung resin sintetis seperti furan cetakan pasir, fenol formaldehida cetakan pasir, dll.
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 4/11
Permukaan rongga cetakan yang dibuat dilapisi oleh zat mencegah penetrasi, yaitu invasi
dari logam antara butir bahan pembukaan dan yang menghambat penciptaan pembakaran-in.
Mereka bisa ada dalam bentuk mantel, pasta atau debu, diterapkan pada rongga cetakan.
Komponen dasar dari lapisan ini adalah bubuk kuarsa dan zirkonium, kromit, krom
magnezite, dl. Untuk coran dari besi itu adalah grafit atau bedak. Setelah pengobatan rongga
cetakan dengan lapisan pelindung, kita bisa menempatkan cetakan bersama-sama dan kita
bisa tuangkan ke dalamnya.
3. Sebuah perangkat penggilingan proposisi untuk produksi cetakan dengan Metode Proses
berpola
3.1. Pemilihan jenis konstruksi
Ketika memilih konstruksi yang biasanya dibangun, ada dua jenis pilihan: mesin
penggilingan dengan portal mobile dan meja kerja stasioner, mesin giling dengan portal
stasioner dan meja kerja mobile. Untuk perangkat yang diusulkan kami konstruksi portal dengan portal mobile dan meja
kerja stasioner dipilih. Konstruksi ini digunakan untuk sekitar 95% dari pusat mesin CNC.
Desain ini menguntungkan karena ukuran total dari bagian-bagian yang dihasilkan dapat
menjadi hampir tak terbatas. Desain dari mesin penggilingan dengan portal mobile dan
meja kerja stasioner bisa sangat berbeda. Mesin penggilingan CNC juga dapat dibangun
dari bahan yang berbeda. Mereka dapat dibuat dari plastik , aluminium atau baja. Kami
telah memutuskan untuk menggunakan profil aluminium, karena sifat yang lebih baik
mekanik , workability yang lebih baik dan kemungkinan menggunakan sistem slotted
ketika merakit konstruksi.
Profil aluminium digunakan dalam tiga ukuran, 80x80 mm, 80x40 mm dan 40x40 mm.
Profil ditunjukkan pada Gambar tersebut. 3.
Gambar. 3. Aluminium profil yang digunakan dalam pembangunan perangkat milling CNC
a) profil 80x40mm, b) profil 80x80mm, c) profil 40x40 mm
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 5/11
Sebuah mesin milling CNC Portal terdiri dari bagian struktural, di sisi yang bergerak dua tribun ponsel
dijamin dengan bantalan linier yang menjamin pergerakan sumbu x. Ada yang memasang bantalan linier
memberikan gerakan pada sumbu y di atasnya. Pada bagian mesin ada router yang menyediakan
gerakan dalam sumbu z.
Desain pembangunan Portal memungkinkan kekuatan tinggi, yang menghasilkan akurasi kerja
tinggi. Konstruksi ini memungkinkan penggunaan bingkai cetakan sebagai bagian dari konstruksi
dan dengan demikian meningkatkan kekakuan dari keseluruhan sistem. Bingkai cetak juga akan
menumpulkan getaran selama mesin. Ketepatan perkiraan mesin dari rongga cetakan berada
dalam rentang ± 0,05 mm. Ukuran area mesin adalah 800x800mm dan tingginya adalah 250 mm.
Pembangunan perangkat yang diusulkan ditunjukkan dalam Gambar. 4.
Gambar. 4. Pembangunan mesin milling CNC
3.2. Pasukan yang mempengaruhi poros
Karena kita memerlukan mesin penggilingan CNC untuk menjadi stabil, kita perlu mengetahui
kekuatan-kekuatan yang mempengaruhi itu. Ini akan mencegah stres berlebih dan ketegangan
pada bantalan, memimpin sekrup, mesin, dll Dalam Gambar tersebut. 5 dan Gambar. 6 adalah
kekuatan yang mempengaruhi pembangunan di sumbu z.
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 6/11
Gambar. 5. Gaya pada Majelis Z-Axis
Identifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi mesin: D1 = 170 mm - jarak vertikal antara sumbu
Y batang atas dan bawah bantalan linier / rel. D2 = 128 mm - jarak vertikal antara set atas dan
bawah dari Z-sumbu bantalan linier. D3 = 415 - mm panjang lengan lampiran spindle terjun. D4 =
151 - mm lebar perakitan Z-sumbu. D5 = 126 - mm jarak horizontal antara Z-sumbu batang
bantalan linier / rel. D6 = 28 mm - ketebalan terjun lengan mm D7 = 435 - jarak antara gaya
pemotongan (sekitar ujung alat potong) dan D2 1/2.
Jika jarak antara D5 dan meningkatkan D2 panjang, kekuatan yang dihasilkan menurun. Hal ini
juga diperlukan untuk memaksimalkan jarak D1 dan D4 dan dengan demikian untuk mengurangi
pasukan karena torsi yang disebabkan oleh gaya pemotongan pada sumbu-X. Gaya pemotongan
menciptakan momen, yang diilustrasikan pada gambar di atas sebagai A Moment
A = D7 gaya x Cutting
Sesaat menghasilkan kekuatan yang diterapkan pada sumbu Z rel bantalan linier / batang dan Z-
sumbu linier bantalan sendiri. Hal ini pada Gambar tersebut. 6 (panah kuning)
Gambar. 6. Gaya pada Majelis Z-Axis (Tampak depan)
Gaya pemotongan yang diperlukan untuk mesin moulding pasir dipilih dalam kisaran 200 N (kayu)
sampai 1000 N (baja), kami mempertimbangkan 700N perhitungan. Torsi maksimum untuk konstruksi
kami adalah 305 Nm-1. Berdasarkan kekuatan mempengaruhi spindle (torsi statis dan beban statis
setara) nilai-nilai statis, b eban dinamis dan kehidupan sistem linier ditentukan.
3.3. linear sistem
Sistem gerak linier memainkan peran penting dalam setiap mesin CNC linier, dan CNC router tidakterkecuali. Tanpa sistem router CNC akan menjadi kurang bermanfaat.
Sistem gerak linier bertanggung jawab atas tiga tugas utama: untuk mendukung komponen mesin, untuk
membimbing mesin dalam gerakan linier tepat dengan gesekan minimal, untuk mendukung beban
sekunder (torsi, beban lateral, dll).
Sebuah sistem gerak linear terdiri dari beberapa jenis bantalan linier dan panduan bantalan linier. Ada
berbagai jenis bantalan dan panduan, yang semuanya memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan.
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 7/11
Sebuah sistem gerak lengkap linear adalah kombinasi dari sistem penggerak dan sistem bantalan linier,
yang harus menjaga gaya pada poros dan memberikan gerakan linier tepat dengan gesekan minimal.
Sistem gerak yang dipilih linier berisi empat jalan beredar bulat nodular dengan busur dioptimalkan
beredar jalan yang menjamin daya dukung tinggi dan kekakuan dari sistem. Hal ini diilustrasikan pada
Gambar tersebut. 7
Gambar. 7. Sistem gerak linear
Komponen lain dari mesin CNC adalah drive. Mereka adalah komponen mekanis yang memungkinkan
pergerakan sepanjang sumbu spindle. Sistem penggerak terdiri dalam gerak rotasi konversi terkontrol
pada gerak linier, yang dikendalikan oleh CNC controller. Dalam kasus kami, gerakan linier disediakan
oleh sekrup bola dengan diameter 20 mm dan 5 mm pitch. Gambar. 8 menunjukkan drive dan linier rel
mesin CNC milling
Gambar. 8. Drive dan rel linear mesin milling CNC
CNC motor
CNC motor adalah jantung dari mesin CNC. Ukuran dan jenis motor mendefinisikan presisi CNC
router, kecepatan, dan akurasi. Pada mesin milling CNC kami digunakan stepper motor. Motor
stepper adalah jenis khusus dari motor sinkron multipole. Stepper motor yang digunakan terutama
di mana perlu untuk secara akurat mengendalikan tidak hanya kecepatan tetapi juga posisi rotor
tertentu. Mereka digunakan dalam mekanika presisi, teknologi regulasi, robotika, dll Prinsip dasar
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 8/11
dari motor adalah: arus yang melalui bentuk kumparan stator menciptakan medan magnet yang
menarik kutub yang berlawanan dari rotor magnet. Mesin adalah mampu menjadi tegak dalam
posisi ini. Kombinasi yang tepat dari keterlibatan kumparan menciptakan medan magnet berputar
stepper, yang tidak hanya berputar rotor, tetapi juga memastikan lokasi yang tepat ke stator. Karena
efek transmisi kecepatan rotasi terbatas. Setelah melebihi dari kecepatan motor bintang
kehilangan langkah. Dalam kasus kami, kami telah menggunakan dua fase stepper motor dari
Perusahaan Memanjang Klavio dengan torsi 1,7 Nm. Dalam stepper motor perlu menghitung
dengan cadangan daya 50% untuk menghindari kehilangan langkah. Kami telah melaksanakan
kontrol dari kekuatan performa motor baut, yang sama dengan:
Kekuatan baut adalah 1067 N, yang memenuhi kebutuhan kita dari gaya pemotongan.
Sebagai pemotong spindel akan digunakan motor tiga fase induksi yang dibuat oleh perusahaan
Teknomotor, tipe 3140. Kecepatan rotasi spindle adalah 18 000 rpm. Gambar. 9 menunjukkan sebuah
installer penggilingan spindel dalam bantalan linier di z-sumbu. Spindle kami ditunjukkan pada Gambar.
10
Gambar. 9. Spindle installer di bantalan linear dalam sumbu z
Sebagai alat kami telah menggunakan berbagai jenis pemotong khusus yang dibuat khusus untuk
bekerja dengan pasir cetak. Ini pemotong dibuat dengan paku dari hard-logam. Pelat hard-logam pada
alat paku dapat dikonversi.
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 9/11
Gambar. 10. Spindle Teknomotor 3140
3.5. NC sistem
Siklus kerja CNC (Computer Numeric Control) mesin dilakukan secara otomatis, berdasarkan informasi,
yang terkandung dalam bentuk yang tepat dalam program kontrol (NC program). Sistem kontrol mesin
secara otomatis menafsirkan data ini dan mengubahnya menjadi sinyal output. Sinyal ini memiliki
kontrol atas komponen mesin individu seperti kecepatan spindel, alat perubahan, pergerakan benda
kerja atau alat yang dirancang untuk melacak.
Dasar dari komunikasi yang baik adalah koordinasi antara koordinat sistem CAD / CAM dengan alatmesin mengkoordinasikan system. The demonstration of the coordinate system is shown in Fig. 11.
Gambar. 11. Mengkoordinasikan sistem yang digunakan dalam CAD / CAM dan mesin NC
mengontrol
Sebagai program kontrol akan menggunakan program yang universal
Mach 3 CNC Controller (Gbr. 12), yang dapat digunakan untuk berbagai
kontrol elektronik. Program ini memungkinkan seperangkat data
dibutuhkan untuk beroperasi. Program ini menggunakan G-kode dan M-kode,
yang biasanya digunakan dalam mesin pemrograman CNC.
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 10/11
Gambar. 12. Menampilkan menu Mach 3CNC Pengendali
kesimpulan
Yang paling umum adalah mesin CNC yang ditujukan untuk
mesin teknologi. Pembangunan mesin-mesin dan
sistem manajemen mereka memungkinkan gerakan relatif antara
alat dan benda kerja biasanya dalam tiga sumbu, dengan modifikasi sedikit
lebih. Penggilingan 3D adalah metode yang berhasil dalam produksi 3D
bentuk kompleks bagian.
Makalah ini membahas Metode berpola oleh penggilingan
rongga cetakan. Ini segera menjelaskan struktur yang diusulkan, linier
rel, motor dan sistem kontrol. Perangkat dalam tahap
produksi, sehingga akurasi dari proposal ini akan diverifikasi setelah
nya fabrikasi.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Pembangunan Daerah Eropa
Dana untuk dukungan keuangan yang diterima untuk membuat kertas hadir dalam
pelaksanaan Tetap "proyek untuk produksi
prototipe bagian casting di atas dasar yang dikendalikan komputer "dengan
ITMS kode 2622022004
References
[1] I. Ederer, Patternless production of furan bonded sand moulds in rapid prototyping, , Augsburg,
Technical Forum 2009.
[2] S. Zhongde, X. Li, L. Feng, Z. Li, Rapid Pattern casting technology on CNC manufacturing, World
Foundry Congress, 16-20.10. 2010, Hangzhou, China.
[3] Router Source, Building a hobby CNC router, 2007, http://www. Cncroutersourc.com/hobby-cnc-
router.html.
[4] Router source, He gantry design considerations, 2007, http:// www.Cncroutersourc.com/do-it-
yourself-CNC-router.html.
[5] P. M. Groover, Fundamentals of Modern Manufacturing, Second Edition. J. Wiley&Sons, Inc., New
York, 2002.
[6] Router source, Selective a leadscrew, 2007, http://www.cncroutersource.com/cnc-motors. html
[7] K. Řezáč, Krokové motory, 2002, http://robotika.cz/articles/steppers/cs.
[8] R. Tesár, Krokové motory, 2009, http://www.posterus.sk.
5/14/2018 Perangkat Untuk Pembuatan Cetakan Prototipe - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/perangkat-untuk-pembuatan-cetakan-prototipe 11/11