The object of research, development or design (in Russian) : Оборудование и технологии Metal Injection Molding для производства металло-полимерной нити

The object of research, development or design (in Kazakh) : Металл полимерлі сымды өндіруге арналған Metal Injection Molding жабдықтары мен технологиялары

Aim of work (in Russian) : Расчет, конструирование и изготовление новой конструкции ПУ (прессовое устройство) и КсГУ (камера с газодинамической установкой) с программным управлением для получения металло-полимерных проводов, используемых в технологии FDM (Fused deposition modelling - моделирование методом послойного наплавления). Новое оборудование сократит традиционный энергоемкий технологический процесс Metal Injection Molding.

Aim of work (in Kazakh) : FDM технологиясында (Fused deposition modelling - қабатты балқыту әдісімен модельдеу) қолданылатын метал-полимерлі сымдарды алу үшін бағдарламамен басқарылатын ПҚ (пресс қондырғы) және ГҚК (газдинамикалық қондырғылы камера) жаңа құрылымын есептеу, жобалау және өндіру. Жаңа жабдық дәстүрлі энергосыйымды Metal Injection Molding технологиялық процесін қысқартады.

Методы исследования (на русском) : В проекте будут использованы как традиционные (анализ научно-патентной литературы, аналитические и теоретические методы исследования напряженно-деформированного состояния металлов и определение энергосиловых параметров обработки; экспериментальные методы; статистические методы обработки экспериментальных данных), так и новые формы научного исследования.

Методы исследования (на казахском) : Жобада дәстүрлі (ғылыми-патенттік әдебиетті талдау, металдардың кернеулі-деформацияланған жай-күйін зерттеудің талдамалық және теориялық әдістері және өңдеудің энергия-күш параметрлерін айқындау; эксперименттік әдістер; эксперименттік деректерді өңдеудің статистикалық әдістері), сондай-ақ ғылыми зерттеудің жаңа нысандары пайдаланылатын болады.

Obtained results and novelty (in Russian) : 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.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Пресс құрылғысының сызбалары орындалды, конструкторлық құжаттама зауытқа берілді, зауыт ПҚ (пресс қондырғы) жасады; метал-полимерлі композиттің механикалық және физикалық қасиеттерінің компьютерлік модельдеуі жүргізілді; 90% қосындылар үшін беріктік шегі 380 МПа, цилиндрдің беріктігін есептеу нәтижелері: σ_max =1.34 МПа, у=0,000137 м, беріктікке пресс-штемпель есептеуі бойынша: σ_max =459 МПа, орын ауыстыру у=0,004 м, пресс-штемпельдің беріктік қорының коэффициенті к=1,1, орнықтылық коэффициенті n=1.03, қиманы ұлғайту ұсынылады; шнекте беріктік қорының коэффициенті к=1.3 МПа, шнек у=0,002 м құрады; шнектің динамикалық есебі жүргізілді, Кэмпбелл диаграммасынан динамикалық параметрлердің есептеулеріне сәйкес, ω_rez = 54 айн /мин-қа тең, бұл шнектің айналу жылдамдығынан 65% төмен, бұл қатты біліктің жағдайын қанағаттандырады; экструдердің қуатын есептеу және қыздыру жүйесін таңдау жүргізілді; ақауларсыз тұрақты қалыңдығы 2 мм болатын филаменттің алғашқы үлгілері алынды; EASY5 компьютерлік бағдарламасындағы модельдеу жүргізілді, tр≈10,5c экструдердегі қысымды реттеу уақытын анықтайды; композиттен үлгіні өңдеудің технологиялық процесінің параметрлері анықталды: жарылатын нысан материалы - Аммонит 6ЖВ, соққы қысымы Р =230000 Па, бастапқы соққы жылдамдығы Uo=988 м/с. Ғылыми жаңалық FDM технологиясында қолданылатын металл-полимерлі сымдарды шығаруға арналған газ динамикалық құрылғысы бар ПҚ (пресс қондырғы) мен камераның құрылымын жасау болып табылады.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Прессовое устройство представляет собой непрерывную технологическую линию, включающую экструдирование металло-полимерной смеси и процесс обратного прессования нити для 3D печати. Мощность двигателя экструдера 7кВт, угловая скорость шнека 150 об/мин, давление в прессовом контейнере 20 МПа.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Престеу құрылғысы металл-полимер қоспасын экструдтауды және 3D басып шығару үшін сымдарды кері басу процесін қамтитын үздіксіз технологиялық сызығы болып табылады. Экструдер қозғалтқышының қуаты 7 кВТ, шнектің бұрыштық жылдамдығы 150 айн/мин, пресс контейнеріндегі қысым 20 МПа.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Эффективность оборудования заключается в сокращении технологического цикла Metal Injection Molding путем замены энергоемкой технологии литья под давлением, технологией 3D печати деталей сложной геометрической формы.

Efficiency (in Kazakh) : Жабдықтың тиімділігі энергияны көп қажет ететін қысыммен құю технологиясын, күрделі геометриялық пішіннің бөлшектерін 3D басып шығару технологиямен ауыстыру арқылы, технологиялық Metal Injection Molding циклін қысқарту болып табылады.

Field of application (in Russian) : Машиностроение, аддитивные технологии, материаловедение

Field of application (in Kazakh) : Машина жасау, аддитивті технологиялар, материалтану