Молодежный вестник ИрГТУ (12+)
Поиск по сайту

Двухфакторный дисперсионный анализ в аддитивном производстве

Кудрявцев Александр Романович , Журавлёв Диомид Алексеевич

2020 / Том 10 № 2 2020 [ Машиностроение и механика ]

Целью работы является обеспечение нужных характеристик по точности и надёжности изделий, выполненных методом аддитивного производства по технологии FDM. Исследовалось наличие или отсутствие существенного влияния какого-либо качественного или количественного фактора на изменения исследуемого результативного размера. Для этого фактор, предположительно имеющий или не имеющий существенного влияния, разделялся на группы, после чего выяснялось, одинаково ли влияние фактора путём исследования значимости между средними в наборах данных, соответствующих градациям фактора. Методом исследования является эксперимент. Эксперименты проводились на FDM 3D-принтере собственной сборки. Точность 3D-принтера следующая: по осям X/Y 0,004 мм, по оси Z 0,012 мм. Анализ осуществлялся на деталях типа «кница». Изучалась зависимость диаметров отверстия и наружного диаметра деталей от температуры и сорта пластика. Номинальный диаметр отверстия - 5,6 мм, наружный диаметр - 40 мм. Измерения проводились электронным штангенциркулем ШЦЦ-I 0-300 0.01 КАЛИБРОН 70468. В результате было изготовлено несколько партий деталей типа «кница» при разных температурах сопла и сортах пластика. Проведено исследование факторов, влияющих на точность геометрических размеров деталей. Выявлена зависимость геометрических размеров деталей от изменения входных параметров. В ходе исследования выяснилось, что на внутренние и внешние размеры деталей влияют разные факторы. На диаметр отверстия воздействует в большей степени вид пластика, а на внешний диаметр - температура сопла. Из этого следует, что для обеспечения размерной точности изготавливаемых деталей необходимо выбирать подходящий тип пластика и температуру сопла экструдера. Лучшие результаты показал пластик типа Pet-g при температуре сопла 235 ºC (Øотв. = 5,48 мм; Øвнеш. = 39,92 мм).

Ключевые слова:

аддитивные технологии,3D-печать,двухфакторный дисперсионный анализ,точность в аддитивном производстве,FDM-принтер,статистический анализ,additive technologies,3D printing,two-factor analysis of variance,accuracy in additive manufacturing,FDM printer,statistical analysis

Библиографический список:

  1. Мордвинов Б.С., Яценко Л.Е., Васильев В.Е. Расчет линейных технологических размеров и допусков при проектировании технологических процессов механической обработки. Иркутск: Изд-во Иркутского гос. ун-та, 1980. 103 с.
  2. Масягин В.Б. Автоматизация размерного анализа осесимметричных конструкций // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники: материалы III Регион. науч. конф., посвящённой памяти главного конструктора ПО «Полет» А.С. Клинышкова (г. Омск, 2008 г.). Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. С. 227-231.
  3. Журавлёв Д.А., Грушко П.Я., Яценко О.В. О новых дифференциально-геометрических подходах к автоматизированному проектированию сборок с учётом допусков // Вестник ИрГТУ. 2002. № 12. С. 82-92.
  4. Щербаков Р.Н. Основы метода внешних форм и линейчатой дифференциальной геометрии. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1973. 235 с. [Электронный ресурс]. URL: https://search.rsl.ru/ru/record/01007032948 (31.01.2020).
  5. Журавлев Д.А., Калашников А.С., Гаер М.А. Анализ собираемости изделия при моделировании деталей посредством квадратичных форм // Вестник ИрГТУ. 2007. Т. 1. № 2 (30). С. 99-102.
  6. Челищев Б.Е., Боброва И.В., Гонсалес-Сабатер А. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении / под ред. акад. Н.Г. Бруевича. М.: Машиностроение, 1987. 264 с. [Электронный ресурс]. URL: https://ru.b-ok2.org/book/3067306/e19db0 (31.01.2020).
  7. Гаер М.А., Журавлёв Д.А. Граф взаимосвязей допусков при автоматизированном анализе собираемости // Вестник ИрГТУ. 2014. № 1 (84). С. 15-18.
  8. Гаер М.А., Журавлёв Д.А., Хващевская Л.Ф. Дифференциально-геометрический подход для анализа трехмерных размерных цепей // Вестник ИрГТУ. 2014. № 10 (93). С. 32-38.
  9. Хващевская Л.Ф., Шабалин А.В. К проблеме обеспечения точности в изделиях машиностроения // Вестник ИрГТУ. 2014. № 1 (84). С. 25-29.
  10. Валов А.А., Гаер М.А., Журавлев Д.А. Дифференциально-геометрическая классификация отклонений поверхностей свободной формы // Вестник ИрГТУ. 2015. № 12 (107). С. 12-19.
  11. Шеховцов А.А., Карпова Н.П. Аддитивные технологии как способ реализации концепции бережливого производства // Концепт. 2015. Т. 13. С. 141-145. [Электронный ресурс]. URL: https://e-koncept.ru/2015/85029.htm (31.01.2020).
  12. Кулиш А.М. Использование аддитивных технологий для получения деталей машиностроения // Молодежный научно-технический вестник. 2015. № 5. [Электронный ресурс]. URL: http://ainsnt.ru/doc/782451.html (31.01.2020).
  13. Дмитренко А.А. Аддитивные технологии как новый этап развития производства деталей машин // Современные материалы, техника и технология: материалы 4-й Международной науч.-практ. конф. (г. Курск, 25-26 декабря 2014 г.). Курск, 2014. С. 164-167.
  14. Смуров И.Ю., Конов С.Г., Котобан Д.В. О внедрении аддитивных технологий и производства в отечественную промышленность // Новости материаловедения. Наука и техника. 2015. № 2 (14). С. 11-22.
  15. Баева Л.С., Маринин А.А. Современные технологии аддитивного изготовления объектов // Вестник МГТУ. 2014. Т. 17. № 1. С. 7-12.
  16. Чумаков Д.М. Перспективы использования аддитивных технологий при создании авиационной и ракетно-космической техники // Труды МАИ. 2014. № 76. С. 1-22.
  17. Любимов В.В., Пермяков Д.Г. Технология изготовления технологической оснастки с применением прототипированных оправок // Известия Тульского государственного университета. 2013. № 7-2. С. 272-285.
  18. Казмирчук К.Н., Довбыш В. Аддитивные технологии в российской промышленности [Электронный ресурс]. URL: http://konstruktor.net/podrobnee-det/additivnye-texnologii-v-rossijskoj-promyshlennosti.html (31.01.2020).
  19. Казмирчук К.Н. Аддитивные технологии под контролем // Главный механик. 2017. № 11. С. 12-17.
  20. Поздняков Г.А., Садырева Ю.А. Аддитивные технологии // Молодёжная наука в развитии регионов. 2019. Т. 1. С. 163-167. [Электронный ресурс]. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=37318303 (31.01.2020).
  21. 3D printing and additive manufacturing [Электронный ресурс]. URL: https://www.liebertpub.com/loi/3dp (31.01.2020).
  22. Babu S.S., Goodridge R. Additive manufacturing // Materials Science and Technology. 2015. Vol. 31. № 8. P. 881-883. [Электронный ресурс]. URL: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1179/0267083615Z.000000000929 (31.01.2020).
  23. Chee Kai Chua, Chee How Wong, Wai Yee Yeong. Standards, Quality Control, and Measurement Sciences in 3D Printing and Additive Manufacturing. Academic Press, 2017. 268 p. [Электронный ресурс]. URL: https://www.elsevier.com/books/standards-quality-control-and-measurement-sciences-in-3d-printing-and-additive-manufacturing/chua/978-0-12-813489-4 (31.01.2020).
  24. Bourell D., Kruth J-P., Ming-Chuan Leu, Levy G., Rosen D., Beese A.M., et al. Materials for additive manufacturing // CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2017. Vol. 66. № 2. P. 659-681. [Электронный ресурс]. URL: https://scholarsmine.mst.edu/mec_aereng_facwork/3863/ (31.01.2020).
  25. Massimo Di Nicolantonio, Emilio Rossi, Thomas Alexander. Advances in Additive Manufacturing, Modeling Systems and 3D Prototyping // Additive Manufacturing, Modeling Systems and 3D Prototyping: Proceedings of the AHFE 2019 International Conference (Washington, 24-28 July 2019). Springer, 2020. 671 p. [Электронный ресурс]. URL: https://www.springer.com/gp/book/9783030202156 (31.01.2020).
  26. Lieneke T., Denzer V., Guido A.O. Adam, Zimmer D. Dimensional Tolerances for Additive Manufacturing: Experimental Investigation for Fused Deposition Modeling // 14th CIRP Conference on Computer Aided Tolerancing (CAT). 2016. Vol. 43. P. 286-291. [Электронный ресурс]. URL: https://www.researchgate.net/publication/302869434_Dimensional_Tolerances_for_Additive_Manufacturing_Experimental_Investigation_for_Fused_Deposition_Modeling (31.01.2020).

Файлы:

Язык
RuEn
Количество скачиваний:36429