вательно, водители, двигающиеся во встречном направлении с разрешенной скоростью, друг друга практически не видят. Кроме того, ограничение расстояния видимости ведет к тому, что водители, двигающиеся по правой полосе, не успевают вовремя заметить пешеходов.

Таким образом, в час «пик» на Лесном проспекте автомобилей проезжает в 1,3 раза больше, чем по улице Чапаева; дорожно-транспортные происшествия на улице Чапаева происходят чаще, чем на Лесном проспекте, причем дорожно-транспортные происшествия происходят при выполнении левого поворота или разворота, а также на пешеходных переходах с участием пешеходов. Для снижения количества дорожнотранспортных происшествий на улице Чапаева необходимо либо запретить левые повороты, либо ввести дополнительные светофорные секции со стрелкой. Предпочтительнее первый вариант, так как значительно повысится пропускная способность дороги, а также снизится число до- рожно-транспортных происшествий с участием пешеходов.

Список литературы

1.Васильев А. П. Эксплуатация автомобильных дорог и организация дорожного движения [Текст] / А. П. Васильев, В.М. Сиденко. М.: Транспорт, 1990. 304 с.

2.Васильев А. П. Справочная энциклопедия дорожника. В 9 т. Т. 2.

Ремонт и содержание автомобильных дорог / А. П. Васильев. М.: Информавтодор, 2004. 1129 с.

СЕКЦИЯ «ТЕХНОЛОГИЯ МЕТАЛЛОВ И РЕМОНТА»

ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ 3D ПЕЧАТИ

Н. А. Егоров, студ. 4 курса, А. А. Щигарцов, студ. 2 курса

Научный руководитель – к. т. н., доц. А. А. Шубин

В наши дни технология 3D печати получает все большее распространение. Это вызвано принципиально иной методикой создания объекта. Большинство 3D принтеров используют метод послойного создания объекта по цифровой 3D модели. Это позволяет получать нетиповые объекты с очень сложной геометрией за короткие сроки и с минимальными материальными и трудовыми затратами. Самыми распространенными являются 3D принтеры, создающие объекты из пластика.

Относительно недавно в результате миниатюризации и удешевления электроники, а также прекращения срока действия патентов принтеры,

138

использующие технологию FDM (моделирование методом наплавления), стали доступны любому желающему.

Авторы попытались применить технологию 3D печати в литейном производстве. Существует множество методов создания отливок, в своей работе мы использовали такие методы как «Литье по выжигаемым моделям» и «Литье в сборные одноразовые формы».

Создание выжигаемой модели детали или матрицы (оболочки детали) традиционными методами является весьма трудоемким процессом. Из-за этого делать отливку сложной конфигурации часто становится нецелесообразным. В итоге приходится упрощать модель и отливать заготовку детали, что уменьшает коэффициент использования материала и увеличивает объем механической обработки детали.

Применение 3D печати позволяет уменьшить финансовые и трудовые затраты, получить отливку более сложной формы, что повышает коэффициент использования материала и снижает объем механической обработки. В некоторых случаях возможна отливка детали в размер, что предполагает практически полное отсутствие необходимости механической обработки. Для литья по выжигаемым моделям 3D печать позволяет сильно уменьшить ограничения на степень сложности модели.

Выбор технологии литья зависит от объема отливки. Для небольших отливок или мелких серий лучше подходит литье по выжигаемым моделям. В случае больших отливок и массового характера производства разумнее использовать многоразовые разборные матрицы для получения литейных форм.

Применение технологии 3D печати позволяет минимизировать трудовые и материальные затраты на этапах создания выжигаемой модели или матрицы. Напечатанные выжигаемые модели и матрицы авторы представили в своем докладе на конференции.

Свойства материала для изготовления литейных форм оказывают огромное влияние на качество полученных отливок. Авторами разработан и применен свой собственный состав формовочной смеси на основе песка, жидкого стекла и других ингредиентов.

С использованием 3D печати этапы изготовления типовой отливки выглядят приблизительно следующим образом:

•расчет и создание 3D модели детали и отливки;

•преобразование модели отливки или матрицы – оболочки в формат, необходимый для её печати;

•печать модели или матрицы;

139

•создание формы для литья детали с помощью специальной формовочной смеси;

•предварительная сушка формы;

•выжигание модели;

•окончательная просушка ;

•процесс литья детали.

На практике авторы разрабатывали и печатали выжигаемые модели и матрицы литейных форм для деталей впускной системы двухтактных двигателей. Материалом для отливок был лом, в основном состоящий из деталей сплава АЛ4.

Изначально авторы не использовали какой-либо литературы для расчета форм и отливок и производили расчет припусков, выбор литниковых систем и другие расчеты на свой выбор. Получаемые отливки часто не проливались по краям. Со временем авторы усовершенствовали технологию, в итоге удавалось получать отливки без серьезных литейных дефектов.

При литье использовались литники и питатели минимально возможного размера. Отливка с литниковой системой была представлена в докладе на конференции. Тем не менее процент брака был высок. На этапе механической обработки выявилась высокая пористость некоторых отливок в районе литника. Такая отливка была представлена в докладе на конференции. Вероятней всего это вызвано наличием водорода в расплаве.

На количество литейных дефектов могут влиять температура заливки, подогрев формы, скорость охлаждения отливки и некоторые другие особенности технологии. Температура заливки авторами устанавливается согласно рекомендациям справочной литературы и контролируется при помощи термопары.

Некоторые литейные дефекты авторы исправляли с помощью арго- но-дуговой сварки, чтобы не отбраковывать отливку. Такая отливка была представлена в докладе на конференции.

В докладе на конференции представлена полностью готовая деталь, прошедшая механическую обработку.

Со временем авторы стали использовать специальную литературу, и теперь все расчеты проводятся по методикам, которые в ней описаны.

Для проектирования 3D моделей авторы использовали такие про-

граммы как Kompas-3D (ЗАО «АСКОН») и SolidWorks (SolidWorks Corporation).

140

Вдальнейшем авторы планируют расширять начатое производство, перейти с металлического лома на специальные слитки. Также планируется производство иных изделий, среди которых модернизированный цилиндр собственной разработки для мотора мотоцикла Honda Cr500.

Изображение разработанной 3D модели этого цилиндра авторы представили на конференции. Цилиндр планируется изготавливать из сплава АК12пч (или же АЛ2) методом литья в сборные одноразовые формы. Готовые формовочные пластиковые матрицы были продемонстрированы на конференции.

Печать продемонстрированных авторами пластиковых матриц цилиндра мотора мотоцикла Honda Cr500 по факту заняла около 250 часов. Печать набора выжигаемых моделей для деталей впускной системы занимает около 12–14 часов. Указанное время достигается при настройке принтера на оптимальное соотношение скорости печати и требуемого качества для данной модели.

Врезультате всей проделанной работы авторы пришли к выводу, что применение технологии 3D печати пластиковых моделей и матриц действительно значительно упрощает и ускоряет процесс создания отливки. Также уменьшается сложность технологии получения отливки и её стоимость.

Такие факторы, как доступность и дешевизна технологий 3D печати, делают возможным их применение в единичном и мелкосерийном производстве и дает возможность непрофессионалам, таким, как авторы доклада, организовать свое литейное производство.

Существуют другие технологии, позволяющие производить послойное создание детали из металла методами порошковой металлургии или же пропитку металлом моделей из специального материала. Также существует технология печати готовых литейных форм. Однако эти технологии являются весьма дорогостоящими. Поэтому авторы считают, что использованная ими технология больше всего подходит для единичного и мелкосерийного производства.

Контактная информация:

Группа ВКонтакте: http://vk.com/eschco;

Электронная почта: [e-mail]; [e-mail].

Список литературы

1. Цветное литье: справочник / под общ. ред. Н. М. Галдина. М.: Машиностроение, 1989. 528 с.

141