[СуперТЕХ 3D ]
Главная » Статьи » Мои статьи

Универсальная технология

Универсальная технология (краткое описание)

      Целью создания универсальной технологии, обретение возможности создания разнообразных технических объектов и устройств  из материалов окружающей среды при помощи одного компактного устройства.  Теоретически, для создания какого-либо объекта необходима энергия, материя и информация,  а для технологического объекта необходим инструмент для манипуляции энергии, материи и информации.  Таким инструментом может быть универсальная мини фабрика, проект  которой я предлагаю рассмотреть.

     Универсальная мини фабрика представляет собой комплект модулей, обеспечивающих многократное повторение циклов с образованием промежуточного или конечного продукта. 

             

      В данной статье мы рассмотрим  устройство только универсальной мини фабрики и проблемы с её реализацией. Универсальная мини фабрика имеет много общего с 3D принтерами, но и сильно от них отличается. Одним из важнейших отличий является возможность использования самых разнообразных  материалов с широким спектром физических свойств и широким спектром точности создаваемых объектов.  В основе идей  универсальной мини фабрики  лежит принцип создания больших объектов и придания им разнообразных свойств посредством разнообразных малых объектов, объединяя их в один композитный объект.  Осуществляется это аналогично, как мы строим большой дом из маленьких кирпичей, только с большим разнообразием форм и свойств кирпичей, а также методов их соединений.    

                     

      Виртуальная 3D модель детали или узла(1), входящая в состав проекта(3)  вместе с описанием физических свойств(2)  загружают в блок памяти центрального процессора  универсальной мини-фабрики с интегрированным программным обеспечением  (4).  Где виртуальная 3D модель детали или узла разрезают на стандартные и нестандартные фрагменты послойно и привязывают конкретные материалы каждому фрагменту. Поле окончания  фрагментаций  модели осуществляется виртуальная послойная сборка копий 3D модели деталей или узлов из полученных фрагментов.    Сборка  3D модели подвергается анализу на сбои и уточняется форма и размеры фрагментов и сравнивается с оригиналом, поле окончания анализа сборки фрагменты загружаются последовательно в исполнительные контролеры (5) которые  управляют блоком  управления  универсальной мини фабрики (6),блок  управления  передаёт и получает от блока исполнительных устройств (7) информацию от датчиков и сканеров и передаёт  центральному процессору посредствам чего осуществляется тестирование и отладка  блока исполнительных устройств универсальной мини фабрики. В блок исполнительных устройств загружают различные материалы (8) виде, пластин или рулонов в соответствий с проектом  деталей или устройств в подготовительное устройство (9) где  измеряются, ширена длина и толщина подаваемых материалов, а также качество их поверхности и сравнивается с данными о фрагментах,  после чего осуществляется обработка материалов их подача в устройство для резки (10), где и разрезаются в соответствии с данными по форме фрагментами.  Все фрагменты получают штрих код для облегчения контроля за фрагментами на всех стадиях послойной сборки  во внутренних сборочных устройствах (11) в сборочных устройствах собирают, как готовые детали так их более крупные фрагменты для более крупных деталей или узлов, из которых собирают окончательное изделие с помощью внешнего сборочного устройства (12).  Контроль качества изделия осуществляется с помощью контрольного устройства (13)и сравнивается с оригиналом проекта. Готовое изделие (14) можно использовать в следующих этапах сборки других машин или устройств во внешнем сборочном устройстве.  

    Практическое конструктивное решение универсальной мини фабрики, воплощается во внешнем и внутреннем конвейере, который обеспечивает  максимальную точность и скорость соединения фрагментов разнообразных материалов в композитное изделие.  

                       

    Один из возможных вариантов  сборочного внутреннего конвейера универсальной мини фабрики состоит  из устройства подачи материалов (1), подготовительное устройство (2) и датчика качества (3), подаваемых материалов, оптоволоконное лазерный режуще устройство (4) фрагменты со штрих кодом (5) контрольное управляющее устройство (6) роторный манипулятор укладчик (7) послойный  соединитель (8) послойно формируемая деталь (9) подвижное основание (10) конвейера.  Внешний сборочный конвейер  универсальной мини фабрики предназначен для сборки боле  крупных деталей и узлов из фрагментов собранных внутренним конвейером универсальной мини фабрики и соединение деталей  узлов в конечный продукт.

                           

  Внешний сборочный конвейер  универсальной мини фабрики  состоит из  роторного транспортного узла (1) контрольного управляющего устройства (2) роторного манипулятора укладчика (3) послойного  соединителя (4) послойно формируемой детали (5) подвижного основания конвейера (6).

 

                            

  Технология послойного формирования деталей из фрагментов выглядит на первый взгляд довольно простой, после анализа геометрии 3D модели определяется оптимальная форма стандартных фрагментов (1) под стандартной формой подразумевается оптимально удобная форма для соединения фрагментов в массив и формирования плоскостей детали. Нестандартные фрагменты (2) используются для формирования более сложных и неудобных для сборки плоскостей из стандартных фрагментов. Наиболее удобны для  формирования детали, которые можно сформировать через одну плоскость укладки (3) и куда более сложным становятся сборка с большим количеством  плоскостей укладки фрагментов и одновременно позволяет усложнить форму стандартных фрагментов (4) и (5) с целью достижения максимальных свойств композитного изделия. Много плоскостная укладка фрагментов осуществляется через определение базовой плоскости сборки и по завершений которой формируются вспомогательные плоскости сборки до полного окончания формирования детали.  Или через изготовление раздельных более крупных фрагментов состоящих из одной плоскости укладки, которые собирают на другом конвейере, что позволяет увеличить скорость формирования сложных изделий.  

Заключение

   Технология формирования деталей и узлов с помощью послойной укладки фрагментов из однородных и разнообразных материалов может быть скомбинирована с другими технологиями с целью увеличения производительности и снижения энергозатрат. Комбинируя послойную укладку фрагментов с литьём, используя  послойную укладку, как матрицу или как облицовку будущих деталей, а также как армирование полимерных композитов. Всё это позволяет получать самые разнообразные технологические решения для воплощения сложных инженерных задач.  Ключом к этому является  универсальная мини фабрика, как саморазвивающийся инструмент, который на определённом этапе своего развития сможет копировать самого себя и изменять отдельные части, адаптируя их для выполнения конкретных задач, объединяясь с другими  мини фабриками формируя уникальную инфраструктуру. Развитие мини фабрики происходит одновременно в двух важных направлениях: глобализация и миниатюризация. Первое -это как при помощи  относительно небольшого устройства создавать глобальные объекты второе - как с помощью относительно большого устройства создавать всё более меньшие и меньшие устройства.  Для решения этих задач  универсальная технология должна объединять в себе технологии создания механических, электромеханических и электронных устройств, что может быть реализовано в универсальной мини фабрике по мере реализации развития глобализации и миниатюризации фрагментов деталей и узлов. Недостатком  универсальной технологии является чрезмерное потребление энергии по сравнению с традиционными технологиями, что может быть скомпенсировано скоростью и качеством изготавливаемых объектов.

 

                                                                                                                                                 Бабаев В.С.

  16. 03. 2012                            

Категория: Мои статьи | Добавил: VBS5197 (02.08.2014)
Просмотров: 276 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: