Проекты Фаблаб Политех — различия между версиями

Материал из Department of Theoretical and Applied Mechanics
Перейти к: навигация, поиск
(→‎Актуальность)
(→‎В процессе разработки)
 
(не показаны 23 промежуточные версии 8 участников)
Строка 1: Строка 1:
 
[[ЦТТМ]] > [[Фаблаб Политех]] > Проекты Фаблаб Политех
 
[[ЦТТМ]] > [[Фаблаб Политех]] > Проекты Фаблаб Политех
−
== Задачи ==
 
−
Моя цель: осуществить электролитно-плазменное полирование поливом. Идея в том, что бы не погружать заготовку в ванну, а разработать установку, которая позволила бы производить ЭПП струйно, перемещая сопло подачи электролита по специальной программе, и тем самым обрабатывать любой сложный профиль.
 
−
Предполагается решить следующие задачи:
 
−
<br />
 
−
''Конструкторские задачи:''
 
−
# Проектирование установки для струйной обработки методом ЭПП
 
−
# Разработка системы перемещения сопла с числовым программным управлением на базе контроллера Arduino
 
−
''Технологические задачи:''
 
−
# Определение оптимальных режимов протекания процесса ЭПП при струйном поливе (U, T, t)
 
−
# Оптимизация составов и концентрации электролитов для ЭПП
 
−
# Определение границ применения метода ЭПП поливом
 
−
''Теоретические задачи:''
 
−
# Анализ инструментальных марок сталей, используемых в при производстве пресс-форм и штампов, выбор материалов для исследования.
 
−
# Разработка модели процесса при струйном течении электролита, нахождение зависимости уровня шероховатости поверхности от напора и наклона струи.
 
−
Конструкторская и технологическая части работы предполагают разработку соответствующих чертежей и документации с использованием CAD-систем SolidWorks 2013 и КОМПАС V15.1. Для инженерных расчетов используется среда MathCad.
 
−
Теоретическая часть реализуется проведением полного факторного эксперимента из 24 опытов, проверки полученной модели на адекватность по критерию Фишера. Для оптимизации состава электролита планируется провести серию опытов с известными концентрациями веществ из предыдущих наработок и серию опытов с новыми составами. Планируется использование поверхностно-активных веществ в малых концентрациях.
 
−
В случае успешных результатов исследований станет возможно полирование сложнопрофильных деталей в автоматическом режиме, что решит большую проблему существующую в современном машиностроении.
 
  
−
== Техническое задание на конструирование установки ==
+
Здесь содержится полный банк проектов, реализуемых резидентами Центра технического творчества молодежи. Каждый проект, который рассчитывает на поддержку со стороны ЦТТМ и фаблаба, должен иметь страницу здесь. Для создания страницы используйте [[Шаблон проекта]]. Лучшие проекты отображены на странице [http://fablab.spbstu.ru/ru_RU/projects/ Проекты] официального сайта в разделе "Гордость Фаблаба" и "Виртуальный музей".
−
=== Корпусная часть и механика ===
 
−
[[File:SW_karkas.png|thumb| Каркас установки с ящиком под емкость для нагрева электролита]]
 
−
[[File:0727 (2).jpg|thumb| Установка для ЭПП в сборе ]]
 
−
[[File:FullSizeRender.jpg|thumb|Рабочая зона установки сверху]][[File:FullSizeRender (1).jpg|thumb| Рабочая зона установки снизу]]
 
−
[[File:FullSizeRender (2).jpg|thumb| Теплый резервуар с соляным раствором (с погружным термометром)]]
 
−
[[File:1122.JPG|thumb|Мой электрический шкаф]]
 
−
[[File:1112.JPG|thumb|Схема компоновки шкафа]]
 
−
[[File:0799.JPG|thumb|Отполированная поверхность струйным методом (сталь 12Х18Н10Т)]]
 
−
На первом этапе требовалось сконструировать оборудование, удовлетворяющее следующим критериям:
 
−
* Габариты не должны превышать 1000х500х1500;
 
−
* Установка должна предусматривать электро- и влагозащиту;
 
−
* Рабочая зона должна быть эргономичной и просматриваемой;
 
−
* Рабочая зона должна быть герметичной и вентилируемой;
 
−
* Предусмотреть контроль температуры рабочей жидкости;
 
−
* Компоненты в рабочей зоне должны быть инертны к воздействию соляных растворов и горячей воды;
 
−
* Объем емкости для электролита не менее 20 литров;
 
−
* Производительность насосного оборудования 3-5 л/мин;
 
−
* Регулировка напора в главной магистрали;
 
−
* Нагрев 20 литров электролита до Т=80<sup>о</sup>С должен занимать не более 60 минут;
 
−
* Стол из токопроводящего, коррозионностойкого материала;
 
−
* Обеспечить безопасный подвод высокого напряжения;
 
−
* Подача электролита должна осуществляться вертикально вверх, для получения стабильного пятна контакта;
 
−
* Экономичность.
 
−
 
−
 
 
−
В результате была спроектирована установка для проведения процесса ЭПП. Каркас выполнен из деревянного бруса, скрепленного на саморезы, дополнительно покрыт в три слоя специальным лаком. Перекрытия, дверцы и утепленный ящик для емкости с электролитом выполнены лазерной резкой из фанеры толщиной 6 мм. Рабочая зона плотно закрыта листами 2-хмиллиметрового оргстекла.  Верхняя крышка выполнена съемной, в ней устроено отверстие под вентиляционную трубу. Стол установки выполнен из акрила толщиной 8 мм, к нему через стеклотекстолитовую прокладку присоединен алюминиевый диск, выполняющий роль токоподвода к заготовке.
 
−
<br />
 
−
В бочке объемом 50 литров установлен ТЭН с реостатом мощностью 1,5 кВт. Через армированный шланг соляной раствор поступает в нагнетающий насос (установлен стандартный насос от стиральной машины). Насос подает жидкость под давлением в главную и сливную магистрали. На обеих магистралях установлены шаровые краны, регулируя которые можно управлять напором струи жидкости на выходе.
 
−
<br />
 
−
Патрубок вентиляционной трубы диаметром 100 мм присоединяется к циркуляционному вентилятору в помещении, где находится установка. Герметичность рабочей зоны обеспечивается магнитной фиксацией основной двери рабочей камеры.<br />
 
−
=== ЧПУ-система ===
 
−
ЧПУ-система станка находится на стадии сборки и скорее всего претерпит изменения. Она выполняет перемещения по трем осям (X, Y, Z) в габаритах 300х200х140.
 
−
Спроектирована система таким образом, что бы обеспечить наибольшую жесткость в своем геометрическом центре, т.к. подвод напорной магистрали решено (в целях удобства) производить снизу.
 
−
Из-за ограниченного бюджета система выполнена с помощью ременных передач. Это не дает высокой точности проектируемого оборудования, но на первоначальном этапе это не критично.<br />
 
−
  [[File:SW_CNC.png]]
 
−
  <br />
 
−
Электроника: Двигатели Nema 17 (+ драйверы к ним) с моментом 4 кг х см, Arduino Mega, RAMPS 1.4, 3 концевых выключателя и ИП на 12V и 10А (взял блок питания от компьютера).
 
−
=== Электрика ===
 
−
Самый сложный раздел. Мне посчастливилось, что в моем распоряжении оказался почти готовый электрический шкаф, я лишь довел его до ума. От себя могу сказать, что если вы заходите собрать свой шкафчик, то вам нужен регулируемый трехфазный трансформатор мощностью примерно 7-10 кВт и, самое главное, мощная батарея конденсаторов. Ну и выпрямители, естественно. Вдаваться в подробности не буду, однако слева вы увидите фото моего шкафа, схему к нему. Вот описание элементов:
 
−
# Силовой трансформатор
 
−
# Двигатель регулировки напряжения
 
−
# Блок управления регулировкой
 
−
# Щеточная система
 
−
# Выпрямительные диоды
 
−
# Батарея конденсаторов
 
−
# Амперметр
 
−
# Кнопки управления
 
−
# Вольтметр постоянного тока
 
−
# Вольтметр переменного тока
 
−
# Автомат питания
 
−
# Технологическая часть установки
 
−
# Шкаф электромеханический
 
−
# Переключатель
 
−
== Результаты ==
 
−
Первые результаты по струйному полированию (проводились в декабре 2015 года) показывают, что метод работает отлично. За 30 секунд поверхность полируется до зеркального блеска (Ra0,1-0,3). На фото видно отражение камеры в пятне полировки.<br /> 
 
−
                [[File:07966.jpg]]<br />
 
−
Замечено, что возможна не только полировка, но и размерная обработка заготовок, что открывает дополнительные перспективы использования струйного полива. В планах найти завод, специализирующийся на производстве штамповой оснастки, и взять опытные образцы для проведения исследований.
 
−
== Автор ==
 
−
Студент 5 курса Политехнического института: Зарубин Денис  <br />
 
−
По всем вопросам и материалам: '''zarubinden@gmail.com'''
 
  
 
===Реализованные проекты===
 
===Реализованные проекты===
Строка 103: Строка 26:
 
** [[Повторитель дыхания]]
 
** [[Повторитель дыхания]]
 
** [[Роботизированная рука]]
 
** [[Роботизированная рука]]
 +
* Проекты третьей школы Фаблаб Политех
 +
** [[Кинетическая скульптура "Гребцы"]]
 +
** [[Водяная ракета]]
 +
** [[Неропинбол]]
 +
** [[Куб-головоломка]]
 +
** [[Ветряной электрогенератор]]
 +
** [[Зарядное устройство на солнечных батареях]]
 +
** [[Помощник при ходьбе (экзоскелет)]]
 +
** [[Принтер для печати отбеливателем]]
 +
** [[Робобармен, V1]]
 +
** [[Машина Голдберга]]
 +
* Проекты пятой школы Фаблаб Политех
 +
** [[Робобармен, V2]]
 +
** [[ПЦР-машина]]
 +
** [[Лежачий полицейский с генератором электроэнергии]]
 +
** [[Селфи-робот]]
 +
** [[Умная вентиляция, V1]]
 +
** [[Вендинговый автомат]]
 +
** [[Цветочный горшок с автополивом]]
 +
* Проекты седьмой школы Фаблаб Политех
 +
** [[Прессокачалка]]
 +
** [[Bluetooth-зонтик]]
 +
** [[Экструдер для печати шоколадом]]
 +
** [[Perpetuum Domus]]
 +
** [[Генератор гарнира]]
 +
** [[Умная теплица]]
 +
** [[NeuroCar]]
 +
** [[KIT набор квадрокоптера]]
 +
** [[Часы-ридер Sigma]]
 +
** [[Умная вентиляция, V2]]
 +
** [[Вакуумный шкаф]]
 
* [[Елочные украшения]]
 
* [[Елочные украшения]]
 
* [[Bluetooth управляемая машинка]]
 
* [[Bluetooth управляемая машинка]]
Строка 118: Строка 72:
 
* [[Электрогитара]]
 
* [[Электрогитара]]
 
* [[Украшения]]
 
* [[Украшения]]
 +
* [[Пеногенератор]]
 +
* [[Устройство для проверки счетчиков воды]]
 +
* [[Инновационная дорога]]
 +
* [[Нейрокран, неробармен-мини]]
 +
* [[Большая роборука]]
 +
* [[Модель яхты]]
 +
* [[Квадрокоптеры]]
 +
* [[Паззл, карточный домик]]
 +
* [[Полка]]
 +
* [[Гиперболоид]]
 +
* [[Солнечная зарядка (Solar Charger)]]
 
* [[Арт-объекты]]
 
* [[Арт-объекты]]
 
* [[Складывающаяся лодка]]
 
* [[Складывающаяся лодка]]
Строка 124: Строка 89:
 
* [[Фигуры Хладни]]
 
* [[Фигуры Хладни]]
 
* [[Фрезерный станок]]
 
* [[Фрезерный станок]]
 +
* [[Установка электролитно-плазменного полирования струйным поливом]]
 +
* [[Фаблабиринт]]
  
 
===В процессе разработки===
 
===В процессе разработки===
Строка 132: Строка 99:
 
* [[Головоломки]]
 
* [[Головоломки]]
 
* [[Робот Энигма]]
 
* [[Робот Энигма]]
 +
* [[Экструдер]]
 +
* [[3D печатная рама для квадрокоптера]]
 +
*[https://github.com/zuevval/braille/ Тренажёр Брайля]
  
 
===Идеи проектов===
 
===Идеи проектов===
 
* [[Кружки для фаблаба]]
 
* [[Кружки для фаблаба]]
 
* [[Киборгизация| Проект "Киборгизация"]]
 
* [[Киборгизация| Проект "Киборгизация"]]
−
* Пуфики с буквами
 
−
* Стаканчики для ручек
 
 
* Музыкальная шкатулка
 
* Музыкальная шкатулка
−
* Мягкие кресла
 
 
* Квартал с машинками
 
* Квартал с машинками
 
* Мотоциклы
 
* Мотоциклы
 
* Беседка
 
* Беседка
−
* Аптечка
 
−
* Мебель
 
 
* Ярусная комната для занятий и отдыха
 
* Ярусная комната для занятий и отдыха
 
* Яхта
 
* Яхта
 +
* [[Окулус рифт]]
 
* [[Мини центробежный насос]]
 
* [[Мини центробежный насос]]
 
* [[Электрический скейтборд]]
 
* [[Электрический скейтборд]]

Текущая версия на 16:56, 5 июня 2019

ЦТТМ > Фаблаб Политех > Проекты Фаблаб Политех

Здесь содержится полный банк проектов, реализуемых резидентами Центра технического творчества молодежи. Каждый проект, который рассчитывает на поддержку со стороны ЦТТМ и фаблаба, должен иметь страницу здесь. Для создания страницы используйте Шаблон проекта. Лучшие проекты отображены на странице Проекты официального сайта в разделе "Гордость Фаблаба" и "Виртуальный музей".

Реализованные проекты[править]

Машинка Arduino

В процессе разработки[править]

Идеи проектов[править]

Источник — «http://tm.spbstu.ru/?title=Проекты_Фаблаб_Политех&oldid=53524»