قسمت سوم آموزش محیط نقشه کشی در سالیدورک را بببیند.
مدت زمان فیلم : ۹ دقیقه
آموزش سالیدورک
مهندسی معکوس با سالیدورک
پیش از آنکه به معرفی “مهندسی معکوس” بپردازیم خوب است فیلم زیر را ببینیم تا با پیش زمینه بهتر به سراغ مقاله خود برویم.
مهندسی , حرفه ای است که به طراحی، ساخت و تولید و تعمیرات و نگهداری محصولات، سامانه ها و سازه ها می پردازد. به طور کلی، دو نوع مهندسی وجود دارد: مهندسی مستقیم (رو به جلو) (forward engineering) و مهندسی معکوس (reverse engineering).
مهندسی مستقیم، فرآیند حرکت سنتی از مفاهیم انتزاعی سطح بالا و طراحی های منطقی به اجرای فیزیکی یک سامانه است. اما در بعضی موارد ممکن است یک قطعه فیزیکی موجود باشد در حالی که هیچ جزئیات فنی مانند مستندات فنی و نقشه ها، صورت لیست مواد و اقلام (BOM) یا داده های مهندسی مثل خواص حرارتی و الکتریکی آن در دسترس باشد. فرایند تکثیر یک قطعه، زیر مجموعه یا محصول موجود، بدون کمک نقشه ها، مستندات یا مدل کامپیوتری به عنوان مهندسی معکوس شناخته می شود.
در برخی موارد، طراحان احساس راحتی می کنند تا با استفاده از گِل رُس، گچ، چوب یا فوم، به ایده های خود شکل می دهند، و کار با نرم افزار های طراحی سه بعدی امروزی برایشان راحت نیست، اما برای ساختن قطعه مورد نظر به فایل CAD نیاز است. همچنین از آنجایی که محصولات وقتی به شکل اصلی می رسند بیشتر شکل خودشان را نشان می دهند، طراحی در CAD ممکن است کاری چالش برانگیز یا غیرممکن باشد. هیچ تضمینی وجود ندارد که مدل CAD به مدل قابل قبول نزدیک باشد. مهندسی معکوس یک راه حل برای این مشکل فراهم می کند، زیرا مدل فیزیکی مرجع اطلاعات برای به دست آوردن مدل CAD است. این عنوان فرآیند قطعه- تا – فایل – CAD اشاره دارد.
یکی دیگر از دلایل استفاده از مهندسی معکوس این است که زمان فرآیند توسعه محصول را کاهش می دهد. در بازار پر رقابت جهانی، تولید کنندگان به طور مداوم به دنبال راه حل های جدید برای کوتاه شدن زمان رسیدن یک محصول جدید به بازار هستند.
توسعه سریع محصول (RPD) به تکنولوژی ها و تکنیک های جدیدی می گویند که به تولید کنندگان و طراحان کمک می کند تا به نیاز کاهش زمان تولید محصول پاسخ دهند. مثلا، شرکت های قالب سازی و تزریق پلاستیک، باید زمان تولید قالب را بطور قابل توجهی کاهش دهند. با استفاده از مهندسی معکوس، یک محصول یا مدل سه بعدی می تواند به سرعت به صورت دیجیتال اسکن سه بعدی شود، دوباره مدل سازی شود و برای پرینت سه بعدی یا قالب سازی سریع آماده شود.
مهندسی معکوس و دلایل استفاده از آن
توقف تولید یک محصول از سوی تولیدکننده اصلی آن
وجود اسناد ناکافی از طراحی اصلی محصول
عدم وجود سازنده اصلی محصول زمان حاضر (در حالی که یک مشتری به محصول نیاز دارد)
مستندات اصلی طراحی گم شده یا در هنگام توسعه محصول تدوین نشده بودند.
برخی از ویژگی های بد محصول باید دوباره طراحی شوند. مثلا، لازم است تا نشان داده شود سایش بیش از حد مربوط به کدام قسمت از محصول بوده که باید بهبود یابد.
برای تقویت ویژگی های خوب یک محصول جهت استفاده بلندمدت از محصول
برای تجزیه و تحلیل ویژگی های خوب و بد محصولات رقبا
برای کشف راه های جدید برای بهبود عملکرد و ویژگی های محصول
برای به دست آوردن روش های رقابت پذیری از طریق درک و مقایسه محصولات رقیب و توسعه محصولات بهتر
مدل اصلی CAD در روش های جدید و امروزی تولید قابل پشتیبانی نیست.
تامین کننده اصلی نمی تواند یا مایل به ارائه قطعات اضافی نمی باشد.
تولید کنندگان تجهیزات اصلی یا مایل نیستند یا قادر به ارائه قطعات جایگزین نیستند و یا خواستار هزینه های بالایی برای قطعات تک-منبع هستند.
برای به روز رسانی مواد منسوخ یا فرآیندهای تولید قدیمی با تکنولوژی های فعلی و ارزان تر
مهندسی معکوس قابلیت تکثیر یک قطعه موجود را با اندازه گرفتن ابعاد، ویژگی ها و خواص اجزای فیزیکی آن امکان پذیر می سازد. قبل از تلاش برای مهندسی معکوس، یک تجزیه و تحلیل به خوبی برنامه ریزی شده چرخه عمر و تجزیه و تحلیل هزینه – فایده باید برای توجیه پروژه های مهندسی معکوس انجام شود.
اگر قطعاتی که می خواهند معکوس مهندسی شوند به میزان سرمایه گذاری بالا نیاز داشته باشند و یا در تیراژ زیاد تولید شوند؛ فرآیند مهندسی معکوس برای آنها باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود و به صرفه خواهد بود. حتی اگر مهندسی معکوس قطعه ای مقرون به صرفه نباشد ممکن است به دلیل نیاز حیاتی به آن قطعه در یک سامانه، آن قطعه را مهندسی معکوس کنیم.
مهندسی معکوس با سالیدورک
مهندسی معکوس قطعات مکانیکی مستلزم دستیابی به داده های سه بعدی هندسه قطعه به صورت ابر نقاط با استفاده از اسکنر سه بعدی لیزری یا سی تی اسکن (توموگرافی کامپیوتری) است. نمایش دادن هندسه قطعه به صورت مجموعه نقاطی در سطح آن، اولین قدم در رسیدن به هندسه قطعه در کامپیوتر می باشد. در مرحله بعدی یک مش سطحی خوب برای قطعه توسط نرم افزار های مهندسی معکوس (مانند GeoMagic یا Catia) به دست می آید.
در مرحله بعد نیاز است تا مش سطحی قطعه توسط همان نرم افزار تمیز شود، به این معنی که سطوح قطعه صاف شوند و برخی خرابی های فایل اصلاح شود. به این مش سطحی سطوح NURBS می گویند که در مرحله بعدی به یک فایل CAD قابل تبدیل است و فایل CAD همان فایلی است که برای فرآیند تولید قابل خواندن می باشد، فرآیند هایی مانند ماشین کاری های CNC و یا پرینت سه بعدی.
می توان گفت که مهندسی معکوس با محصول آغاز می شود و از طریق فرآیند طراحی در جهت مخالف به نتیجه ای برای تعریف محصول می رسد. در انجام این فرآیند، تا حد امکان اطلاعاتی را از طراحی که برای تولید یک محصول خاص استفاده می شود، می بایست استخراج کرد.
اصول طراحی قطعات تزریق پلاستیک (بخش دوم)
اتصال قطعات به یکدیگر
محصولات به طور کلی متشکل از دو یا چند قسمت متصل با هم هستند. این قطعات را می توان با برجستگی های پایه، قلاب ها، چفت ها ،پیچ ها و غیره به یکدیگر متصل کرد. یک راه معمول برای یکی کردن دو بخش، استفاده از پیچ ها از طریق برجستگی های پایه است. داشتن لبه ها / شیارهایی که در آن قطعات با یکدیگر برخورد کنند و ترکیب شوند یکی از راه های رایج در ترکیب قطعات است. هنگام برنامه ریزی در مورد چگونگی اتصال قطعات، نکات قبلی در طول این ارائه، از قبیل زوایای پیش ساخته، قطعات متخلخل شده، تیرک های نگهدارنده و… را در نظر بگیرید.
خطوط جدایش
خطوط جدایش ، خطوطی هستند که در آن دو قسمت از قالب بر هم منطبق می شوند. این خطوط باعث به وجود آمدن یک خط فیزیکی بر روی قطعه می شوند که هم قابل دیدن است و هم قابل لمس.با این وجود این خطوط می توانند در صورت قرارگرفتن بر لبه های قطعه، پنهان شوند و یا به حداقل برسند. هنگام طراحی یک قطعه تزریق پلاستیک، همیشه خطوط جدایش آن را در نظر داشته باشید.
محل پین های پران
پین های پران به قطعه اجازه می دهند از قالب خارج شود.این پین ها به معنای کلمه بعد از آنکه ماده در قالب تزریق شد و شکل گرفت ، قطعه را به سمت بیرون فشار میدهند. گرچه در حالی که قطعات در حال خارج شدن هستند، این پین ها روی قطعه علامت و نشانه ای از خود به جا میگذارند؛ این علامت ها به طور معمول قابل حذف شدن نیستند، پس در نظر داشتن موقعیت آنها نکته ای کلیدی در طراحی قطعه است.
موقعیت دریچه ها و جریان مواد
همراه با موقعیت پین های پران و خطوط جدایش ، مهم است که محل قرار گیری دریچه ها را بدانیم. دریچه ها محلی هستند که که پلاستیک مذاب وارد حفره ای از قطعه، در قالب می شود. این دریچه ها، هنگامی که قطعه خنک می شود، علامت / نشانه ای از موقعیت دریچه به جا میگذارند، حتی زمانی که قصد بر آن است تا در روند سریع جداسازی شوند.
موقعیت دریچه گاهی به وسیله ی موارد زیر مشخص می شود:
- جایی که کمتر قابل توجه باشد
- جایی که با دیگر بخش های قطعه تداخل نداشته باشد
- چگونگی جریان یافتن ماده ی پلاستیکی در قطعه
- یا ترکیبی از همه این موارد.
ماده و ضخامت
یک ماده باید بسته به (۱) نحوه کار محصول، (۲) محیطی که در آن قرار دارد و (۳) اولویت طراح، انتخاب شود. این مواد مشخص میکنند قطعه چگونه احساس شود، چگونه به نظر برسد و چگونه کار کند. بعضی از آنها انعطاف پذیر هستند، برخی سخت، برخی قوی ، و برخی شکننده. نوع مواد انتخاب شده اغلب تاثیر قابل توجهی در طراحی قطعه دارد. ممکن است لازم باشد بعضی از تیرک های نگهدارنده برداشته یا اضافه شوند، و دیواره ها ممکن است نیاز به ضخیم تر شدن یا نازک تر شدن داشته باشند ،و غیره.
ضخامت پیشنهادی برای دیواره بر اساس نوع مواد :
نتیجه گیری
تمام مفاهیم ارائه شده در اسلایدهای قبلی، تنها برخی از روش های صحیح مهندسی است که باید در هنگام طراحی قطعاتی که به وسیله قالب گیری تزریق پلاستیک تولید می شوند، در نظر بگیرید.
این شیوه ها همچنین به عنوان DFM شناخته شده اند (طراحی برای قابلیت تولید) و باید به عنوان یک چک لیست به طور مداوم در سراسر فرآیندطراحی و طراحی مجدد محصولات استفاده شود.
به یاد داشته باشید که توجه به این شیوه ها صرفه جویی در هزینه های تولید و زمان را در دراز مدت برای مشتریان تضمین می کند.
اصول طراحی قطعات تزریق پلاستیک (بخش اول)
در دنیای ساختن اشیاء راه های زیادی برای تولید محصولات وجود دارد. اگر این محصولات از پلاستیک ساخته شده باشند، راه های متعددی وجود دارد که ما بتوانیم آن ها را تولید کنیم. یکی از این راه ها، تزریق پلاستیک است که نیازمند طراحی قالب تزریق پلاستیک است. با این حال، قالبگیری تزریقی ساده نیست. درگیر شدن در چنین فرآیندی، نیاز به دانشی گسترده در مورد دستگاه ها و فرآیند آن دارد. در این مقاله، ما برخی از جنبه هایی را که در طراحی قطعات پلاستیکی برای قالب تزریق پلاستیک در نظر می گیریم، به شما نشان می دهیم تا بتوانیم زمان و پول مشتریانمان را در بلند مدت صرفه جویی کنیم.
طراحی قالب تزریق پلاستیک
قالبگیری تزریقی چیست؟
قالبگیری تزریقی روشی است که در آن پلاستیک ذوب شده به درون قالب فلزی تزریق پلاستیک می شود. این قالب از دو قسمت تشکیل شده است، سمت” A” و”B” نیمه ها از هم جدا می شوند و به قطعه ی پلاستیکی اجازه می دهند تا پس از شکل گرفتن از قالب خارج شود و قطعات پلاستیکی ایجاد شوند.
نکاتی که باید در طراحی قالب تزریق پلاستیک در نظر بگیریم
زاویه پیش طرح زوایای خروج از قالب (Draft Angle ) به پلاستیک اجازه می دهند تا از قالب خارج شود. بدون زوایای پیشنهادی، این قسمت به دلیل اصطکاک در هنگام خارج شدن از قالب، مقاومت قابل توجهی نشان می دهد. زوایای پیشنهادی باید هم در داخل و هم در خارج قطعه وجود داشته باشند.
هر چه قطعه عمیق تر باشد، زاویه پیشین بینی شده بزرگتر است. یک قاعده ساده این است که یک زوایای خروج از قالب یک درجه بر حسب اینچ داشته باشید. عدم داشتن زاویه پیش بینی شده به اندازه کافی ممکن است باعث خراشیدگی در امتداد دو طرف و یا علامت پین پران بزرگ شود.
لبه های شعاعی
داشتن لبه ها و گوشه های شعاعی (در داخل و خارج) قطعه یک امتیاز ویژه است. این ویژگی باعث خارج شدن راحت تر قطعه هنگام تزریق پلاستیک – در اتصال با طرفهای پیش طرح- و راحت تر جاری شدن ماده می شود. مهمتر از همه، با این حال، این امر نه تنها مانع از هزینه های بیش از حد در هنگام ایجاد قالب می شود، بلکه باعث می شود که ترک ها از طریق تمرکز شدت تنش در قطعه ایجاد نشوند.
به خاطر داشته باشید که گوشه های شعاعی باید همان ضخامت دیواره را حفظ کنند، به این معنی که اگر ضخامت درونی r = ½ پس ضخامت بیرونی باید R = 3 * ½ باشد.
برش های زیرین (undercut)
کشویی ها (undercut) مواردی هستند که با حذف هر دو نیم قالب مواجه می شوند. این برش ها می توانند در هر نقطه از طراحی ظاهر شوند.این ها به اندازه عدم انتخاب زاویه پیش بینی شده ی درست ، در طراحی غیرقابل قبول اند. با این حال، برخی از برش های زیرین (undercut) ضروری و یا اجتناب ناپذیر هستند. در این موارد، برش های زیرین (undercut) ضروری به شکل کشویی (لغزشی) و یا با حرکت قطعه در قالب ایجاد می شوند.به خاطر داشته باشید که ایجاد کردن برش های زیرین (undercut) هنگام تولید قالب تزریق پلاستیک بسیار پرهزینه است و باید به میزان حداقل باشد.
توپر در مقابل توخالی
همانطور که پلاستیک در قالب خنک می شود، منقبض می شود ؛ که این یک ویژگی مشترک برای اکثر مواد است. ساخت یک جزء تو خالی (متخلخل) در مقابل قطعه ی توپر کمک می کند تا مقدار انقباض یا پیچ و تابی که در طول روند خنک شدن اتفاق می افتد کاهش یابد. این کار هم چنین به کاهش هزینه مواد مورد نیاز برای استفاده در آن قطعه کمک می کند. روش های متعددی برای طراحی قطعه ی تو خالی (متخلخل) وجود دارد، یک مثال در کره ی زیر نشان داده شده است .
علامت های فرو رفتگی (حفره)
در تزریق پلاستیک علائم فرو رفتگی همانطور که به نظر می رسند، به صورت یک نقطه یا بخشی از یک سطح پلاستیکی ظاهر می شوند / و یا احساس می شود درون قطعه فرو رفته اند.
این علائم توسط تعدادی از موارد زیر ایجاد می شوند:
• ضخامت دیواره ناهماهنگ (ممکن است منجر به حفره) شود؛
• شعاع نامناسب در گوشه ها؛
• ضخامت تیرک های نگهدارنده ( در ادامه مورد بحث قرار خواهد گرفت)؛
• گوشه های تیز؛
• قطعات خارج نشده از متخلخل
تیرک های نگهدارنده / مفصل ها
تیرک های نگهدارنده و مفصل ها برای حمایت بیشتر از دیواره های محصول استفاده می شوند. آنها عمدتا در دو حالت مورد استفاده قرار می گیرند:
(۱) جایی که قطعه دارای دیوارهایی است که با زاویه ۹۰ درجه با هم برخورد میکنند
(۲) جایی که یک قسمت ممکن است بیش از حد طولانی یا بزرگ باشد و ضخامت دیواره ی آن بخش سست و بی دوام یا ضعیف باشد. تیرک های نگهدارنده متمایل به انجام بهترین عملکرد در بخش های مورد نیاز هستند، مانند به حرکت در آمدن در طول یک قطعه ی بلند.
هنگام طراحی تیرک های نگهدارنده ، مهم است که زاویه پیش بینی شده و ضخامت پایه را بیش از ۲/۳ ضخامت دیواره متصل به آن در نظر نگیرید.
دستور variable pattern
در بعضی موارد دستورات linear pattern , circular pattern این قابلیت را ندارند که الگوی های لازم را به شکل صحیح و مطلوب ما ایجاد بکنند.در واقع ما به دنبال این هستیم که الگویی متفاوت و غیر همسان بسازیم.
دستوری که این امر را میسر میسازد و موضوع آموزشی این مقاله است دستور variable pattern میباشد. در این فیلم این دستور را یاد میگیریم.
drawing (قسمت هفتم)
در ویدیو زیر, قسمت هفتم از محیط نقشه کشی سالیدورک را ببینید.