CC BY
15
УДК 681.513.2
Левшин А.С. магистр
кафедра электропривода и автоматики
Суминов А.А. магистр
кафедра электропривода и автоматики череповецкий государственный университет Российская Федерация, г. Череповец УСТРОЙСТВО И СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСТРУДЕРОМ ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА ФИЛАМЕНТА Аннотация: В статье рассматриваются методы и способы управления экструдером для производства филамента. Основные материалы, применяемые в 3Д печати. Типовое устройство экструдера для производства нити из пластика. Проводиться сравнительный анализ различных способов управления, с целью выявления оптимального способа управления, преимуществ и недостатков различных методов.
Ключевые слова: Экструдер, филамент, система управления, функциональная схема, Arduino.
Levshin A.S.
master of department of the electric drive and automatic equipment,
Cherepovets state university Cherepovets, Russian Federation
Suminov A.A.
master of department of the electric drive and automatic equipment
Cherepovets state university Cherepovets, Russian Federation THE DEVICE AND WAYS OF MANAGEMENT OF AN EXTRUDER
FOR PRODUCTION OF A FILAMENT Abstract: the article discusses methods and ways to control the extruder for the production of filament. The main materials used in 3D printing. A typical device of the extruder for the production of filaments of plastic. Conducted comparative analysis of various control methods, with the aim of identifying the optimal method of administration, advantages and disadvantages of various methods.
Keywords: Extruder, filament, control system, functional diagram, Arduino.
Экструдером называется устройство, предназначенное для формовки пластичных материалов в соответствии с заранее заданными требованиями.
Наиболее перспективным направлением применения экструдера в домашних и промышленных целях является 3Д печать.
Стремительное развитие 3Д печати заставляет владельцев 3Д
принтеров задумываться о качестве филамента (нити), служащего строительным материалом для получаемых изделий. Выбор филамента затрудняется в зависимости от сложности и технических требований к изделиям. В связи с этим, улучшение качества производимого филамента и возможность переналадки позволят оптимизировать, а так же повысить эффективность производства филамента, в зависимости от требований заказчика.
Материалы применяемые в 3Д печати
В настоящее время существует ряд материалов из которых производиться нить, применяемая в 3Д печати, основными из них являются: PLA полилактид, ABS акрилонитрилбутадиенстирол, PVA поливиниловый спирт, Nylon нейлон, HIPS ударопрочный полистирол, PET полиэтилентерефталат [1].
PLA полилактид производиться из таких экологичных растительных материалов как сахарный тростник, кукуруза. Применение данного материала позволяет добиваться разной степени прозрачности, температура процесса экструзии изменяется в диапазоне 170-210, изделия обладают более высоким значением жесткости по сравнению с ABS, изделия приобретают глянцевую поверхность, обладает низкой усадкой.
Среди недостатков PLA стоит отметить не высокую прочность и долговечность, способность накапливать и впитывать влагу,
ABS акрилонитрилбутадиенстирол является полимером, более гибкий по сравнению с PLA, температура экструзии находиться в пределах 170-180, не подвергается воздействию кислот и влаги.
Недостатками данного материала считаются большая усадка (0,8%), более сложный процесс производства, не экологичность, низкие показатели липучести, выделение акрилонитрила при воздействии высоких температур.
PET нить по праву стоит считать наиболее прогрессивным материалом для применения в 3Д печати. PET филамент можно производить как из новых пластиковых гранул, так и путем переработки использовавшегося пластика. Использование пластика в качестве вторсырья позволит не только более разумно подходить к вопросам утилизации пластиковых отходов, но и получать материал для изделий 3Д печати.
Рассматривая свойства материала стоит выделить не взаимодействие с кислотами и щелочами, безопасен для использования в пищевой промышленности, широкий рабочий диапазон температур, высокая прозрачность и ударопрочность.
Использование PET затрудняется сложным процессом производства самой нити, высокая температура экструзии 260, большая усадка (2%) [2].
Устройство экструдера
Типовой экструдер состоит из:
Камеры нагрева, служащей для плавления полимера за счет индукционных или резистивных нагревателей. Анализируя материалы из которых изготавливается филамент можно сказать, что мощность
нагревательных элементов подбирается под конкретный материал в зависимости от температуры экструзии;
Загрузочного узла, для размещения исходного сырья;
Рабочего органа, за счет которого осуществляется перемещение сырья внутри системы. По мимо транспортной функции рабочий орган выполняют функцию поддержания давления в системе. Наиболее применимым механизмом оказались шнековые экструдеры;
Механический привод, представляющий из себя систему редуктор-двигатель, для создания усилия передающегося на рабочий орган;
Экструзионная головка, задающая форму получаемого изделия;
Система управления, за счет которой создается, контролируется и поддерживается технологический процесс переработки сырья в готовое изделие.
Исходное сырьё засыпается (вручную или с помощью специального загрузчика) в бункер экструдера. Из бункера, минуя горловину загрузочной воронки, сырьё попадает в загрузочную зону шнека, а затем транспортируется по цилиндру пластикации. От сдавливания, перемешивания и контакта с нагретым цилиндром и шнеком полимерное сырьё расплавляется и превращается в однородную массу — расплав [3].
Система управления экструдера
Система управления экструдера в своем типовом варианте состоит из контроллера, программируемого на исполнение операций различных агрегатов экструдера, соединенная с системой датчиков. Состав датчиков и агрегатов определяется технологическими требованиями к процессу экструзии, в зависимости от входного материала, температуры экструзии, скорости движения филамента внутри системы, усилия необходимого для передвижения филамента, при этом должен осуществляться непрерывный процесс контроля качества изделия на выходе.
Предполагается, что зная функциональный состав системы производства полимерной нити и расчитав основные параметры технологического процесса, можно создать систему управления экструдером на базе arduino. Данная система будет обладать рядом приемуществ, таких как относительная простота настройки параметров, непрерывный контроль параметров за счет возможности подключения различных датчиков, возможность саморегулирования и самонастройки системы.
Функциональная схема экструдера
Одна из возможных функциональных схем экструдера червячного типа описана в патенте Попова Э.Б [4].
Данная схема применима для производства различных длинномерных изделий, в том числе и синтетических нитей.
В работе [4] приводиться элементный состав линии производства полимерной нити и подробное описание проведения расчетов основных параметров экструдера, для насройки системы управления под конкретное изделие.
Использованные источники:
1. Интернет ресурс «3Dtoday» / http://3dtoday.ru/wiki/FDM_materials/
2. Интернет ресурс «3D SMARTPRINT» / https://3dsmart.com.ua/shop/materials/nit-pet-1-75-3-0-mm-1-kg
3. Интернет ресурс «ООО «Полипром Кузнецк»» / http://poly-prom.ru/polezno/opisanie-ekstruderov
4. Интернет ресурс «Freepatent / http://www.freepatent.ru/patents/2353518»
УДК 34
Лежнёва Ю.В. студент 3 курса факультет «Сервиса, экономики и права» филиал ФГАОУВО «Южно-Уральский государственный университет» научный руководитель: Петровский С.С.
старший преподаватель Россия, г. Златоуст КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕСТУПЛЕНИЙ В СПОРТЕ Аннотация: статья посвящена преступлениям, совершаемым в спортивной деятельностью. Нашей целью является определить правильную классификацию данным деяниям. Являются ли наказуемыми умышленные преступления в спорте? Являются ли наказуемыми неосторожные деяния без направления умысла на причинение тяжкого вреда жизни или здоровью другого спортсмена? Мы постарались ответить на эти вопросы в работе.
Ключевые слова: спортсмен, спорт, Уголовный кодекс, преступления, травмы, наказания.
Lezhneva Yu.V. student
The 3rd course, faculty "Service, Economics and law" Branch of Federal STATE Autonomous educational institution "South
Ural state University" Russia, Zlatoust Supervisor: Petrovsky S. S.
senior lecturer THE CLASSIFICATION OF CRIMES IN SPORTS Abstract: the article is devoted to crimes committed in sport activities. Our goal is to determine the correct classification of these acts. Whether intentional crimes punishable in the sport? Are punishable careless actions without intent to cause serious harm to the life or health of another athlete? We have tried to answer these questions in the work.
Keywords: athlete, sport, penal code, crimes, injuries, penalties.
