In the present paper, the methodology of the backcasting of manufacturing process and the possibilities of the application of Bizagi Modeler software with the utilization of BPMN notation with the aim to show the analyzed manufacturing processes in the conceptional aspect was submitted. As the example, the problem of the choice of filament in the incremental manufacturing process and the issue of selection of semi-fabricate in the machining process were discussed. The implementation of advisory systems based upon the simulation model in Flexsim software with the application of method of backcasting was analyzed. In the conducted simulation, the times for two analyzed variants in the both mentioned above manufacturing processes were compared. The first variant considered the employment of advisory systems and the second one assumed the standard run of the process, with the verification of senior technologist.
PL
W rozdziale przedstawiono metodykę wstecznego prognozowania procesu produkcyjnego oraz możliwości wykorzystania oprogramowania Bizagi Modeler z wykorzystaniem notacji BPMN w celu przedstawienia analizowanych procesów produkcyjnych w ujęciu koncepcyjnym. Jako przykład w rozdziale wykorzystano problem doboru filamentu w procesie wytwarzania przyrostowego oraz problem doboru półfabrykatu w procesie obróbki skrawaniem. Wdrożenie systemów doradczych przeanalizowano w oparciu o model symulacyjny w oprogramowaniu Flexsim z wykorzystaniem metodyki wstecznego prognozowania.
Effect of shells number (1–5) on tensile properties of PLA samples printed using the FDM/FFF technique was investigated. The crack surface was also analyzed. The best properties were obtained for 4-shell sample. However, due to the large coefficient of variation (>> 10%) in the case of elongation, 3-shell sample was selected for testing the machining impact. Such a large coefficient of variation can be explained by the presence of voids between the layers. The greater the number of layers, the greater the structure defects. Machining increases surface smoothness while reducing tensile strength and practi¬cally unchanged elongation at break.
PL
Zbadano wpływ liczby warstw (1–5) na właściwości mechaniczne przy rozciąganiu próbek PLA otrzymanych techniką FDM/FFF. Analizie poddano także powierzchnie pęknięć. Najlepsze właściwości uzyskano dla próbki 4-warstwowej. Jednak, ze względu na duży współczynnik zmienności (>> 10%) w przypadku wydłużenia, do badań wpływu obróbki skrawaniem wytypowano próbkę 3-warstwową. Tak duży współczynnik zmienności można wyjaśnić obecnością pustych przestrzeni pomiędzy warstwami. Im większa liczba warstw, tym większe defekty struktury. Obróbka skrawaniem zwiększa gładkość powierzchni przy jednoczesnym zmniejszeniu wytrzymałości na rozciąganie i praktycznie niezmienionym wydłużeniu przy zerwaniu.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W produkcji folii metalowych i płaskich drutów (taśm) o właściwościach i jakości odpowiednich do zastosowań związanych z energią elektryczną i energią odnawialną stosuje się deformacje plastyczne oparte na obróbce skrawaniem. W przeciwieństwie do konwencjonalnego walcowania wieloetapowego, taśma jest produkowana w jednym kroku i przy znacznie mniejszym zużyciu energii.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper some rules of mesh-free/meshless modelling and numerical simulations of fundamental physical phenomena associated with the machining process, including mechanisms of plastic deformation, chip formation and interfacial friction are overviewed. Some representative examples of the mesh-free modelling application to material removal processes at different scales, i.e.: machining processes, water jet-assisted processes, additive machining processes and simulation of micromachining processes using predominantly SPH (smoothed particle hydrodynamics) method are given.
PL
W artykule omówiono zasady bezsiatkowego modelowania i symulacji numerycznej podstawowych zjawisk fizycznych towarzyszących procesom obróbki, w tym mechanizmów odkształcania materiału, tworzenia wióra i tarcia. Podano przykłady zastosowania bezsiatkowego modelowania procesów obróbki ubytkowej, m.in.: obróbki skrawaniem, wysokociśnieniową strugą wody (WJM i AWJM) oraz obróbki i symulacji mikroobróbki z użyciem metody SPH (hydrodynamiki wygładzonych cząstek).
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Low fracture toughness is a common problem encountered by many researchers in the application of pure TiB2 coatings. To improve their properties, a convenient and useful method is the use of doping, so this study proposes the deposition of TiB2 enriched with Zr on a steel substrate. The objective of the research was to investigate the impact of Zr addition to TiB2 coatings on both their mechanical and tribological properties. Four coatings with varying compositions (pure TiB2; TiB2 doped with 3, 6, and 10 at.% Zr) were deposited using magnetron sputtering from TiB2 and Zr targets. The coating structures were analyzed by means of X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and atomic force microscopy (AFM). Nanoindentation, scratch test, and ball-on-disk test were used to determine the mechanical and tribological properties. In most cases, only two factors have a significant impact on the mechanical and tribological properties of the Zr-doped coating. Firstly, a change in the preferred orientation of the coating from (102)(111) to (100) results in increased hardness and wear resistance. Secondly, a reduction in crystallite and column size enhances ductility and fracture toughness by impeding or altering the direction of crack propagation. Based on the study, one can conclude that the optimal Ti1-xZrxB2 properties were obtained for 6 at.% Zr content.
The work aimed to determine the possibility of replacing the grinding operation of Vanadis 4 Extra Super Clean and Vanadis 23 Extra Super Clean powder steels with a turning operation using PCBN cutting tools available on the market. Design/methodology/approach The paper presents test results of the geometric surface structure of tempered steels such as powder steel (Vanadis 4 Extra SuperClean, Vanadis 23 SuperClean) and alloy steel (Sverker 21) after finish turning with coated and uncoated regular boron nitride (PCBN) cutting tools. Selected roughness parameters, 3D topographies, depth and degree of material strengthening, as well as residual stresses on machined surfaces, were studied and analysed. Findings An analysis of the machined surfaces of Van4 and Van23 powder steels indicates that the lowest values of both roughness parameters were obtained after machining with TiAlN-coated blades. The conducted analysis has revealed a strengthening of the surface layer of all machined surfaces, regardless of the type of machined material and the type of tool. The surface parameters of Van23 powder steel were similar to the ones obtained after the grinding operation, after machining with each type of tested blade. Van4 and Van23 powder steel surfaces examined had the highest compressive stresses among all turned surfaces. Research limitations/implications The research should be extended to include commercially available powder materials and coated tools. Practical implications It is possible to obtain a surface layer with properties corresponding to the grinding process in the turning process. Research has shown the possibility of replacing the grinding process with turning. Such a solution is only possible for the tested materials when using a PCBN blade with a TiAlN coating. It does not cause a reduction in the parameters of the surface layer. Originality/value The analysis carried out showed many advantages of using coated tools for turning a given group of materials, such as, i.e. lower values of the key roughness parameters of the machined surfaces or the absence of adverse phenomena on the machined surfaces (side flow, material sticking) which adversely affect the functional properties of the surfaces after machining.
A new direction related to research in the wood industry may be thermal imaging together with computer vision techniques. In this work, an attempt was made to use these to record temperature phenomena during drilling in woodbased materials, using MDF as an example. For this purpose, a CNC station was created with a built-in high-resolution thermal imaging camera (260x200 px). Two drill bits were examined – sharp and dull. The temperatures generated by them during drilling were compared. It was shown that the phenomena which can be recorded during the drilling process can be associated with changes in the tool geometry, and therefore can be used for research related to heat during drilling. The presented results open many new and interesting directions in research in wood-based materials technology.
PL
Nowym kierunkiem związanym z badaniami w przemyśle drzewnym może być termowizja wraz z technikami widzenia komputerowego. W niniejszej pracy podjęto próbę ich wykorzystania w celu rejestracji zjawisk temperaturowych podczas wiercenia w materiałach drewnopochodnych na przykładzie MDF. W tym celu stworzono stanowisko CNC z wbudowaną kamerą termowizyjną o dużej rozdzielczości (260x200 px). Zbadano dwa wiertła – nowe oraz zużyte i porównano wygenerowane przez nie temperatury podczas wiercenia. Wykazano, że zjawiska możliwe do zarejestrowania podczas procesu wiercenia można powiązać ze zmianą geometrii narzędzia, a więc mogą posłużyć do badań powiązanych z ciepłem podczas wiercenia. Przedstawione wyniki otwierają wiele nowych i ciekawych kierunków w badaniach w technologii tworzyw drzewnych.
Artykuł dotyczy charakterystyki procesu projektowania, programowania oraz budowy zrobotyzowanego stanowiska do procesu obróbki skrawaniem elementów odlewanych. W artykule omówiono sposoby projektowania, opracowany proces adaptacji narzędzia oraz wykonane symulacje. Scharakteryzowany został proces programowania z wykorzystaniem podejścia hybrydowego. Pokazano proces budowy oraz testów wykonanych na stanowisku laboratoryjnym oraz w warunkach przemysłowych.
EN
The article concerns the characteristics of the design, programming and construction of a robotic station for the machining of cast elements. The article discusses the design methods, the developed tool adaptation process and the simulations performed. The programming process was characterized by a hybrid approach. The construction process and tests performed on a laboratory stand and in industrial conditions are shown.
W artykule przedstawiono niekonwencjonalne metody przecinania materiałów konstrukcyjnych realizowanych we współczesnych procesach wytwarzania. Do tej grupy zaliczono przecinanie strugą wodną i wodno-ścierną a także przecinanie elektroerozyjne. Wskazano cechy pozytywne tych metod oraz kryteria jakimi powinno kierować się przy wyborze najlepszego sposobu przecinania.
EN
In this paper unconventional methods for cutting construction materials that are realized in modern manufacturing processes were presented. This includes cutting with water and abrasive-water jets and erosion treatment. It shall indicate their positive features and the criteria according to which the method should be selected.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Mechanical vibrations generated during machining can cause many problems in production processes. Vibrations can cause high dynamic loads leading to damage of the machine spindle, the cutting tool or the workpiece. Another unwanted effect of the existence of vibration during the machining process can be a deterioration in the quality of the machined surface. In this paper, a comparative analysis was carried out based on studies of the face turning process with conventional knives and those equipped with passive vibration damping systems. The results show the influence of the implemented vibration damper on the cutting process.
PL
Drgania mechaniczne pojawiające się podczas obróbki skrawaniem mogą być przyczyną występowania wielu problemów w procesach produkcyjnych. Drgania mogą powodować duże obciążenia dynamiczne prowadzące do uszkodzenia wrzeciona obrabiarki, narzędzia skrawającego lub przedmiotu obrabianego. Innym niepożądanym efektem występowania drgań w czasie procesu obróbki mechanicznej może być pogorszenie jakości obrabianej powierzchni. W niniejszej pracy przeprowadzono analizę porównawczą na podstawie badań procesu toczenia czołowego powierzchni nożami konwencjonalnymi i wyposażonymi w pasywne systemy tłumienia drgań. Wyniki badań przedstawiają wpływ zastosowanego tłumika drgań na przebieg procesu skrawania.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Narzędzia z PcBN są ostatnio z powodzeniem wprowadzane do obróbki superstopów na bazie niklu, jednak wiedza na temat mechanizmów ich zużycia pozostaje ograniczona. W artykule przedstawiono wyniki dogłębnego badania zużycia narzędzia z PcBN i powodujących je mechanizmów podczas szybkościowej obróbki stopu Inconel 718.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Superstopy niklu utrzymują doskonałe właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach, co przekłada się na znaczne wyzwania w obróbce skrawaniem. Tu wykazano, że obróbka tych materiałów może być korzystna przy zwiększonych prędkościach skrawania i temperaturach, pod warunkiem że są one w stanie stymulować lokalizację ścinania i zmiękczanie termiczne w strefach deformacji wióra z zachowaniem wysokotemperaturowej wytrzymałości w powierzchni obrabianej.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The quality of the geometric structure of a surface is influenced by factors such as the geometry of the cutting tool, the cutting conditions and the displacements in the tool-workpiece system. This paper describes the results of a study to analyse the influence of selected machining factors accompanying the face milling process on the geometric structure of the surface. During the machining tests, relative displacements in the T-W system were recorded, as well as the components of forces and moments of the face milling process for specimens made of grey cast iron. The tests were carried out on an AVIA VMC 800 milling centre, and the accuracy of the machined surface was checked. A Talysurf CCI - Lite Non-contact 3D Profiler, which was equipped with TalyMap Platinum software, was used to measure the geometric structure of the surface.
PL
Na jakość struktury geometrycznej powierzchni wpływają takie czynniki, jak: geometria narzędzia skrawającego, warunki skrawania oraz przemieszczenia w układzie narzędzie-przedmiot obrabiany. W artykule opisano wyniki badań, których celem była analiza wpływu wybranych czynników obróbki towarzyszących procesowi frezowania czołowego na strukturę geometryczną powierzchni. W trakcie prób skrawania rejestrowano przemieszczenia względne w układzie N-P oraz składowe sił i momentów procesu frezowania walcowo-czołowego próbek wykonanych z żeliwa szarego. Próby przeprowadzono na centrum frezarskim AVIA VMC 800. Sprawdzono dokładność wykonania powierzchni poddanej obróbce frezarskiej. Strukturę geometryczną powierzchni zmierzono profilometrem Talysurf CCI - Lite Non-contact 3D Profiler, wyposażonym w oprogramowanie TalyMap Platinum.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Materiały stosowane w budowie środków transportu, a szczególnie w lotnictwie, muszą wykazywać się zwiększonymi właściwościami, głównie wytrzymałościowymi, w stosunku do materiałów stosowanych w produkcji innych części maszyn. Współczynniki bezpieczeństwa w przypadku takich urządzeń są bardzo wyśrubowane.
EN
Materials used in the construction of means of transport, and especially in aviation, must offer increased properties, mainly strength, in relation to materials used in the manufacture of other parts of machinery. The safety factors for such devices are very high.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Obecnie za ważny kierunek rozwoju procesów obróbki skrawaniem (ogólnie obróbki ubytkowej) uważana jest ich hybrydyzacja, która stała się istotnym czynnikiem umożliwiającym realizację strategii Produkcji/Wytwarzania 4.0.
Każda wykonywana praca wiąże się z występowaniem różnych zagrożeń. Jednym z takich obszarów jest obróbka metali. Pracodawca cały czas musi monitorować ryzyko, a do tego niezbędna jest rzetelna ocena ryzyka.
Przedstawiono rezultaty badań weryfikujących przydatność powłok węglikowo-ceramicznych w zastosowaniach narzędziowych. Badano powłoki WC-Co-Al2O3 oraz WC-Co-Al2O3/3TiO2 nanoszone elektroiskrowo na ostrza noży tokarskich oraz gwintowniki. Stwierdzono zróżnicowaną ich przydatność w obróbce skrawaniem.
EN
The results of investigations verifying the usefulness of carbide-ceramic coatings in tooling applications are presented. The WC-Co-AlO and WC-Co-AlO/3TiO2 electrodeposited on turning knife edgess and threading dies were investigated. Their usefulness in machining was found to vary.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Współczesną tendencją w obróbce skrawaniem metali jest dążenie do eliminacji szkodliwego dla środowiska chłodzenia zalewowego. Jednym ze stosowanych rozwiązań jest chłodzenie kriogeniczne ciekłym dwutlenkiem węgla (LCO2). Efektywność takiego chłodzenia można podnieść dzięki połączeniu go ze smarem stałym.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Presented is an update of the recent literature on advances in difficult to machine materials such as nickel and titanium-based alloys, and composites used in aeroengine and aerostructure applications. The review covers ultrasonic vibration-assisted machining and the combination of this technique with minimum quantity lubrication and high-pressure cooling. Also discussed are low-frequency vibration-assisted aerospace alloy drilling and low- and high-frequency vibration-assisted drilling of stacks.
PL
Przedstawiono najnowsze osiągnięcia we wspomaganej drganiami obróbce materiałów trudnoobialnych, takich jak stopy niklu, stopy tytanu oraz kompozyty stosowane w silnikach i konstrukcjach lotniczych. Przegląd obejmuje obróbkę wspomaganą drganiami ultradźwiękowymi oraz połączenie tej techniki ze smarowaniem minimalnym i chłodzeniem pod wysokim ciśnieniem. Omówiono także wiercenie stopów lotniczych wspomagane drganiami o niskiej częstotliwości oraz wiercenie stosów wspomagane drganiami o niskiej i wysokiej częstotliwości.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.