Разработка технологического обеспечения ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.04, кандидат наук Нефёлов Илья Сергеевич

• Нефёлов Илья Сергеевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Нефёлов Илья Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ РЕМОНТА ЭЛЕМЕНТОВ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ДОРОЖНЫХ МАШИН

1.1. Анализ материалов, используемых при производстве пластмассовых деталей дорожных машин

1.2. Анализ дефектов пластмассовых деталей дорожных машин и причин их возникновения

1.3 Анализ традиционных методов ремонта пластмассовых деталей дорожных машин

1.4 Анализ применения методов 3D-печати в машиностроении и смежных отраслях

1.5. Изучение свойств материалов для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин

1.6. Обзор программ, применяемых для 3D-печати

1.7. Выводы по первой главе. Постановка цели и задач исследования 43 ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ПАРАМЕТРОВ 3D-ПЕЧАТИ

2.1. Математическое описание коэффициентов параметров 3D-печати, влияющих на прочностные характеристики изделия

2.2. Алгоритмы работы программы подбора режимов 3D-печати

2.3. Моделирование расчета параметров 3D-печати на примере ABS филамента

2.4. Выводы по второй главе

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ,

ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ РЕМОНТЕ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ

ДОРОЖНЫХ МАШИН

3.1. Исследование прочностных характеристик материалов, используемых для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с применением методов 3D-печати в зависимости от технологических параметров печати

3.2. Исследование вязкоупругих характеристик материалов, используемых для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с применением методов 3D-печати в зависимости от технологических параметров печати

3.3. Исследование влияния технологических параметров печати на эксплуатационные свойства пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием методов 3D-печати

3.4. Исследование прочности соединений пластмассовых деталей,

напечатанных при помощи аддитивных технологий

3.5. Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РЕМОНТА ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ДОРОЖНЫХ МАШИН

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ 3D-ПЕЧАТИ

4.1. Разработка программы автоматизированного выбора компонентов для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати

4.2 Технологический процесс создания сырья для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати

4.3 Технология ремонта пластмассовых деталей дорожных машин в зависимости от типа восстанавливаемой детали и типа дефекта

4.4. Способы создания отверстий и резьбовых поверхностей в деталях дорожных машин, изготовленных методами 3D-печати

4.5. Оценка технико-экономической эффективности технологического процесса ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати

4.6. Выводы по четвертой главе

Выводы и результаты работы

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ 1: Программный код

ПРИЛОЖЕНИЕ 2: Акт о внедрении в учебный процесс

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Акт о внедрении результатов диссертационной работы в ГБУ города Москвы «Корпорация развития

Зеленограда»

ПРИЛОЖЕНИЕ 4: Копия запроса информации в ПАО «КАМАЗ»

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологического обеспечения ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати»

Актуальность темы исследования:

В современных транспортных, коммунальных и дорожных машинах (ДМ) большое количество деталей изготавливается из пластмасс. Они применяются для деталей экстерьера и интерьера, защитных кожухов, элементов различных систем техники и разнообразных мелкогабаритных деталей. Назначение подобных деталей может быть разнообразным от декоративного до функционального. Так, к примеру, облицовочные панели бамперов служат не только для создания эстетического образа машины, но и являются частью системы пассивной безопасности, поглощающей энергию удара в случае дорожно-транспортного происшествия. Пластмассы используют для облегчения кузова, снижения уровня шума, увеличения срока службы изделий, уменьшения трудоемкости изготовления, а также в случаях, когда требуются материалы с особыми физико-механическими свойствами.

Изготовление деталей машин осуществляется из пластмасс на основе термопластичных и термореактивных связующих. В данной работе будут рассматриваться детали ДМ, изготовленные из термопластичных материалов. Преимуществами этих материалов являются их относительно стабильный размер и небольшая усадка. К недостаткам можно отнести невысокую жесткость и ограниченную атмо-сферостойкость.

Одним из наиболее распространенных пластиков в машиностроении является акрилонитрилбутадиенстирол (ABS). Он используется при производстве вентиляционных решеток, корпусных деталей приборной панели, облицовки радиатора, бамперов коммунальных и дорожных машин.

При эксплуатации дорожных машин часто происходит повреждение пластмассовых деталей. Дефекты могут возникать в результате аварий, воздействия химических веществ, теплового воздействия и т.д. Особенно от этого страдают внешние детали машин.

Восстановление работоспособности дорожных машин, имеющих повреждения пластмассовых деталей, в настоящее время выполняется путем замены детали на новую, склеиванием или сваркой горячим воздухом.

Одним из наиболее распространенных способов ремонта пластмассовых деталей ДМ - это замена поврежденной детали. Этот способ влечет за собой потери времени на изготовление (при необходимости), заказ новой детали и транспортировку до места проведения ремонта. Проведение ремонта дефектной детали позволяет не только сократить простой техники, но и уменьшить затраты по сравнению с покупкой новой детали. В большинстве случаев качество отремонтированной детали не снижается.

Хорошо изученными способами ремонта пластмассовых деталей ДМ являются сварка и склеивание. Эти способы обладают рядом недостатков, которые заключаются в значительном термическом и химическом воздействии соответственно. Для данных способов характерна высокая трудоемкость и необходимость демонтажа детали с машины при ремонте.

Одним из наиболее часто проявляющихся дефектов пластмассовых деталей является повреждение крепежных элементов конструкции изделия. В ряде случаев соединение обломанного элемента с ремонтируемой деталью не представляется возможным в силу его потери или значительных повреждений. В таком случае применение традиционных методов ремонта невозможно, либо приводит к существенному увеличению трудоемкости и себестоимости выполнения ремонта.

Аддитивные технологии (АТ) в настоящее время являются одними из перспективных технологий, используемых при изготовлении деталей машин. Они позволяют получать изделия из термопластичных материалов с различной конфигурацией пространственной геометрии.

Правительством Российской Федерации 14 июля 2021 года утверждена стратегия развития аддитивных технологий в Российской Федерации на период до 2030 года. Она определяет основные направления развития аддитивных технологий и преследует ряд целей, в том числе по оптимизации производственных мощностей и созданию новых технологических направлений и технологий.

АТ широко применяются в различных отраслях промышленности, но в ремонтном производстве в настоящее время они не получили широкого распространения. В связи с этим, вопросы разработки технологии ремонта пластмассовых деталей ДМ с использованием методов SD-печати являются актуальными и современными.

В настоящее время вопросы применения SD-печати при ремонте деталей транспортных, коммунальных и дорожных машин мало изучены. Таким образом, диссертационная работа, направленная на разработку методов ремонта пластмассовых деталей дорожных машин (на примере крепежных элементов) с использованием методов SD-печати, позволяющих повысить надежность и безопасность эксплуатации машин, является актуальной для производителей и потребителей техники.

Степень разработанности темы исследования:

Традиционно ремонт поврежденных деталей из пластмасс осуществлялся сваркой и склеиванием различными способами. Данные виды ремонта на сегодняшний день хорошо изучены. Значительный вклад в изучение этих видов ремонта внесли такие ученые, как Баранников М.А., Васильев Ю.С., Волков С.С., Ка-лиске Г., Комаров Г.В., Кораб Г.Н., Лельчук Ш.Л., Минеев Э.А., Тростянская Е.Б., Шестопал А.Н., Шишкин В.А. и многие другие.

Вопросы повышения надежности и безопасности транспортных, коммунальных и дорожных машин рассмотрены в работах таких ученых как Волков Д.П., Дех-теринский Л.В., Зорин В.А., Кузнецов Е.С., Шейнин А.М. и многих других.

В настоящее время в машиностроении постоянно разрабатываются и совершенствуются новые технологии. Наиболее современными и в настоящее время недостаточно изученными являются аддитивные технологии, в частности SD-печать. С каждым годом она находит все большее применение в различных отраслях промышленности. Наибольший вклад в изучение аддитивных технологий внесли Валетов В.А., Довбыш В.М., Зленко М.А., Каменев С.В., Нагайцев М.В., Мутылина И.Н., Попович А.А., Романенко К.С., Рудской А.И., Redwood, B., Barnatt, C. и др.

Публикаций по вопросам применения технологий 3D-печати непосредственно при ремонте пластмассовых деталей транспортных, коммунальных и дорожных машин в технической литературе автором не обнаружено.

Цель диссертационной работы заключается в повышении надежности деталей дорожных машин, изготовленных из пластмасс, путем использования при ремонте методов 3D-печати.

Основные задачи исследования, в соответствии с целью, состояли в следующем:

1. Разработать теоретические основы расчета прочностных характеристик пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием методов 3D-печати.

2. Исследовать влияние технологических факторов на прочностные и вязко-упругие характеристики пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием методов 3D-печати.

3. Исследовать влияние технологических факторов на эксплуатационные характеристики пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием методов 3D-печати.

4. Разработать технологию ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати.

5. Провести оценку технико-экономической эффективности разработанных методов ремонта пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием методов 3D-печати.

Объектом исследования являются детали дорожных машин, изготовленные из ABS-пластика.

Предметом исследования является способ и технология ремонта пластмассовых деталей дорожных машин, изготовленных из ABS-пластика, с использованием методов 3D-печати.

Методология и методы исследования оценки качества предлагаемых новых технических решений включают в себя экспериментальные методы определения прочности и регрессионный анализ зависимости прочностных характеристик

пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием методов 3D-печати, от параметров 3D-печати, проведение их лабораторных и эксплуатационных испытаний.

Предлагаемые методы и подходы базируются на основных положениях теории надежности машин, методов планирования эксперимента, на экспериментальном исследовании деформационно-прочностных свойств и стойкости к воздействию агрессивных сред образцов, изготовленных с использованием методов 3D-печати.

Общая методика исследования заключается в анализе возможных дефектов пластмассовых деталей дорожных машин, изготовленных из ABS-пластика, исследовании свойств материала, используемого при ремонте, обосновании подбора технологических режимов для конкретного ремонтного воздействия, исследовании технологии соединения ремонтных элементов с восстанавливаемой деталью при ремонте и обеспечении методов контроля качества ремонта.

Научная новизна работы заключается в теоретическом и экспериментальном обосновании способа ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати.

Разработке математических моделей и алгоритма определения прочностных характеристик пластмассовых деталей дорожных машин в зависимости от параметров 3D-печати.

Разработке алгоритма, позволяющего определять технологические режимы 3D-печати, с учетом технологических и конструкционных требований.

Установлении причинно-следственных связей между технологическими режимами и свойствами использованных материалов, что позволило разработать технологические процессы ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати.

Теоретическую и практическую значимость диссертационной работы составляют:

1. Результаты расчетов прочностных характеристик пластмассовых деталей

дорожных машин, восстановленных методами 3D-печати, с использованием разработанных алгоритмов программы подбора параметров режима печати.

2. Совершенствование технологии ремонта дорожных машин путем применения методов 3D-печати, обеспечивающих получение заданных эксплуатационных характеристик восстановленного элемента.

3. Результаты экспериментов по определению прочности, модуля упругости, вязкоупругих характеристик и стойкости к различным агрессивным средам ремонтных материалов, полученных с использованием методов 3D-печати.

4. Результаты исследования структуры деталей, восстановленных с использованием методов 3D-печати в исходном состоянии, и после выдержки в рабочих средах.

Положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические исследования напряженно-деформированного состояния соединения ремонтного элемента с дефектными пластмассовыми деталями дорожных машин.

2. Результаты экспериментальных исследований прочности, модуля упругости, вязкоупругих характеристик и стойкости к различным агрессивным средам ремонтных материалов полученных с использованием методов 3D-печати.

3. Технология ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати.

4. Технико-экономическое обоснование эффективности предлагаемой технологии ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати.

Степень достоверности и апробация работы:

Контроль достоверности полученных результатов осуществлялся сопоставлением теоретических положений с экспериментальными данными, полученными при проведении лабораторных испытаний большого количества опытных образцов, и реальных конструкций.

Результаты работы использованы в материалах НИР №11.242.2014/К от 18.07.2014 г., а также проекта, выполняемого по заказу Минобрнауки РФ №FSFM-2020-0011 (№2019-1342 за 2020-2022 гг.).

Эффективность теоретических и экспериментальных результатов подтверждена актами о внедрении результатов диссертационной работы:

- в ГБУ города Москвы «Корпорация развития Зеленограда» при разработке математической модели влияния параметров 3D-печати на прочностные характеристики изделий и программного обеспечения для расчета оптимальных параметров 3D-печати;

- в учебном процессе Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) при подготовке студентов, обучающихся по программам специалитета по профилю 23.05.01 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные средства и оборудование», бакалавриата по направлению 15.03.01 «Машиностроение» и магистратуры по направлениям 23.04.02 «Наземные транспортно-технологические комплексы и 15.04.01 «Машиностроение».

Основные положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, семинарах, выставках:

- Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2016», Россия, г. Москва, НИУ МГСУ, 10-14 октября 2016 г.;

- Международной научно-практической конференции «Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительных отраслях», Россия, Белгород, 21-22 сентября 2017 г.;

- Научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ 2017-2022 гг. Россия, г. Москва;

- IV Международной конференции «Аддитивные технологии: настоящее и будущее», Россия, г. Москва, ФГУП «ВИАМ», 30 марта 2018 г.;

- Международной научно-технической конференции «Роль университетов в создании инновационной экономики», Казахстан, г. Усть-Каменогорск, Восточно-

Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, 26 сентября 2018 г.;

- Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2018», Россия, г. Москва, НИУ МГСУ, 8-12 октября 2018 г.;

- Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2019», Россия, г. Казань, КГАСУ, 12-13 сентября 2019 г.;

- II Международном форуме «Ключевые тренды в композитах: наука и технологии», Россия, г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 20-21 ноября 2019 г.;

- Международной научно-технической конференции «Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование в дорожной и строительной отраслях», Россия, г. Белгород, БГТУ им. В.Г. Шухова, 17-19 октября 2019 г.;

- XXIV Московской международной межвузовской научно-технической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых ученых, Россия, г. Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана, 7 апреля 2020 г.;

- Международном научно-технический семинаре «Современные материалы и технологии в машиностроении», Россия, г. Москва, МАДИ, 21-22 октября 2020 г.;

- III Международном форуме «Ключевые тренды в композитах: наука и технологии», Россия, г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 20 ноября 2020 г.;

- Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2018», Россия, г. Самара, Самарский государственный технический университет, 17-18 декабря 2020 г.;

- Международной конференции «Наука и техника в дорожной отрасли» с участием молодых ученых, Россия, г. Москва, МАДИ, 18 марта 2021 г.;

- Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2021», Россия, г. Москва, МГСУ, 5-7 октября 2021 г.;

- ПП Международном форуме «Ключевые тренды в композитах: наука и технологии», Россия, г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 3 декабря 2021 г.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 16 научных работ, из них 3 статьи опубликовано в изданиях, входящих в «Перечень рецензируемых научных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук и доктора наук», 4 работы опубликованы в изданиях, входящих в базу цитирований Scopus и Web of Science. Получено 1 Свидетельство на разработанную программу для ЭВМ. В печатных работах подробно изложено содержание всех основных разделов диссертации, выводы и результаты работы.

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы из 158 наименований, в том числе 12 на иностранном языке, а также 3 приложений. Работа содержит 146 страниц, включая 135 страниц основного текста, содержащего 25 таблиц, 67 рисунков, и 3 приложения на 10 страницах.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА В ОБЛАСТИ РЕМОНТА ЭЛЕМЕНТОВ ПЛАСТМАССОВЫХ ДЕТАЛЕЙ ДОРОЖНЫХ МАШИН

1.1. Анализ материалов, используемых при производстве пластмассовых деталей дорожных машин

В конструкции современных транспортных, коммунальных и дорожных машин помимо металлов применяется большое количество разнообразных полимеров (рис. 1.1). По химической природе, используемые полимерные материалы, можно разделить на термопластичные и термореактивные. Термопластичные полимерные материалы (термопласты) представляют собой высокомолекулярные материалы, которые размягчаются или плавятся при нагревании. Термореактивные материалы (реактопласты) требуют необратимого превращения низкомолекулярной базовой смолы в полимеризованную структуру.

Рисунок 1.1 - Материалы, используемые в машиностроении [146]

Термопласты можно разделить на аморфные и кристаллические разновидности. В аморфных формах молекулы ориентированы случайным образом. Типичные аморфные термопласты включают полифениленоксид (PPO), поликарбонат (PC) и акрилонитрилбутадиенстирол (ABS). К достоинствам аморфных термопластов можно отнести:

- относительную стабильность размеров;

- меньшую усадку формы по сравнению с кристаллическими термопластами;

- возможность применения в качестве конструкционных пен [150].

К недостаткам можно отнести:

- низкую стойкость к износу, истиранию и динамическим нагрузкам;

- низкую усталостную стойкость;

- увеличенное время обработки по сравнению с кристаллическими термопластами.

В кристаллических термопластах есть области регулярно ориентированных молекул, и развитие этой структуры зависит от технологии обработки, скорости охлаждения и т.д. Примерами таких термопластов являются: нейлон (PA), полипропилен (PP) и полиэтилен (PE). К преимуществам кристаллических термопластов можно отнести:

- высокую растворимость, усталостную стойкость и износостойкость;

- более высокую деформацию, чем у аморфных марок;

- высокие жаропрочные свойства, улучшаемые путем армирования волокном.

К недостаткам кристаллических термопластов можно отнести:

- потенциально высокую и переменную усадку;

- трудно склеиваемое соединение;

- более высокую ползучесть, чем у аморфных термопластов.

В целом, применение пластмасс в конструкции машин позволяет снизить материалоемкость, повысить безопасность и надежность изделий, сократить трудоемкость изготовления за счет высокой технологичности производства [59; 116; 117; 150].

В составе автомобилей КАМАЗ применяется порядка 250-380 кг пластмассовых деталей (Приложение 3) в зависимости от комплектации автомобиля (рис.1.2).

Рисунок 1.2 - Распределение полимерных материалов, используемых для сборки автомобилей "КамАЗ" по массе, % [48]

Для изготовления ковров пола, термошумоизоляции пола и обивок используется формованный пенополиуретан (ФППУ). Поручни, рулевые колеса и подлокотники изготавливают из интегрального пенополиуретана. Жесткий ППУ нашел применение в производстве противосолнечных козырьков, панелей, крышек люка дверей.

Полипропилен применяется при изготовлении воздухопроводов и воздухозаборников, а также в интерьере панелей двери, различных облицовок, надоконной полки, панелей приборов.

Полиэфирный стеклопластик, полидициклопентадиен (ПДЦПД) и листовой компоновочный компаунд (SMC) нашли применение в экстерьере дорожно-строительных машин, а именно при изготовлении крыльев, солнцезащитных козырьков,

панелей крыла, бамперы, фар, обтекателей. Также для изготовления этих деталей применяется полиамид.

Из полиэтилена изготавливают задние крылья, щитки, бачок стеклоомыва-теля, пробки и заглушки.

ABS-пластик нашел применение в производстве облицовок, накладок, окантовок, вкладышей знаков, а также корпусов зеркал.

Полиметилметакрилат применяется в изготовлении деталей светотехники.

Из термоэластопластов изготавливают колпачки, прокладки, чехлы для электрооборудования.

Поливинилхлорид применяется в производстве трубок, а также в виде отделочных пленок.

Наибольший объем применения приходится на такие виды пластмасс как полиуретан (ПУ) и пенополиуретан (ППУ), полипропилен (ПП), листовой компоновочный компаунд (SMC).

В настоящее время на машины устанавливаются окрашиваемые и не окрашиваемые пластмассовые детали. Окрашиваемые детали используются, в основном, для элементов экстерьера, таких как бамперы, обтекатели, декоративные накладки. На не окрашиваемых деталях, которые устанавливаются в видимых зонах, как правило, внешняя поверхность имеет узор. Примерами таких деталей могут быть бамперы, корпуса зеркал, обивка дверей и боковин, облицовка стоек крыши, панель приборов и др. Обратная сторона таких деталей, а также деталей, устанавливаемых в скрытых местах (кронштейны, корпуса фар, корпусные элементы) имеет гладкую поверхность.

Таким образом установлено, что современных транспортных, коммунальных и дорожных машинах используется большое количество разнообразных пластмасс.

1.2. Анализ дефектов пластмассовых деталей дорожных машин и причин их возникновения

Дефекты, возникающие на деталях из пластмасс, в основном, носят непроизводственный характер и возникают в результате ненадлежащей эксплуатации, в том числе несоблюдения регламента технического обслуживания.

Большинство дефектов возникает в процессе эксплуатации по причинам эксплуатационного характера, поэтому конструктивные и производственные дефекты в данной работе не рассматриваются, так как предупреждением их образования в деталях должны заниматься конструкторские и технологические службы производителей. В соответствии с общепринятой классификацией, различают дефекты, вызванные механическим, тепловым и химическим воздействиями [50; 91].

Продолжительное воздействие высоких температур на пластмассовые детали машин способно привести к образованию таких дефектов, как оплавление и тепловая деформация (рис.1.3).

а) б)

Рисунок 1.3 - Тепловое оплавление (а) и деформация (б) пластмассовых деталей

Источниками теплового воздействия может быть открытое пламя (в случае пожара), близость сильно нагретых элементов конструкции машины (обычно элементов системы выпуска отработавших газов), а также нарушение технологии ремонта деталей. Деформация пластмассовых деталей может происходить в

результате нагрева от электропроводки при протекании электрического тока, сила которого превышает номинальное значение.

Под воздействием агрессивных химических сред появляются такие дефекты как общая деформация детали или деформация на ее локальных участках [35]. У окрашенных пластмассовых деталей в результате химического воздействия может повреждаться лакокрасочное покрытие. На покрытии могут образовываться отслаивания, трещины и очаги вздутия. При длительном действии растворителя возникает набухание и отслаивание покрытия (вспучивание лакокрасочного покрытия), значительно снижается твердость покрытия. Внешний вид таких дефектов представлен на рисунке 1.4.

а) б)

Рисунок 1.4 - Химическое повреждение пластмассовых деталей: неудаляемые следы от химического вещества (а) и расплавление материала (б)

Дефекты, полученные в результате механического воздействия, являются одними из самых широко распространенных. Они возникают в результате контактного взаимодействия машины с каким-либо внешним объектом (неподвижным препятствием, другой движущейся машиной или иными объектами). Примерами такого рода повреждений служат: царапины, разрушения в виде трещин, разрушения в виде отделения крупных и мелких фрагментов (сколов), разрушения элементов креплений, общая и поверхностная деформация детали (рис. 1.5).

в) г)

Рисунок 1.5 - Механические дефекты пластмассовых деталей: царапины и

потертости (а), трещины (б), разрушение с утратой фрагмента (в) и полное

разрушение детали (г)

Царапины на пластмассовых деталях характерны в основном для наружных деталей типа бамперов, накладок, молдингов, корпусов наружных зеркал заднего вида, спойлеров. Они различаются по глубине, форме, длине, местам локализации. Глубокие царапины могут повредить не только лакокрасочное покрытие, но и основной материал детали. Обычно они образуются от динамического контакта с предметом, имеющим острые кромки, твердость которых превышает твердость материала пластмассовой детали. Если контактное воздействие на деталь имеет распределенный по площади характер (трение), то образуются потертости, представляющие собой совокупность царапин со смещением и удалением частиц поверхностного слоя. Наиболее частым расположением потертостей является нижняя

часть обшивки двери со стороны водителя (оператора) машины (рис. 1.5, а).

Трещины (рис. 1.5, б) возникают в результате статических или динамических ударных воздействий на деталь, в основном в результате дорожно-транспортных происшествий и реже по причине проведения ремонта и технического обслуживания с нарушением технологии.

Отделение фрагментов (рис. 1.5, в) является дальнейшим развитием трещин. Отделение фрагментов часто возникает в районе расположения элементов, отвечающих за крепление детали.

В случае разделения детали на несколько отдельных, различающихся по размеру и форме частей, в результате механического воздействия, деталь считается полностью разрушенной (рис. 1.5, г).

Появление вышеперечисленных дефектов могут приводить к [66; 68]:

- снижению или полной утрате работоспособности;

- нарушению технических характеристик;

- ухудшению внешнего вида;

- возникновению коррозионных повреждений металлических частей, в результате нарушения защитной функции пластиковой детали;

- неполной комплектности машины.

Рассмотренные дефекты могут появляться на деталях транспортных, коммунальных и дорожных машин одновременно в различном сочетании. Наиболее часто встречаются царапины, потертости, механические повреждения крепежных элементов детали. Термические и химические повреждения, как правильно неустранимы, так как серьезно затрагивают структуру материала детали.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нефёлов Илья Сергеевич, 2022 год

Список 1:

а). ABS

б). РА

и т.д.

Список 2:

а). плотность

б). прочность при сжатии

в). прочность при растяжении

г). теплостойкость

д). относительное удлинение

К блоку ввода исходных данных

К блоку выбора варианта расчета

Рисунок 4.2 - Блок-схема процесса проверки правильности ввода исходных данных

Блок-схема, представленная на рисунке 4.3, показывает последовательность работы алгоритма.

О

Начало

г---¿■= = 0 = 1

1

} = 1

/ := / + 1

Ут.г = (1 - 7„.г) * 100%

V = (1 - ут_г) * 100%

Рк.Г = Ртл Ут,- + рп.,\'„.,-

асж.к.; ^сж.тл^т./ ^сж.«./')!,/

Ор.к.г

= Г V г 4- Г V е ьт.[ г ^п^ * п./

£к.[

г

/ асж.к./> ар.к./' /

1 г

¿■= 1

> г

У ■ 1

/ - / + 1 ут.г = (1 - V,,,) * 100% У,,г = (1 - к,,/) * 100%

Рк.Г = Рт.1 К,.г + Рп.}У«./

£(с./ _ ^тл Кп / +

"Невозможно создать ПКМ по заданным характеристикам. Измените исходные данные."

I

Конец

а

Рисунок 4.3 - Блок-схема обработки данных

Первоначально назначаем переменные для расчета, где: f - счетчик количества подобранных комбинаций компонентов ПКМ; Уп -объемная доля наполнителя; Ут - объемная доля связующего (матрицы); Хк - величина расчетной характеристики ПКМ; i - счетчик порядкового номера связующего; j - счетчик порядкового номера наполнителя; а - общее число связующих в исходных таблицах; Ь -общее число волокнистых наполнителей в исходных таблицах; с - общее число дисперсных наполнителей в исходных таблицах.

Счетчик f количества подобранных комбинаций компонентов ПКМ необходим для того, чтобы программа в конце расчета могла определить количество рассчитанных комбинаций ПКМ. На основании величины счетчика f программа выводит информационные сообщения, указывающие количество рассчитанных ПКМ или на необходимость изменения исходных данных в связи с невозможностью проведения расчета по текущим исходным данным.

Определение объемных долей связующего Ут и наполнителя Уп является первоочередной задачей работы алгоритма. Именно при определенном соотношении объемных долей компонентов ПКМ получает требуемые величины значений характеристик.

Счетчики i и j порядкового номера связующего и наполнителя соответственно предназначены для определения номера компонента из исходных таблиц, в которых компоненты ПКМ имеют свой порядковый номер.

Так как программа должна иметь возможность пополнения таблиц исходных данных, содержащих характеристики ПКМ, то для этой цели были предусмотрены переменные а, Ь и с. При помощи этих переменных программа определяет последнюю заполненную строку в каждой из таблиц с исходными данными. В случае занесения в таблицу нового связующего или наполнителя, программа учитывает внесенные изменения при проведении нового расчета.

Присваиваем переменной f значение f := 0 (устанавливаем счетчик рассчитанных комбинаций ПКМ в нулевое значение), а переменной i := 1, то есть для расчета выбираем тип связующего, находящегося первым в исходных таблицах.

Производим поочередный перебор волокнистых связующих. Для этого

назначаем j := 1 (первый волокнистый наполнитель в исходных таблицах). Сравниваем величины исходной (расчетной) характеристики матрицы и величину соответствующей характеристики наполнителя:

Хш (4.2)

Если величины сравниваемых характеристик равны, то переходим к следующему наполнителю, для этого присваиваем j :=j+1. Выполнение данного сравнения необходимо проводить для исключения появления нуля в знаменателе при расчете объемной доли наполнителя.

В случае, когда величины Хт.1 и Хп| не равны друг другу, рассчитываем величину объемной доли наполнителя в ПКМ по формуле:

V = (4.3)

лп.] лт.1

Рассчитанная величина Уп по определению состава ПКМ должна соответствовать условию:

0,5 < Кп./ <0,75 (4.4)

Если данное условие не выполняется, то переходим к расчетам со следующим наполнителем ( :=j+1), в противном случае, когда условие выполняется, производим расчет по следующим формулам:

Величину значения счетчика рассчитанных комбинаций ПКМ увеличиваем на единицу:

/:=/ + ! (4.5)

Рассчитанные значения характеристик заносятся в соответствующие графы таблицы отчета, а также указываются наименования связующего и наполнителя данного ПКМ.

Повторяем расчеты компонентов до тех пор, пока не выполнится условие, означающее окончание перебора всех волокнистых наполнителей:

)>Ъ (4.6)

После того как условие 4.6 выполнится, производится увеличение переменной i := i+1 и заново производятся расчеты по всем волокнистым наполнителям. Повторяем расчеты компонентов до тех пор, пока не будут проверены все

связующие. Сигналом, означающим выполнение, является следующее условие:

/> а (4.7)

Выполнение данного условия означает, что при проведении расчетов были перебраны все связующие, содержащиеся в таблице исходных данных.

Так как необходимо подобрать комбинации не только с волокнистыми, но и с дисперсными наполнителями, то присваиваем переменной значение i := 1 (возвращаемся к первому связующему) и производим расчеты, аналогичные расчетам для волокнистых наполнителей, с учетом следующих исключений:

1) относительное удлинение для ПКМ с дисперсным наполнителем не рассчитывается;

2) условие окончания перебора всех дисперсных наполнителей, содержащихся в таблице исходных данных:

)>с (4.8)

После того, как было выполнено условие формулы 4.8, программа проверяет количество рассчитанных значений ПКМ:

¡>0 (4.9)

В случае если значение переменной счетчика рассчитанных комбинаций удовлетворяет условию формулы 4.9, выводится сообщение «Рассчитано f ПКМ», где f - число рассчитанных комбинаций ПКМ. Если же в результате работы алгоритма ни одна из комбинаций компонентов ПКМ не удовлетворила исходным данным, выводится сообщение «Невозможно создать ПКМ по заданным характеристикам. Измените исходные данные».

Алгоритм предусматривает также расчет по заданным компонентам и диапазону конечных свойств ПКМ. Исходными данными являются:

1) основной материал детали: задается марка связующего;

2) тип наполнителя: волокнистый или дисперсный;

3) наполнитель: задается марка наполнителя;

4) расчетная характеристика ПКМ: выбирается одна из характеристик готового ПКМ;

5) величина расчетной характеристики задается с точностью до двух знаков

после запятой.

Результирующими (выходными) данными являются: наименование связующего и наполнителя для каждого ПКМ, их объемные доли; исходные данные; характеристики готовых ПКМ (плотность, прочность при растяжении и сжатии, теплостойкость и относительное удлинение).

Разработанный алгоритм поиска оптимального конструкторско-технологиче-ского решения с использованием заданных компонентов и диапазона конечных свойств ПКМ позволяет:

- осуществлять ввод исходных данных и проверять его правильность;

- оповещать пользователя о вводе неполных или некорректных исходных данных;

- производить расчет объемных долей связующего и наполнителя ПКМ;

- производить расчет по обоим заданным компонентам;

- производить расчет по одному заданному компоненту;

- рассчитывать характеристики ПКМ;

- учитывать возможное пополнение таблиц с характеристиками компонентов

ПКМ;

- формировать отчет, содержащий исходные данные, данные расчета;

- оповещать пользователя о количестве рассчитанных комбинаций компонентов ПКМ или о невозможности создания ПКМ по заданным исходным данным.

4.2. Технологический процесс создания сырья для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием

методов SD-печати

Расходным материалом для FDM SD-печати является полимерная нить, называемая филаментом. Как правило, филамент помимо основного материала содержит наполнители, обеспечивающие различные физико-механические свойства, в

том числе цвет, пластичность и прочность. В настоящее время на рынке расходных материалов представлено большое разнообразие филаментов, отличающихся материалом и функциональным назначением изготавливаемых изделий [111; 141].

В случае отсутствия готового филамента для 3D-печати возможно его изготовить. Для этого используются специальные экструдерные линии, предназначенные для получения филамента калиброванного диаметра. Технологический процесс создания филамента для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин представлен на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 - Схема операций технологического процесса изготовления филамента для 3D-печати

Анализ конструкции детали производится с целью определения марки материала, условий работы и действующих нагрузок. Условия работы определяются в зависимости от функционального назначения и месторасположения детали в конструкции дорожной машины. Действующие на деталь нагрузки также определяются схемой закрепления детали и функциональным назначением.

В зависимости от ранее определенных параметров производится подбор компонентов ПКМ с использованием программы автоматизированного выбора (см. раздел 4.1). Компоненты дозируются в соответствии с рассчитанными массовыми долями. Для дозирования компонентов могут использоваться дозаторы различной конструкции, например, весовые (рис. 4.5).

Рисунок 4.5 - Дозатор сыпучих материалов весовой MAGIKON WA100 [39]

Смешивание компонентов осуществляется с использованием специальных миксеров [107].

Непосредственно изготовление полимерной нити производится на специальных экструдерных линиях, позволяющих выполнять последовательно несколько операций: экструдирование; охлаждение; сушку; контроль диаметра нити и намотку на катушки (рис. 4.6).

I

Рисунок 4.6 - Линия для экструзии филамента [60]

Экструдирование осуществляется на шнековых экструдерах. Технологические режимы зависят от используемых при изготовлении компонентов. Наиболее важными параметрами являются температура расплава и давление. Давление

необходимо контролировать для постоянства качества экструдируемой через фильеру нити: если давление будет непостоянным во времени, диаметр филамента также будет иметь отклонения. Температура контролируется в нескольких частях экструдера для определения вязкости расплава полимера, а также определения скорости экструдирования [107].

Охлаждение полимерной нити производится во время прохождения нити через емкости, заполненные водой. Температура воды контролируется и поддерживается постоянное ее значение. На выходе из ванны с водой нить обдувается потоком воздуха для первичной сушки перед контролем диаметра.

Контроль диаметра филамента производится бесконтактными методами измерения. Наиболее распространенным методом является измерение лазерными теневыми датчиками (рис. 4.7).

Рисунок 4.7 - Лазерный измеритель диаметра EAST ALPHA LST-25 [58]

Данный принцип измерения основан на том, что измеряемый пруток располагается между излучающим лазерным лучом и фоточувствительной матрицей. Лазерный пучок, проходя через систему линз, образует прямоугольный однонаправленный пучок света. Так как филамент располагается между излучателем и приемником, он отбрасывает тень на матрицу приемника. Процессор системы измерения рассчитывает значение диаметра контролируемого объекта по площади тени, отбрасываемой объектом. Для большинства SD-принтеров применяется филамент диаметром 1,75 мм с предельным отклонением ±0,03 мм.

Перед намоткой на катушки полимерная нить проходит через механизм протяжки, который в большей степени и определяет диаметр будущей нити. Далее нить заправляется в намотчик и производится ее намотка на катушки.

После намотки катушки с полимерной нитью отправляются в сушильный шкаф для окончательной сушки. Температура сушки для филамента из различных материалов приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Температура сушки различных материалов

Наименование полимера Температура, °С

Акрилонитрилбутадиаенстирол (ABS) 75 ... 85

Полипропилен (PP) 65 ... 80

Полиэтилен (PE) 65 ... 80

Поликарбонат (PC) 100 ... 120

Поливинилхлорид (PVC) 65 ... 80

По окончании сушки катушки с филаментом могут быть сразу использованы для печати или при необходимости длительного хранения упаковываются в вакуумные упаковки.

4.3. Технология ремонта пластмассовых деталей дорожных машин в зависимости от типа восстанавливаемой детали и типа дефекта

Предлагаемая технология ремонта пластмассовых деталей дорожных машин заключается в восстановлении работоспособности изделий с использованием методов 3D-печати. Как известно (см. раздел 1.3), детали в процессе эксплуатации повреждаются и могут быть утеряны отдельные их элементы. На рисунке 4.8. представлена блок-схема технологии ремонта пластмассовых деталей с неполной комплектностью.

Рисунок 4.8 - Блок-схема технологического процесса ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с применением аддитивных технологий

В соответствии с предлагаемой технологией, ремонт пластмассовых деталей начинается с предварительной оценки повреждений детали на машине. На этом этапе изучается конфигурация детали, способы ее крепления, действующие в процессе эксплуатации нагрузки. В случае если деталь была демонтирована ранее либо повреждены ее крепежные элементы, деталь осматривается уже отдельно от машины. Если на детали присутствуют сильные внешние загрязнения, их необходимо удалить при помощи существующих методов мойки (например мойка под давлением).

Следующим этапом является демонтаж поврежденной детали с машины. При этом следует обратить внимание на наличие отдельных крепежных элементов, которые могли остаться на машины в результате разрушения детали. При обнаружении таких элементов следует оценить возможность восстановления детали с их использованием.

После демонтажа деталь отправляется на мойку для удаления всех следов эксплуатационных загрязнений. По окончании мойки требуется провести сушку детали для удаления воды с поверхности. Эту операцию можно выполнить путем обдува детали сжатым воздухом.

Дефектация детали производится с целью установления точного перечня дефектов, их типа, размера и месторасположения. Она выполняется визуально либо с применением измерительных инструментов, если они необходимы. В процессе де-фектации производится изучение маркировок детали. Это необходимо выполнять по нескольким причинам. Первая причина заключается в составлении базы ремонтных элементов, а также определении номенклатурного артикула ремонтируемой детали. Вторая причина заключается в определении материала детали, так как от этого зависит правильный подбор материала филамента. Перечень установленных дефектов, а также материал детали вносится в карту дефектации [46; 71].

Далее необходимо механически подготовить поверхность детали под будущий ремонтный элемент. Подготовка выполняется при помощи пневматического абразивного либо режущего инструмента. При этом следует быть внимательным и не перегревать деталь путем длительной обработки. Режимы механической обработки выбираются в зависимости от материала детали [14].

SD-модель ремонтного элемента восстанавливаемого изделия создается в любой системе автоматизированного проектирования типа Autocad 3D, SolidWorks, КОМПАС-SD и т.д. При моделировании следует учитывать коэффициент усадки материала и последующую постобработку, так это повлияет на действительные размеры напечатанного изделия [96]. Поправка на усадку материала и припуск на механическую обработку задается путем масштабирования модели по каждой из трех осей. После того, как SD-модель готова, ее необходимо сохранить в формате, воспринимаемом программой для подготовки заданий на печать (STL).

Для печати ремонтного изделия прежде всего необходимо подготовить задание на печать. Для этого файл SD-модели в формате STL загружается в программу-слайсер. Выбирается оптимальная ориентация изделия в пространстве и задается опорная поверхность, которая будет являться базой для построения всей детали. При выборе расположения детали на столе SD-принтера следует стремиться: к минимизации нависающих структур (элементов модели которые «висят» в воздухе и не имеют под собой опоры); к выбору в качестве базовой плоскости поверхность

модели с наибольшей площадью; к отсутствию отверстий с горизонтально расположенными осями. Режимы печати определяются через программу автоматизированного назначения режимов печати (см. главу 2).

После создания задания на печать необходимо подготовить SD-принтер к печати. Подготовка заключается в загрузке филамента, калибровке стола и обработке стола составами, увеличивающими адгезию первого слоя материала к поверхности стола [89]. Загрузка филамента и калибровка стола осуществляется в соответствии с руководством по эксплуатации используемого SD-принтера. Калибровка стола является важным этапом в подготовке SD-принтера к печати так как именно от этого зависит качество первого слоя и всей детали в целом. Как правило, калибровка стола сводится к выставлению плоскости стола параллельно плоскости движения печатающей головки. Нанесение адгезионного состава на поверхность стола позволяет обеспечить хорошее прилипание полимера к столу и минимизировать коробление детали в процессе печати. В качестве такого состава применяют растворы, аэрозоли и специальные пленки.

Печать ремонтного изделия должна осуществляться при постоянных режимах печати, определяемых на стадии подготовки задания на печать. Для печати желательно использовать SD-принтер с зоной печати закрытого типа, так как это позволяет минимизировать температурную деформацию напечатанного изделия. В конце печати изделие должно остыть вместе со столом SD-принтера. После полного остывания необходимо снять напечатанный ремонтный элемент с поверхности стола SD-принтера [S6].

По окончании печати ремонтного элемента необходимо провести его постобработку с целью получения заданного качества поверхности и удаления материала поддерживающих структур [90]. Постобработка должна проводиться в три этапа. Первый этап заключается в удалении материала поддерживающих структур. В зависимости от того какой материал использовался для поддержек будет варьироваться способ их удаления. Если поддержки изготавливались из того же материала, что и основная деталь, то удалить их можно только механически. При изготовлении поддерживающих структур из материала, отличающегося от основного материала,

их удаление можно осуществить химически путем погружения детали в емкость со специальным растворителем для материала поддерживающих структур. Второй этап заключается в механической обработке детали с целью снижения шероховатости наружных слоев. Эта обработка проводится абразивным инструментом, например, наждачной бумагой с различной зернистостью в порядке снижения размера зерен абразива. Третий этап постобработки заключается в химической обработке ремонтного изделия. Примером такой обработки может служить выдержка в ацетоновой бане изделий, напечатанных из ABS пластика.

В технологическом процессе ремонта предусматривается контрольная операция после проведения постобработки. Целью этой операции является установления соответствия полученной пространственной геометрии ремонтного элемента заданным техническим требованиям. Контроль может осуществляться как при помощи универсальных измерительных инструментов (микрометров, нутромеров, штангенциркулей и т.д.), так и с использованием методов сканирования геометрии изделия SD-сканерами (рис. 4.9).

Рисунок 4.9 - SD-сканер RangeVision Spectrum [118]

В случае соответствия ремонтного элемента техническим требованиям, он монтируется на восстанавливаемую деталь. Перед началом монтажа соединяемые поверхности обезжириваются. Прежде чем проводить обезжиривание необходимо

убедиться в том, что обезжириватель химически нейтрален к материалу деталей. Обезжириватель наносится на чистую хлопчатобумажную ткань и ею обрабатываются поверхности. После обработки необходимо выждать некоторое время для того, чтобы с поверхности деталей улетучились следы обезжиривателя. Затем ремонтный элемент устанавливается на предварительно подготовленную монтажную площадку детали и фиксируется в требуемом положении. Проверяется правильность установки элемента, после чего он соединяется с деталью методом 3D-сварки с режимами, определенными в разделе 3.4 [57]. При необходимости отремонтированная деталь окрашивается по известным технологиям [5; 73].

Заключительный контроль качества проводится с использованием измерительных инструментов и специального оборудования (например, 3D-сканера). Если проведенный ремонт выполнен качественно, то производится монтаж отремонтированной детали на машину в соответствии с инструкциями завода-изготовителя.

4.4. Способы создания отверстий и резьбовых поверхностей в деталях дорожных машин, изготовленных методами 3D-печати

На восстанавливаемых деталях дорожных машин в большинстве случаев присутствуют как гладкие отверстия, так и с резьбой, которые в случае повреждения необходимо восстанавливать. При изготовлении методами 3D-печати деталей с гладкими отверстиями необходимо учитывать расположение этого отверстия относительно опорной плоскости стола [80; 85; 88; 156]. Наиболее желательно располагать детали таким образом, чтобы ось отверстия была перпендикулярна плоскости стола 3D-принтера. В случае, если такое расположение детали невозможно по каким-либо причинам, необходимо использовать поддерживающие структуры. Они могут строиться автоматически или задаваться вручную. На рисунке 4.10 показано расположение деталей на стадии задания на печать.

а) б)

Рисунок 4.10 - Изготовление гладких отверстий: без поддерживающих структур (а); с поддерживающими структурами (б)

Резьбовые поверхности на пластмассовых деталях дорожных машин можно получить резьбонарезным инструментом либо непосредственно при 3D-печати. В примере показано изготовление метрической резьбы. Выбор данного типа резьбы обоснован его широким распространением в различного рода соединениях.

Печать на 3D-принтерах требует предварительного создания 3D-модели будущей детали. Для этого использовалась САПР КОМПАС-3D, в которой были смоделированы образцы заготовок для последующего нарезания резьбы (цилиндры и втулки), а также модели тел вращения с внутренними и наружными резьбовыми поверхностями. Размерные характеристики моделей, использованных в эксперименте, представлены в таблице 4.2. Модели образцов I и II типов исполнения были смоделированы изначально с резьбовыми поверхностями, а модели III и IV предназначены для нарезания резьбы. Размеры стержней и отверстий под нарезание резьбы были выбраны в соответствии с ГОСТ 11709-81 «Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая для деталей из пластмасс» [24].

Таблица 4.2 - Геометрические размеры моделей

№ Тип Р, 4, 1, ь, zx450

исполнения мм мм мм мм мм мм мм

1 6 1,0 - - 20 15 - 1

2 I 8 1,25 - - 20 15 - 1,6

3 14 2,0 - - 20 15 - 2,0

4 6 1,0 - - 20 - 10 1

5 II 8 1,25 - - 20 - 13 1,6

6 14 2,0 - - 20 - 21 2,0

7 6 1,0 6 - 20 - - -

8 III 8 1,25 8 - 20 - - -

9 14 2,0 14 - 20 - - -

10 6 1,0 - 4,95 20 - 10 -

11 IV 8 1,25 - 6,7 20 - 13 -

12 14 1,5 - 11,9 20 - 21 -

На рисунке 4.11 представлен общий вид моделей.

Рисунок 4.11 - Эскизы моделей: d - номинальный диаметр резьбы; Р - шаг резьбы; dl - диаметр стержня под нарезание резьбы; Dl - диаметр отверстия под нарезание резьбы; 1 - высота детали; Ь - длина резьбовой части; S - размер под ключ; е - диаметр описанной окружности; z - фаска

Как и в любом технологическом процессе, в 3D-печати существуют различные технологические режимы. Выбор этих режимов осуществляется непосредственно в программном обеспечении (ПО) 3D-принтера. Образцы моделей расположили таким образом, чтобы основная ось модели была перпендикулярна плоскости печатного стола. При таком расположении одна из граней треугольного профиля резьбы является нависающей поверхностью. Формирование поддерживающих структур было отключено. Для компенсации возможного провисания слоев была выбрана высота слоя печати 0,09 мм, а также включен обдув печатаемой детали. Ключевые параметры печати приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Технологический режим 3D-печати образцов

Параметр Значение

Скорость печати: 30 мм/сек

Температура печати: 235 °С

Температура подогрева стола: 105 °С

Охлаждение: да

Высота слоя: 0,09 мм

Заполнение: 100%, концентрические линии

Модификатор подачи: 90 %

Поддержка: нет

Диаметр сопла: 0,4 мм

По мнению ряда ученых [8; 9; 120; 128] для резьбонарезания в пластмассовых изделиях необходимо применять специальный инструмент и особые режимы. Это позволит уменьшить трение режущих кромок инструмента о поверхности заготовки, а также компенсировать упругие явления, возникающие в материале при резании.

В результате эксперимента были получены следующие изделия, общий вид которых представлен на рисунке 4.12.

а) б)

Рисунок 4.12 - Общий вид резьбовых поверхностей, полученных:

3D-печатью (а); нарезанием ручным резьбовым инструментом (б)

Для более подробного изучения полученных резьбовых поверхностей, модели были осмотрены под увеличением (рис.4.13 и 4.14).

а) б) в)

Рисунок 4.13 - Теоретический и напечатанный профили резьбы:

М6х1 (а); М8х1,25 (б); М14х2 (в)

а) б) в)

Рисунок 4.14 - Теоретический и нарезанный профили резьбы:

М6х1 (а); М8х1,25 (б); М14х2 (в)

Резьбовые поверхности, полученные путем SD-печати, свинчиваются без особых усилий, но при этом обладают рядом недостатков. После проведенных исследований выяснилось, что так как ABS пластик характеризуется объемной усадкой, то это влияет на геометрические параметры резьбы. Чем больше шаг резьбы, тем больше отклонения. Это четко видно на рисунке 4.13: при шаге резьбы P=1 (рис.4.13.а), профиль резьбы соответствует номинальному, при P=2 (рис.4.13в) происходит смещение профиля резьбы на величину термической усадки пластика. Помимо этого, проявляется такой дефект, как провисание пластика на вершинах профиля резьбы вследствие расположения детали при печати.

Для нарезанных резьбовых поверхностей будут справедливы следующие заключения. При нарезании сохраняется шаг резьбы независимо от его величины. Профиль резьбы совпадает с номинальным за исключением вершин резьбы. Данное отклонение может быть вызвано следующими причинами:

1. температурными деформациями материала заготовки (рис.4.15а);

2. охрупчиванием поверхностных слоев материала заготовки (рис.4.15б).

йёйм

а) б)

Рисунок 4.15 - Термическая усадка материала детали (а); охрупчивание поверхностного слоя детали (б)

При визуальном осмотре было выявлено наличие повреждения резьбы в виде рванин по профилю резьбы, образовавшихся при нарезке резьбы. Также, требуется значительно большее усилие (по сравнению с напечатанными образцами) закручивания.

Согласно полученным данным, можно сделать следующие выводы:

- создание резьбовых поверхностей возможно, как при помощи резьбового

инструмента, так и путем моделирования профиля резьбы;

- при проектировании детали с резьбовыми поверхностями следует особое внимание уделять положению оси резьбовой поверхности относительно печатной платформы стола;

- печать резьбовых поверхностей возможна даже без материала поддержки за счет малой величины слоя печати;

- нарезание резьбы ручным инструментом требует особого внимания, так как в случае незначительного нарушения режима резания появляются дефекты.

В целом изготовление резьбовых поверхностей в деталях дорожных машин методами 3D-печати является более перспективным по сравнению с процессами резания [86]. Становится возможным получить резьбу в сложно доступных местах без применения специального инструмента. Необходимо предусматривать настройку печати таким образом, чтобы зоны детали с резьбой изготавливались с индивидуальным режимом, отличным от режима печати основного материала детали. Это позволит значительно сократить время печати детали.

4.5. Оценка технико-экономической эффективности технологического процесса ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3D-печати

Для определения технико-экономической эффективности от внедрения предлагаемого способа ремонта пластмассовых деталей дорожных машин необходимо провести сравнение методов восстановления [55; 92]. Наиболее целесообразно проводить его по величине себестоимости ремонта.

Полная себестоимость проведения ремонта пластмассовой детали С^ определяется по формуле [15]:

= + ^озп + СДЗП + Остр + сЭЛ + НАМ + НЦЕХ + НЗАВ (4.10)

где См - затраты на материалы и запасные части, необходимые для ремонта, руб.;

СОЗП - основная зарплата производственных рабочих, выполняющих ремонтные работы, руб.; СдЗП - дополнительная зарплата производственных рабочих, учитывающая оплату неявочного времени (отпусков, больничных и т.д.), руб.; Олт — страховые взносы, которые начисляются на основную и дополнительную зарплату производственных рабочих в соответствии с действующим законодательством РФ; СЭЛ — затраты на электроэнергию при проведении ремонта, руб.; НАМ — амортизационные отчисления, руб.; НцЕХ — затраты на управление цехом, амортизацию, техническое обслуживание и ремонт зданий, мероприятия по охране труда, руб.; НЗАВ — затраты на зарплату административного персонала, руб.

Для наибольшей наглядности в качестве примера выберем корпус блок-фары, так как именно они являются часто повреждаемыми пластмассовыми элементами дорожных машин.

Затраты на вспомогательные материалы и запасные части в зависимости от метода ремонта приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 — Затраты на материалы в зависимости от метода ремонта

Метод ремонта Материал (запасная часть) Цена материала, руб./кг Количество материала, кг Стоимость материалов, руб.

Замена детали блок-фара — — 9 766

Установка ремонтного кронштейна ремонтный кронштейн — — 2 500

Сварка нагретым газом присадочный пруток 8 440 0,02 168,8

Склеивание Клей 3М FPRM 12 566 0,000315 3,96

Очиститель клеев 3М 08984 2 441 0,01 24,41

Ремонт с примене- Активатор адгезии 3М 05917 4 805 0,01 48,05

нием 3М™ Automix™ Пленка для формовки 3М 4903 16 020 0,01 160,2

Клей 3М 55045 42 680 0,02 853,6

ЭБ-сварка Адгезионный состав Филамент 326 2120 0,001 0,012 0,33 25,44

Основная зарплата производственных рабочих рассчитывается по формуле:

^ОЗП = Сч Х^факт (4.11)

где Сч - часовая тарифная ставка рабочего, руб./нормо-ч.; tфакт - трудоемкость ремонта, нормо-ч [108].

Дополнительная зарплата производственных рабочих СдЗП принимается равной 10% от СОЗП.

Страховые взносы, начисляемые на основную и дополнительную зарплату производственных рабочих, рассчитываются по формуле:

Сстр — 0,3(О)ЗП + £ДЗП) (4.12)

Таблица 4.5 - Затраты на зарплату производственных рабочих в зависимости

от метода ремонта

Метод ремонта Квалификация работника, разряд Стоимость 1 нормо-часа, руб. Трудоемкость ремонта, нормо-ч. Основная зарплата, руб. Доп. зарплата, руб.

Замена детали 2 600 0,4 240 24

Установка ремонтного кронштейна 3 1100 0,7 770 77

Сварка нагретым газом 4 1300 1,4 1 820 182

Склеивание 3 1100 0,5 550 55

Ремонт с применением 3М™ Automix™ 4 1300 0,75 975 97,5

3Б-сварка 4 1300 3,25 4 225 422,5

Таблица 4.6 - Страховые взносы, начисляемые на основную и дополнительную

зарплату, в зависимости от метода ремонта

Метод ремонта Осн. зарплата по ремонту, руб. Доп. зарплата по ремонту, руб. Страховые взносы, руб.

Замена детали 240 24 79,2

Установка ремонтного кронштейна 770 77 254,1

Сварка нагретым газом 1 820 182 600,6

Склеивание 550 55 181,5

Ремонт с применением 3М™ Automix™ 975 97,5 321,75

3Б-сварка 4 225 422,5 1 394,25

Затраты на электроэнергию СЭЛ рассчитываются по формуле:

СЭЛ = „-2--(4.13)

Чкпд

где Ыу - мощность технологического оборудования, кВт; Квр - коэффициент

загрузки оборудования по времени; Км - коэффициент загрузки оборудования по мощности; Км - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети завода (1,6); Км - удельный вес машинных операций; £факт - трудоемкость ремонта, нормо-ч.; С - тариф на электроэнергию (5,73 руб./кВт); ^кпд - коэффициент полезного действия (0,9) [129].

Таблица 4.7 - Затраты на электроэнергию в зависимости от метода ремонта

Метод ремонта Мощность оборудования, кВт Квр Кк Км ^факт Затраты на электроэнергию, руб.

Замена детали 0 - - - 0,4 0

Установка ремонтного кронштейна 0 - - - 0,7 0

Сварка нагретым газом 2,3 0,5 0,5 0,65 1,4 5,33

Склеивание 0 - - - 0,5 0

Ремонт с применением 3М™ Automix™ 0 - - - 0,75 0

3D-сварка 0,75 0,95 0,8 0,9 3,25 16,98

Амортизационные отчисления НАМ (при расчете производственной программы 500 рем./год) определяются по формуле:

Нам = ^ (4.14)

где Соб - стоимость технологического оборудования, руб.; На - норма амортизации, %.

Таблица 4.8 - Амортизационные отчисления в зависимости от метода ремонта

Метод ремонта Стоимость технологического оборудования, руб. Норма амортизации, % Амортизационные отчисления, руб./год Амортизационные отчисления, руб./рем.

Замена детали - - 0 0

Установка ремонт- 0 0

ного кронштейна

Сварка нагретым газом 8 692 - 0 0

Склеивание - - 0 0

Ремонт с примене-

нием 3М™ _ - 0 0

Automix™

3D-сварка 150 000 10 15 000 30

Затраты на управление цехом, амортизацию, техническое обслуживание и ремонт зданий, мероприятия по охране труда НцЕХ принимаем равными 28% от основной и дополнительной зарплат производственных рабочих:

ЯцЕх = 0,28(СОЗП + Сдзп) (4.15)

Затраты на зарплату административного персонала НЗАВ принимаем 44% от основных затрат:

НЗАВ = 0М(См + 0)ЗП + СДЗП + ССТР + СЭЛ) (4.16)

Расчет себестоимости восстановления пластмассовых деталей дорожных машин на примере блок-фары с применением различных методов ремонта представлен в таблице 4.10 и на рисунках 4.16 - 4.17.

Таблица 4.9 - Затраты НцЕХ и НЗАВ в зависимости от метода ремонта

Метод ремонта Затраты Нцех, руб Затраты ЯЗАВ, руб.

Замена детали 73,92 4 448,05

Установка ремонтного кронштейна 237,16 1 584,48

Сварка нагретым газом 560,56 2 363,68

Склеивание 169,4 347,8

Ремонт с применением 3М™ Automix™ 300,3 1 091,42

3D-сварка 1 301,3 2 677,18

Таблица 4.10 - Себестоимость восстановления пластмассовой детали дорожной

машины различными методами ремонта

Метод ремонта Замена детали Установка ремонтного кронштейна Сварка нагретым газом Склеивание Ремонт 3М™ Automix™ 3D-сварка

Показатель

См 9 766 2 500 168,8 3,96 1 086,26 25,77

Созп 240 770 1 820 550 975 4 225

СДЗП 24 77 182 55 97,5 422,5

^СТР 79,2 254,1 600,6 181,5 321,75 1 394,25

СЭЛ 0 0 5,33 0 0 16,98

Нам 0 0 0 0 0 30

Н ЦЕХ 73,92 237,16 560,56 169,4 300,3 1 301,3

Н ЗАВ 4 448,05 1 584,48 2 363,68 347,8 1 091,42 2 677,18

ь 14 631,2 5 422,74 5 700,97 1 307,66 3 872,23 10 092,98

Доля, % 100 37,06 38,96 8,94 26,47 68,98

Рисунок 4.16 - Затраты на материалы по методам ремонта

Рисунок 4.17 - Себестоимость восстановления по методам ремонта

Проведенные расчеты показывают, что применение разработанной технологии восстановления пластмассовых деталей дорожных машин целесообразно, несмотря на то, что себестоимость ремонта превышает себестоимость других методов (за исключением замены детали).

4.6. Выводы по четвертой главе

1. Разработана программа автоматизированного выбора компонентов полимерных композиционных материалов для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин.

2. Разработан технологический процесс создания сырья (филамента) для ремонта пластмассовых деталей дорожных машин. Его отличительной особенностью является возможность получения филамента с заданными физико-механическими свойствами.

3. Разработана технология ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с применением 3Б-печати. Установлено, что использованием аддитивных технологий при ремонт позволит существенно повысить качество ремонта при незначительном повышении трудоемкости и себестоимости.

4. Разработаны рекомендации по технологии изготовления отверстий, в том числе резьбовых, при ремонте пластмассовых деталей дорожных машин с использованием 3Б-печати.

5. Проведена технико-экономическая оценка эффективности применения разработанной технологии ремонта пластмассовых деталей дорожных машин. Показано, что себестоимость восстановления пластмассовых деталей машин с использованием технологии 3Б-сварки на 31% ниже, чем замена детали, на 86% выше, чем установка ремонтного кронштейна, на 77% выше, чем сварка нагретым газом, на 671% выше, чем склеивание и на 160% выше, чем ремонт с применением 3М™ Аи1ют1х™.

ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Проведен анализ возникающих в ходе эксплуатации дорожных машин дефектов пластмассовых деталей, причин их возникновения и существующих способов ремонта. Установлено, что традиционные методы ремонта пластмассовых деталей не позволяют полноценно устранить повреждения особенно в случае утери элементов. Показано, что применение технологий ЭБ-печати позволит существенно автоматизировать процесс ремонта дорожных машин и повысить качество выполняемых работ.

2. Разработаны теоретические основы расчета прочностных характеристик пластмассовых деталей дорожных машин, восстанавливаемых с использованием методов 3Б-печати. Математическая модель позволяет определить величины параметров режима 3Б-печати, при которых будут достигнуты заданные прочностные характеристики изделия. В результате проведения моделирования установлено, что экспериментальные значения прочности при растяжении образцов, изготовленных с рассчитанными величинами параметров режима 3Б-печати, превышают расчетные в среднем на 5%. Следовательно, предусматривается запас прочности изделий.

3. Разработана программа подбора параметров 3Б-печати, позволяющая производить назначение параметров в зависимости от заданной расчетной прочностной характеристики, а также рассчитывать прочностные характеристики в зависимости от заданных параметров 3Б-печати. Реализована возможность редактирования и пополнения баз данных, содержащих физико-механические характеристики существующих на рынке филаментов для 3Б-печати и технические характеристики 3Б-принтеров, используемых для выполнения основного расчета.

4. Исследовано влияние технологических факторов на прочностные и вязко-упругие характеристики пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием 3Б-печати. Установлено, что увеличение скорости печати и температуры экструдирования филамента оказывает обратно пропорциональное

влияние на прочностные и вязкоупругие характеристики. Увеличение процента заполнения и модификатора подачи оказывает прямо пропорциональное влияние на прочностные и вязкоупругие характеристики. Влияние изменения высоты слоя на прочностные и вязкоупругие характеристики носит нелинейный характер.

5. Исследовано влияние технологических факторов на эксплуатационные характеристики пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием 3Б-печати. Установлено, что увеличение скорости печати и высоты слоя приводит к увеличению процента влагопоглощения, а увеличение модификатора подачи, процента заполнения и температуры приводит к снижению процента влагопоглощения.

6. Проведены исследования прочности различных способов соединения элементов деталей между собой, в том числе в условиях отрицательных температур. Определено, что наиболее прочным способом соединения является 3Б-сварка (60% от прочности цельных образцов). Склеивание является вторым по прочности способом соединения деталей (40,4% от прочности цельных образцов). Таким образом, автоматизированное соединение 3Б-сваркой позволит повысить прочность соединения за счет равномерной подачи присадочного материала и снижения влияния человеческого фактора на технологический процесс.

7. Разработана программа автоматизированного подбора компонентов полимерных композиционных материалов, позволяющая осуществлять подбор связующих и наполнителей для получения требуемых физико-механических свойств материала. В программе реализована возможность пополнения базы данных связующих и наполнителей. Расчет производится по двум алгоритмам: по исходным прочностным характеристикам с любыми компонентами; по исходной прочностной характеристике и заданному одному компоненту. Разработанная программа может быть использована на предприятиях, эксплуатирующих экструдерные линии изготовления филамента для 3Б-печати.

8. Разработана технология ремонта пластмассовых деталей дорожных машин с использованием методов 3Б-печати. Установлено, что применение аддитивных

технологий позволит повысить технологичность ремонта и надежность пластмассовых деталей дорожных машин, а также снизить материалоемкость ремонта дорожных машин.

9. Разработаны рекомендации по изготовлению деталей дорожных машин, имеющих отверстия, в том числе с резьбовыми поверхностями, с использованием методов 3Б-печати. Показано, что огромную роль на качество отверстия оказывает правильная ориентация 3Б-модели относительно системы координат 3Б-принтера на этапе создания задания на печать. Правильно размещенная деталь позволит отказаться полностью или значительно снизить количество поддерживающих структур.

10. Проведена оценка технико-экономической эффективности разработанных методов ремонта пластмассовых деталей дорожных машин, восстановленных с использованием методов 3Б-печати. Показано, что себестоимость восстановления по предлагаемой технологии составляет 68,98% от стоимости новой детали и на 30,02% превышает себестоимость восстановления нагретым воздухом.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афошин, А.А. Влияние скорости на геометрические размеры изделий при SD-печати по FDM-технологии / А.А. Афошин // Сборник научных трудов Донбасского государственного технического университета. - 2019. - № 15. -С. 113-118.

2. Балашов, А.В. Исследование прочности изделий, полученных методом SD-печати / А.В. Балашов [и др.] // Ползуновский вестник. - 2016. - № 2. - С. 61-64.

3. Баловнев, В.И. Дорожно-строительные машины и комплексы: учебник для вузов / В.И. Баловнев, Г.В. Кустарев, Е.С. Локшин. - М.: СибАДИ, 2001. - 528 с.

4. Баловнев, В.И. Анализ продолжительности ремонтно-восстановительных работ в системе модернизации дорожно-строительной техники / В.И. Баловнев, Н.Д. Селиверстов // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2016. - Т. 7. - С. 4448.

5. Бастиан, М. Окрашивание пластмасс / М. Бастиан; пер. В.Б. Узденского. -СПб.: ЦОП "Профессия, 2011. - 424 с.

6. Баурова, Н.И. Повышение эффетивности ремонта машин за счет обоснования видов и технологических методов применения полимерных материалов : дисс. ... канд. техн. наук: 05.02.08 / Баурова Наталья Ивановна. - М., 2004. - 175 с.

7. Баурова, Н.И. Применение полимерных композиционных материалов при производстве и ремонте машин: учебное пособие / Н.И. Баурова, В.А. Зорин. - М.: МАДИ, 2016. - 264 с.

8. Баурова, Н.И. Определение влияния механической обработки кромок деталей из полимерных композиционных материалов на их водостойкость / Н.И. Баурова, Ихуаеньи Р.Ч. // Технология металлов. - 2019. - № 1. - С. 24-28.

9. Баурова, Н.И. Механическая обработка деталей машин из полимерных композиционных материалов / Н.И. Баурова, К.А. Макаров // Технология металлов. - 2017. - № 2. - С. 15-19.

10. Башкирцев, В.И. Все о клеях и герметиках для автомобилиста / В.И.

Башкирцев, Ю.В. Башкирцев. - М.: Эксмо, 2008. - 208 с.

11. Башкирцев, В.И. Клеи и герметики для автомобиля / В.И. Башкирцев, Г.В. Малышева, С.Н. Гладких. - М.: ООО «Издательство Астрель», 2003. - 112 с.

12. Благинин, С.И. 3D-принтер для печати высокотемпературными полимерами по технологии FDM / С.И. Благинин, Е.П. Бойцов, А.В. Синьков // Сборник докладов XV межрегиональной научно-практической конференции «Взаимодействие предприятий и ВУЗов - наука, кадры, новые технологии». -Волжский, 2019. - С. 77-80.

13. Бобович, Б.Б. Полимерные конструкционные материалы : (структура, свойства, применение) / Б.Б. Бобович. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2017. - 398 с.

14. Болотников, И.С. Особенности механической обработки полимерных композиционных материалов при производстве деталей транспортно-технологических машин / И.С. Болотников // Материалы Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2021». - 2021. - С. 130-133.

15. Васильева, Ю.И. Экономика: практикум / Ю.И. Васильева, Е.К. Телушкина. - 2-е изд. - М.: МАДИ, 2019. - 80 с.

16. Волков, С.С. Технологические особенности ультразвуковой сварки разнородных пластмасс / С.С. Волков, Г.А. Бигус, А.Л. Ремизов // Пластические массы. - 2018. - № 7-8. - С. 47-50.

17. Волков, С.С. Влияние наполнителей и красителей на качество сварных соединений при ультразвуковой сварке пластмасс / С.С. Волков, А.В. Коновалов, А.Л. Ремизов // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. - 2020. -№ 1. - С. 13-20.

18. Восстановление детали нагретым элементом [Электронный ресурс]. -URL: https://live.staticflickr.com/65535/48813051618_36bd823b78_h.jpg (дата обращения: 12.02.2021).

19. Восстановление детали с армированием [Электронный ресурс]. - URL: https://a.d-cd.net/6fcbc1u-960.jpg (дата обращения: 09.02.2021).

20. Восстановление детали сваркой нагретым газом [Электронный ресурс]. -URL: https://stroy-podskazka.ru/images/article/orig/2020/03/metody-i-tehnologiya-

svarki-plastika-5.jpg (дата обращения: 10.02.2021).

21. Все для ремонта пластмасс: Bamperus [Электронный ресурс]. - URL: http://remont-plastmass.ru/catalog (дата обращения: 18.01.2021).

22. Выплавляемая мастер-модель [Электронный ресурс]. - URL: https://3d.globatek.ru/images/tasks/cast12s.jpg (дата обращения: 10.02.2021).

23. ГОСТ 11262-2017 Пластмассы. Метод испытания на растяжение. - М.: Стандартинформ, - 2018. - 24 c.

24. ГОСТ 11709-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая для деталей из пластмасс. - М.: Государственный комитет СССР по стандартам, - 1981. - 14 с.

25. ГОСТ 12020-2018 Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред. - М.: Стандартинформ, - 2018. - 28 с.

26. ГОСТ 4647-2015 Пластмассы. Метод определения ударной вязкости по Шарпи. - М.: Стандартинформ, - 2016. - 23 с.

27. ГОСТ 4650-2014 Пластмассы. Методы определения водопоглощения. -М.: Стандартинформ, - 2014. - 19 с.

28. ГОСТ Р 57558-2017 Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 1. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, - 2018. - 16 с.

29. ГОСТ Р 57586-2017 Изделия, полученные методом аддитивных технологических процессов. Общие требования. - М.: Стандартинформ, - 2019. -8 с.

30. ГОСТ Р 57588-2017 Оборудование для аддитивных технологических процессов. Общие требования. - М.: Стандартинформ, - 2017. - 12 с.

31. ГОСТ Р 57589-2017 Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы - часть 2. Материалы для аддитивных технологических процессов. Общие требования. - М.: Стандартинформ, - 2019. - 12 с.

32. ГОСТ Р 57590-2017 Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 3. Общие требования. - М.: Стандартинформ, - 2017. - 12 с.

33. ГОСТ Р 57591-2017 Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы - часть 4. Обработка данных. - М.: Стандартинформ, - 2019. - 28 с.

34. Грэлльманн, В. Испытания пластмасс / В. Грэлльманн, С. Зайдлер; пер. А.Я. Малкина. - СПб.: ЦОП "Профессия, 2010. - 720 с.

35. Гудун, С.В. Оценка и урегулирование ущербов при ДТП: учебно-методическое пособие / С.В. Гудун, В.Л. Шабека; под ред. Р.Б. Ивутя. - Минск: БНТУ, 2013. - 148 с.

36. Дворянкин, А.О. Технологические методы производства деталей дорожных и подъемно-транспортных машин с применением 3D-технологий в литейном производстве / А.О. Дворянкин // Механизация и автоматизация строительства. Материалы Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2020». - Самара, 2020. - С. 212-218.

37. Дворянкин, А.О. Исследование влияния технологических режимов 3D-печати на антиадгезионные свойства поверхностей мастер-моделей / А.О. Дворянкин, И.С. Нефёлов, Н.И. Баурова // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2021. - № 9. - С. 8-12.

38. Дворянкин, А.О. Оценка влагостойкости изделий, изготовленных на различных режимах 3D-печати / А.О. Дворянкин, И.С. Нефёлов, Н.И. Баурова // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2022. - [в печати].

39. Дозатор MAGIKON WA100 [Электронный ресурс]. - URL: https://www.7874260.ru/upload/resize_cache/iblock/bd3/400_400_140cd750bba9870f1 8aada2478b24840a/bd37a430ace8c5c44dcae1dd32f54600.jpg (дата обращения: 18.02.2021).

40. Дорохов, А.С. Применение аддитивных технологий при техническом сервисе садовой техники / А.С. Дорохов, А.С. Свиридов // Агроинженерия. - 2020.

- № 6. - С. 39-44.

41. Зленко, М.А. Аддитивные технологии в машиностроении / М.А. Зленко, М.В. Нагайцев, В.М. Довбыш. - М.: ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015. - 220 с.

42. Зленко, М.А. Аддитивные технологии в машиностроении / М.А. Зленко, А.А. Попович, И.Н. Мутылина. - Санкт-Петербург: СПбГУ, 2013. - 221 с.

43. Зорин, В.А. Основы работоспособности технических систем / В.А. Зорин.

- М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 208 с.

44. Зорин, В.А. Моделирование свойств ремонтных материалов при длительном воздействии эксплуатационных факторов / В.А. Зорин, Н.И. Баурова // Механизация строительства. - 2012. - № 1. - С. 15-17.

45. Зорин, В.А. Перспективы применения аддитивных 3D-технологий при изготовлении деталей зубчатых передач дорожно-строительных машин / В.А. Зорин, Е.А. Косенко, А.О. Дворянкин // Материалы Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2018». - Москва, 2018. - С. 335-337.

46. Зорин, В.А. Математическая модель повышения долговечности дорожных машин с учётом условий эксплуатации / В.А. Зорин, Л.Ч. Туан // Техника и технология транспорта: научный Интернет-журнал. Материалы Международной научно-технической конференции «Интерстроймех-2019». - Казань, 2019. - С. 29.

47. Казберов, Р.Я. Методы и подходы повышения качества изделий при 3D-печати по технологии FDM/FFF / Р.Я. Казберов, Ю.А. Лопатина // Материалы шестого междисциплинарного научного форума с международным участием «Новые материалы и перспективные технологии». - Москва, 2020. - С. 560-566.

48. «КАМАЗ» наращивает использование полимерных материалов в своих автомобилях [Электронный ресурс]. - URL: https://plastinfo.ru/information/news/33574_6.6.2017/ (дата обращения: 14.01.2021).

49. Каменев, С.В. Технологии аддитивного производства: учебное пособие / С.В. Каменев, К.С. Романенко. - Оренбург: ОГУ, 2017. - 144 с.

50. Карагодин, В.И. Ремонт автомобилей и двигателей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В.И. Карагодин, Н.Н. Митрохин. - М.: Издательский центр «Академия», 2013. - 496 с.

51. Колодкин, Д.Ю. Оптимизация технологических параметров FDM-печати для улучшения прочностных характеристик изделий из АБС-пластика / Д.Ю. Колодкин [и др.] // Материалы II Международного научно-технического и инвестиционного форума по химическим технологиям и нефтегазопереработке «Нефтехимия - 2019». - Минск, 2019. - С. 105-109.

52. Кондрашов, С.В. Влияние режимов получения на структуру и свойства образцов полиэтилена, изготовленных способом FDM-печати / С.В. Кондрашов [и

др.] // Все материалы. Энциклопедический справочник. - 2021. - № 1. - С. 30-36.

53. Кондрашов, С.В. Влияние технологических режимов FDM-печати и состава используемых материалов на физико-механические характеристики FDM-моделей (обзор) / С.В. Кондрашов [и др.] // Труды ВИАМ. - 2019. - № 10. - С. 3439.

54. Костина, Е.С. Разработка технологии точного литья заготовок деталей с применением FDM-технологии / Е.С. Костина // Международный академический вестник. - 2019. - № 10. - С. 99-102.

55. Крайнов, М.С. Экономика испытаний продукции из пластмасс / М.С. Крайнов // Пластические массы. - 2021. - № 3-4. - С. 57-63.

56. Красичков, В.А. Вибрация как основной фактор влияния на производительность FDM 3D-принтеров / В.А. Красичков [и др.] // Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современная техника и технологии: проблемы, состояние и перспективы». -Рубцовск, 2018. - С. 444-449.

57. Курынцев, С.В. Лазерная сварка заготовок, полученных аддитивными технологиями / С.В. Курынцев, А.Е. Морушкин, А.Х. Гильмутдинов // Материалы IV Международной конференции «Аддитивные технологии: настоящее и будущее». - Москва, 2018. - С. 62-71.

58. Лазерный измеритель диаметра EAST ALPHA LST-25 [Электронный ресурс]. - URL: https://www.mdiamart.com/proddetaMaser-diameter-gauge-lst-25-jib n-21122167473.html (дата обращения: 18.02.2021).

59. Лапина, Н.В. Совершенствование технологии ремонта дорожно-строительных машин путем использования клеев-расплавов : дисс. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / Лапина Н.В. - М.: МАДИ, 2018. - 161 с.

60. Линия для экструзии филамента [Электронный ресурс]. - URL: https://www.boco-ekstrudery.ru/data/filecache/87/stroj-A_30x20.jpg. (дата обращения: 18.02.2021).

61. Литейная полимерно-песчаная форма [Электронный ресурс]. - URL: https://static.wixstatic.com/media/8ef136_c840ee7544ff46389e0fc9e2431c84d9~mv2.j

pg/v1/fill/w_478,h_271,al_c,q_80,usm_0.66_1.00_0.01/PHOTO-2018-09-20-16-42-34.webp (дата обращения: 10.02.2021).

62. Лопатина, Ю.А. Повышение прочностных свойств изделий, изготавливаемых методом 3D-печати по технологии FDM / Ю.А. Лопатина // Сборник докладов Двенадцатой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов (с международным участием) «Будущее машиностроения России». -Москва, 2019. - С. 249-252.

63. Лопатина, Ю.А. Применение 3D-печати методом FDM при ремонте машин и оборудования / Ю.А. Лопатина // Технический сервис машин. - 2019. -№ 3. - С. 40-45.

64. Лопатина, Ю.А. Исследование пористости композитных конструкций на основе 3D-печатных каркасов, пропитанных эпоксидной смолой / Ю.А. Лопатина, В.А. Денисов // Технический сервис машин. - 2021. - Т. 1. - С. 131-139.

65. Лопатина, Ю.А. Оценка возможности применения 3D-печати филаментом из вторичного сырья для изготовления деталей сельскохозяйственных машин и оборудования / Ю.А. Лопатина, А.С. Свиридов, А.И. Плохих // Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. - 2019. - №2 10. - С. 58-64.