Temat pracy przejściowej:„Opracowanie i wykonanie prototypu

funkcjonalnego rozrządu desmodromicznego”

Wykonanie:Łukasz

Jakubowski

Prowadzący:

dr inż. Rafał Mostowski

PRZEBIEG PRACY NAD PROTOTYPEM

Przeanalizowanie informacji o rodzajach rozwiązań i detalach w rozrządzie desmodromicznym;

Analiza metody Rapid Prototyping; Wykonanie modeli geometrycznych rozrządu

desmodromicznego w programie Solid Works; Drukowanie kolejnych części rozrządu na drukarce 3D

Termo Jet, wykorzystującej metodę MJM; Wykorzystanie metody Vacuum Casting do tworzenia

kolejnych elementów prototypu rozrządu; Reprodukcja modelu.

W tradycyjnym silniku zawory poruszane są za pomocą wałka krzywkowego, który oddziałuje na współdziałającą z zaworem sprężynę. W rozrządzie desmodromicznym wałek rozrządu podnosi i opuszcza zawór przy pomocy dźwigienek lub specjalnego suwaka.

ROZRZĄD DESMODROMICZNY

ROZRZĄD DESMODROMICZNY

Głównymi zaletami tego rewolucyjnego systemu są: Brak strat mocy silnika, powstałych w wyniku pokonywania sił

trzymania laski zaworu przez sprężyny; Brak efektów rezonansu i odzyskiwania zaworów podczas pracy

przy bardzo wysoki obrotach. - Dotyczy to w szczególności silników wyczynowych;

Pełna kontrola nad otwieraniem oraz zamykaniem zaworu.

Firma motocyklowa Ducati z powodzeniem wdrożyła ten system w swoich silnikach.

ROZRZĄD DESMODROMICZNYW budowie rozrządu desmodromicznego zasada jest zawsze taka

sama: krzywki na wałku odpowiadają za położenie zaworu. Różnice mogą polegać jedynie na sposobie zastosowania dźwigienek, bądź też wykorzystaniu innego elementu współpracującego pomiędzy zaworem a wałkiem.

ROZRZĄD DESMODROMICZNYPrezentowany model rozrządu charakteryzuje się najciekawszą

spośród wszystkich typów rozrządów budową. Charakterystyczne dla niego jest poruszanie zaworem przy pomocy suwaka zamocowanego w obudowie, podpartego na szpilkach, przytwierdzonych do głowicy. W suwaku widoczne są uwypuklenia, które jak krzywki - w zależności od rodzaju promienia, odpowiadają za prędkość i odległość wysunięcia zaworu.

3D Termo Jet – Multi Jet ModellingModele urzeczywistnione zostały za pomocą drukarki 3D

Termo Jet, wykorzystującej metodę MJM, w której to głowica wielostrumieniowa nakłada termoutwardzalny polimer prosto na płaszczyznę. Jest to technika szybkiego wytwarzania fizycznych modeli produktów lub ich części składowych oraz prototypów funkcjonalnych, technicznych i wizualnych.

VACUUM CASTING

Próżniowe kształtowanie Próżniowe kształtowanie w silikonowych formach w silikonowych formach umożliwia wytwarzanie umożliwia wytwarzanie

pojedynczych replik modeli pojedynczych replik modeli i małych serii prototypowych i małych serii prototypowych

wyrobów (od 10 do 30 sztuk), wyrobów (od 10 do 30 sztuk), które jako pełnowartościowe które jako pełnowartościowe

produkty mogą zostać poddane produkty mogą zostać poddane szerszej ocenie (na wystawach szerszej ocenie (na wystawach

i targach), lub nawet i targach), lub nawet udostępnione w sieciach udostępnione w sieciach handlowych, jako seria handlowych, jako seria

informacyjna. Wytwarzanie informacyjna. Wytwarzanie w silikonowych formach odbywa w silikonowych formach odbywa

się z zastosowaniem, uzyskanych się z zastosowaniem, uzyskanych wcześniej metodami RP, modeli wcześniej metodami RP, modeli

wzorcowych.wzorcowych.

Modelowanie elementów rozrząduModelowanie przeprowadzone zostało przy pomocy programu Solid Works. Jako wzorzec posłużył rysunek płaski. Wymiary podstawowych elementów, takich jak zawór czy fragment głowicy, mają wymiary zbliżone

do rzeczywistych, dzięki czemu wielkość otrzymanego modelu jest naturalna.

Modelowanie elementów rozrząduW trakcie modelowania rozrządu wykorzystano wiele funkcji programu.

Jednym z najciekawszych etapów pracy nad szkicem

było uzyskiwanie odpowiedniego kształtu

krzywek na wałku rozrządu, umożliwiających płynne otwieranie i zamykanie

zaworu.

Obudowa wałka i suwaka musiała zapewnić odpowiednie warunki

współpracy tych elementów, stabilność układu oraz umożliwiać

dogodny montaż i demontaż wałka, bez jego zbędnej rozbiórki.

Modelowanie elementów rozrządu

Inne elementy rozrządu:

Zawór z suwakiem

i sprężyną regulującą luz

Głowica

Wałek

Drukowanie modeliModele, wykonane przy pomocy programu Solid Works, zostały

zapisane w formacie STL, rozpoznawanym przez oprogramowanie drukarki.

Drukowanie modeli Wykonanie modeli ze specjalnego wosku, przy użyciu drukarki 3D Termo Jet,

umożliwiło łatwe usunięcie konstrukcji wsporczej oraz obróbkę podczas przygotowań do odlewania.

Podczas drukowania:

Drukowanie modeli Modele na platformie modelowej drukarki:

Modele po zdjęciu z platformy i obróbce wstępnej:

Odlewanie modeli Trwałość wosku nie jest wystarczająca, by po złożeniu model stał się

prototypem funkcjonalnym. W tym celu stworzone zostały formy silikonowe z silikonu B, zalane następnie żywicą typu R-70. Odlewanie odbywa się w sposób przybliżony do wspomnianej metody próżniowej Vacuum Casting.

Etap powstawania:Modele przygotowane do zalania silikonem

Odlewanie modeli Silikonowe formy odlewnicze, jedno- oraz dwuczęściowe:

Odlewanie modeli Zalewanie form żywicą typu R-70, zmieszaną w odpowiednich proporcjach

z utwardzaczem. Formy umieszczone zostały następnie w pojemniku próżniowym, w celu wydobycia pęcherzyków powietrza z odlewu:

Gotowe elementy po odlaniu i wyjęciu z form:

Odlewanie modeli Kilka porównań modeli z wosku i modeli z żywicy:

Odlewy bardzo dokładnie odwzorowywały kształt oraz powierzchnie modeli woskowych. Ubytki w odlewach były nadlewane ponownie bądź obrabiane,

co na żywicy tego typu nie przysporzyło większych trudności.

Formy dwuczęściowe wymagały większej precyzji przy usuwaniu powietrza z odlewu oraz odpowiednich nadlewów, zważywszy na cienkie ścianki

modelu.

PROTOTYP FUNKCJONALNY- REPRODUKCJA MODELU

PROTOTYP FUNKCJONALNY

WnioskiWykorzystane przy tworzeniu prezentowanych

prototypów odlewanie próżniowe umożliwia m. in. ocenę projektu w trakcie realizacji, jak i poprawę funkcjonalności gotowego wyrobu.

Podczas całego procesu tworzenia prototypu natknięto się jednak także na standardowe trudności, wynikające zastosowania tej metody. Najtrudniejszą czynnością było utrzymanie w stanie używalności modeli woskowych, które bardzo łatwo ulegają uszkodzeniom. Podczas tworzenia form silikonowych miały też miejsce wypłynięcia modeli czy niedokładne odwzorowanie zarysu modelu, spowodowane nagromadzonym powietrzem.

Prototypowanie okazało się bardzo dogodną formą szybkiego urzeczywistniania projektów, które można nie tylko zobaczyć, ale również dotknąć.