Разработка технологии изготовления формообразующей оснастки из стеклонаполненного термопластичного материала с помощью аддитивных технологий

В проекте предполагается разработка универсальной технологии изготовления формообразующей оснастки из стеклонаполненного термопластичного материала методами аддитивных технологий (3D печати) для изделий машиностроительной отрасли. Предполагается, что разрабатываемая формообразующая оснастка будет применяться для: - изготовления пресс-форм и мастер-моделей деталей различных групп сложности (крупногабаритные, тонкостенные, сложнопрофильные с развитой геометрической формой); - изготовления технологической оснастки для жесткого закрепления и последующей механической обработки за один установ различных деталей машиностроительной отрасли; - изготовления специфической технологической оснастки для финишных отделочных операций, например, для напыления профиля пера лопаток ГТД; - изготовления контрольно-измерительной оснастки для закрепления (базирования) деталей и последующего контроля их геометрических размеров на координатно-измерительных машинах без перебазирования (контроль от единой базы). АКТУАЛЬНОСТЬ проекта заключается в уникальности разрабатываемой технологии и ее адаптированности под различные отрасли: самолето- и вертолетостроение (винты, лопасти, элементы оперения и пр.), двигателестроение (лопатки, корпуса, ложементы и пр.), автомобилестроение (элементы кузова автомобиля, декоративные молдинги и пр.), судостроение (гребные винты, люки, стрингеры и пр.). В настоящий момент для перечисленных выше задач изготавливается специфическая оснастка из металла, которая в условиях развивающегося многономенклатурного производства и малой серии выпуска продукции становится экономически не целесообразной (технология невозвратного сырья). Отличительной же особенностью разрабатываемой технологии изготовления формообразующей оснастки из стеклонаполненного термопластичного материала является возможность переработки данного материала (возвратное сырье) с его повторным производством и эксплуатацией в другой конструкции. НАУЧНАЯ НОВИЗНА предлагаемого проекта заключается в следующем: 1. Разработка нового подхода к проектированию и изготовлению технологической и контрольно-измерительной оснастки с развитой пространственной геометрией. 2. Определение оптимальных режимов 3D печати различных конструкций деталей из стеклонаполненного термопластичного материала для достижения заданных параметров жесткости технологической системы оснастка – деталь – инструмент. 3. Разработка математической модели прогнозирования напряженно-деформированного состояния изготавливаемых размеростабильных (способных под действием разных видов нагрузок сохранять геометрические размеры с высокой точностью) мастер-моделей, конструкций оснастки и приспособлений из стеклонаполненного термопластичного материала в процессе эксплуатации. 4. Разработка математической модели, учитывающей объемную усадку и коэффициент линейного расширения материала для получения формообразующей оснастки, характеризующейся повышенной размерной точностью. 5. Разработка уникальных методов достижения требуемых параметров шероховатости сложнопрофильных формообразующих поверхностей оснастки. 6. Разработка методов параметрического проектирования и изготовления топологически оптимизированных конструкций технологической и контрольно-измерительной оснастки.