Półfabrykaty – definicje, technologie, wybór
— 18 lutego 2015Półfabrykat – przedmiot pracy, który po zakończonym procesie technologicznym, po zrealizowaniu wszystkich przewidzianych obróbek (zmiana kształtu, wymiarów, właściwości powierzchni oraz materiału) stanowi produkt końcowy (część, maszynę lub urządzenie). Półfabrykaty są wytwarzane z wykorzystaniem różnych metod w zależności od wielkości produkcji.
Półfabrykat jest utożsamiamy z przedmiotem obrabianym przed rozpoczęciem procesu technologicznego. Opracowanie dokładnego procesu technologicznego bez projektu półfabrykatu nie jest w możliwe. Półfabrykat swoim kształtem, wymiarami, właściwościami powierzchni oraz materiału odbiega od wyrobu końcowego. Projekt półfabrykatu pozwala na określenie konkretnych naddatków obróbkowych. W przypadku produkcji seryjnej i masowej stosuje się odkuwki (ilustracja 1) lub odlewy, wówczas istotne jest czy półfabrykat będzie miał otwory wykonane wstępnie, czy ich obróbka będzie musiała być przeprowadzona w pełnym materiale. Produkcja jednostkowa cechuje się znaczącą różnorodnością w tworzeniu półfabrykatów.
Wyróżnia się następujące rodzaje półfabrykatów:
- z materiałów hutniczych (np. pręty walcowane o przekroju okrągłym, kwadratowym, prostokątnym, sześciokątnym; blachy, rury, różne kształtowniki – kątowniki, ceowniki, teowniki; wyroby ciągnione),
- spawane (produkcja jednostkowa), zgrzewane, lutowane,
- odkuwki (produkcja masowa),
- odlewy (produkcja masowa),
- z tworzyw sztucznych,
- wykroje,
- wytworzone metodą obróbki plastycznej na zimno (wykroje, wytłoczki),
- wytworzone za pomocą metalurgii proszków metalowych, metalowo-ceramicznych i tworzyw sztucznych (kształtki, wypraski).
Konstruktor odpowiada za dobór materiału, uwzględniając kwestie konstrukcyjne, technologiczne oraz ekonomiczne. Opracowując konstrukcję należy uwzględniać kwestie technologiczne, w tym dobór półfabrykatu. Istotne znaczenie ma tu wielkość produkcji. Inne rodzaje półfabrykatów przyjmuje się dla produkcji seryjnej (odlewy, odkuwki – ilustracja 1) oraz inne dla produkcji jednostkowej (półfabrykaty spawane, klejone). Już na etapie opracowywania półfabrykatu technolog podejmuje zagadnienia technologiczności konstrukcji.
Produkcja jednostkowa
Półfabrykat w procesie dydaktycznym stanowi wyzwanie. Półfabrykat w produkcji jednostkowej powstaje niemal w dowolny sposób, który jest ekonomiczny z punktu widzenia całego procesu produkcyjnego. W przypadku komponentów aluminiowych można je łączyć z wykorzystywaniem specjalnych strukturalnych kleje (np. firmy Loctite). W przypadku komponentów stalowych o znacząco zróżnicowanych wymiarów gabarytowych można spajać (spawać) blachę i pręt (o dużej średnicy). Pewnym problemem jest kwestia naprężeń termicznych oraz potencjalnych rowków w miejscu spoiny.
Przedstawiona odkuwka i przedmiot po obróbce na ilustracji 1 to część klasy tuleja. W przypadku produkcji jednostkowej przedmiot ten można obrobić z pręta, który jest handlowo dostępny w 1 lub 2 operacjach technologicznych.
Materiał półfabrykatu w produkcji jednostkowej w ramach analizy technologiczności konstrukcji może ulec zmianie (zamiast żeliwa stosowanego w odlewach wykorzystana zostanie stal konstrukcyjna). Zmiana materiału wymaga konsultacji z konstruktorem (zamawiającym).
Takie techniki wytwarzania jak cięcie laserem lub wodą, a w ostatnich latach przyrostowa technika, czyli druk 3D istotnie wpłynęły na wytwarzanie półfabrykatów dla produkcji jednostkowej. Z jednej strony mamy większe i ekonomiczne możliwości kształtowanie półfabrykatów, a z drugiej jednocześnie poszerza to zdolności projektowe.
Szczególnie interesujące w zakresie półfabrykatów w produkcji jednostkowej są przyrostowe techniki wytwarzania określane mianem druku 3D. Takie firmy obrabiarkowe jak Yamazaki MAZAK i DMG MORI posiadają w swojej ofercie obrabiarki hybrydowe. Obrabiarki te umożliwiają druk 3D metali, a następnie zdolność przeprowadzenia obróbki 5-osiowej tak wytworzonego przedmiotu.
Źródła
- Feld M., Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn, WNT 2000
- Kapiński S., Skawiński P., Sobieszczański, Sobolewski J.Z., Projektowanie technologii maszyn, OWPW2002
- Puff T., Technologia budowy maszyn, PWN 1985
Leave a reply
You must be logged in to post a comment.