Разработка аддитивной технологии для производства магнитных элементов

Задание на выпускную квалификационную работу
Реферат 6
The abstract 7
Аннотация 8
Annotation 9
Введение 12
1 Аналитический обзор литературы 16
1.1 Устройство 3D – принтера 16
1.2 Классификации аддитивных технологий 18
1.2.1 Экструзионная печать 21
1.2.2 Порошковая печать 22
1.2.3 Ламинирование и фотополимеризация 24
1.2.4 Проекционная стереолитография 25
1.3 Магниты и магнитные материалы 25
1.4 Магнитопласты 28
1.5 Применение магнитов 34
1.6 Аддитивное производство постоянных магнитов 37
1.7 Патентный список 44
1.7.1 Способ и устройство для аддитивного производства изделий 44
1.7.2 Способ получения магнитотвердого материала 48
1.7.3 Магнитная система и способ изготовления постоянных магнитов и магнитных систем 52
2 Конструкторская часть 57
3 Технологическая часть 64
4 Расчетная часть 71
Заключение 78
Список используемых источников 81

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы: одно из ведущих мест среди современных технических средств в электронном приборостроении занимают магнитные элементы и устройства, действие которых основано на использовании нелинейных и неоднозначного характера процессов намагничивания ферромагнитных материалов.
Широкое применение и продолжающееся интенсивное развитие электронного приборостроения с использованием магнитных элементов обусловлено многочисленными достоинствами последних: прежде всего высокой надёжностью, высоким коэффициентом полезного действия, малыми габаритами, экономичностью, низкой чувствительностью к внешним воздействиям. Многие важные задачи в области электронного приборостроения в настоящее время могут быть решены только на основе применения магнитных элементов.
Создание новых видов приборов электронной техники предъявляет более высокие требования к магнитным материалам. Высокие требования современной техники электронного приборостроения с использованием постоянных магнитов определили наиболее перспективные направления их развития. Создание магнитных систем с большой магнитной энергией при достаточно низкой себестоимости характерно как для зарубежной, так и отечественной промышленности. В связи с этим в высокоразвитых в промышленном отношении странах ведется интенсивный поиск новых эффективных видов магнитотвердых материалов, отвечающих указанным требованиям.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Аналитический обзор литературы
1.1 Устройство 3D – принтера
3D-принтер — это периферийное устройство, осуществляющее 3D-печать методом послойного формирования физического объекта по заданной цифровой 3D-модели. Современные 3D-принтеры могут печатать как различными полимерными материалами (основная доля расходных материалов), так и металлом, специализированными строительными составами, продуктами питания и биоматериалами.
Устройство 3D-принтеров на самом деле не очень сложное. Главные проблемы при изготовлении принтеров – обеспечить точность сборки и дальнейшей точности позиционирования по всем осям для экструдера, чтобы обеспечить качество печати.
Для того чтобы представить типовую конструкцию 3D-принтера рассмотрим самую распространенную технологию объемной печати – FDM (рисунок 1).

Рисунок 1 – Устройство FDM принтера
Нить (филамент) поступает в печатающую головку (экструдер), после чего осуществляется разогрев нити до ее жидкого состояния. Далее полученная масса выдавливается через сопло экструдера. При этом шаговые двигатели с помощью зубчатых ремней приводят в движение экструдер, который перемещается по направляющим в заданном направлении и наносит пластик на платформу слой за слоем согласно заданной модели [3]. Имея возможность точного позиционирования, нам нужен экструдер, который мог бы «выдавливать» тонкие нити термопластика – пластика, который переходит в полужидкую форму при нагревании. Экструдер, самая сложная часть 3D-принтера, которая до сих пор постоянно улучшается и дорабатывается, на самом деле состоит из двух элементов – привод самой нити и термальная головка. Привод нити выталкивает пластиковую нить, которая зачастую скручена в катушку, и имеет диаметр 1,75 или 3 мм, с помощью редукторного механизма. Большинство, если уже не все, современные проводы используют шаговый механизм для лучшего контроля подачи нити к термальной головке. Эти приводы обычно работают с помощью редукторов, чтобы придать системе подачи пластика необходимую для выдавливания нити силу.
Нить после подачи приводом в экструдер дальше переходит в термальную головку (иногда называется термальной камерой). Головка обычно термально изолирована от остальных частей экструдера и изготавливается из куска алюминия со встроенным нагревателем или каким-то другим источником тепла. Обязательно имеется датчик температуры для контроля нагрева. Когда пластик достигает термальной головки, он уже разогрет до температуры 170-220 градусов Цельсия в зависимости от типа пластика. Уже находясь в полужидком состоянии, пластик выдавливается из печатающей головки, диаметр отверстия которой обычно находится в диапазоне от 0,35 до 0,5 мм.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Михайлин, С. В. Постоянные магниты на основе магнитопластов для приборов электронной техники: разработка технологии получения, свойства и применение / С. В. Михайлин. – Москва, 2007. – 156 с.
2. Самылкин, А. М. Технология постоянных магнитов из магнитопластов на основе эпоксидного порошкового связующего / А. М. Самылкин. – Саратов : Издательство политехнического университета, 2008. – 104 с.
3. Кэнесс, Э. Доступная 3D печать для науки, образования и устойчивого развития. / Э. Кэнесс, К. Фонда, М. Дзеннаро // МЦТФ, 2013. – 107 с.
4. Уклеев, В. А. Исследование неоднородных магнитных плёнок и многослойных систем взаимодополняющими методами поверхностного рассеяния нейтронного и рентгеновского излучений / В. А. Уклеев. – Спб, 2016. – 129 с.
5. Brown, D. N. Dysprosium-free melt-spun permanent magnets / D. N. Brown // J. Phys.: Condens. Matter. – 2014. V. 26. P. 1–8.
6. Шульгин, Н.И. Новые тенденции в производстве постоянных магнитов и их применении / Н.И. Шульгин // Тезисы докладов 9й всесоюзной конференции по постоянным магнитам. – Суздаль, 1994. – 95 с.
7. Владимиров, О.В. Стенд для послеремонтных испытаний асинхронных двигателей напряжением до 1000 В / О. В. Владимиров // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2019. – Т. 21. – № 3-4. – С. 58-66.
8. Сафин, А.Р. Разработка математической модели автономного источника электроснабжения с свободнопоршневым двигателем на базе синхронной электрической машины возвратно-поступательного действия с постоянными магнитами / А. Р. Сафин // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. – 2020. – Т. 22. – № 1. – С. 38-48.
9. Green, J. A. The defense implications of rare earth shortages / J. A. Green // J. Phys.: Condens. Matter. – 2014. – V. 25. – P. 1–6.
10. Миткевич, А.В. Стабильность постоянных магнитов / А. В. Миткевич. – Л.: Энергия, 1971. – 128 с.

Весь текст будет доступен после покупки