Disseny i validació d'un equip de trefilat en calent de fil d'alumini per a impressió 3D
Saved in:
| Title: | Disseny i validació d'un equip de trefilat en calent de fil d'alumini per a impressió 3D |
|---|---|
| Authors: | Guisado Corcoll, Enric |
| Contributors: | Menargues Muñoz, Sergi, Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència i Enginyeria de Materials |
| Source: | UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPC Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) |
| Publisher Information: | Universitat Politècnica de Catalunya, 2023. |
| Publication Year: | 2023 |
| Subject Terms: | Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials, Additive manufacturing, Fil, Fabricació additiva, Filera, Deformació plàstica, Trefilatge, Industrial design, Disseny, Disseny industrial, Wiredrawing, Aliatges d'alumini, Àrees temàtiques de la UPC::Arquitectura::Disseny::Disseny industrial, Simulació |
| Description: | El objetivo principal de este proyecto es diseñar y validar un sistema que permita el trefilado de alambre de aluminio a temperaturas comprendidas entre 25°C y 405°C. El filamento resultante estará destinado a la fabricación aditiva, concretamente a la impresión 3D. Sin embargo, el equipo está diseñado para realizar producciones a nivel de laboratorio. Una vez diseñada la herramienta, en etapas posteriores se buscará obtener un filamento de 1,75 mm de diámetro con la aleación de aluminio A356 obtenida con estructura globular mediante la técnica de "Sub-Liquidus Casting". A lo largo de este proyecto, se puede encontrar el desarrollo teórico en torno a los procesos de deformación plástica y un enfoque en el proceso de trefilado. Además, se estudian los diferentes métodos de impresión 3D existentes para esta familia de materiales. Se realizarán cálculos y simulaciones para el dimensionamiento del equipo con el objetivo de lograr un diseño óptimo y versátil para cumplir el objetivo principal. Este equipo estará diseñado para ser utilizado con una máquina universal de tracción/compresión, encargada de aplicar la fuerza de tracción para el estirado, y una bobina de horno de inducción, que será responsable de calentar las zonas que requieran temperatura. El equipo constará de una herramienta que permita alojar una hilera y también permita calentar el material a r. El diseño y las simulaciones se llevarán a cabo con el software Solidworks, y los equipos que se utilizarán para dimensionar el sistema son: la máquina de tracción Zwick Z100 TL3-S y el horno de inducción AMBRELL Ekoheat. The main objective of this project is to design and validate a system that allows the drawing of aluminum wire at temperatures ranging from 25ºC to 405ºC. The resulting filament will be intended for additive manufacturing, specifically 3D printing. However, the equipment is designed for laboratory-scale productions. Once the tooling is designed, in the following stages, the aim is to obtain a 1.75 mm in diameter filament made out of A356 aluminum alloy obtained with a globular structure using the "Sub-Liquidus Casting" technique. Throughout this project, theoretical development regarding plastic deformation processes and an in-depth analysis of the wire drawing process can be found. Additionally, different existing 3D printing methods for this family of materials are being studied. Calculations and simulations will be carried out for the sizing of the equipment with the aim of achieving an optimal and versatile design to fulfill the main objective. This equipment will be designed to be used with a universal tensile/compression testing machine, responsible for applying the tensile force for the wire drawing, and an induction heating coil, which will be responsible for heating the required areas. The equipment will consist of a tooling that allows for the housing of a wire die and also enables the heating of the material to be drawn. The design and simulations will be carried out using Solidworks software, and the equipment that will be used to dimension the system are going to be the Zwick Z100 TL3-S tensile testing machine and the AMBRELL Ekoheat induction furnace. L’objectiu principal d’aquest projecte és dissenyar i validar un sistema que permeti el trefilatge de fil d’alumini a temperatures compres entre 25ºC i 405ºC. El filament resultant estarà destinat a la fabricació additiva, en concret la impressió 3D. Tanmateix, l’equip està ideat per a realitzar produccions a nivell de laboratori. Un cop dissenyat l’utillatge, en properes etapes es voldrà obtenir un filament de 1,75 mm de diàmetre amb l’aliatge d’alumini A356 obtingut amb estructura globular per la tècnica “Sub-Liquidus Casting”. Al llarg d’aquest projecte es pot trobar el desenvolupament teòric entorn als processos de deformació plàstica i un aprofundiment en el procés de trefilatge. A més, s’estudien els diferents mètodes d’impressió 3D existents per a aquesta família de materials. Es realitzaran càlculs i simulacions per al dimensionament de l’equip amb l’objectiu d’aconseguir un disseny òptim i versàtil per a poder complir l’objectiu principal. Aquest equip estarà dissenyat per a ser utilitzat amb una màquina universal de tracció/compressió, encarregada d’aplicar l’esforç de tracció per al trefilatge, i un bobina de forn d’inducció, la qual serà l’encarregat d’escalfar les zones que requereixin temperatura. L’equip constarà d’un utillatge que permeti l’allotjament d’una filera, així com també, permeti l’escalfament del material a trefilar. El disseny i les simulacions es duran a terme amb el programari Solidworks i els equips que s’utilitzaran per dimensionar el sistema són: la màquina de tracció Zwick Z100 TL3-S i el forn d’inducció AMBRELL Ekoheat. |
| Document Type: | Bachelor thesis |
| File Description: | application/pdf |
| Language: | Catalan; Valencian |
| Access URL: | https://hdl.handle.net/2117/394193 |
| Rights: | CC BY NC |
| Accession Number: | edsair.dedup.wf.002..de3dbadd3a1d0807baf405726b5b92b2 |
| Database: | OpenAIRE |
Nájsť tento článok vo Web of Science | Abstract: | El objetivo principal de este proyecto es diseñar y validar un sistema que permita el trefilado de alambre de aluminio a temperaturas comprendidas entre 25°C y 405°C. El filamento resultante estará destinado a la fabricación aditiva, concretamente a la impresión 3D. Sin embargo, el equipo está diseñado para realizar producciones a nivel de laboratorio. Una vez diseñada la herramienta, en etapas posteriores se buscará obtener un filamento de 1,75 mm de diámetro con la aleación de aluminio A356 obtenida con estructura globular mediante la técnica de "Sub-Liquidus Casting". A lo largo de este proyecto, se puede encontrar el desarrollo teórico en torno a los procesos de deformación plástica y un enfoque en el proceso de trefilado. Además, se estudian los diferentes métodos de impresión 3D existentes para esta familia de materiales. Se realizarán cálculos y simulaciones para el dimensionamiento del equipo con el objetivo de lograr un diseño óptimo y versátil para cumplir el objetivo principal. Este equipo estará diseñado para ser utilizado con una máquina universal de tracción/compresión, encargada de aplicar la fuerza de tracción para el estirado, y una bobina de horno de inducción, que será responsable de calentar las zonas que requieran temperatura. El equipo constará de una herramienta que permita alojar una hilera y también permita calentar el material a r. El diseño y las simulaciones se llevarán a cabo con el software Solidworks, y los equipos que se utilizarán para dimensionar el sistema son: la máquina de tracción Zwick Z100 TL3-S y el horno de inducción AMBRELL Ekoheat.<br />The main objective of this project is to design and validate a system that allows the drawing of aluminum wire at temperatures ranging from 25ºC to 405ºC. The resulting filament will be intended for additive manufacturing, specifically 3D printing. However, the equipment is designed for laboratory-scale productions. Once the tooling is designed, in the following stages, the aim is to obtain a 1.75 mm in diameter filament made out of A356 aluminum alloy obtained with a globular structure using the "Sub-Liquidus Casting" technique. Throughout this project, theoretical development regarding plastic deformation processes and an in-depth analysis of the wire drawing process can be found. Additionally, different existing 3D printing methods for this family of materials are being studied. Calculations and simulations will be carried out for the sizing of the equipment with the aim of achieving an optimal and versatile design to fulfill the main objective. This equipment will be designed to be used with a universal tensile/compression testing machine, responsible for applying the tensile force for the wire drawing, and an induction heating coil, which will be responsible for heating the required areas. The equipment will consist of a tooling that allows for the housing of a wire die and also enables the heating of the material to be drawn. The design and simulations will be carried out using Solidworks software, and the equipment that will be used to dimension the system are going to be the Zwick Z100 TL3-S tensile testing machine and the AMBRELL Ekoheat induction furnace.<br />L’objectiu principal d’aquest projecte és dissenyar i validar un sistema que permeti el trefilatge de fil d’alumini a temperatures compres entre 25ºC i 405ºC. El filament resultant estarà destinat a la fabricació additiva, en concret la impressió 3D. Tanmateix, l’equip està ideat per a realitzar produccions a nivell de laboratori. Un cop dissenyat l’utillatge, en properes etapes es voldrà obtenir un filament de 1,75 mm de diàmetre amb l’aliatge d’alumini A356 obtingut amb estructura globular per la tècnica “Sub-Liquidus Casting”. Al llarg d’aquest projecte es pot trobar el desenvolupament teòric entorn als processos de deformació plàstica i un aprofundiment en el procés de trefilatge. A més, s’estudien els diferents mètodes d’impressió 3D existents per a aquesta família de materials. Es realitzaran càlculs i simulacions per al dimensionament de l’equip amb l’objectiu d’aconseguir un disseny òptim i versàtil per a poder complir l’objectiu principal. Aquest equip estarà dissenyat per a ser utilitzat amb una màquina universal de tracció/compressió, encarregada d’aplicar l’esforç de tracció per al trefilatge, i un bobina de forn d’inducció, la qual serà l’encarregat d’escalfar les zones que requereixin temperatura. L’equip constarà d’un utillatge que permeti l’allotjament d’una filera, així com també, permeti l’escalfament del material a trefilar. El disseny i les simulacions es duran a terme amb el programari Solidworks i els equips que s’utilitzaran per dimensionar el sistema són: la màquina de tracció Zwick Z100 TL3-S i el forn d’inducció AMBRELL Ekoheat. |
|---|