Аннотация: Аддитивное производство, или 3D-печать, приходит на смену традиционному субтрактивному производству, при котором детали изготавливают путем последовательного удаления частей материала заготовки. При 3D-печати материал добавляют послойно, что позволяет изготавливать детали сложной геометрической формы из дорогостоящих металлов с более высокими производительностью и экономической эффективностью. Для того чтобы осуществлять 3D-печать в промышленном масштабе, необходимо объединить робототехнику с программным обеспечением для 3D-печати. В данной статье приведены результаты адаптации промышленного робота KUKA для процесса 3D-печати. При помощи сварочного аппарата и сварочной проволоки были напечатаны объекты из стали цилиндрической геометрической формы. Основными параметрами, оказывающими значительное влияние на формирование слоя, являются скорость движения горелки, скорость подачи проволоки, сварочный ток и напряжение. Выбор сварочного тока основан на диаметре проволоки. В данном случае использовали проволоку диаметром 1,2 мм. Наиболее подходящий ток для такой проволоки лежит в диапазоне 100–120 А. Настройка тока в этих пределах позволяет добиться желаемого качества наплавляемого валика и его геометрии, обеспечивая необходимую производительность процесса. В результате настройки параметров была обнаружена обратная линейная зависимость между скоростью наплавки (скоростью движения горелки) и шириной получаемого валика. Было отмечено, что с уменьшением скорости наплавки ширина валика становится больше. Разработанная методика 3D-печати оказалась успешной и доказала, что промышленный робот в связке со сварочным аппаратом может использоваться в качестве промышленного 3D-принтера.

Аннотация: Материалы статьи посвящены весоизмерительной технике, в частности взвешиванию рулонов стального листового проката, и могут быть использованы в производственном процессе измерения массы производимой прокатной стальной продукции на металлургических предприятиях. Целью проведенного исследования является повышение надежности процедуры взвешивания рулонов стального проката. Рассмотрены проблемы точности измерений массы произведенного рулона проката у исполнителя и у заказчика продукции. При различных технических и организационных ошибках масса у заказчика продукции может отличаться от массы у изготовителя, что чревато возникновением претензий. Кроме того, расчет теоретической массы стальной полосы при условии непрерывного измерения основных геометрических параметров: толщины, ширины и длины для нахождения объема проката может быть затруднен, поскольку плотность разных марок стали может отличаться в пределах от 0,5 до 7 % и более. Авторами предложено решение для повышения надежности процедуры и минимизации погрешностей при инструментальном взвешивании рулонов стального проката. Суть метода прогнозирования массы рулона стального проката заключается в непрерывном измерении в процессе смотки проката в рулон фактических значений геометрических параметров стальной полосы: толщины, ширины и длины, на основании которых с использованием методов статистической обработки измеренных значений осуществляют сравнение теоретических прогнозных значений массы рулона с показаниями весов, при этом в результате сравнения определяют необходимость повторного взвешивания рулона для уточнения его массы. Результаты работы апробированы, могут быть адаптированы и использованы на производстве.

Аннотация: На большинстве машиностроительных предприятиях возникает необходимость изготавливать изделия, которые несколько отличаются от стандартно выпускаемых на производстве, чтобы проверить насколько эффективно изменение того или иного свойства или конфигурации. В данном случае аддитивные технологии WAAM позволяют изготовить изделие без дополнительного проектирования сложной оснастки в отличие от традиционных методов, что сокращает время производства и снижает стоимость. В данной статье представлен процесс обратного инжиниринга по готовому изделию с изготовлением нового из другого материала, чтобы проверить целесообразность данного изменения. Цель работы — проведение процесса обратного инжиниринга для получения нового изделия из стали 08Г2С, заменяющего литое изделие из стали 110Г13Л, и изготовление образца под дополнительную упрочняющую наплавку порошковой проволокой. В качестве установки для аддитивного электродугового выращивания был применен роботизированный комплекс CRP-RH1-10. Для изготовления било была использована проволока Св-08Г2С диаметром 1,2 мм. После создания и согласования модели с заказчиком было выполнено электродуговое выращивание, после чего изделие срезали с подкладки. Были убраны подтеки и неровности, образовавшиеся в процессе выращивания. Далее изделие подвергали механической обработке на токарно-фрезерном станке. Общее время выращивания изделия — 12 ч. Выполненная работа продемонстрировала эффективность аддитивной технологии WAAM для изготовления единичных изделий и обратного инжиниринга с использованием роботизированного комплекса, в том числе для изделий различной степени сложности.

Аннотация: Для замещения дорогостоящих и экологически опасных синтетических смол применяют лигносульфонатные связующие материалы (ЛСТ), продукт вторичной переработки древесины, который является экологичным, недефицитным и относительно дешевым материалом. Лигносульфонат является водным органическим связующим, который по классификации А. М. Лясса относится к классу Б3, т. е. имеет пониженные прочностные свойства как в сухом, так и во влажном состояниях. Наличие на поверхности лигносульфоната слабых сульфитных и карбонильных связей не позволяет применять его как самостоятельное связующее вещество. Лигносульфонат используется в процессах изготовления форм и стержней как компонент в составе сложного связующего. В настоящее время основными направлениями для увеличения прочностных свойств лигносульфоната является добавление либо сульфогрупп посредством введения в состав смесей анионогенных веществ, либо водорастворимых солей, содержащих поливалентный катион, позволяющий увеличивать высокомолекулярную фракцию в лигносульфонате. Таким образом, модифицирование лигносульфоната заключается в целенаправленном введении в состав материала специальных веществ, позволяющих повышать его связующую способность за счет изменения процессов полимеризации. Воздействуя на лигносульфонат, можно решать задачи стабилизации прочностных свойств, повышения реакционной способности и, как следствие, улучшения связующей способности, а следовательно, увеличения прочности форм и стержней. Помимо прочностных свойств, при модифицировании лигносульфоната не менее важной характеристикой является удельная вязкость, ее снижение может положительно повлиять на транспортные переходы, т. е. транспортировку лигносульфоната от одной операции до другой в технологическом процессе, особенно в зимний период. Для более широкого использования лигносульфоната необходимо обеспечить требуемый уровень его свойств, стабильность качества и возможное модифицирование выпускаемого продукта.

Аннотация: В работе представлены результаты разработки технологии производства оцинкованного проката, обеспечивающей гарантированное выполнение требований автопроизводителей по нормированию количества пиков. В результате проведенной работы выявлена закономерность: уменьшение числа проходов приводит к повышению количества пиков NP примерно на 15 см–1. Однако следует отметить, что снижение числа проходов при текстурировании приводит к уменьшению параметров шероховатости Ra и NP к концу кампании, что, вероятно, обусловлено уменьшением износостойкости поверхности. С целью определения оптимальных режимов завершающего прохода с обратной полярностью были подготовлены рабочие валки с номинальной шероховатостью 2,2 мкм за три прохода. Характеристики установки электроразрядного текстурирования (ЭРТ) при подготовке опытных валков соответствовали стандартным настройкам и составляли: время включения — 13 мкс; время выключения — 14 мкс; сила тока — 11 А; полярность — «+». Установлено влияние процесса хромирования на величину показателей Ra и RPc: хромирование валков уменьшает показатель Ra примерно на 0,1–0,2 мкм и RPc на 10–20 шт/см. Экспериментально определен наилучший результат с точки зрения получения показателя Rsk = 0 и сохранения величины Ra. По наилучшим экспериментальным режимам были подготовлены две пары рабочих валков с целью оценки уровня изменения шероховатости оцинкованной полосы и тестирования образцов в лаборатории автопроизводителя. Результаты, полученные в ПАО «Северсталь» и в лаборатории производителя, сопоставимы.

Аннотация: Для обеспечения нефтегазодобывающей отрасли нефтеперекачивающими насосами, эксплуатация которых часто осуществляется в условиях Крайнего Севера при значительных минусовых температурах, перед производителями комплектующих кованых заготовок (валов, зубчатых колес, муфт и т. д.) ставится задача по производству заготовок из конструкционных марок сталей с комплексом механических свойств, позволяющих стабильно работать при отрицательных температурах. С такой проблемой столкнулось кузнечное предприятие, входящее в промышленную группу КОНАР. При производстве валов для двигателей нефтеперекачивающих насосов получаемые значения ударной вязкости при отрицательных температурах носили хаотичный характер и, как правило, не удовлетворяли требованиям технической документации к материалу. При этом прочностные характеристики материала соответствовали норме. В работе исследовано влияние содержания никеля на механические свойства конструкционной стали 40ХН2МА. Приведены результаты измерений механических свойств металла двух опытных плавок с содержанием никеля на нижнем и верхнем уровнях нормативно-технической документации. В рамках опытных работ методом свободной ковки из кузнечных слитков обеих плавок стали 40ХН2МА были изготовлены два вала. Режимы процессов обработки металла давлением и термической обработки для получения требуемых свойств были идентичны. Отбор проб для исследования проводили в соответствии с ГОСТ 8479–70 на каждой опытной поковке. Сравнение результатов ударных испытаний металла опытных плавок при отрицательных температурах свидетельствует о положительном влиянии высокого содержания никеля на ударную вязкость. При разнице содержания никеля 0,29 % среднее значение ударной вязкости при отрицательных температурах увеличилось на 66,6 Дж/мм2. Среднее значение временного сопротивления повысилось на 80 МПа, предела текучести — на 90 МПа. Анализ микроструктуры показал различие в количестве ферритной фазы, а именно при увеличении содержании никеля уменьшается доля ферритной фазы и повышается степень дисперсности сорбита отпуска.