ZDMK 3

background image

Temat 3:

Czynniki decydujące o

Czynniki decydujące o

doborze materiałów

doborze materiałów

dla zastosowań

dla zastosowań

technicznych

technicznych

Z

Z

asady doboru

asady doboru

materiałów

materiałów

konstrukcyjnych

konstrukcyjnych

background image

Projektowanie inżynierskie jest złożonym

Projektowanie inżynierskie jest złożonym

działaniem

działaniem

wymagającym uwzględnienia wielu

wymagającym uwzględnienia wielu

różnorodnych

różnorodnych czynników

czynników

i elementów !!!!!

i elementów !!!!!

background image

Wzajemne
relacje
między
koniecznymi
do
uwzględnien
ia zadaniami

background image

Czynniki uwzględniane podczas

Czynniki uwzględniane podczas

projektowania inżynierskiego

projektowania inżynierskiego

Główne

Główne

czynniki

czynniki

Funkcjonalne

Funkcjonalne

Związane z analizą

Związane z analizą

cyklu życia produktu

cyklu życia produktu

Socjologiczne,

Socjologiczne,

ekologiczne

ekologiczne

i

i

ekonomiczne

ekonomiczne

background image

Czynniki

Czynniki

funkcjonalne

funkcjonalne

Specyfikacja

parametrów

użytkowych:

• określenie potrzeb;
• ustalenie ryzyka i

konsekwencji jego
wymagań;

• konsekwencje

zawyżonych
wymagań.

Elementy

projektowania:

• uwzględnienie

naprężeń lub
obciążeń;

• ograniczenia

wymiarów, masy lub
objętości;

• trudne warunki pracy

(agresywne
środowisko);

• przewidywanie

możliwych uszkodzeń;

• niezawodność;
• łatwość konserwacji;
• dostępność;
• skal produkcji;
• itp.

przeprojektowanie:

• analiza projektu;
• uproszczenia i

normalizacja;

• alternatywne

rozwiązania
funkcjonalne.

background image

ASPEKTY FUNKCJONALNE W

PROJEKTOWANIU INŻYNIERSKIM

Zaprojektowany

produkt

musi

spełniać

Zaprojektowany

produkt

musi

spełniać

parametry

odpowiadające

w

pełni

jego

parametry

odpowiadające

w

pełni

jego

założonym funkcjom

założonym funkcjom

użytkowym, jak również

użytkowym, jak również

wymagania co do kształtu, a także

wymagania co do kształtu, a także

tolerancje wymiarowe.

tolerancje wymiarowe.

background image

Zależność między wymaganiami dotyczącymi

Zależność między wymaganiami dotyczącymi

kształtu

kształtu

a cechami materiału w projektowaniu inżynierskim

a cechami materiału w projektowaniu inżynierskim

1. Każdy kształt produktu narzuca wymagania dotyczące

materiału.

2. Zmiana procesu technologicznego może zmienić własności

materiału,

a

to

może

powodować

konieczność

przeprojektowania procesu technologicznego

Zależności między wymaganiami co do kształtu produktu a

cechami materiału

Metody

Metody

Deterministyczne

Deterministyczne

Do obliczeń przyjmuje się nominalne lub

średnie wartości naprężeń, wymiarów i

wytrzymałości, ponadto korzysta się z

odpowiednich współczynników

bezpieczeństwa, których zadaniem jest

uwzględnienie oczekiwanej zmienności

tych parametrów konstrukcyjnych

Metody

Metody

Probabilistycznym

Probabilistycznym

Poszczególnym parametrom przypisuje się

odpowiedni rozkład zmienności.

Korzystając z tych rozkładów i

dopuszczalnego marginesu

bezpieczeństwa można

określić minimalne dopuszczalne przekroje

krytyczne albo minimalną wytrzymałość

kluczowych elementów

projektowanego produktu

background image

Projektowanie inżynierskie z uwzględnieniem

Projektowanie inżynierskie z uwzględnieniem

rodzajów uszkodzenia podczas eksploatacji

rodzajów uszkodzenia podczas eksploatacji

produktów

produktów

Projektując elementy produktu konstruktor musi
uwzględnić:

•wpływ karbu i koncentracji naprężeń,

•obciążenia cykliczne,

•pracę w wysokiej lub niskiej temperaturze,

•czynniki powodujące korozję (pęknięcia korozyjne),

•inne.

Przyczyną ok. 90% uszkodzeń spowodowanych zmęczeniem
materiału podczas eksploatacji jest związana z wadliwą
konstrukcją i wadami produkcyjnymi elementów, a jedynie ok.

ok.

10% wynika z wad materiału

10% wynika z wad materiału

, jego niewłaściwego składu lub

błędów w obróbce cieplnej.

Nie

należy

dopuszczać

do

uszkodzeń

elementów

Nie

należy

dopuszczać

do

uszkodzeń

elementów

powodujących

bezpośrednie

powodujących

bezpośrednie

zagrożenie

życia

lub

zagrożenie

życia

lub

uszkodzenia ciała

uszkodzenia ciała

, albo uszkodzenie bądź zniszczenie

, albo uszkodzenie bądź zniszczenie

produktów czy ich elementów.

produktów czy ich elementów.

background image

Związki pomiędzy rodzajem uszkodzenia a własnościami materiałów

background image

Uwzględnienie wymiarów i masy produktów

Uwzględnienie wymiarów i masy produktów

podczas projektowania inżynierskiego

podczas projektowania inżynierskiego

Wymiary i masa elementów wywierają wpływ zarówno

na dobór materiału, jak i procesu technologicznego.

Elementy

Elementy

o małych wymiarach

o małych wymiarach

pręty, blach”

pręty, blach”

koszt materiału jest znacznie mniejszy

od kosztu ich wytworzenia

Możliwość stosowania droższych

Możliwość stosowania droższych

materiałów

materiałów

Elementy

Elementy

o dużych wymiarach

o dużych wymiarach

Trudności lub brak możliwości wykonania

obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej w

celu optymalizacji właściwości produktu.

Ograniczenia technologiczne

(np. metalurgia proszków)

Stosowane najczęściej

Stosowane najczęściej

tanie materiały

tanie materiały

background image

Projektowanie inżynierskie w razie wytwarzania

Projektowanie inżynierskie w razie wytwarzania

takich samych produktów w różnych miejscach

takich samych produktów w różnych miejscach

Wymagania:

•Konieczność doboru zbliżonych gatunków materiałów;
(

ma to wpływ na jakość produktu

);

•Niski koszt robocizny
(

produkcja pracochłonnych produktów

);

•Wysokie koszty robocizny
(

zautomatyzowane procesy technologiczne

);

•Itp..

background image

Projektowanie inżynierskie w zależności od skali

Projektowanie inżynierskie w zależności od skali

produkcji

produkcji

Produkcja wielkoseryjna może być ograniczona
przez zdolności produkcyjne dostawców
surowców.

Produkcja jednostkowa i małoseryjna
(

względy ekonomiczne

) dobiera się aktualnie

najłatwiej dostępny materiał (np. składowany w
magazynie podręcznym, na hali itp.) i dostępne
techniki

wytwarzania

(dostępny

park

technologiczny)

background image

Projektowanie inżynierskie w razie modyfikacji

Projektowanie inżynierskie w razie modyfikacji

produktów

produktów

Dobór materiału zamiennego wiąże się najczęściej z

Dobór materiału zamiennego wiąże się najczęściej z

modyfikacją lub zmianą

modyfikacją lub zmianą

procesu technologicznego (to

procesu technologicznego (to

samo w przypadku zmiany procesu technologicznego).

samo w przypadku zmiany procesu technologicznego).

Modyfikacja produktu

Cel

Cel

Obniżeni

a

kosztów

Zwiększenia

niezawodnoś

ci

Wydłużenia trwałości

eksploatacyjnej

produktu

inne

background image

Zależność między projektowaniem inżynierskim

Zależność między projektowaniem inżynierskim

a wytwarzaniem

a wytwarzaniem

Wytypowany proces technologiczny

Wytypowany proces technologiczny

oraz

możliwości wykorzystania niektórych technologii
wpływają

na

proces

projektowania

proces

projektowania

inżynierskiego

inżynierskiego

,

decydując

o

doborze

materiału

, jak również o sekwencji operacji

technologicznych, a także o wymiarach,
tolerancjach

wymiarowych,

połączeniach

elementów i innych aspektach.

background image

Zależność między projektowaniem inżynierskim

Zależność między projektowaniem inżynierskim

a wytwarzaniem

a wytwarzaniem

Proces projektowania wymaga uwzględnienia

czynników

czynników

związanych z procesem

procesem

technologicznym

technologicznym

:

•wytwarzanie i montaż,

•odlewanie,

•obróbkę plastyczną,

•metalurgię proszków,

•obróbkę ubytkową,

•łączenie,

•obróbkę cieplną i powierzchniową,

•procesy stosowane dla materiałów ceramicznych,

•procesy stosowane dla materiałów polimerowych,

•wytwarzanie materiałów kompozytowych.

background image

Zależność między projektowaniem inżynierskim

Zależność między projektowaniem inżynierskim

a wytwarzaniem

a wytwarzaniem

Ze względu na technologiczność produktu

technologiczność produktu

powinno

się uwzględniać także aspekty:

•ograniczenie ogólnej liczby elementów produktu,

•unifikację i standaryzację elementów,

•stosowanie materiałów łatwo obrabialnych,

•dostosowanie projektu do procesów wytwarzania,

•projektowanie każdego elementu, tak by był łatwy do
wykonania,

•ograniczanie liczby operacji obróbki ubytkowej i
wykończającej.

background image

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Integralną część każdego procesu produkcyjnego

Integralną część każdego procesu produkcyjnego

stanowi

stanowi

zapewnienie jakości

zapewnienie jakości

, szczególnie ze

, szczególnie ze

względu

na

katastrofalne

względu

na

katastrofalne

konsekwencje

konsekwencje

prowadzania na rynek produktów lub

prowadzania na rynek produktów lub

usług

usług

wadliwych

wadliwych

.

.

background image

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Celem

Celem

producenta

producenta

background image

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Wymagania

Wymagania

produkt -

produkt -

usługa

usługa

background image

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Jakość wytwarzania ma przy tym ścisły

Jakość wytwarzania ma przy tym ścisły

związek z

związek z jakością życia

jakością życia

rozumianą jako

rozumianą jako

stopień

spełnienia

wymagań

stopień

spełnienia

wymagań

określających

określających

poziom materialnego i

poziom materialnego i

duchowego bytu

duchowego bytu

poszczególnych osób i

poszczególnych osób i

całego społeczeństwa.

całego społeczeństwa.

background image

Przyczyny wzrostu wymagań jakościowych

Przyczyny wzrostu wymagań jakościowych

background image

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Znaczenie jakości wytwarzania i produktu

Miernikami jakości są kryteria

Miernikami jakości są kryteria

jakości:

jakości:

•przedmiotowe,

•wytwórcze,

•użytkowe,

•doznaniowe,

•ekonomiczne,

które równocześnie mogą być:

które równocześnie mogą być:

•mierzalne,

•porównywalne,

•ocenialne.

background image

Model zależności

Model zależności

Przyczynowo –

Przyczynowo –

skutkowych

skutkowych

w strukturze

w strukturze

gospodarczej

gospodarczej

społeczeństwa

społeczeństwa

background image

Modele zapewniania jakości

Modele zapewniania jakości

Zapewnienie jakości jest związane z
jednym z trzech modeli, gdy wymagania
są spełnione przez dostawcę:

w trakcie etapów projektowania,

w trakcie etapów projektowania,

produkcji, instalowania i obsługi

produkcji, instalowania i obsługi

produktów,

produktów,

w trakcie produkcji i instalowania

w trakcie produkcji i instalowania

produktów,

produktów,

w czasie badań końcowych produktów

w czasie badań końcowych produktów

lub usług.

lub usług.

background image

Wybór jednego z tych modeli zależy od:

Wybór jednego z tych modeli zależy od:

•złożoności procesu projektowania
inżynierskiego,

•dojrzałości projektowania inżynierskiego,

•złożoności procesu produkcji,

•cech produktu lub usługi,

•bezpieczeństwa produktu lub usługi,

•ekonomiki.

Modele zapewniania jakości

Modele zapewniania jakości

background image

Modele zapewniania jakości

Modele zapewniania jakości

Zapewnienie jakości procesu wytwarzania wymaga:

•określenia i zaplanowania produkcji,

•opracowania niezbędnych instrukcji roboczych,

•zapewnienia wymaganego stanu środków produkcji,

•zapewnienia odpowiednich i w uzasadnionych
przypadkach kontrolowanych

Oddziaływanie na jakość, obejmuje cztery
podstawowe fazy:

•kontrolę,

•sterowanie,

•dynamiczną poprawę,

•wbudowywanie jakości.

background image

Dokumentacja systemu jakości

Dokumentacja systemu jakości

background image

Schemat wpływu zarządzania, pracownika i klienta

Schemat wpływu zarządzania, pracownika i klienta

na zapewnienie jakości procesów wytwarzania

na zapewnienie jakości procesów wytwarzania

background image

1. Dobór materiału;

2. Technologiczność;

3. Trwałość;

4. Przystosowanie do recyklingu;

5. Zapotrzebowanie na energię

(w procesie produkcyjnym, odzysku i
eksploatacji);

6. Powiązania ze środowiskiem (wpływ produktu 

środowiska;

7. Badania i próby dla zapewnienia jakości;

8. Transport technologiczny;

9. Konfekcjonowanie i pakowanie;

10.Magazynowanie i spedycja;

11.Wartość złomu.

Czynniki związane z

Czynniki związane z

analizą cyklu życia

analizą cyklu życia

produktu

produktu

background image

Projektowanie inżynierskie z uwzględnieniem

pełnego cyklu życia produktu

technicznego cyklu

życia produktu:

1.cały okres życia produktu,
2.pełny okres życia tworzących
go elementów i materiałów

rynkowego cyklu

rynkowego cyklu

życia produktu:

życia produktu:

związany jest z obecnością
danego produktu na rynku,
począwszy

od

jego

wprowadzenia do wycofania
go z rynku

background image

Czynniki wpływające na techniczny cykl życia

produktu

background image

Podstawowe stadia technicznego cyklu życia

Podstawowe stadia technicznego cyklu życia

produktu

produktu

background image

Podstawowe stadia technicznego cyklu życia

Podstawowe stadia technicznego cyklu życia

produktu

produktu

Wskazane proporcje emisji gazów oraz zrzutów
odpadów ciekłych i stałych wskazują na potrzebę
prewencyjnej strategii ochrony środowiska.
Możliwe są następujące strategie w tym zakresie:

rozcieńczani

a

filtrowania

recyrkulacji

zapobiegani

a

background image

Techniki minimalizacji odpadów

Techniki minimalizacji odpadów

background image

ocenę cyklu życia produktów – LCA (life cycle assessment),

ocenę przewidywanego oddziaływania na otoczenie
projektowanego obiektu przemysłowego (dla nowych
działalności) – EIA (environmental impact assessment),

ocenę technologii (dla nowych technologii) – TA (technology
assessment),

ocenę ryzyka (dla niebezpiecznych chemikaliów i czynności) –
RA (risk assessment),

ocenę przepływu substancji (dla substancji) – SFA (substance
flow assessment),

audit środowiskowy (dla firm i jednostek biurowych) – EA
(environmental auditing).

Czynniki wpływające na techniczny cykl życia

produktu

Wśród narzędzi ochrony środowiska wykorzystywanych w
procesach projektowania inżynierskiego, jak również w
razie przeprojektowywania istniejącego produktu lub
opracowywania procesów wytwarzania można wymienić:

background image

Schematyczny proces projektowania produktu

Schematyczny proces projektowania produktu

zgodnego ze środowiskiem

zgodnego ze środowiskiem

background image

Obszar funkcjonowania czystszej produkcji

Obszar funkcjonowania czystszej produkcji

background image

Projektowanie inżynierskie z uwzględnieniem
produkcji według zasady „dokładnie na czas“

Stanowi zintegrowany zbiór działań projektowanych
dla osiągnięcia wysokiej wydajności i efektywności
produkcji przy użyciu minimalnych nakładów, w tym
surowców i pracy w procesie produkcyjnym.

Produkcja według tej zasady jest związana z eliminacją

wszelkich strat:

nadprodukcją,

czasem oczekiwania,

transportem,

wyposażeniem
technicznym,

procesem
technologicznym,

przemieszczaniem
materiałów, elementów i
wyposażenia,

wadami produktów.

Konsekwencją tych założeń jest brak potrzeby

magazynowania zapasów, które są traktowane

również jako źródła strat

background image

1. Przegląd stanu zagadnienia:

• dotychczasowa wiedza z tej dziedziny,
• ryzyko naruszenia patentów i wynalazczości,
• produkty konkurencyjne,

2. Zgodność z normami.

• dopuszczenie do użytkowania ze względu na wymagania

bezpieczeństwa (ostrzeżenia, niezamierzone użycie,
oznakowanie),

• wymagania BHP w procesie wytwarzania,
• wymagania związane z ochroną środowiska,
• normy przemysłowe (EN, PN, ISO),

3. Czynniki ludzkie (łatwość użytkowania i konserwacji).

4. Estetyka.

5. Koszt.

Inne ważne czynniki w

Inne ważne czynniki w

procesie projektowania

procesie projektowania

background image

Projektowanie inżynierskie z uwzględnieniem

Projektowanie inżynierskie z uwzględnieniem

sposobów transportowania i magazynowania

sposobów transportowania i magazynowania

produktów

produktów

Ze względu na konieczność przetransportowania produktu

przetransportowania produktu

od wytwórcy do sprzedawcy i dalej do użytkownika, w trakcie
projektowania inżynierskiego należy uwzględnić wpływ środków
transportu na produkt.

Zabezpieczenie produktu

przed pogorszeniem jakości

w czasie transportu i

magazynowania:

1.odpowiednie opakowanie,
2. procedury eksploatacji,
3.sposób transportu.

Ograniczać zapotrzebowanie na

przestrzeń ładunkową w trakcie

transportu i składowania.

1.pojemnik wkładać jeden w
drugi;
2.wykorzystanie kontenerów.

background image

Wpływ stanu prawnego oraz stanu techniki i

Wpływ stanu prawnego oraz stanu techniki i

normalizacji na projektowanie inżynierskie

normalizacji na projektowanie inżynierskie

produktu

produktu

Projektowania

a stan prawny oraz stan techniki i

stan prawny oraz stan techniki i

normalizacji

normalizacji

aktualny stan
techniki:

1.publikacje
techniczne,
2. patenty,
3.trendy zużycia
materiałowego

normy

przemysłowe

i społeczne

normalizacje

i uproszczenia

background image

Czynniki ludzkie w projektowaniu inżynierskim

Czynniki ludzkie w projektowaniu inżynierskim

produktów

produktów

Człowie
k

Kształt produktu

Kształt produktu

Konserwacja i

Konserwacja i

eksploatacja

eksploatacja

1.rozmieszczenie
wskaźników i
przełączników,
2.dostępność,
3.Ergonomia.
4.itp..

Estetyka

Estetyka

1.Gładka lub błyszcząca
powierzchnia,
2.piękny kształt
3.wrażenie solidności i odporności
na
4.trudne warunki pracy

background image

Znaczenie kosztów w projektowaniu inżynierskim

produktów

Koszt produktu musi być konkurencyjny w stosunku do porównywalnych produktów znajdujących
się na rynku

Koszt zazwyczaj stanowi jedno z

podstawowych kryteriów w procesie

projektowania

różne materiały

konstrukcje

procesy produkcyjny

Zakup

Zakup

najniższych kosztach

najniższych kosztach

(przy tych samych

(przy tych samych

kryteriach)

kryteriach)

background image

Schemat struktury ceny produktu

background image

Główne czynniki decydujące o doborze materiałów

inżynierskich do różnych zastosowań

Własności materiałów inżynierskich uwzględniane w projektowaniu

Własności materiałów inżynierskich uwzględniane w projektowaniu

materiałowym

materiałowym

background image
background image

Własności użytkowe materiałów

inżynierskich są zwykle wyrażane przez

własności

fizyczne

mechaniczne cieplne elektryczne

optyczne

STRUKTURA !!!!!

STRUKTURA !!!!!

background image

Schemat relacji między strukturą,

własnościami materiałów inżynierskich oraz

warunkami

background image

Dziękuję za uwagę!


Document Outline


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
ZDMK 7s
ZDMK 2
ZDMK 8s
ZDMK 6s
ZDMK 7s

więcej podobnych podstron