Uniwersytet Warmińsko – Mazurski

w Olsztynie

Wydział Nauk Technicznych

Temat: Analiza technologiczności konstrukcji wyrobu

Wykonał:

Grupa 1

I Teoria

Technologia – pojęcie to oznacza ogół informacji i środków wymaganych do przetworzenia bądź wyprodukowania danego dobra w wyniku zachodzących procesów technologicznych. Pojęcie technologii odnosi się raczej do teoretycznego zasobu wiedzy na temat produkcji lub wytwarzania danego dobra.

Proces technologiczny – to uporządkowany proces (zbiór czynności) wykonywanych według określonej listy kolejnych działań oddziaływujących na dany materiał bądź półprodukt, w wyniku których można otrzymać gotowy, finalny produkt. Proces technologiczny obejmuje wszelkie informacje i środki dotyczące praktycznej obróbki danego materiału, czyli konkretne, wyszczególnione, kolejne kroki obróbki materiału (obróbki plastycznej, cieplnej, chemicznej, etc.), opisane jakościowo oraz ilościowo. Proces technologiczny związany z czynnościami pomocniczymi, takimi jak transport półproduktu/elementu do kolejnych punktów obróbki nazywamy procesem produkcyjnym.

Proces produkcyjny – to proces technologiczny zastosowany w praktyce, który w wyniku swojej pracy daje wynikowy, gotowy produkt, który może być przekazany dla końcowego odbiorcy. Oprócz procesu technologicznego na proces produkcyjny składają się takie elementy, jak badania naukowe, kontrola jakości, magazynowanie, transport wewnątrz zakładu, marketing i dystrybucja, etc.

Wartość dodana – określenie wzrostu wartości dóbr lub usług w wyniku określonego procesu produkcyjnego. Źródłem wartości dodanej jest praca wykonana nad tym produktem. W najprostszy sposób można ją określić jako różnicę w całkowitym przychodzie ze sprzedaży dobra a kosztach produkcji (kosztach surowców, energii, pracy).

Know-how – termin, który określa praktyczną wiedzę na temat danego procesu produkcyjnego, oparty na fachowej wiedzy popartej doświadczeniem pracowników danej firmy, technologów i inżynierów. Idea know-how polega na poznaniu sposobu wyprodukowania danego dobra, które charakteryzuje się lepszymi parametrami od produktów konkurencji bądź ze względów ekonomicznych (tańsza, łatwiejsza produkcja, zmniejszenie wymagań jakościowych i ilościowych). Przykładem zastosowania know-how może być znany środek wielozadaniowy WD-40. Co ciekawe, WD-40 nie ma opatentowanego składu (w przypadku ubiegania się o patent należy podać dokładne parametry i skład chemiczny środka). Mimo to, środek ten nie jest podrabiany, a inne dostępne produkty tego typu wykazują o wiele słabsze parametry techniczne. Know-how danej firmy w danej dziedzinie bierze się z obserwacji procesu produkcyjnego oraz analizowaniu tego procesu w celu jego udoskonalenia przez osoby posiadające doświadczenie w tej dziedzinie, bardzo często know-how uzyskuje się metodą prób i błędów, często też zupełnym przypadkiem, a czasami w wyniku pracy działu rozwoju i naukowców.

Technologiczność konstrukcji – termin określający cechy danego wyrobu, które wpływają na łatwość wyprodukowania tego produktu w procesie produkcyjnym. Technologiczność określa również wymagany do produkcji odpowiedni materiał lub półfabrykat, zastosowany proces technologiczny który ma za zadanie maksymalnie uprościć i przyspieszyć proces wyprodukowania danego wyrobu. Pod pojęciem technologiczności kryje się też koszt oraz ilość pracy wymaganej do wykonania produktu, wymagane know-how, ilość potrzebnego materiału, jego koszt – czyli wszystkie czynniki odpowiadające za opłacalnością i wydajnością sposobu produkcji danego dobra. Informacje dotyczące technologiczności są przekazywane przez konstruktora danego wyrobu wytwórcy. Ten powinien dobrać odpowiednie parametry, takie jak wymiary i materiał półfabrykatów, jakości tych półfabrykatów, wymagań dotyczących chropowatości, twardości, etc. Na technologiczność konstrukcji składają się:

- sposób zaprojektowania (monolit bądź konstrukcja składana)

- pracochłonność wykonania elementów wytwarzanego dobra

- możliwość automatyzacji montażu

- zamienność elementów konstrukcji

- użycie standardowych, typowych i ogólnodostępnych części

- kształt części umożliwiający szybkie jego wykonanie, odpowiednią sztywność w procesie obróbki jednocześnie zapewniając szybki i łatwy montaż i demontaż, eliminowanie zjawisk sprzyjających korozji, błędnego montażu, odpowiedniego pasowania elementów z uwzględnieniem odpowiedniego luzu.

Konstrukcja technologiczna – określenie konstrukcji, której wytworzenie przy spełnieniu warunku odpowiedniej jakości i dokładności jest przeprowadzane przy użyciu jak najtańszego procesu technologicznego.

II Przebieg ćwiczenia

Na zajęciach obserwowaliśmy przykładowe produkty wykonane w dwóch wersjach – wersji wykonanej prawidłowo oraz wersji wykonanej nieprawidłowo, tudzież niekoniecznie optymalnie pod względem montażu, technologii, ilości oraz jakości użytych materiałów oraz dokładności wykonania i montażu.

Rysunek 1: Radiator (obudowa) samochodowego układu półprzewodnikowego

Na rysunku 1 widać dwa warianty tego samego elementu. Element znajdujący się z prawej strony to pierwsza wersja elementu używanego w seryjnej produkcji. Element ten spełniał swoje zadanie, jednak jego druga wersja (znajdująca się z lewej strony) została wykonana przy użyciu prawie dwukrotnie mniejszej ilości materiału, posiada wystarczające parametry mechaniczne jak i termiczne. Jest także łatwiejsza w wykonaniu, gdyż jest to element odlewany z minimalnym nakładem późniejszej obróbki.

Rysunek 2: Wały wykonane właściwie (na zdjęciu po lewej na dole oraz na zdjęciu po prawej pośrodku) oraz nieprawidłowo (pozostałe wałki).

Prawidłowo wykonane wałki charakteryzują się przede wszystkim odpowiednią wytrzymałością na skręcanie oraz odpornością na korozję. Właściwości antykorozyjne elementu typu wałek można znacząco poprawić stosując zaokrąglenia obrysu wałka w miejscach zmiany jego średnicy. W nieprawidłowo wykonanym wałku z biegiem czasu na przejściach stopni wałka pojawią się ogniska rdzy – korozji wżerowej, która z czasem będzie postępować w głąb materiału aż do jego ukręcenia, czyli zniszczenia. Z tego samego wałki stosuje się zawsze polerowane na wysoki połysk.

Rysunek 3: Zdjęcia przedstawiające prawidłowe i nieprawidłowe wykonanie elementów

Na zdjęciu po lewej stronie widzimy dwa różne elementy które miały takie samo zadanie – unieruchomienie elementu obrabianego obrabiarkami do stołu warsztatowego. Obydwa z nich doskonale spełniały swoje zadanie, jednak element po lewej stronie dodatkowo eliminował ugięcie stołu warsztatowego przy obrabianiu detalu. Na zdjęciu po prawej stronie można zauważyć swa sposobu łączenia części elementów składających się z dwóch różnych materiałów – w tym wypadku jest to tworzywo sztuczne oraz metal. Na uwagę zasługuje montaż elementu odpowiedzialnego za przeniesienie napędu z wału silnika na wirnik – w przypadku elementu znajdującego się na górze po lewej stronie, w którym łączenie odbywa się bezpośrednio na tworzywo sztuczne po pewnym okresie pracy połączenie takie zostanie zniszczone. Łączenie w elemencie po prawej stronie niweluje ten problem przez stałe połączenie tworzywa sztucznego z metalem jako całość. Dodatkowo po lewej stronie na dole można zauważyć pokrętło z wtopioną nakrętką – taki sposób łączenia dwóch części wykonanych z różnych materiałów gwarantuje bardzo długi czas bezproblemowej pracy takiego wyrobu.

Rysunek 4: Element powstały z oddzielnych części, nieprawidłowo zmontowany

Na tym zdjęciu widać uszkodzony element konstrukcyjny składanych dachów, scen itp. Element ten został nieprawidłowo wykonany, tj. łączenie elementów za pomocą spawu jest nieprawidłowe. Elementy zostały połączone tylko na powierzchni, z niewystarczającą głębokością. Jest to wynikiem błędnego projektu albo nieprawidłowego wykonania spawu przez spawacza. Łączenie takie charakteryzuje się bardzo nieprzewidywalną wytrzymałością, która deklasuje taki wyrób w zastosowaniach miejsc, gdzie przebywają ludzie. Używanie takiego elementu w bezpośredni sposób zagraża ludzkiemu życiu i zdrowiu.