Sirvides Autor "Karro, Tanel" järgi

Näitamisel1 - 1 1-st
  • Pisipilt
    NimetusPiiratud juurdepääs
    CNC Freespingi Projekteerimine ja Konstrueerimine
    (Tallinna Tehnikakõrgkool, 2015) Karro, Tanel; Bergmann, Meelis
    Lõputöö eesmärgiks oli esmalt projekteerida ning seejärel konstrueerida CNC freespink. Projekteerimise staadiumis valmistati digitaalne 3D mudel, mille peal prooviti mitmeid lahendusi. Joonestamiseks kasutati programme Solid Edge ja SketchUp. Esmalt selgitati välja erinevate sõlmede omavaheline koostöö ning freespingi üleüldised mõõtmed. Sealjuures valmistati reaalne freespink nende mõõtmete järgi, mis projekteerimisel joonistele märgitud oli. 3D mudeli külge joonestatud lahendused oli vajalik väiksemal kujul reaalselt valmis teha, et neid testida tagada nende töökindlus. Seetõttu valmistati protsessi käigus hulgaliselt prototüüpe freespingi spetsiifilistest osadest. Suurimateks väljakutseteks oli MDF materjalist valmistatud konstruktsiooni ehitus ja veerelaagrite edukas kinnitus. Veerelaagrite kinnituse puhul, läheneti igale liitele individuaalselt. Selle tulemusena välja arendatud lahendus, tõestas end olema nii töökindel kui ka piisavalt täpne. Kõige olulisem punkt terve projekti raames, oli hind. Kuna töö autor teostas nii projekteerimise kui konstrueerimise iseseisvalt, siis ainsaks väljaminekuks oli materjalidele ning vajalikele detailidele kuluv summa. Algselt jõuti järeldusele, et see peab jääma 500 euro piiresse ja see eesmärk ka täideti. Peale kõikide vajaminevate osade soetamist, oli lõplik detailidele kulunud summa 433,80 eurot. Sedavõrd soodsa tulemuse saavutamiseks, telliti mitmed tooted välismaalt. Sel viisil saavutati suurim kokkuhoid eelkõige freesi terade, samm-mootorite ja juhtploki arvelt. Mainitud esemete soetamisel Eestist, oleks nende hind kujunenud umbkaudu kahekordseks. Lisaks leiti lõputöö käigus ka freespingi omahind, ehk materjalidele liideti ka projekteerimise ning monteerimise väärtus. Sellest tulenevalt kujunes freespingi omahinnaks 1246,60 eurot, mis konkurentidega võrreldes on märgatavalt soodsam. Suurimaks rivaaliks on Ameerika Ühendriikides toodetud X-Carve, mis saabub kliendini monteerimata kujul ning mille väärtus peale transpordi ja maksude lisandumist on 2675 eurot. Seetõttu võib tõdeda, et lõputöö tulemusel projekteeritud freespink on oma hinna poolest üle kahe korra odavam, kui lähim konkurent. Lisaks soodsale hinnale, pidi valmiv freespink oleks võimeline töötlema plastikuid, puitmaterjale ja pehmemaid metalle. Katsetused on näidanud, et projekti tarbeks soetatud spindli mootor on võimeline edukalt freesima eelpool mainitud materjale. Tänu spindli mootori kõrgetele pööretele, tekib puidu ja plasti töötlemisel kvaliteetne lõige ka suure etteandekiiruse juures. Sealjuures tuleb rõhku pöörata erinevate freesi terade tähtsusele, kuna iga töödeldava materjali ja konkreetse tööprotsessi jaoks on vajalik kasutada spetsiifiliste omadustega tera. Töödeldes pehmemaid metalle, nagu alumiinium ja vask, peab arvestama märgatavalt aeglasema tööprotsessiga. Katsetuste tulemusel on välja selgitatud, et töö täpsuseks on 1- 0,1 mm. Arvestades freespingi suuri mõõtmeid ja lihtsakoelist ehitust on tegu rahuldava tulemusega. Tehnoloogilise poole pealt, katsetati projekti käigus mitut uudset lahendust. Esimene neist oli MDF materjalist valmistatud konstruktsioon. Traditsiooniliselt on CNC freespingid valmistatud kas alumiiniumist või terasest. Selle tulemusel tõuseb lisaks hinnale ka masina üleüldine mass. MDF materjali kasutamine õigustas end mitmeti. Tegu on metallidest märgatavalt odavama materjaliga, mille kättesaadavus ja töödeldavus on väga head. Ka tugevus ning sitkus on 18 mm paksuse materjali puhul rahuldavad. Sellest olenemata, kasutati töölaua valmistamiselt kahekordset, ehk 36 mm paksust plaati. Võimalike läbipainete ennetamiseks, lisati katsetuste staadiumis töölaua alla ka metallist konstruktsioon, mis garanteeris soovitud tulemuse. Nimelt ei toimunud töölauale 60 kilogrammi kaaluva raskuse asetamise tagajärjel, mitte mingeid märgatavaid läbipaindeid. Metallkonstruktsiooni lõplik kuju selgub peale freespingi täielikku valmimist, kuna see tuleb kohandada vastavalt keermevarraste ja nende kinnituste asetusele. Teise uudse lahendusena, võib välja tuua suuremõõtmelise töölaua. Nimelt on enamik odavama hinnaklassi freespinke üle kahe korra väiksemate töölaudadega. See on kõnealuse freespingi jaoks märgatav eelis, sest tulevikus on võimalik teostada freesimistöid ka suurema pinnaga detailidele. Projekt sai alguse 2014. aasta novembris, mil algas projekteerimine ja vajalike detailide välja valimine. Ootuste kohaselt valmib CNC freespink 2015. aasta mai või juuni kuus. Sellele järgneb masina seadistamise ja selle tööga täpsem tutvumise periood. Peale lõpliku valmimist on töö autoril soov teostada suuremõõtmelisi graveerimistöid Inrok OÜ’le. Täpsemaks valdkonnaks on puituste, kappide ja laudade graveerimine ning lõikamine. Lisaks koostööpartneri tellimustele on võimalik teostada mingil määral tellimustöid ka eraisikutele. Lõputöö tulemusel valmiva freespingi juures on tulevikus vaja ellu viia mitmeid täiustusi. Esmalt on vajalik töölaua ümber konstrueerida korpus, mis kaitseks pingi operaatorit lõikeprotsessi tulemusel õhku paiskuva laastmaterjali eest. Nimelt on praktika näidanud, et puidu ning plasti töötlemise tagajärjel tekkiv jääkmaterjal teeb ebamugavaks nii töö teostamise kui hilisema töökoha korrastamise. Metallide freesimisel tekkiv laast on seevastu suisa ohtlik, kuna on teravate servadega ning tuline. Töö käigus tuleb rõhku pöörata ka pealisraamile tööle, eelkõige võimalikele tekkivatele painetele. Juhul kui mõningase töötamise järel ilmnevad pealisraami konstruktsioonis painded, siis on vajalik sellele lisada metallist tugevdus, sarnaselt alusraamile. Katsetuste käigus neid aga täheldatud ei ole. Ka freesi terade täiustamine on kindlasti üks prioriteetidest. Soov on tulevikus soetada kallima hinnaklassi terasid, mille vastupidavus peaks olema märgatavalt parem.