<<
>>

3.1.1. Генерирование набора технологий для производства меднофторопластового композита

Рассмотрим возможные параметры 3 соединений на примере прессованной смеси порошков фторопласта-4 и меди.

Соединение фторопласта-4. Т.к. фторопласт-4 является материалом не образующим расплав, то соответственно, для соединения применяются методы без расплавления соединяемых материалов.

Соединение меди.

Медь является металлом с очень хорошей электро- и теплопроводностью. Соответственно как и все металлы, она соединяется методами как без расплавления соединяемых материалов так и методами с расплавлением соединяемых материалов.

Соединение меди и фторопласта-4. В отношении методов соединения без плавления соединяемых материалов нет никаких сомнений - эти методы применимы для соединения меди и фторопласта-4. Будем также считать, что в отношении наших соединяемых материалов также применимы методы соединения с плавлением соединяемых материалов, т.к. медь может быть расплавлена. Предупреждая возражения против, заметим, что рассматриваем принципиальную возможность нахождения соединяемого материала в жидком состоянии. Кроме того, делая отступления от темы данного раздела работы, укажем, что соединяя медь в расплавленном состоянии с фторопластом мы тем самым выполняем условия образования адгезионного соединения, т.к.:

1. при расплавлении поверхность меди лишится загрязнений (адсорбированные молекулы газов, жировые и воздушные молекулы, ионизированные пылевые частицы, окисные пленки) находящихся на ее поверхности;

2. при контакте фторопласта с расплавленной медью поверхность фторопласта также частично лишится загрязнений;

3. площадь контакта меди и фторопласта, после застывания расплавленной меди на поверхности фторопласта, будет намного больше чем до расплавления меди (лужение поверхности фторопласта).

В отношении замечаний о неплавкости фторопласта-4, укажем, что к группе соединения с плавлением относится такой метод как пайка, при котором оба соединяемых материала находятся в твердом состоянии.

Сведем наши рассуждения в морфологическом ящике [81]:

Соединение Вариант 1 Вариант 2 а Фторопласт-4 соединяется со фторопластом-4 Метод без расплавления соединяемых материалов б Фторопласт-4 соединяется с медью Метод с расплавлением соединяемых материалов Метод без расплавления соединяемых материалов в Медь соединяется с медью Метод с расплавлением соединяемых материалов Метод без расплавления соединяемых материалов

В нашем ящике по горизонтальной оси отложены 2 всеобщих способов по соединению материалов, а по вертикальной оси - типы необходимых соединений.

Перечислим все возможные варианты нашего гипотического технологического процесса по соединению порошков фторопласта-4 и меди в изделие:

а2-б1-в1;

а2-б2-в1;

а2-б1-в2;

а2-б2-в2.

Расшифруем и проанализируем получившийся результат.

Вариант а2-61-в1.

Сведем соответствие методов обработки к типу соединения в таблице:

Фторопласт-4 Фторопласт-4 Медь соединяется с соединяется со фторопластом-4 соединяется с медью медью Метод без расплавления соединяемых материалов Метод с расплавлением соединяемых материалов Метод с расплавлением соединяемых материалов

Проработаем полученный вариант.

Фторопласт-4 соединяется со фторопластом-4 по методу без расплавления соединяемых материалов, т.к. он не образовывает расплава.

Соединяя частицы меди между собой по методу с расплавлением соединяемых материалов нам необходимо расплавить или все частицы меди или только соприкасающиеся места частиц. Также и при соединении фторопласта-4 с медью можно у частицы меди расплавить только поверхность, не расплавляя сердцевину частицы меди, или расплавить частицу меди полностью. Поскольку в этом месте у нас возникли дополнительные варианты проведения обработки смеси порошков, то соответственно представим все варианты в следующем морфологическом ящике - таблица.

тип 1 тип 2 тип 3 тип 4 Операция Частицы Частицы Частицы Частицы №1 фторопласт-4 фторопласт-4 фторопласт-4 фторопласт-4 соединяется с соединяется с соединяется с соединяется с частицами частицами частицами частицами фторопласта-4 фторопласта-4 фторопласта-4 фторопласта-4 Операция Фторопласт-4 Фторопласт-4 Фторопласт-4 Фторопласт-4 №2 соединяется с соединяется с соединяется с соединяется с частицами частицами меди медью медью меди при при полном находящейся находящейся в полном расплавлении в расплавленном расплавлении всех частиц меди расплавленном состоянии, при всех частиц состоянии, этом меди при этом расплавляется расплавляется только только поверхностный поверхностный слой частицы слой меди частицы меди операция Частицы меди Частицы меди Частицы меди Частицы меди №3 соединяются с соединяются с соединяются с соединяются с частицами частицами меди, частицами частицами меди, меди при при этом меди при при этом полном расплавляются полном расплавляются расплавлении только расплавлении только всех частиц соприкасающиеся всех частиц соприкасающиес места я места

Проанализируем полученные варианты.

Согласно типу 1, мы должны привести медь в расплавленное состояние как для соединения с фторопластом-4, так и для соединения собственно частиц меди. Иначе говоря, операции №2 и №3 можно объединить.

После этого упрощения можно сказать, что для преобразования смеси порошков фторопласта-4 и меди в изделие нам необходимо привести частицы порошка медь в расплавленное состояние и нагреть порошок фторопласта-4 до требуемой температуре при необходимом давлении - данный вариант состоит из 2 операций.

Согласно типу 2, нам необходимо при операции №3 расплавить только внешние определенные участки, но при операции №2 нам необходимо полностью расплавить частицы меди - операции №3 и №2 должны производиться по отдельности. Т.к. эти операции №3 и №2 не совместимы с операцией №1, то данный тип состоит из трех операций.

По тем же причинам в типе №3 операции №3 и №2 должны производиться по отдельности. Соответственно и этот тип состоит из 3 операций.

Тип №4 идентичен типу №1 с учетом степени расплавления частиц меди - тип №4 включает 2 операции.

Вариант al-62-eL Сведем соответствие методов обработки к типу соединения в таблице:

Фторопласт-4 соединяется со фторопластом-4 Фторопласт-4 соединяется с медью Медь соединяется с медью Метод без расплавления соединяемых материалов Метод без расплавления соединяемых материалов Метод с расплавлением соединяемых материалов

Проработаем полученный вариант.

Фторопласт-4 соединяется со фторопластом-4 по методу без расплавления соединяемых материалов, т.к.он не образовывает расплава.

Соединяя частицы меди между собой по методу с расплавлением соединяемых материалов нам необходимо расплавить или все частицы меди или только соприкасающиеся места частиц. Поскольку в этом месте у нас возникли дополнительные варианты проведения обработки смеси порошков, то соответственно представим все варианты в следующем морфологическом ящике - таблица.

тип 1 тип 2 Операция №1 Частицы фторопласт-4 соединяется с частицами фторопласта-4 Частицы фторопласт-4 соединяется с частицами фторопласта-4 Операция №2 Фторопласт-4 соединяется с частицами меди без расплавления частиц меди Фторопласт-4 соединяется с частицами меди без расплавления частиц меди операция №3 Частицы меди соединяются с Частицы меди соединяются частицами меди при полном с частицами меди, при этом расплавлении всех частиц расплавляются только соприкасающиеся места

Проанализируем полученные варианты.

В данном случае как тип 1 так и тип 2 имеют совпадающие методы операций №2 и №1. Считаем, что данные операции совмещаются и делаем вывод: в данном варианте оба типа состоят из 2 операций.

Вариант а2-61-в2.

Сведем соответствие методов обработки к типу соединения в таблице:

Фторопласт соединяется со фторопластом-4 Фторопласт-4 соединяется с медью Медь соединяется с медью Метод без расплавления соединяемых материалов Метод с расплавлением соединяемых материалов Метод без расплавления соединяемых материалов

Проработаем полученный вариант.

Фторопласт-4 соединяется со фторопластом-4 по методу без расплавления соединяемых материалов, т.к.он не образовывает расплава.

Соединяя частицы меди между собой по методу с расплавлением соединяемых материалов нам необходимо расплавить или все частицы меди или только соприкасающиеся места частиц. Поскольку в этом месте у нас возникли дополнительные варианты проведения обработки смеси порошков, то соответственно представим все варианты в следующем морфологическом ящике - таблица.

тип 1 тип 2 Операция №1 Частицы фторопласт-4 Частицы фторопласт-4 соединяется с частицами соединяется с частицами фторопласта-4 фторопласта-4 Операция №2 Фторопласт-4 соединяется с Фторопласт-4 соединяется с частицами меди при полном медью находящейся в расплавлении всех частиц расплавленном состоянии, меди при этом расплавляется только поверхностный слой частицы меди операция №3 Частицы меди соединяются с Частицы меди соединяются с частицами меди без плавления частицами меди без материала частиц плавления материала частиц

Проанализируем полученные варианты.

В данном случае как тип 1, так и тип 2 имеют совпадающие методы операций №3 и №1. Считаем, что данные операции совмещаются и делаем вывод: в данном варианте оба типа состоят из 2 операций.

Вариант а2~б2-в2. Сведем соответствие методов обработки к типу ^ соединения в таблице:

Фторопласт-4 соединяется со фторопластом-4 Фторопласт-4 соединяется с медью Медь соединяется с медью Метод без расплавления соединяемых материалов Метод без расплавления соединяемых материалов Метод без расплавления соединяемых материалов

В данном варианте для всех соединений используется один и тот же ^. метод, поэтому считаем, что этот варианте состоит из одной операции.

Анализ полученных результатов. Сведем все полученные типы всех вариантов в таблице, расположив типы вариантов с меньшим количеством операций выше как более выгодные для производства:

(Вариант) - (тип) Число операций а2-б2-в2 -1 1 а2-б1-в2-1 2 а2-б 1 -в2 - 2 2 а2-б2-в1 -2 2 а2-б2-в1 - 2 2 а2-б1-в1 - 1 2 а2-б1-в1-4 2 а2-б1-в1-2 3 а2-б1-в1 -3 3

Проведем отбор среди наших методов по критерию согласования методов по соединению фторопласта-4 с медью и меди с медью (отбор по согласованию методов соединения фторопласта-4 с фторопластом-4 и фторопласта-4 с медью не имеет смысла, т.к. со стороны фторопласта-4 соединение везде происходит по методу без расплавления соединяемых материалов). По условиям начальных условий мы имеем прессованную смесь порошков фторопласта-4 и меди и поскольку в операциях соединения фторопласта-4 с медью и меди с медью участвуют одни и те же материалы (частицы порошков) то необходимо признать, что присутствие в одной операции меди как расплава и нерасплавленной меди в другой является невыполнимым, т.к. отсутствуют возможности для отделения фторопласта-4 от меди для проведения операций с одной только медью.

Отбросив вариант-типы с несовместимыми операциями мы получим следующий список:

Вариант - тип Число операций а2-б2-в2 -1 1 а2-б1-в1 -1 2 а2-б1-в1-4 2

Таким образом, у нас осталось всего 3 варианта. Проработаем их.

Вариант а2-б2-в2 - 1. Итак, самым выгодным вариант-типом является а2- б2-в2 - 1 с числом операций равной 1. Проведем более детальную разработку этого вариант-типа. В этом варианте используется метод для соединения без плавления соединяемых материалов. В соответствии с этим методом для соединения исходных материалов в единое целое необходимо сблизить их поверхности на расстояние действия межатомных сил. Для этого необходимо приложить внешнее давление. Внешнее давление может быть приложено различными способами. Основные виды сварки давлением - холодная (в том числе прокатка) [91], прессовая, диффузионная [80], ударная конденсаторная сварка [92], ударная сварка в вакууме [93], ультразвуковая [94], взрывом [95], магнитно-импульсная [96, 97] и др. Они по существу отличаются друг от друга только характером приложения давления и тем, подогреваются ли свариваемые материалы до сварки или в процессе ее. Почти во всех случаях параметрами, определяющими процесс соединения, являются давление, температура и длительность их воздействия. Недостаток сварки давлением - ограничение по размерам и форме соединяемых деталей.

Вариант a2-61-el - 1. Для соединения фторопласта с фторопластом в этом вариант-типе используется метод без расплавления соединяемых материалов, что было рассмотрено в предыдущем вариант-типе, поэтому этот пункт здесь рассматривать не будем.

В этом вариант-типе для соединения фторопласта с медью и меди с медью используется метод с расплавлением соединяемых материалов. Для того чтобы вещество расплавилось к нему необходимо подвести энергию каким либо

способом извне. При отборе способов передачи энергии необходимо учитывать, что необходимо передать энергию вглубь прессованной смеси порошков фторопласти-4 и меди таким образом, чтобы расплавить только медную составляющую - необходимо обеспечить избирательное выделение тепловой энергии. Как известно, энергией является скалярная величина, являющаяся единой мерой различных форм движения материи и мерой перехода движения материи из одних форм в другие [83]. Следовательно, нам необходимо подобрать такую форму энергии, которая взаимодействовала с медью и была бы нейтральной по отношению к фторопласту-4. Обратим также внимание на физические характеристики этих материалов, которые характеризуют способность преобразовывать какой-либо вида энергии (который мы можем подвести к материалу) в тепловую.

<< | >>
Источник: Кузнецов Василий Юрьевич. АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА АРМИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ ДЛЯ КОНСТРУКЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХАППАРАТОВ. 2003

Еще по теме 3.1.1. Генерирование набора технологий для производства меднофторопластового композита:

  1. Статья 333. Незаконный вывоз за пределы Украины сырья, материалов, оборудования, технологий для создания оружия, а также военной и специальной техники
  2. ВВЕДЕНИЕ
  3. 4.3.2. Конструкция жестко-податливой обделки с использованием набрызг-бетонной технологии для создания податливого слоя
  4. Введение
  5. 3.1.1. Генерирование набора технологий для производства меднофторопластового композита
  6. 10.2. Использование информационно-коммуникационных технологий для автоматизации работ в области мониторинга и оценки качества предоставления государственных и муниципальных услуг
  7. Как приспосабливать новые технологии для газетных нужд
  8.   411. Апробация   методики   оценки   качества   на   основе   типовых, контрольных карт для производства бетонных плит
  9. ВОЗДЕЙСТВИЕ НА СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
  10. История и современное применение бережливого производство
  11. 8. География природно-ресурсного потенциала России и его экономическая оценка (размещение сырья для производства минеральных удобрений).
  12. ПРИМЕРНЫЙ НАБОР ТЕМ ДЛЯ АНАЛИЗА
  13. Набор инструментов для офтальмологической помощи
  14. § 5. Использование компьютерных технологий для обучения сотрудников правоохранительных органов
  15. Глины и суглинки как сырье для производства красного строительного кирпича и других изделий строительной грубой керамики
  16. Глины и суглинки для производства керамзита
  17. Глины и суглинки для производства цемента
  18. СВОЕОБРАЗИЕ ТЕХНОЛОГИИ КУЗНЕЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЮЖНОЙ И СЕВЕРНОЙ РУСИ В ДОМОНГОЛЬСКИЙ ПЕРИОД