radionica 1 virtuelni-rapid prototipovi-v mandic day 1
Post on 11-May-2015
722 Views
Preview:
TRANSCRIPT
1
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Tehnološki transfer, Tehnološko brokerstvo: Radionica 1: Podrška razvoju preduze ća
5. jul 2011. Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd
Virtuelni/rapid prototipovi – inovacije u inženjerskom projektovanju
Prof. dr Vesna Mandić, Koordinator CTC Kragujevac
mandic@kg.ac.rs
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Kooperativni Trening Centar Kooperativni Trening Centar –– CTC KragujevacCTC Kragujevac
Centar za Virtuelnu Proizvodnju Centar za Virtuelnu Proizvodnju -- CeVIPCeVIP
2
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Realizovani medjunarodni projekti
1. TEMPUS, IMG-Individual mobility grant, Type 3 - IMG-SCG1007-2004 (Project Coordinator).
2. WUS Austria, CDP+, 2005/06, Modeling and Simulation in Metal Forming, (Project Coordinator)
3. EUREKA/ASMATA, 2005, E!3240: Renewal of steel car parts with aluminium, – ASMATA4. Bilateral project between Serbia and Slovenia, 2006/07, Optimization of material forming processes through
physical modelling, FE simulation and inverse analysis. (Coordinator-Serbia)
5. eLearning WUS project, 2006, No. 002/06, Development of Metal Forming Electronic Instructional Resources (Project Coordinator).
6. Course Development Plus WUS project, 2006, Virtual Engineering (Project Coordinator)
7. Virtual Manufacturing Support for Enterprises in Serbia, EAR-EDEP Programme, 2006-2007 (Project Coordinator)
8. Reinforcement of Research Capacity in Software Development and Innovative Collaborative Design and Engineering in Serbia and Montenegro, RRCSD INNCODE, FP6 INCO 043820, 2007-2009, (Executive Project Manager)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
1. “WBC-VMnet”
WBC Virtual Manufacturing Network – Fostering an Inte gration of the Knowledge Triangle (January 2009 – January 2012)
2. “I3E”Promoting Innovation in the Industrial Informatics & Embedded Systems Sectors through Networking (Novembar 2009 – Septembar 2012)
Tekući meñunarodni projekti
3. Bilateral project between Serbia and Croatia 2011 -2012, Modelling and optimization of tool by application of information technologies of virtual manufacturing with experimental verification
3
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Razvojni put...
2006
2008
2012
On the university level
• Na nivou MFKG• VMnet - 440 članova• 13 VM ekspera• 6 VM softvera• VR i QC oprema• Sistematizovana znanja• Referenc lista – 35 pred.• 9 meñunarodnih projekta• Seminari, radionice…
CTC Kragujevac
CTC Banja Luka
CTC Podgorica
CTC Rijeka
• Novi region. model saradnje UN-PR• 1000 novih članova VMnet mreže• Najmanje 15 novih eksperta, trenera...• +6 VM softvera, 4 nova PC centra, RP i RE oprema• Dopunjena Sistematizacije znanja• 5 novih meñunarodnih projekata• 3 semin., 3 radion., 3 brock. dogañaja• 10 novih stručnih kurseva• Zajednička struktura MSP-a (klasteri..)• 30 Industrial fellowships• 100 PPP programa
2009
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Western Balkan region
Network of Collaborative Training Centres in the WBCs
SerbiaB&H
Croatia
Montenegro
Mreža Kooperativnih Trening Centara u WBC regionu
4
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna MandićProf. Dr Vesna Mandic
WBC - Virtual Manufacturing Network
1130 članova iz WBC regiona
VMnet statistics
0
200
400
600
800
1000
1200
Decem
ber 2
006
Febru
ary 2
007
April 2
007
Jun
2007
Augus
t 200
7
Octobe
r 2007
Decem
ber 2
007
Febru
ary 2
008
April 2
008
Jun
2008
August
200
8
Octobe
r 2008
Decem
ber 2
008
Febru
ary 2
009
April 2
009
Jun
2009
Augus
t 200
9
Octobe
r 2009
Decem
ber 2
009
Febru
ary 2
010
April 2
010
Jun
2010
August
201
0
Octobe
r 2010
Decem
ber 2
010
Febru
ary 2
011
April 2
011
Num
ber o
f VM
net m
embe
rs
Virtual Manufacturing Network - VMnetin the WBCs
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Vizija Postati snažan kooperativni centar koji će inicirati, posredovati i održavati obostrano korisno partnerstvo izmeñu univerziteta , odnosno njegovih članica, studenata i diplomiranih, s jedne strane i preduze ća i ostalih partnera za podršku MSP sektoru, s druge strane strane.
Misija
Razviti efikasne i efektivne mehanizme za saradnju izmeñu univerziteta i preduzeća, kroz:
• realizaciju zajedničkih projekata (FP7, EUREKA, IPA, TEMPUS...),
• napredne usluge inovativnog razvoja proizvoda
• stručnih treninga za preduzeća i nezaposlene,
• Program industrijskih stipendija (Industrial Fellowship Programme) i
• Program studentske prakse (Student Practical Placement Programme)
5
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna MandićProf. Dr Vesna Mandić
CTC koristi moderan pristup
u
integrisanom razvoju proizvodaI procesa
baziran na primeni najsavremenije opreme i softvera
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
CTC koristi moderan pristup
u
integrisanom razvoju proizvodaI procesa
baziran na primeni najsavremenije opreme i softvera
6
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Primena:• automobilska industrija• avio industrije i astronautika• idustrija elektrokomponentiza domaćinstvo• analizi delova od lima koji se izrañuju u malim alatnicama...
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
simufact.forming
Optimizirani procesi - zajedno sa dostignutim visokim kvalitetom proizvoda -u najkraćem vremenu, su rešenje za mnoštvo izazova za korisnike, nainternacionalnom konkurentskom tržištu.
Prof. Dr Vesna Mandić
Moćan “alat” u rukama stručnjaka koji se bave projektovanjem proizvoda i procesa, tehnologijom, konstrukcijom, koji vodi boljem razumevanju procesa, prevenciji defekata i otkaza u proizvodnji, poboljšanom kvalitetu proizvoda.
7
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Rapid prototyping mašina (RP) - Alaris30 3D štampa čččč
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
SCGM d.o.o.Topy company MitresMetalac
Vlatacom
MikroElektronika d.o.o.
Prizma d.o.o.
8
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtual Reality oprema
5DT data glove
Infocus DepthQ 3D projector
NuVision stereoscopic glassesVr Space Wintracker
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Multisenzorska CMM mašina, WERTH Video-check IP250
Sensors:• Optical
(image processing, auto-focus,
3D Patch)
• Laser• Fiber
Z
Y
XX – 250 mm Y – 125 mm Z – 250 mm
9
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Multisenzorska CMM mašina, WERTH Video-check IP250
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtuelni razvoj proizvoda i re-inženjering u okvir u integrisanog VE (Virtual Engineering) sistema
10
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Komponente integrisanog VE sistema
�Virtuelni prototipovi (VP)
�Fizički prototipovi – Rapid prototyping/manufacturing (RPM)
�Reverzni inženjering (RE)
�Virtuelna stvarnost (VR)
�Virtuelna proizvodnja (VM)
�Digital mock up (DMU)
�Product data management (PDM)
�Product life cycle management (PLM)
�Collaborativno okruženje
�Virtuelna kontrola kvaliteta i verifikacija
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtual prototyping (VP)
CAD – part design
CAD – assembly design
CAD – tool designCAM – Machining strategy, NC programming
11
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Physical prototyping – Rapid prototyping/manufacturi ng (RPM)
Z
1
~3~
2
4a
5
6
kompjuterskikontrolisani sistem
FDM glava
Platforma sa x-y-z pomeranjem
Platforma
Namotajtermoplastižice
čne
Laser
Skener-optičko navoñenje lasera
Deo Valjak
Svakim slojem klip se pomerana gore
Svakim slojem klip se pomera
na dole
Applications:Medicine;Electronics;Automotive;Consumers goods;Architecture;Education;Entertainment;Defence;Industrial machinery...
SLS FDM SLS PolyJet
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Physical prototyping – Rapid prototyping/manufacturi ng (RPM)
Automobilska industrija, 23.8%
Vazduhoplovna i svemirska industrija,
8.6%
Poslovne mašine, 9.6%
Roba široke potrošnje, 25.5%
Medicina, 10.1%
Akademske ustanove, 6.7%
Vlada/vojska, 6.9%
Ostalo, 8.7%
Primena RP tehnologija u različitim oblastima
12
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Physical prototyping – Rapid prototyping/manufacturi ng (RPM)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
PolyJet tehnologija
13
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
• Odlikuje se štampanjem izuzetno finih detalja visokog kvaliteta, nanošenjem tankih slojeva od 28 µm i trenutnim fotoočvršćavanjem;
• Poseduje visoko kvalitetnu rezoluciju od 600x600x900 dpi ;
• Precizno štampanje složene geometrije modela, malih pokretnihelemenata, i finih detalja sa tankim zidovima do 0.6 mm ;
• Visoka tačnost izrade modela i oblika od 0.1 do 0.2 mm ;
• Izuzetno glatko štampanje sitnih detalja na modelu koji se jasno vide (tekst, oznake, brojevi...);
• Brza izrada 3D modela, sa mogućnošću istovremenog štampanja više modela;
• Pogodan za kancelarijsku upotrebu.
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Široka primena u različitim oblastima:
• Medicini;
• Elektronici;
• Automobilskoj industriji;
• Proizvodnji robe široke potrošnje;
• Arhikteturi;
• Obrazovanju;
• Zabavi;
• Itd...
14
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
• Provera uklapanja finih detalja u sklopu, provera oblika;
• Funkcionalna testiranja i kinematike pokretnih delova;
• Markentiške prezentacije – obojeni delovi, sa prevlakama;
• Fine površine omogućavaju direktni RT za silikonske delove, vakum forming aplikacije.
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Livenje u pesku
Bojenje RPmodela
Površine sa teksturama
Metalne prevlake
Vakum metalizacijaLivenje silikonske
gume
Vakum forming
15
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
STL i SLC fajlUlazni format fajla
83kgTežina mašine
825x620x590mmDimenzije mašine
2Broj glava za štampanje
2 za model & 2 za suport
Broj ketridža u mašini
1kgTežina ketridža
Support materijal: FullCure705 gel-like
Materijal modela: VeroWhite FullCure 830Materijali
600x600x900dpiRezolucija (x,y,z)
28 µmDebljina sloja
294x196x150 mmMax. veličina 3D modela
300x200x150 mm Veličina radnog stola (x,y,z)
OsobineSpecifikacija
Tehničke karakteristike
štampa ča
Radni sto mašine
Odštampani model
ALARIS 30 OBJET 3D printer
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
43°CD-648-06HDT u 0.45 MPa
2137 MPaD-790-04Modul savijanja
74.6 MPaD-790-03Savojna čvrstoća
20 %D-638-05Izduženje pri lomu
2495 MPaD-638-04Modul elastičnosti
49.8 MPaD-638-03Zatezna čvrstoća
Metri čke jedinice
ASTMOsobine
ASTM - AmericanSociety for TestingMaterials
HDT – Heat Distortion Temperature, °C
VeroWhite FullCure830
96°CHDT u 0.46 MPa
2198 MPaModul savijanja
52 MPaSavojna čvrstoća
4 %Izduženje pri lomu
2265 MPaModul elastičnosti
36 MPaZatezna čvrstoća
Metri čke jedinice
Osobine
ABSplus plastika
~
VeroWhite FullCure830
16
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Rapid tooling – silikonski deo
Vacum forming aplikacije
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Physical prototyping – Rapid prototyping/manufacturi ng (RPM)
17
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Reverse engineering (RE)
FORD Focus
Optical scanning
Point cloud
CAD model
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtual reality (VR)
...generiše virtuelno okruženje u kojem je omogućena 3D prezentacija proizvoda, alata, procesa u realnom vremenu, u realnim uslovima uz interakciju sa korisnikom
18
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtual manufacturing (VM)
� “proizvodnja u kompjuteru”
� nelinearna FE and FV simulacija i analiza
� izvoñenje “what-if” simulacija za procenu projektnih alternativa
� omogućava optimizaciju proizvodnih procesa baziranu na sensitivity analysis
� optimizira ključne faktore koji utiču na profitabilnost
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
ProizvodReverzni inženjering, oblak tačaka, ATOS IIe
CAD model, CATIA
FE model, STAMPACK, optimizacija
Industrijski eksperimenti, finalnopodešavanje parametara Projekat - Metalac, Gornji Milanovac
Virtual manufacturing (VM)
19
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Projekat - Zastava Kovacnica, Kragujevac
Virtual manufacturing (VM)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Projekat - Nissal, Nis
Virtual manufacturing (VM)
20
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Projekat - Milanovic Engineering, Kragujevac
Virtual manufacturing (VM)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Projekat – Promotor Irva, Kragujevac
Virtual manufacturing (VM)
21
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna MandićProjekat - Zastava Kovačnica, Kragujevac
Virtual manufacturing (VM)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Preliminarno projektno rešenje Predlog poboljšane varijante
Fmax = 9490 t Fmax = 750 t
Projekat - Zastava Kovačnica, Kragujevac
22
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna MandićProjekat – Sloboda, Čačak
Virtual manufacturing (VM)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić Projekat - Petar Drapšin, Mladenovac
Virtual manufacturing (VM)
23
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Procena elastičnog ispravljanja
Elastični alati, sa oprugama
Projekat - WEBA, Kragujevac
Virtual manufacturing (VM)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Metalac, G. Milanovac (studentska praksa)
Virtual manufacturing (VM)
24
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Digital mock up (DMU)
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Product data management (PDM)
Collaborative framework
25
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Studija slu čaja
Re-inženjering proizvoda:
1. Reverse Engineering – for scanning of blank shape and free surfaces of handle
2. CAD modelling – for 2D model of blank and 3D model of handle
3. Virtual Manufacturing System – for virtual verification of proposed technology and dies design
4. Rapid Prototyping – for physical verification of simulation FE model
5. Quality control – for comparison between real part and RP of simulation model
6. Virtual Reality – for 3D visualization and interaction with virtual models
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Optical 2D scanning of closed contour with backlighting ilumination
Sheet metal blank
Point cloudCAD model of blank
Studija slu čaja
26
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
3D scanning of handle:- Optical 3D scanning of countour shape with backlighting ilumination and autofocus option- Laser sensor for scanning of free form top surface
Real part - handle
Point cloud
CAD model of top surface of handle
CAD models of tools
Studija slu čaja
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Virtual manufacturing – FE simulations of bending and deep drawing operations of handle manufacture
CAD model of blank
FE mesh of blank
Virtual tool assembly for 1st
stage, in Simufact pre-processor
CAD model tool for 1st
and 2nd operations
Virtual handle
FE mesh preform
Virtual tool assembly for 2nd stage
Studija slu čaja
27
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Simufact.forming FE simulations
Studija slu čaja
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Effective stress distribution
Studija slu čaja
28
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić FE results of final forming of handle, in cross-sections 1 and 7
Studija slu čaja
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Rapid prototyping of virtual handle from FE model:
- PolyJet technology- 28-micron layers, high-resolution printing- Material: VeroWhite FullCure 830
STL model from FE RP 3D printer – ALARIS30
RP of handle
Comparison of real metallic part and plastic RP
Studija slu čaja
29
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Comparison of RP-FE model and real part of handle, measurement at 8 cross-sections:
- Laser sensor - scanning
RP of handle Multi-sensor CMM WERTH VC-IP250
8
9
10
11
12
13
14
15
16
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55
mm
Real part RP model
Comparison of scanned lines on real part and RP model
Cross-section position
Measurement results – cross-section 4
Studija slu čaja
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Wintracker, magnetic 6DOF tracking system
with 3 sensors
5DT data glove, right-handed model with 5 sensors, and 16
predefined gestures
Studija slu čaja
30
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Used gestures and associated actions
Studija slu čaja
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Studija slu čaja
31
Virtuelni/rapid prototipovi –inovacije u inženjerskom
projektovanju
Prof. Dr Vesna Mandić
Hvala na pažnjiProf. Dr. Vesna Mandic
mandic@kg.ac.rs
www.wbc-vmnet.rs
www.ctc.kg.ac.rs
top related