Разработка и моделирование процессов технологической подготовки производства изделий из полимерных оптических материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.14, кандидат наук Пирогов, Александр Владимирович

• Пирогов, Александр Владимирович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Пирогов, Александр Владимирович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Современные методы и средства создания изделий оптического назначения из полимерных термопластичных материалов

1.1 Тенденции перехода к использованию полимерных материалов при создании изделий оптического назначения

1.2. Технологии производства изделий из полимерных материалов и организация производства в зависимости от серийности

1.3 Применение систем компьютерного моделирования в технологической подготовке производства

1.4 Выводы и результаты по Главе 1

Глава 2. Модель и методики технологической подготовки производства изделий оптического назначения из термопластичных полимерных материалов

2.1 Разработка процесса технологической подготовки производства оптических изделий из термопластичных полимерных материалов

2.2 Разработка методики проведения компьютерного моделирования для /• подбора режимов литья, определения дефектов и факторов, влияющих на качество оптических изделий

2.3 Предварительный компьютерный анализ процессов литья и подготовка к планированию эксперимента, с использованием методов робастного проектирования

2.4. Выводы по Главе 2

Глава 3. Использование компьютерного моделирования для выбора конструктивно-технологических решений при подготовке производства литьевых

изделий оптического назначения из термопластичных полимерных материалов и

контроль качества

3.1 Компьютерное моделирование литья под давлением оптических изделий из термопластичных полимерных материалов

3.2 Производство формообразующих деталей на станках с ЧПУ

3.3 Производство оптических изделий из термопластичных полимерных материалов литьем под давлением, и контроль качества

3.4 Выводы по Главе 3

Глава 4. Совершенствование процессов технологической подготовки производства и управление проектной информацией

4.1 Применение аддитивных технологий для повышения производительности и повышения качества получаемых изделий

4.2 Информационное обеспечение процессов ТПП изделий из полимерных оптических материалов

4.3 Распределенный доступ и совместное использование информационной системы при проектировании и ТПП оптических изделий из полимерных оптических материалов

4.4 Выводы по Главе 4

Заключение

Список используемых источников

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и моделирование процессов технологической подготовки производства изделий из полимерных оптических материалов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы диссертации

В настоящее время полимерные оптические материалы находят все более широкое применение при производстве изделий, где ранее использовались только неорганические стекла и кристаллы, что дает ряд преимуществ и открывает новые возможности для развития оптического приборостроения, как для научно-исследовательских работ, так и при создании изделий для широкого применения и специального назначения.

Одним из ключевых этапов жизненного цикла производства изделий из термопластичных полимерных материалов (ТПМ) является этап технологической подготовки производства (ТПП). Решения, принимаемые на этом этапе, должны обеспечить высокую точность и качество изготавливаемой продукции, создание условий для соблюдения принципов рациональной организации производственных процессов, использование имеющегося оборудования, а также снижение расхода материалов и энергоресурсов. Выполнению этих требований способствует комплексное использование систем автоматизированного проектирования (CAD-систем) компьютерного моделирования (CAE-систем), автоматизированной подготовки производства (CAM-систем) и систем управления данными по изделию (PDM-систем).

Исследование данного направления нашло отражение в работах отечественных и зарубежных специалистов, таких, как: Брагинский В. А, Казанков Ю. В., Калинчев Э. Л., Серова В. Н., S. Bäumer, D. Kazmer, J. Cavagnaro, R. Mayer, G. Menges, S. Powell, M. Schaub, M. Strieker и других.

Одновременно с расширением сфер применения оптических элементов растет и область использования полимерных оптических материалов, что обусловлено как разработкой и внедрением новых материалов, так и развитием и применением новых технологий их переработки. Внедрение систем компьютерного моделирования оптических изделий, автоматизированного проектирования технологической оснастки и систем поддержки принятия решений способствует эффективной организации бизнес-процессов разработки новых оптических изделий. Ис-

пользование программных продуктов и наличие современного совершенного оборудования на предприятиях еще не гарантирует качество выпускаемой продукции. Для этого необходимо использование материалов со стабильными характеристиками, применение научно-обоснованных методик и технологий производства изделий оптического назначения. Выше перечисленное обусловливает актуальность проводимых исследований, связанных с разработкой методов и средств организации технологической подготовки производства изделий из полимерных оптических материалов.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования являются процессы технологической подготовки производства единичной и мелкосерийной продукции из оптических полимерных материалов.

Предметом исследования являются методы и средства технологической подготовки производства в интегрированном процессе проектирования и производства изделий оптического назначения.

Цель работы и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка, исследование и внедрение новых методов организации и автоматизации технологической подготовки производства оптических изделий из термопластичных полимерных материалов.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе необходимо решить следующие задачи:

1) Исследовать процессы технологической подготовки производства изделий оптического назначения из полимерных материалов с учетом использования в них новых технологий и средств моделирования.

2) Разработать и апробировать методики моделирования процессов литья под давлением при проектировании оптических изделий из термопластичных полимерных материалов.

3) Исследовать факторы, влияющие на качество производимых изделий. И определить зависимости оптических характеристик от конструктивно-технологических факторов.

4) Исследовать возможность применения аддитивных технологий в процессе технологической подготовки производства изделий из полимерных материалов.

5) Разработать методику ведения проектов ТИП изделий из оптических полимерных материалов в интегрированной информационной системе, позволяющую принимать решения на основе комплексного анализа проектных данных.

Методы исследования

Теоретической и методологической базой для выполнения диссертационного исследования являются основные положения математического и имитационного моделирования, положения теории планирования эксперимента, технологии приборостроения, а также научно-теоретические основы технологии литья под давлением ТПМ. Компьютерное моделирование процессов литья проводилось в САЕ-системе МоМехЗВ. Исследования проводились с учетом требований, соответствующих государственным стандартам и рекомендациям.

Научная новизна результатов и исследований

1) Установлена совокупность принципов, на основании которых предложен метод выполнения ТПП изделий из полимерных оптических материалов, основанный на применении имитационного моделирования и учитывающий итерационных характер интегрированного процесса проектирования и ТПП.

2) Определена степень влияния и предложена математическая модель, учитывающая связь между конструктивно-технологическими факторами и характеристиками изделий из полимерных оптических материалов.

3) Установлена адекватная расчетная модель, позволяющая прогнозировать профиль поверхности изделия на стадии ТПП на основе значений коробления с помощью средств компьютерного моделирования.

4) Установлена связь между усадочными процессами в оптическом изделии и разбросом показателя преломления.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1) Комплекс методик проведения компьютерного моделирования для подбора режимов литья, минимизации дефектов и выявления факторов влияющих на качество получаемых оптических изделий.

2) Методика прогнозирования профиля поверхностей изделия на стадии ТПП в зависимости от заданных технологических режимов литья.

3) Совокупность выявленных зависимостей между конструктивно-технологическими факторами и геометрическими и оптическими характеристиками изделий из ТПМ, позволяющая уменьшить число итераций при проектировании и ТПП новых изделий.

4) Методика ведения проектов в информационной системе, обеспечивающая поддержку принятия решений на основе комплексного анализа проектных данных при проектировании и технологической подготовке производства оптических изделий из полимерных материалов.

Практическая значимость работы

1) Разработан комплекс методик выполнения ТПП изделий из полимерных оптических материалов, позволяющий выбирать конструктивно-технологические решения, обеспечивающие заданные характеристики.

2) Варьирование конструктивно-технологическими факторами на основе выявленных зависимостей, позволяет повысить качество получаемых изделий и сократить время на подбор режимов литья.

3) Использование аддитивных технологий в технологической подготовке производства изделий оптического назначения позволяет сократить затраты и время выполнения этапов процесса, что эффективно при мелкосерийном и опытном производстве.

4) Разработана методика прогнозирования профиля поверхностей изделия в

зависимости от заданных технологических режимов литья, позволяющая выявить и компенсировать разницу между установленными конструктором и экспериментальными значениями. 5) Реализованная методика ведения проектов в информационной системе позволяет принимать решения при проектировании новых изделий оптического назначения на основе накопленных данных и знаний.

Достоверность результатов работы

Диссертационная работа выполнена на современном научно-техническом уровне, с учетом требований к научно-исследовательским работам. Достоверность результатов работы подтверждается корректным использованием основных положений технологии приборостроения, а также апробацией полученных методик. Эксперименты осуществлялись в соответствии с основными положениями теории планирования экспериментов. Все полученные в ходе исследования теоретические результаты, практические рекомендации, выводы подтверждены и соответствуют экспериментальным данным.

Реализация результатов работы

Результаты исследований, разработанный комплекс методик и инструментальных средств нашли применение в:

1) рамках реализации мероприятий программы развития НИУ ИТМО: НИР «Разработка технологий проектирования и производства оптических изделий из полимерных материалов с использованием систем виртуального моделирования» (НИУ ИТМО, договор 4.2.33, 2012);

2) рамках реализации мероприятий программы развития НИУ ИТМО: НИР «Разработка и оптимизация технологии подготовки производства изделий из термопластичных полимерных материалов для оптических приборов» (НИУ ИТМО, договор 4.2.62, 2013);

3) учебном процессе Университета ИТМО на кафедре Технологии приборостроения (приложение 13);

4) НИР «Научные основы организации интегрированных производств на приборостроительных предприятиях». Тема №610450;

5) НИР «Исследование влияния технологических факторов на оптические свойства изделий из полимерных материалов». Тема №414664;

6) организации работы конструкторских и технологических подразделений СП ЗАО «Би Питрон» при проектировании и технологической подготовке производства оптических изделий из полимерных материалов (приложение 14).

Апробация работы

Результаты диссертационной работы обсуждены на научных конференциях и семинарах: Всероссийском конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, 20122014 гг.); на Научной и учебно-методической конференции Университета ИТМО (Санкт-Петербург, 2012-2014 гг.); четвертом международном семинаре по проектированию и технологиям в области оптического приборостроения ЮОТ8 (Санкт-Петербург, 2012 г.); Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в машиностроении» (Курган, 2012 г.); 3-й Международной научно-практической конференции «Современное машиностроение» (Санкт-Петербург, 2013 г.); одиннадцатой сессии международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» ИПМАШ РАН (Санкт-Петербург, 2013 г.).

Эффективность разработанных методик проверялась экспериментально при создании опытных партий оптических изделий.

Публикации

По теме диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, из которых 4 опубликованы в журналах из перечня ВАК.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка из 122 наименований и 14 приложений. Работа содержит 175 страниц машинописного текста, 51 рисунок, 28 таблиц.

В первой главе диссертационной работы описана область применения полимерных материалов (ПМ)), использование ПМ при производстве оптических изделий, переход от использования стекла к полимерным материалам; классификация технологий получения изделий из ПМ применительно к оптических изделиям; описано применение компьютерных технологий виртуального моделирования CAD/CAM/CAE/PDM для построения процесса ТПП изделий оптического назначения.

Во второй главе представлен интегрированный процесс разработки и производства оптического изделий из термопластичных полимерных материалов; представлено направление использования аддитивных технологий в интегрированном процессе производства изделий из полимерных материалов, представлен алгоритм выбора оборудования при производстве полимерных изделий с учетом серийность и требуемое качество конечного продукта. Предложена методика применения систем виртуального анализа для моделирования процессов литья под давлением при проектировании изделий из термопластичных полимерных материалов.

В третьей главе освещены конструкторские и технологические вопросы производства изделий оптического назначения; описаны способы по снижению негативных явлений возникающих при литье полимерных материалов; на основе виртуального моделирования выявлены факторы и зависимости, влияющие на качество изделий из термопластичных полимерных материалов. Приведены результаты контроля полученных изделий и выполнено сравнение расчетных результатов с реальными.

В четвертой главе диссертации приводятся способы повышения качества оптических изделий из термопластичных полимерных материалов, используя со-

временные технологии. Освещены вопросы построения системы информационного обеспечения процессов ТПП изделий из полимерных оптических материалов. Управление всей проектной информацией направлено на объединение всех данных, возникающих в процессе выполнения ТПП, а также позволяет накопить данные и знания, которые могут быть использоваться при создании новых изделий оптического назначения из ТПМ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА СОЗДАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ОПТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Тенденции перехода к использованию полимерных материалов при создании изделий оптического назначения

Одной из основных тенденцией развития промышленного производства оптических изделий является внедрение полимерных материалов. Это позволяет добиться улучшения эксплуатационных свойств (увеличение прочности, снижение массы деталей без ухудшения оптических свойств), резкого снижения трудоёмкости изготовления деталей, улучшения внешнего вида деталей, сокращения времени на освоение новой конкурентоспособной продукции.

Анализ показал [67, 77, 94], что существует тенденция более широкого использования полимерных материалов в производстве оптических изделий, обусловленная не только снижением затрат на производство изделий, но и увеличением производительности [109]. Поэтому активное развитие данного рынка происходит в Европе и Азии благодаря применению современного оборудования и активному внедрению современных РОМ/САБ/САМ/САЕ-систем в производство, что позволяет не только повысить качество, но и сократить время, требуемое на выпуск конечной продукции. Например, по данным, приведенным в [2, 53], время, требуемое на создание литьевой формы в ведущих мировых компаниях равно 7,5 неделям, в России на аналогичные заказы уходит в среднем 12 недель. Также следует отметить, что в России переход к широкому использованию полимерных материалов для изготовлений изделий оптического назначения затруднен по ряду причин - отсутствует модель процесса производства подобных изделий, нет сформированных требований к качеству, отсутствует связь между расчетчиками оптики, инженерами-конструкторами и производственными площадками. Найденные оптимальные условия для производства качественной продукции отсутствуют в общем доступе, поэтому есть необходимость в разработке процессов

производства изделий оптического назначения из полимерных материалов и создании методик, повышающих качество. Совокупность методик позволит не только применить их в производственном процессе, но и в научно-исследовательских проектах, так как тесная связь исследовательской и производственной деятельности позволяет добиться максимального развития отрасли. Приборостроение - отрасль науки и техники, являющаяся отраслью машиностроения, разрабатывающая и производящая средства измерения, обработки и представления информации, автоматические и автоматизированные системы управления [38, 89, 90]. Оптические изделия входят в состав приборов и систем, применяемых в медицине, автомобилестроении, авиастроении и кораблестроении, оборонных отраслях промышленности. В зависимости от применения оптические изделия из полимерных материалов можно разделить на две группы: «изображающая» оптика (линзы объективов, очковые линзы) и «неизображающая» оптика (линзы для светодиодов, линзы для автомобильных фар). Требования по качеству и точности оптических поверхностей к первой группе выставляются намного выше, чем ко второй [20, 41, 85].

Рынок производства изделий оптического назначения из полимерных материалов в России оценить довольно сложно из-за его закрытости и малоразвитости. В открытых источниках и официальных данных Федеральной службы государственной статистики нет информации по данной отрасли. Но можно применить косвенные методы оценки.

Отрасль, в которой работает компания, можно рассматривать с двух позиций: с точки зрения получаемого конечного продукта, то есть рынок оптических приборов, светотехники, фото и видео техники, и со стороны проведения работ по инженерному консалтингу и выполнению расчетных работ. В области виртуального моделирования процессов литья оптических изделий в России работает небольшое количество организаций, поэтому прямых конкурентов в нише полимерной оптики нет.

В области рынка производства оптических приборов можно выделить различные типы приборов, в которых используется оптика: наблюдательные приборы, приборы ночного видения, фотоаппараты и объективы, медицинские прибо-

ры, продукция военного назначения. Это множество приборов относится к продукции класса «изображающей» оптики. Среди производителей этих приборов следует выделить крупные промышленные предприятия: ОАО «ЛОМО» (г. Санкт-Петербург), ОАО «Казанский оптико-механический завод» (Республика Татарстан), ОАО «Лыткаринский завод оптического стекла» (Московская обл., г. Лыткарино), ООО «Юпитер» (Новгородская обл., г. Валдай), ОАО «Загорский оптико-механический завод» (Московской обл., г. Серигиев-Посад), ФГУП ПО «Азовский оптико-механический завод» (Ростовская обл.), ГУП ПО «Новосибирский приборостроительный завод» (г. Новосибирск), ОАО «Ростовский оптико-механический завод» (Ярославская обл., г. Ростов Великий), ФГУП ПО «Уральский оптико-механический завод» (г. Екатеринбург), ОАО «Вологодский оптико-механический завод» (Вологодская обл.), ЗАО «Диаконт» (г. Санкт-Петербург), «Красногорский завод имени С.А.Зверева» (Московская область, г. Красногорск), АО «Дедал-НВ» (г. Москва) и другие.

Эти предприятия имеют мощную производственную базу и довольно большой объем заказов. До половины заказов этих предприятий составляет заявки со стороны оборонной промышленности, что требует высокого уровня локализации, поэтому методики и технологии, по которым производятся изделия, являются «закрытыми».

Другой значимой отраслью является производство осветительной светодиодной техники, то есть изделий класса «неизображающей» оптики. В Санкт-Петербурге в данной области работают крупные предприятия, такие как: ОАО «Светлана-Оптоэлектроника» и ЗАО «Оптоган». Также присутствует около десятка средних производителей, которые используют закупаемые детали и специализируются на сборке. Рынок осветительной оптики также не развит и конкуренция не слишком высока, однако, в последние годы отмечено активное развитие в этой области.

Из анализа следует, что данная отрасль в России развита слабо, большинство предприятий используют готовые линзы и работают только на сборке приборов, а те, кто производит их, либо используют устаревшие методы и технологии,

либо разрабатывают собственные, которые не попадают в широкий доступ и не могут быть использованы для развития всей отрасли.

Как показывает мировая практика [16, 77, 108, 109, 118, 120], сложной задачей при производстве оптических изделий является выбор технологии и, как следствие, оборудования для выполнения высоких требований по точности и качеству. Оптимальный метод производства для любого оптического изделия из любого полимерного материала диктуется тем, насколько достижимы размеры и геометрические формы, так как чрезмерные отклонения не позволят добиться заданных требований на предварительном этапе расчетчиками-оптиками.

Российские стандарты [17, 20, 22] дают размытые требования на то, каким должно быть качество линз из термопластичных полимерных материалов, отдавая предпочтение стеклу. Требования на оптические изделия из стекла определяются на основании ГОСТ 23136-93 «Материалы оптические. Параметры», ГОСТ 1114184 «Детали оптические. Классы чистоты поверхностей. Методы контроля» и др. Наиболее подробная информация сведена и представлена в следующей литературе [30, 41, 43, 62, 71]. При этом к настоящему времени не разработаны нормативные документы, касающиеся оптических изделий из полимерных материалов. В связи с этим, основой при анализе контролируемых параметров линз являются требования для стекол с определенными оговорками для полимерных материалов. Требования ЕСКД к чертежам оптических изделий из полимерных материалов также не регламентированы, поэтому необходимо рассматривать требования, предъявляемые к оптическим стеклам, основываясь на ГОСТ 3514-76 «Стекло оптическое бесцветное. Технические условия». Таким образом, требования к изделиям расчетчики оптических систем задают как для стекла, что не всегда является корректным. Создание изделий оптического назначения, отвечающих современным требованиям, является приоритетной задачей науки и производства.

При разработке оптических изделий в центре внимания, наряду с их конструктивными особенностями, также всегда находятся вопросы подбора материала, учитывающего все необходимые аспекты, такие как прочность, стойкость, прозрачность и т.п. Наиболее распространенными термопластичными материалами

являются: полиметилметакрилат, полистирол и поликарбонат, которые прозрачны в видимой и ближней инфракрасной области (ИК) спектра. По сравнению со стеклами полимерные материалы дешевле, имеют меньшую плотность и высокую ударопрочность [12, 67].

К недостаткам можно отнести оптическую неоднородность, большой коэффициент теплового расширения, термическую усадку, старение [42]. Полимерные материалы можно разделить на:

- аморфные однофазные (ПС, ПК, ПММА);

- аморфные двухфазные (УПС, АБС);

- аморфные - с малой степенью кристалличности (ПВХ);

- быстро кристаллизующиеся (ПЭ, ПП, ПА 6, ПА 66, ПБТ);

- медленно кристаллизующиеся (ПЭТ, ПФС);

- смеси полимеров - совместимые;

- смеси полимеров - несовместимые (ударопрочные марки и др.);

- термопластичные эластомеры, эластичные термопласты.

Также полимерные материалы можно разделить на группы по их назначению: общетехнического - поливинилхлорид, полистирол, полиметилметакрилат, фторо-пласт-4. Из полимерных материалов инженерно-технического назначения оптическими являются поликарбонат и полиэтилентерефталат, к высокотеплостойкому инженерно-техническому назначению относятся полисульфон и полиимид [5, 6,72].

Подбор материала является сложной задачей, основывающейся на поиске баланса между стоимостью, требуемыми механическими, термическими и другими характеристиками. Важным фактором являются условия эксплуатации приборов и систем с оптическими деталями. Температуры применения материалов приведены на рисунках 1.1 и 1.2 [12, 42, 67].

О 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 Рабочие температуры (ОС)

■ PI (полиимид)

SiPAI (полиамидимид)

«PES (полиэфир сульфон)

SIPPSU (полийфенилен сульфон)

аРЕ1 (полиэферимид)

epsu (поли сульфон)

«РРР (полипарафенилен)

ЫРС (поликарбонат)

я ABS (акрилонитрилбутадиенстарол)

в SAN ( сополимер стар опа и

акрилонитрила) «MÄBS

ИРММА (полиметилметакрилат) a PS (полистирол)

Рисунок 1.1- Рабочие температуры аморфных материалов

О 30 60 ДО 120 150 180 210 240 270 300

.1(00)

Рабочие температуры I

■ РТЕЕ (фторопласт4)

ы РЕЕК (полиэфирэфиркетон) У PPS (полифенил енсульфид) а PVDF (фторопласт 2) ^ РА 46 (полиамид 46) И РА 66 (полиамид 66) и РА 12 (полиамид 12) И PET (полиэтилентерефталат) UPBT (полибутил ентерефталат)

■ РОМ (полиоксиметилен) И РА б (полиамид)

■ РА 11 (полиамид 11) И РР (полипропилен) и РЕ (полиэтилен) apvc (поливинилхлорид)

Рисунок 1.2 - Рабочие температуры для полукристаллических материалов

Как показывает мировая практика [105, 114], при замене обычного стекла полимерные материалы необходимо уделять внимание следующим аспектам: анализу конструкции и условий эксплуатации изделия; разработке технических требований к изделию;

выбору и разработке методов оценки свойств полимерного материала; выбору технологии производства изделия;

выбору оборудования для производства изделий, обеспечивающему заданное качество;

- выбору марки полимерного материала для производства изделия по выбранной технологии;

- разработке технологической оснастки (если требуется) для производства изделия из полимерного материала на выбранной литьевой машине.

От выбора технологии изготовления и применяемой оснастки зависят расход материала, продолжительность цикла производства, стабильность технологического процесса. От выбора марки материала зависят работоспособность, долговечность изделия. Сравнение основных прозрачных полимерных материалов и стекла приведено в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Свойства оптических полимерных материалов

Единица измерения Поливинилхлорид ч о а к н о К ч о С Полметилметакрилат Фторопласт-4 Поликарбонат Полиэтилентерефта-лат и о -&< л а о К ч о С Стекло

Обозначение российское ПВХ ПС ПММА Ф-4 ПК ПЭТФ ПСФ

Обозначение международное PVC PS РММА БЕР РС PET PSU

Плотность г/см3 1,35-1,43 1,06-1,12 1,19-1,20 2,15-2,44 1,2 1,33-1,46 1,141,24 2,212,58

Прочность при: - растяжении; - сжатии; - изгибе МПа 40-60 78-160 80-120 35-50 90-100 80-100 70-100 100-120 14-35 10-12 14-18 56-78 88-95 77-120 50-70 80-100 70-90 52-71 77-108 35-100 цо2000

Ударная . вязкость кДж/ м2 2-10 1,5-2,0 13-15 100 250-500 15-30 4-24

Показатель пpeJ ломления - 1,56 1,59 1,49 1,375 1,561,65 1,57 1,63 1,471,547

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Пирогов, Александр Владимирович, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ источников

1 Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. - 278с.

2 Аюпова Р.И., Пелипенко А.Б. Современное состояние и тенденции развития отечественной инструментальной промышленности.// САПР и графика, №12. 2013. с. 30-32. [АП]

3 Барвинский И. А, Барвинская И. Е. Компьютерный анализ литья: Подходы и модели // Пластике. - М.: Пластике, 2009, № 3, стр. 50-54; № 4. С. 63-66

4 Барвинский И.А., Барвинская И.Е. Методические материалы «Компьютерный анализ литья термопластов: основы анализа течения (основные принципы анализа, оценка технологичности литьевых изделий и пресс-форм, анализ причин брака)». В 2-х частях. -М.: ЗАО "СиСофт", 2013. 774 с.

5 Бахарев A.C., Сергушенкова Н.В., Анищенко Е.А. Повышение точности литых изделий из полистирола для компакт-кассет магнитофонов // Взаимозаменяемость и точность деталей из пластмасс. Материалы VI н.-техн. конф. -Л.: ЛДНТП, 1987. С. 64-68.

6 Бобович Б.Б. Неметаллические конструкционные материалы: учебное пособие. - М.: МГИУ, 2009. - 384с.

7 Бортников В.Г. Производство изделий из пластических масс. - Казань: «Дом печати». Т. 3. Проектирование и расчет технологической оснастки, 2004.

8 Бояринцев А. В. Дувидзон В. Г. Подсобляев Д. С., Быстрое изготовление пилотных серий деталей из термопластичных полимерных материалов.// Полимерные материалы, №6. 2013. С. 4-9.

9 Боярский В.Г., Сихимбаев М.Р., Шеров К.Т. Переналаживаемая оснастка для групповой обработки. Журнал «Фундаментальные исследования», ИД «Академия Естествознания», Пенза, - №12, ч.З, 2011, - С.542-547.

10 Брагинский В. А., Барвинский И. А., Регулирование усадки при литье термопластов под давлением. - Химический журнал (The Chemical Journal), №12, 2011 - С. 51-53.

11 Васильев Е.Ю., Осипчук C.B., Помпеев К.П., Третьяков С.Д., Яблочников Е.И. Применение современного технологического оборудования и программного обеспечения для изготовления и контроля формообразующих деталей литьевых форм. Современное машиностроение. Наука и образование: материалы 3-й Международной научно-практической конференции. - Санкт-Петербург: Издательство Политехнического университета, 2013. № 3. С. 291-300.

12 Вильчинская С.С. Оптические материалы и технологии: учебное пособие / С.С.Вильчинская, В.М.Лисицын; Томский полимехнический университет. -Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 107с.

13 Гаврилина O.A., Толстоба Н.Д. Компьютерные технологии в оптотехнике. -СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. - 131 с.

14 Гастров, Г. Конструирование литьевых форм в 130 примерах / Э. Линднер, П. Унгер; под ред. А.П. Пантелеева, A.A. Пателеева. - СПБ.: Профессия, 2006. - 336 стр.

15 Гольдберг И.Е. пути оптимизации литьевой оснастки: ЕЕ величество литьевая форма. - СПб.: Научные основы и технологии, 2009. - 299 е., ил.

16 Гордон М. Дж. Управление качеством литья под давлением. - СПб.: Научные основы и технологии, 2012. - 824 с. {ГОР}

17 ГОСТ 1807-75. «Радиусы сферических поверхностей оптических деталей. Ряды числовых значений».

18 ГОСТ 18616-80. «Метод определения усадки».

19 ГОСТ 2.412-81. «ЕСКД. Правила выполнения чертежей и схем оптических изделий».

20 ГОСТ 11141-84 «Детали оптические. Классы чистоты поверхностей. Методы контроля».

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

ГОСТ 2.052-2006. «ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения».

ГОСТ 23136-93. «Материалы оптические. Параметры». ГОСТ 3514-76 «Стекло оптическое бесцветное. Технические условия». ГОСТ Р 53784-2010. «Элементы оптические для световых сигнальных приборов железнодорожного транспорта».

Грибовский A.A., Тамбовцева. H.A. Алгоритмы выбора технологий быстрого прототипирования для единичного и мелкосерийного производства изделий // Сборник тезисов докладов конференции молодых ученых, Выпуск 2. Труды молодых ученых / Под ред. В. О. Никифорова. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. С. 207-209.

Ефимов В.В. Методы Тагути: практика применения / Методы менеджмента качества. 2005, №6, с. 28-35

Заказнов Н.П., Кирюшин С.И, Кузичев В.И Теория оптических систем. -СПб.: Лань, 2008. - Режим доступа:

http://e.lanbook.com/books/element.php?pll_cid=25&pll id=147 Зильбербург Л.И., Молочник В.И., Яблочников Е.И. Информационные технологии в проектировании и производстве. - СПб: Политехника, 2008. - 304 с. Зленко М.А., Забеднов П.В. Аддитивные технологии в опытном литейном производстве. Часть I. Литье металлов и пластмасс с использованием синтез-моделей и синтез-форм. - Металлургия машиностроения, №3, 2013. С. 43-48.

Зубаков В. Г., Хваловский В.В. Методические указания по выбору и оформлению рабочих чертежей оптических деталей. Л.Б ЛИТМО, 1974. Йоханнабер Ф. "Литьевые машины". СПб. Профессия, 2010. Казмер Д. О. Разработка и конструирование литьевых форм /пер. с англ. под ред. В. Г. Дувидзона- СПб.: ЦОП «Профессия», 2011.-464с. Калиничев Э.Л., Калинчева Е.И., Саковцева М.Б. Оборудование для литья пластмасс под давлением: Расчет и конструирование - М.: Машиностроение, 1985-256 е., ил. [К 17]

34 Комисаренко A.JT. Создание 3D-аннотаций на виртуальной модели изделия. СПб: СПбГУ ИТМО, 2008. - 18 с.

35 Консорциум системы и технологии [Электроный ресурс] / Аддитивные технологии в опытном литейном производстве.Технологии литья металлов и пластмасс с использованием синтез-моделей и синтез-форм, 2013. - Режим доступа: http://www.ksystec.ru/download/additiv_tech.pdf, свободный. Загл. с экрана. - яз. Рус. [КОН]

36 Кошелев В.В., Молочник В.И. Что такое PLM? // САПР и Графика - М.: КомпьютерПресс, 2003, №10.

37 Крамер Д.О. Разработка и конструирование литьевых форм / пер. с англ. под ред. В.Г.Дувидзона - СПб.: ЦОП «Профессия», 2011. - 464 с.

38 Куликов Д.Д., Падун Б.С., Яблочников Е.И. Автоматизация проектирования технологических процессов.- Уч. пособие.- Л.: ЛИТМО, 1984. - 83 с

39 Куриный В.В., Свиридов A.B. Возможность применения методов быстрого прототипирования в литейном производстве. - Комсомольск-на-Амуре, Ученые записки Комсомольского-на Амуре государственного технического университета, № 1(8), 2011. с. 86-89.

40 Ландсберг Г.С. Оптика. - М.: Физматлит, 2010. - Режим досту-na:http://e.lanbook.com/books/element.php?pll cid=25&pll id=2238

41 Латыев С.М., Конструирование точных (оптических) приборов: Учебное пособие. - Политехника, 2007. - 579 с.

42 Малкин А. Я., Исаев А. И. Реология: концепции, методы, приложения / Пер. с англ. - СПб.: Профессия, 2007. - 560 стр., ил. [М18]

43 Мальцев М.Д. Расчет допусков на оптические детали. М., Машиностроение, 1974.

44 Медунецкий В. М., Солк С. В. Методика обеспечения показателей качества промышленной продукции // Металлообработка. 2013, №1 (73). С.45-49.

45 Менгес Г., Микаэли В., Морен П. Как сделать литьевую форму. Пер. с англ. под ред. В.Г. Дувидзона, Э.Л. Калинчева. - СПб: Профессия, 2006. 632 с.

46 Митрофанов С. П. Групповая технология изготовления заготовок серийного производства.- JL: Машиностроение, Ленингр.отд-ние, 1985.-240с.

47 Митрофанов С. П., Куликов Д. Д., Миляев О. Н., Падун Б. С. Технологическая подготовка гибких производственных систем// Под общ. ред. С. П. Митрофанова. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. — 352 с: ил.

48 Мэллой P.A. Конструирование пластмассовых изделий для литья под давлением. СПб, ИП, 2006, 512 с. (пер. с англ. под редакцией Брагинского В.А. и ДР-)-

49 Оборудование и инструмент [Электронный ресурс] / Технология селективного лазерного спекания, 2009 режим доступа: http://www.informdom.com/equipment/metall/article/1746/, свободный, Загл с экрана. - Яз. рус.

50 Оптическая терминология. EF LENS WORK III. Глаза EOS. - Canon Inc. Lens Products Group, сентябрь 2006 г., 8-я ред.

51 Освальд Т., Тунг Л.-Ш., Грэмман ПДж. Литье пластмасс под давлением. СПб, ИП, 2006. - 712 с. (пер. с англ. под ред. Калиничева Э.Л.).

52 Пантелеев А.П. и др. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. М., Машиностроение. 1986. - 400 е., Ил.

53 Пелипенко А. Б. «Исследование и разработка методов решения задач конст-рукторско-технологической подготовки производства предприятий машино-и приборостроения в условиях применения CAD/CAM-систем» // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук - 05.11.14 СПб., 1998.

54 Пирогов А. В. Оценка точности результатов, получаемых с помощью систем инженерного анализа // III Всероссийский конгресс молодых ученых. Сборник тезисов. - СПб.: НИУ ИТМО - 2014. - Вып.2. - С. 461.

55 Пирогов А. В., Васильков С. Д., Савченко В. П. Контроль качества оптических изделий из термопластичных полимерных материалов» // Известия вузов. Приборостроение. 2014, Т. 57, выпуск №8. С.61-64.

56 Пирогов А. В. Применение инновационных технологий при проектировании и технологической подготовке производства изделий из полимерных материалов. - Материалы международной научно-технической конференции «Высокие технологии в машиностроении». - Курган. 2012. С. 122-124.

57 Полянский А., Зорин С. Конструкция и виды пресс - форм [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.vzrt.ru/mould_design.php. Дата обращения: 01.05.2013.

58 Пресс-форма, Прессформа, Литьевые формы. [Электронный ресурс] — Режим доступа: http://www.e-plastic.ru/main/articles/r8/pt01. Дата обращения: 01.04.2013.

59 Прикладная оптика / Под ред. Н.П. Заказнов. - СПб.: Лань, 2009.- Режим доступа: http://e.lanbook.com/books/element.php?pll_cid=25&pll_id=148

60 Прокофьев Г.И. Перспективы развития процессов проектирования и технологической подготовки производства предприятий низких уровней зрелости // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ". 2009. № 9. С. 45-59.

61 Романова Г.Э. Отчет о научно-исследовательской работе «Исследование и моделирование работы оптических систем с ИК источниками излучения» , ИТМО 2012

62 Романова Г.Э. Парпин М.А., Серегин Д.А. Конспект лекций по курсу "Компьютерные методы контроля оптики". [Книга]. - СПб : СПБ ГУ ИТМО, 2011.

63 Рубан А.И. Методы анализа данных. - Учебное пособие. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004.-319с.

64 Руководство пользователя пакетом программ Zemax. Перевод с английского, А.Э. Наджип. - Москва, 2010. - 986 с.

65 Рыбаков A.B., Краснов A.A., Разинков П. И., Шурпо А.Н. Автоматизация процесса проектирования и изготовления оснастки на основе управляемой системы взаимосвязанных компьютерных моделей (на примере пресс-форм для литья пластмасс под давлением) // CAD/CAM/CAE Observer. 2012, №5 (73). С. 56-62.

66 Саломатина A.A. Методы и алгоритмы функционирования технологической подготовки производства в информационной среде виртуального предприятия // Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук - СПб: На правах рукописи, 2011. - 166 с.

67 Серова В.Н., Полимерные оптические материалы. - Спб.: Научные основы и технологии, 2011. - 384 с.

68 Славутский JT.A. Основы регистрации данных и планирования эксперимента. - Учебное пособие: Изд-во ЧГУ, Чебоксары, 2006. - 200 с.

69 Соколов H.H. Разработка управленческих решений. Введение в курс лекций. - Учебно-методическое пособие. М.: Изд-во «Спутник+», 2012. - 37с.

70 Справочник по технологии изделий из пластмасс. Коллектив авторов. М., Химия, 2000, 424 с.

71 Справочник технолога-оптика: Справочник / Окатов М.А., Антонов Э.А., Багожин А. и др.; Под ред. Окатова М.А. - 2-е изд., перераб. и доп. - СПб.: Политехника, 2004. - 679 с.

72 Сутягин В.М., Бондалетова Л.И. Химия и физика полимеров: Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2003. - 208 с.

73 Табенкин А.Н., Тарасов С.Б., Степанов С.Н. шероховатость, волнистость, профиль. Международный опыт / Под. Ред. Канд. Техн. Наук H.A. Табачниковой. СПб.: Изд-во Политехи. Ун-та, 2007, 136 с.

74 Тадмор 3., Гогос К. Теоретические основы переработки полимеров. М., Химия, 1984, 632 с. (пер. с англ. под ред. Торнера Р.В.).

75 Технологическая инструкция «Технологическая инструкция по обработке пластмасс методом литья под давлением» // Промышленно-перерабатывающая группа [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.belppg.com/technolog/ (дата обращения: 17.04.2013).

76 Технологический справочник для операторов литьевых машин // Polimer.net [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.polimer.net/stati/175-tehnologicheskij-spravochnik-dlja-operatorov-litevyh-mashin (дата обращения: 12.08.2014).

77 Тинель П., Люк А., Тальхов М. Игра со светом // Полимерные материалы. -М. 2011. №9.

78 Тихомиров М.Д., Комаров И.А. Основы моделирования литейных процессов. Сравнение метода конечных элементов и метода конечных разностей. // Литейное производство № 5, 2002. - с.22-28.

79 Толстоба Н.Д., Цуканов A.A. Проектирование узлов оптических приборов. Учебное пособие. - СПб, 2002. - 128с.

80 Точные пластмассовые детали и технологии их получения. Коллектив авторов. Минск, изд-во «Наука и техника», 1992, 308 с.

81 Унгер П. Технология горячеканального литья. СПб, ИП, 2009, 208 с.

82 Усадка и коробление отливок из термопластов. Справочник / дж. М. Фишер, пер. с англ. Яз. - СПб.: Профессия, 2009 - 424 е., ил.

83 Федосеев A.A., Логанина В.И. Инструменты качества продукции. - Пенза. 2006.

84 Шварц О., Эбелинг Ф.-В., Фурт Б. Переработка пластмасс. СПб, ИП, 2005, 320 с.

85 Шехонин, А. А. Методология проектирования оптических приборов: учеб.пособие / А. А. Шехонин, В. М. Домненко, О. А. Гаврилина - СПб: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2006. - 91 с.

86 Яблочников Е. И., Грибовский А. А., Пирогов А. В. Эффективность применения аддитивных технологий для изготовления литьевых форм и при подготовке производства изделий из термопластичных полимерных материалов // Металлообработка. 2013, №5-6 (77-78). С.74-80.

87 Яблочников Е. И., Маслов Ю. В. Автоматизация ТПП в приборостроении / Учебное пособие. - СПб: СПбГИТМО (ТУ), 2003.- 104 с.

88 Яблочников Е. И., Пирогов А. В., Грибовский А. А. Совместное применение аддитивных технологий и систем виртуального моделирования при подготовке производства полимерных изделий // Известия вузов. Приборостроение. 2014, Т. 57, выпуск №5. С. 72-76 .

89 Яблочников Е.И., Куликов Д.Д., Молочник В.И. Моделирование приборов, систем и производственных процессов / Учебное пособие - СПб: СПбГУ ИТМО, 2008.-156 с.

90 Яблочников Е.И., Молочник В.И., Фомина Ю.Н., Саломатина А.А., Гусельников B.C. Методы управления жизненным циклом приборов и систем в расширенных предприятиях // Учебное пособие - СПб: СПбГУ ИТМО,

2009. - 148 с.

91 Яблочников Е.И., Фомина Ю.Н. Саломатина А.А. Компьютерные технологии в жизненном цикле изделия // Учебное пособие - СПб: СПбГУ ИТМО,

2010.- 188 с.

92 American Society for Engineering Education [Электронный ресурс] / Sean Derrick. Feasibility of Rapid Injection Mold Tools, 2012. - Режим доступа: http://people.cst.cmich.edu/yelamlk/asee/ASEE_North_Central_Section/Events_ files/Extended%20Abstracts/Derrick.pdf, свободный. Загл. с экрана. - Яз. англ. Дата обращения: 03.09.2013

93 Andrés Díaz Lantada. Handbook on Advanced Design and Manufacturing Technologies for Biomedical Devices. Spain. Springer Science+Business Media, 2013.

94 Baumer S. Handbook of Plastic Optics. - John Wiley & Sons, 2005. - 196 p.

95 Chang R.Y., Liu L., Yang W.-H., Yang V., Hsu D.C. To refine mesh or not to? An innovative mesh generator for 3D mold filling analysis // 60 th SPE ANTEC Tech. Papers. 2002. V. 48. P. 455-459. [CLY]

96 CODE V features. URL: http://www.opticalres.com/cv/features.html.

97 CODE V Introductory User's Guide. - Optical research associates, 2009. - 276 c.

98 Ed Forrest, Yong Cao. Digital Additive Manufacturing: A Paradigm Shift in the Production Process and Its Socio-economic Impacts. // Engineering Management Research; Vol. 2, No. 2; 2013. P. 66-70.

99 Engineering [Электронный ресурс] / 3D Printer Technology Classes, 2012. -Режим доступа: http://www.engineering.com/3DPrinting/3DPrintingArticles/ ArticleID/4013/3D-Printer-Technology-Classes.aspx/ , свободный. Загл. с экрана. - Яз. англ.

100 ЕТММ [Электронный ресурс] / A closer look at the advantages of conformal cooling, 2013. - Режим доступа: http://www.etmm-online.com/machining_equipment/articles/404359/?cmp=nl-229 , свободный. Загл. с экрана. - Яз. англ.

101 Gebhardt Andreas. Understanding Additive Manufacturing - Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Rapid Manufacturing. - Hanser Publishers, 2011. ISBN: 978-3446-42552-1

102 Gino Van Den Driessche. Delivering Transformative Solutions to the Global Industry. LMS Test User Conference Moscow, September 8th 2010.

103 Greener J. General consequences of the packing phase in injection molding // Po-lym. Eng. Sci. 1986. V. 26. P. 886-892

104 Injection molding: Technology and fundamentals / Ed. by M.R. Kamal, A. Isayev, S.-J. Liu. - Munich, Cincinnati: Hanser, 2009. 926 p

105 J. Cavagnaro. POLYMER OPTICS: Progress in plastic optics follows advances in materials and manufacturing, 09.01.2011, URL: http://www.laserfocusworld.com/articles/print/volume-47/issue-9/features/polymer-optics-progress-in-plastic-optics-follows-advances-in-materials-and-manufacturing.html

106 Jacques C.H.M., Wyzgoski M.G. Stress cracking of plastics by gasoline // Automotive Engineering Meeting. Oct. 18-22. Dearborn, MI, USA. 1976. Paper 760726. P. 1-5.

107 LightTools feature details. URL: http://www.opticalres.com/lt/features.html.

108 Lo W.C., Tsai K.M., Hsieh C.Y. Six Sigma approach to improve surface precision of optical lenses in the injection-molding process // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2009. V. 41. P. 885-896.

109 Mayer R. Precision injection molding // Optik & Photonik. - 2007. - № 4. - C. 46-51.

110 Moldex3D [Электронный ресурс] / Direct Metal Laser Sintering Technology Applications on Conformal Cooling System Development, 2013. - Режим доступа: http://www.moldex3d.com/en/assets/2012/01/Direct-Metal-Laser-

Sintering-Technology-Applications-on-Conformal-Cooling-System-Development.pdf, свободный. Загл. с экрана. - Яз. англ.

111 Moldex3D Advanced Solution Package, [электронный ресурс] URL: http://www.moldex3d.com/en/products/advanced, свободный. Загл. с экрана. -Яз. англ.

112 Montgomery D.C. Design and analysis of experiments. 5 th edition. John Wiley & Sons, 2001.684 р.

113 Oktem H., Erzurumlu Т., Uzman I. Application of Taguchi optimization technique in determining plastic injection molding process parameters for a thin-shell part//Mater. Des. 2007. V. 28. P. 1271-1278.

114 Optics & Materials: a full range of optical grade polymers uses in company «Diverse Optics», URL: http://diverseoptics.com/wp-content/uploads/ 2012/02/Specifications of Optical Grade Polymers and_Glass.pdf свободный. Загл. с экрана. - Яз. англ.

115 Optima research - Zemax features. URL: http://www.optima-research.com/index.php?page=zemax-features.

116 Powell S., Fisher D. Polymer optics gain increased precision // Laser Focus World. 2007. June. P. 111-117.

117 Robust design methodology for reliability: Exploring the effects of variation and uncertainty / Ed. by B. Berman, J. de Mare, S. Loren, T. Svenson. John Wiley & Sons, 2009. 191 p.

118 Schaub M.P. The design of plastic optical systems. -Bellingham: SPIE Press, 2009.215 р.

119 Statistical studies of peer production [Электронный ресурс]/ Manufacturing in motion: first survey on 3D printing communit, 2012. - Режим доступа: http.•//survevs.peeфroduction.net/2012/05/manufacturing-in-motion/3/, свободный. Загл. с экрана. - Яз. англ.

120 Strieker М., Pillwein G., Giessauf J. Praezision im Fokus // Kunstoffe. № 99, 2009. p30-34.

121 Vikram Singh. Rapid Prototyping, Materials for RP and Applications of RP.// International Journal of Scientific & Engineering Research. Volume 4, Issue 7, 2013. p. 473-480.

122 Yablochnikov E. I., Pirogov A. V., Vasilkov S. D., Andreev Y. S., Barvinsky I. A. Studies of design and technology influence on optical properties of injection molding parts by simulation. Shaping the future by engineering: 58th IWK, Ilmenau Scientific Colloquium, Technische Universität Ilmenau/ Department of Mechanical Engineering, Technische Universität Ilmenau. - Ilmenau: Univ.-Verl. Ilmenau, 2014.-P. 110-111.