ЦТПО МГУПИ Создание вакуумной камеры для дегазации силиконов и полиуретанов

1. Департамент образования города Москвы • ЦТПО МГУПИ • Создание вакуумной камеры для дегазации силиконов и полиуретанов • Автор: Глуховенко Михаил • образовательное учреждение: ГБОУ СОШ №267 • класс: 8 • Научный руководитель: Грач Евгений Петрович, ЦТПО МГУПИ • г. Москва • 2013г. 1

2. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА АКТУАЛЬНОСТЬ И НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ Новизна исследования заключается в применении 2-х компонентных пластмасс для прототипирования деталей роботов, как путем заливки в формы изготовленные, как со слепков модели, так на 3D принтере. Актуальность – широкое распространение конструкторских разработок использующих 2-х компонентные пластмассы 2

3. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТА Цель -возможность проведения дегазации пластмасс в домашних условиях. Задача - создание установки позволяющей проводить дегазацию в домашних условиях. На современном рынке представлена целая серия двухкомпонентных заливных пластмасс для изготовления конструкционных элементов, в том числе несущих конструкций роботов. Преимущества материала в его доступности и простоте работы с ним. С прототипа конструкционного элемента снимается силиконовый слепок (так же двухкомпонентный), в который в последствии заливается двухкомпонентная пластмасса. Однако у таких двухкомпонентных систем есть недостаток - при смешивании и перемешивании компонентов в них остается воздух, удалить который можно только одним способом - вакуумной дегазацией 3

4. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Исследование проводилось на основе анализа аналогичных работ размещенных в Интернете. Профессиональный путь дегазации предусматривает использование специальных камер для дегазации жидких смесей, однако стоимость такой камеры и специального насоса к нему слишком высока. + 11 000 руб. 9 400 руб 4

5. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ (продолжение) Поскольку требования к вакууму для дегазации смеси не слишком высока (достаточно порядка 0.5-0.3 атмосфер), то в качестве вакуумного насоса можно использовать бытовой вакуумный пылесос, а вакуумную камеру изготовить из подручных материалов. + 5

6. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ В одной из статей в интернете излагалась исследовательская работа по определению остаточного давления, создаваемого маломощным бытовым пылесосом. Пылесос подключался напрямую к медицинскому манометру (т.е. без вакуумной камеры), и на максимальной мощности было получено давление 140 мм ртутного столба. Это примерно 0.2 атмосферы, более чем достаточно для поставленной задачи. 6

7. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) Испытания Из 3-х миллиметрового оргстекла была изготовлена вакуумная камера, стыки которой были обработаны автомобильным силиконовым герметиком. Штуцер из комплекта пылесоса был подключен к верхней съемной крышке и так же обработан герметиком. Тестовое 5-секундное включение показало, что создаваемый перепад давления деформирует стенки камеры, вдавливая их внутрь. 7

8. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) Результаты испытаний Данная конструкция была использована для дегазации двухкомпонентной пластмассы, подготовленной к заливке в силиконовый слепок. На 20-й секунде работы насоса произошло разрушение стенок камеры по стыку. 8

9. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) Результаты Полученные результаты неоднозначны. С одной стороны, 20-ти секунд дегазации оказалось достаточно, чтобы полученное изделие было достаточно прочным в узких местах (ноги скорпиона), с другой стороны, кончик хвоста, который изготавливался из оптически прозрачного пластика, оказался сильно замутнен оставшимися пузырьками воздуха. 9

10. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА ПРОЕКТА Однако совершенно очевиден следующий факт. Данную концепцию можно использовать по прямому назначению, однако для полного достижения поставленной цели конструкцию вакуумной камеры необходимо усилить. Один из путей - использование в качестве основания камеры более прочного материала, например корпуса огнетушителя. Так же нами рассматривается вариант использовать более толстое оргстекло, либо большее число слоев этого стекла. Так же предполагается в конструкции стенок предусмотреть специальные пазы для предотвращения смещения стенок относительно друг друга во время работы насоса. Автор проекта участвовал во всех этапах работы над проектом, внес ряд конструктивных предложений и изготавливал камеру для испытаний. ДОКЛАД ЗАКОНЧЕН, СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ 10