Najważniejsze etapy w rozwoju technik wytwarzania



Pobieranie 125,89 Kb.
Strona1/3
Data15.02.2018
Rozmiar125,89 Kb.
  1   2   3

  1. Najważniejsze etapy w rozwoju technik wytwarzania.

Pozyskiwanie nowych źródeł energii 

Pozyskiwanie nowych materiałów  Rozwój technik wytwarzania



Rozwój narzędzi i obrabiarek 

  1. Definicja systemu wytwórczego

System wytwórczy jest strukturą materialną, informacyjną i organizacyjną mającą na celu wytwarzanie określonych dóbr.

  1. Systemowe otoczenie przedsiębiorstwa.





  1. Obszary funkcjonalne systemu wytwórczego

  2. Skład strumienia materiałowego, informacyjnego i energetycznego.

Strumień materialny  półwyroby, narzędzia, materiały eksploatacyjne, wyroby gotowe, odpady

Strumień informacyjny  informacje o przebiegu procesu produkcji, programy obróbkowe

Strumień energetyczny  zasilanie elektryczne, instalacje sprężonego powietrza, ciepło wydzielające się podczas realizacji procesu


  1. Podstawowy podział na poziomy wytwarzania i ich cechy charakterystyczne.

I poziom wytwarzania – POZYSKIWANIE I WSTĘPNA PRZERÓBKA SUROWCÓW

wstępna obróbka surowcowa, np. rozdrabniania, oczyszczania, sortowanie, wzbogacanie, itp. wstępne przetwarzanie, np. zabiegi agrotechniczne,



II poziom wytwarzania – WYTWARZANIE MATERIAŁÓW I PÓŁWYROBÓW

Produkcja materiałów i półwyrobów. Produkcja tych przedsiębiorstw jest bazą funkcjonowania wytwarzania na poziomie III i IV we wszystkich gałęziach produkcji. W ramach tego poziomu rozwija się inżynieria materiałowa, która obejmuje całokształt działań mających na celu wytworzenie materiału posiadającego określone, pożądane cechy uwarunkowane przez: konstrukcję i właściwości użytkowe wyrobów finalnych, wymogi bezpieczeństwa użytkowników tych wyrobów, wymogi ochrony środowiska, wymogi wynikające z procesu technologicznego u producenta wyrobu finalnego, wymogi dyktowane przez konkurencyjność naukową wyrobu.



III poziom wytwarzania – WYTWARZANIE WYROBÓW PROSTYCH I ELEMENTÓW

Produkcja wyrobów prostych oraz elementów i podzespołów złożonych wyrobów finalnych. Wyroby te w znacznej części, w niektórych przypadkach w całości, przeznaczone są na ten rynek.



IV poziom wytwarzania – WYTWARZANIE WYROBÓW ZŁOŻONYCH

Wyroby są przeznaczone przede wszystkim na rynek konsumpcyjny, ale czasami są też dobrem inwestycyjnym (np. obrabiarki). Cechą charakterystyczną przedsiębiorstw tego poziomu jest znaczny, a czasami niemal całkowity udział montażu w technikach wytwórczych. Duży jest udział firm kooperujących.



  1. Przynależność różnych gałęzi gospodarki do poszczególnych poziomów wytwarzania.

I poziom wytwarzania: przemysł wydobywczy (górnictwo węgla, rud, ropy naftowej, gazu, skał, itd.), uprawa roli, sadownictwo, leśnictwo, hodowla zwierząt.

II poziom wytwarzania: przedsiębiorstwa produkujące materiały i półwyroby.

III poziom wytwarzania: przedsiębiorstwa produkujące wyroby proste oraz elementy i podzespoły złożonych wyrobów finalnych. Średnie i małe firmy.

IV poziom wytwarzania: przedsiębiorstwa produkujące wyroby złożone, takie jak: samochody, pralki, lodówki, telewizory, komputery, a także konfekcja, kosmetyki, budynki, drogi, autostrady, wysoko przetworzone wyroby spożywcze, itp.

  1. Techniki wytwórcze stosowane na poszczególnych poziomach wytwarzania.

I poziom: techniki wytwarzania najczęściej nie są uwarunkowane produktem i jego pożądanymi cechami, ale są charakterystyczne dla danej gałęzi gospodarki, w której przedsiębiorstwo to funkcjonuje.

II poziom: techniki wytwarzania typowe dla przemysłu chemicznego: technologie nieorganiczne, organiczne lub biochemiczne.

III poziom: różne techniki wytwarzania, w zależności od wymaganych cech wyrobu oraz inne czynniki, np. rozmiar produkcji

IV poziom: udział montażu w technikach wytwórczych stosowanych w produkcji



  1. Surowce odtwarzalne i nieodtwarzalne.

  1. odtwarzalne

    1. roślinne: rośliny okopowe, rośliny zbożowe, drewno, rośliny włókniste, rośliny oleiste, tłuszcze roślinne, kauczuk naturalny, białka roślinne, woski

    2. zwierzęce: tłuszcze, białko, woski.

  2. nieodtwarzalne, kopaliny: węgiel kamienny, węgiel brunatny, rudy metali, surowce skalne, torf, ropa naftowa, łupki bitumiczne, gaz ziemny.

  1. Definicja technik wytwarzania.

Wytwarzanie rozumiane jako przekształcanie materii w celu nadania jej pożądanych własności, kształtów, wymiarów i innych cech użytkowych jest ciągiem mniejszej lub większej liczby działań, określonych zwykle nazwą operacji.

Zespoły wymienionych czynników służące do realizacji określonych operacji nazywamy technikami wytwarzania.



  1. Schemat funkcjonalny realizacji zadania wytwórczego.

    • sprecyzowanie głównego zadania (co ma być wytworzone) określenie wymagań stawianych produktowi, planowanego całkowitego rozmiaru produkcji i sposobu realizacji tych funkcji przez dobranie odpowiednich technik wytwarzania i środków wytwórczych,

    • sformułowanie zadań częściowych

    • określenie funkcji systemu wytwórczego, jakie musi on spełnić, aby zrealizować poszczególne zadania

    • określenie sposobu realizacji tych funkcji przez dobranie odpowiednich technik wytwarzania i środków wytwórczych.

  1. Schemat procesu produkcji.

    PROCES PRODUKCJI


    Projektowanie produktu




    Sytuacja rynkowa/analiza rynku




    Stan nauki i techniki







    Określenie(definicja) produktu







    Konstrukcja/planowanie produkcji - technologia




    Zakupy




    Przygotowanie i sterowanie produkcją




    Poddostawcy

    Części, materiały, energia






    Wytwarzanie




    Produkt




    Zbyt



    przepływ materiałów



    przepływ informacji



  2. Główne etapy powstawania wyrobu.

    1. projektowanie produktu – obejmuje działania zmierzające do określenia, jaki produkt i o jakich cechach winien być wytwarzany, aby przedsiębiorstwo odniosło sukces rynkowy i finansowy,

    2. opracowanie konstrukcji i technologii wytwarzania produktu – te dwa zakresy czynności stanowiły kiedyś dwa odrębne etapy powstawania wyrobu; obecnie coraz częściej wchodzą w skład jednego etapu, w ramach tzw. concurrent engineering,

    3. wytwarzanie produktu – nadawanie postaci materialnej idei wyrobu.

  3. Główne aspekty cech produktu.

    1. Istota produktu (produkt fizyczny, cechy funkcjonalne, rozwiązania techniczne)

    2. Produkt rzeczywisty – postrzeganie produktu (znak handlowy, marka, model-cecha, kontakt z konsumentem, materiał – surowiec, załoga – wygląd, opakowanie, jakość, cena)

    3. Produkt poszerzony – korzyści dodatkowe (dostarczanie, gwarancja, rękojmia, części zapasowe, usługi – gotowość świadczenia, dostępność produktów usługowych, usługi dodatkowe, empatia załogi, wycofanie (reklamacja), kredyt, instrukcja, instalowanie, konserwacje, naprawy)

  4. Definicja wyrobów proekologicznych.

Wyrób proekologiczny to taki:

    • którego wytwarzanie nie wiąże się z negatywnymi wpływami na środowisko,

    • którego eksploatacja nie obciąża środowiska i

    • który nie powoduje zanieczyszczenia środowiska po zakończeniu eksploatacji.

  1. Podstawowe działy technologii metali.

Metalurgia, odlewnictwo, spawalnictwo, przeróbka plastyczna, obróbka ubytkowa (skrawanie, obróbka ścierna, obróbka erozyjna) i obróbka cieplna.

  1. Cel procesów metalurgicznych.

Otrzymanie metali z rud.

  1. Podział procesów metalurgicznych.

    1. pirometalurgia

    • termiczny rozkład,

    • redukcja (węglanem i CO, wodorem, metalami),

    • elektroliza (soli stopionych i soli rozpuszczonych w wodzie)

    1. hydrometalurgia

    • elektroliza (soli stopionych i soli rozpuszczonych w wodzie)

    • strącanie

    1. metalurgia chemiczna

  1. Istota procesów pirometalurgicznych, hydrometalurgicznych i metalurgii chemicznej.

Proces pirometalurgiczny – polega na redukcji związków metali zawartych w rudach w wysokich temperaturach. Metale otrzymuje się najczęściej w stanie ciekłym. Stopiony metal oddziela się od żużlu i otrzymuje się surówkę żelaza, ołów i inne metale. Jako środek redukujący największe znaczenie ma węgiel (zwykle w postaci koksu), często wodór lub metale lekkie. Szczególny rodzaj procesu pirometalurgicznego: elektroliza soli stopionych.

W procesach hydrometalurgicznych (na drodze mokrej) związki metali przeprowadza się do roztworu. Metale otrzymuje się następnie przez dalszy przerób roztworów na drodze chemicznej lub elektrochemicznej. W niektórych przypadkach procesy hydrometalurgiczne wspomaga się procesami biometalurgicznymi – polegające na przeprowadzaniu, z udziałem bakterii, nierozpuszczalnych siarczków metali, w rozpuszczalne siarczany. Z otrzymanych roztworów metale wydzielane są metodami chemicznymi, za pomocą wymieniaczy jonowych lub przez ekstrakcję.

Metalurgia chemiczna – stanowi ona obejmujące zwykle wiele operacji, ogniwo pośrednie między procesami wzbogacenia rud i właściwymi procesami metalurgicznymi. Celem jej jest wydzielenie i zatężenie metalu w postaci różnych związków.


  1. Procentowa zawartość czystego żelaza w rudach żelaza.

Aby można minerał uznać za rudę żelaza, powinien on zawierać co najmniej 25% Fe. Rudy bogate zawierają 50-17% Fe (magnetyt Fe3O4). Bogate są również rudy hematytowe (Fe2O3), zawierające 35-60% Fe.

  1. Budowa wielkiego pieca.

Wielkie piece są piecami szybowymi. Górny, wysoki stożek nosi nazwę szybu, a jego wylot zakończony jest gardzielą. Szyb rozszerza się ku dołowi, co ułatwia ruch materiałów w piecu. Od najszerszej części pieca, zwanej przestronem, szyb przechodzi w zwężający się spadek ,w którego dolnej, cylindrycznej części zwanej garem lub kotliną zbierają się ciekłe produkty: surówka i żużel. Ładowanie materiałów do wielkiego pieca odbywa się poprzez gardziel, z której odprowadza się tez gaz wielkopiecowy. Gorące powietrze wdmuchiwane jest od pieca z okrężnego rurociągu poprzez dysze chłodzone wodą, umieszczone w płaszczyźnie leżącej tuż nad powierzchnią stopionego żużla pieca. Bezpośrednio nad dnem gara znajduje się otwór spustowy surówki, a w górnej części taki sam otwór do spustu ciekłego żużla. Wewnętrzną wykładzinę wielkiego pieca stanowią materiały ogniotrwałe o dużej odporności termicznej i chemicznej. Zewnętrzny, stalowy pancerz chłodzony jest wodą. Spad i ścianki gara wykładane są płytkami węglowymi. Szyb i urządzenia zasilające opierają się poprzez konstrukcję nośną bezpośrednio na fundamencie, na którym posadowiona jest niezależnie również dolna część wielkiego pieca.

  1. Materiały pomocnicze stosowane w procesie wielkopiecowym.

    • topniki – ich zadaniem jest ułatwienie przejścia skały płonnej, zawartej w rudzie, w stan ciekły. W przypadku kwaśnej skały płonnej jako topnik stosuje się wapniak, a gdy jest ona zasadowa – kwaśne żużle krzemianowe, łupki, boksyty, itp.

    • woda, służąca do chłodzenia wielkiego pieca, bez dostatecznej ilości wody, praca wielkiego pieca byłaby niemożliwa.

  1. Wsad i produkty wielkiego pieca.

Wsad: rudy żelaza, koks (nośnik energii i źródło węgla; wymagania:<10% popiołu,<1,2% siarki,<4,4% siarki), topniki (wapniak lub łupki i boksyty)

Produkty: surówka i żelazostopy, żużel wielkopiecowy, gaz wielkopiecowy (skład: 10-16%CO2, 25030% CO, 0,5-4%H2, 0,5-3%CH4, 52-64%N2)



  1. Urządzenia pomocnicze w procesie wielkopiecowym.

    • stacja mieszania i aglomeracji (spiekania) rud,

    • zasobniki na rudę, koks i topniki i urządzenia do ich odważania,

    • pochyły wyciąg (skip) z wózkami do przewożenia wsadu,

    • kadzie surówkowe i żużlowe, umieszczone na podwoziach kolejowych,

    • komory do odpylania gazu wielkopiecowego,

    • 3-4 nagrzewnice Cowpera, o wymiarach większych niż wymiary wielkiego pieca.

  1. Zużycie koksu w wielkich piecach na 1 tonę produktu.

W nowoczesnych wielkich piecach zużywa się 600-700kg koksu na 1 tonę surówki (dawniej 900-1000kg/t)

  1. Definicja procesu świeżenia.

Świeżanie – proces wytwarzania stali, ma na celu przede wszystkim zmniejszenie zawartości węgla w surówce przy jednoczesnym, możliwie całkowitym oczyszczeniu jej z siarki i fosforu. Świeżenie polega na utlenianiu składników zawartych w surówce, przy czym utlenia się również część żelaza. Z utlenionych składników tworzy się żużel, zawierający również FeO. Tlen potrzebny do świeżania pochodzi z powietrza i składników wsadu: wysokoprocentowych rud tlenkowych, zgorzeliny i młotowin (Fe3O4).

  1. Piece stosowane przy produkcji stali.

Konwertory Bessemera i Thomasa, piece martenowskie (metoda Siemensa-Martina), piece łukowe, reaktory naczyniowe (przechylne konwertory, metoda L-D), piece elektryczne.

  1. Definicja stali węglowych.

Stale węglowe – gatunek stali o zawartości węgla do 1,5%, manganu do 0,8% oraz 0,5% krzemu. Stale węglowe to przede wszystkim szeroka gama stali konstrukcyjnych i narzędziowych.

  1. Definicja stali stopowych.

Stale stopowe – gatunek stali zawierające obok węgla inne pierwiastki wprowadzanie w celu uzyskania odpowiednich właściwości stali. Stale stopowe – stale konstrukcyjne i narzędziowe.

  1. Procentowa zawartość miedzi w rudach.

Średnia zawartość miedzi w rudach wynosi zaledwie 1,5%. Najbogatsze, afrykańskie rudy miedzi zawierają 6-8% miedzi.

  1. Główne fazy wytopu miedzi.

    1. prażenie rud siarczkowych (wzbogaconych),

    2. wytapianie kamienia miedziowego,

    3. otrzymywanie miedzi czarnej (surowej),

    4. rafinowanie miedzi czarnej.

  2. Definicja kamienia miedziowego.

Kamień miedziowy – stop Cu2S i FeS, jego skład chemiczny zależy od jakości wsadu i zawiera 20-50%Cu, 14-50% Fe, 2-5% Zn, 22-28% S oraz domieszki SiO2, Al2O3, CaO.

  1. Piece do wytapiania miedzi czarnej.

Wytapianie miedzi czarnej przeprowadza się w konwertorach, do których wlewa się stopiony kamień miedziowy i przedmuchuje się przezeń powietrze pod ciśnieniem 0,1Mpa. Obok konwertorów pionowych używa się dużych cylindrycznych konwertorów poziomych

  1. Wytwarzanie miedzi elektrolitycznej.




  1. Podział tworzyw sztucznych ze względu na właściwości.

    • termoplasty,

    • duroplasty,

    • elastomery.

  1. Definicja termoplastów, duroplastów i elastomerów.

Termoplasty - inaczej plastometry, tworzywa termoplastyczne – tworzywa sztuczne zbudowane z makrocząsteczek łańcuchowych lub rozgałęzionych (nie usieciowanych), mające trwałą zdolność przechodzenia w podwyższonej temperaturze w stan plastyczny; po oziębieniu zachowują kształt nadany im podczas ogrzewania. Do najważniejszych termoplastów należą: polistyren, polimetakrylen metylu, polichlorek winylu.

Duroplasty – grupa przestrzennie usieciowanych tworzyw sztucznych utwardzalnych, które raz utwardzone na skutek nieodwracalnej reakcji chemicznej, przebiegającej pod wpływem ogrzewania (tworzywa termoutwardzalne) lub działania czynników chemicznych (tworzywa chemoutwardzalne) nie ulegają powtarzalnemu uplastycznieniu; należą do nich głównie: fenoplasty i aminoplasty. W stanie stałym są one twarde i kruche.

Elastomery – grupa tworzyw luźno przestrzennie usieciowanych, naturalnych i sztucznych o własnościach kauczuku; odznaczają się bardzo dużą odkształcalnością przy zachowaniu własności sprężystych (odkształcenie całkowicie odwracalne 50-100%, wydłużenie przy rozerwaniu 250-1000%). Do elastomerów naturalnych należy m.in.,: kauczuk naturalny i jego pochodne.


  1. Techniki wytwórcze możliwe do stosowania z poszczególnymi rodzajami tworzyw sztucznych.

    Rodzaj tworzywa

    Technika wytwórcza

    Termoplasty

    Duroplasty

    Elastomery

    Kształtowanie pierwotne (ze stanu bezpostaciowego)

    Wyciskanie

    Odlewanie wytryskowe

    Prasowanie

    Spienianie

    Prasowanie pneumatyczne


    Wyciskanie

    Odlewanie wytryskowe

    Prasowanie

    Spienianie

    Nawarstwianie

    Natryskiwanie zbrojone



    Wyciskanie

    Odlewanie wytryskowe

    Prasowanie

    Spienianie




    Obróbka plastyczna

    Kształtowanie na gorąco

    Kształtowanie na zimno



    nie jest możliwa

    Oddzielanie

    Cięcie, skrawanie

    Łączenie

    Spawanie

    nie spawalne

    Klejenie

    Łączenie przy pomocy elementów pomocniczych



    Powlekanie

    Lakierowanie

    Galwanizacja

    Naparowywanie

    Nadruk


    Wytłaczanie na gorąco

    Zamszowanie



    nie stosuje się

  2. Rodzaje środków modyfikujących i ich zadania.

Napełniacze – poprawienie właściwości mechanicznych, zmniejszenie skurczu, podwyższenie odporności na palność i wilgoć, obniżenie kosztów wyrobu.

Nośniki – jw.

Zmiękczacze – obniżenie temperatury mięknienia

Stabilizatory – uodpornienie żywicy przed degradacją

Środki smarujące – zmniejszenie tarcia międzycząsteczkowego oraz tarcia zewnętrznego

Środki barwiące – zabarwienie żywicy

Środki zmniejszające palność – zmniejszenie palności

Środki antystatyczne – zmniejszenie skłonności do elektryzowania się

Środki wywołujące tiksotropie – zmniejszenie lepkości spoczynkowej


  1. Budowa wyciskarki

Wyciskarka składa się ze ślimaka ułożyskowanego obrotowo w ogrzewanym cylindrze i napędu z przekładnią. Ślimak wyciskarki dzieli się na trzy sfery: zasilania (pobieranie granulatu z lejka zasilającego, wstępne ogrzewanie, zagęszczenie i transportowanie go do strefy kompresyjnej), kompresji (plastyfikacja, odgazowanie i zmniejszenie objętości) i dozowania (tworzywo ulega homogenizacji i dalszemu zagęszczeniu do ciśnienia niezbędnego do pokonania oporów przepływu przez głowice, zawierającą sito i płytę z otworami i narzędzie kształtujące). Energia niezbędna do plastyfikacji dostarczana jest poprzez tarcie między tworzywem, ślimakiem i ścianką cylindra oraz przez ogrzewanie cylindra: oporowe, indukcyjne, bądź gorącą ciecz omywająca cylinder. Po przejściu wyciskanego tworzywa przez głowicę trafia ono do kolejnych urządzeń, w których następują dalsze operacje: kalibracja, chłodzenie, zdejmowanie, cięcie, nawijanie lub układanie na stos.

  1. Istota procesu wyciskania i przykłady zastosowań.

Wyciskanie – proces ciągły stosowany przede wszystkim w wytwarzaniu półwyrobów z tworzywa w postaci granulatu lub proszku.

Produkty: rury i inne puste profile, profile wielokomorowe (np. ramy okienne), płyty o grubościach od 0,3-30mm i szerokościach do 3,5 m, kształtki, powlekanie kabli i drutów.



  1. Metody wytwarzania folii i możliwe do uzyskania wymiary.

Folie w zależności od ich szerokości wytwarza się dwoma zasadniczymi metodami.

Do wyciskania folii płaskich o szerokościach do 4m stosowana jest metoda Chill-Roll – tworzywo wyciskane jest skośnie w dół przez dyszę szerokoszczelinową o wysokości szczeliny 1 mm i przechodzi przez chłodzone walce zmniejszając przy tym grubość do ok. 10m.



Folie o szerokościach większych od 4 m wytwarza się metodą nadmuchiwania. W tym celu stosuje się specjalną głowicę pozwalającą na wyciskanie rękawa, folii o znacznej szerokości, jest on nadmuchiwany sprężonym powietrzem, przy czym zwiększa swą średnicę (do pięciokrotnej) i przechodzi przez walce rozciągające go w kierunku osiowym. Folia przechodzi następnie poprzez blachy prowadzące i walce zamykające do urządzenia nawijającego. Obwód rękawa foliowego może sięgać 16 m przy grubości 20-350 m. Całe urządzenie może osiągać wysokość do 20m.


  1   2   3


©operacji.org 2017
wyślij wiadomość

    Strona główna