Contributii la proiectarea uneii serii parametrice de dopuri pentru flacoane Absolvent Negescu Ion Eusebiu Coordonator Neacsa Marin A fi împreună… [309179]

LUCRARE DE LICENȚĂ

Contributii la proiectarea uneii serii parametrice de dopuri pentru flacoane

Absolvent: [anonimizat]!

[Henry Ford]

CUPRINS

Introducere

Capacul este partea unui recipient sau container care are scopul de a închide sau de a permite închiderea sau izolarea conținutului acelui obiect 
Capacul flaconului sigilează deschiderea de sus a unei sticle. 
[anonimizat]. 
Capacele din plastic pot avea un canal de turnare.[anonimizat]. 
[anonimizat].Prelucrarea acestuia se poate face la cald sau la rece . 
Proprietățile materialului sunt : 
-densitatea care este mult mai mică decât densitatea metalelor ; 
-stabilitatea chimică mult mai mare comparativ cu cea a metalelor ,o sabilitate chimică este și anticoroziunea; 
-rezistență mecanică; 
-proprietăți optice care constă în transparență scăzută a plasticului comparativ cu cea a sticlei ; 
Fiind o [anonimizat] ,[anonimizat] . 
Consumul maselor plastice crește anual timp de mai bine de aproape 50 de ani ajung în ziua de azi la aproximativ 110 milioane de tone în anul 2009 comparativ cu procentul de 5,5 milioane de tone produse la anii’50 . 
Atât recipientele cât și dopurile de plastic constituiesc un procent considerabil de 19% din totalul de plastic produs. 
O bună politică a reciclării plasticelor conduce la un mediu mai bine protejat de poluatie .

materialul va fi supus unor procese de recuperare .

[anonimizat]. 
-Figura A1 a [anonimizat] .În acest caz

Fig.A1

-Figura A2 reprezinta nerespectarea reciclarii fapt ce conduce la o pierdere de material dar si cresterea poluarii pentru mediul inconjurator.

Fig A2

Aproximativ în procent de 4% din consumul de energie al țărilor este folosit pentru producerea de mase plastic e, datorită gamei largi de utilizare al acestuia în diverse domenii.Reciclarea maselor plastice conduce la o [anonimizat] a produce din nou masă plastică. 
Se puate lua în considerare faptul că reciclarea unei singure sticle de plastic valorează cât alimentarea unui bec de 60W timp de aproximativ 6 ore.

Exemplu de reciclare a materialelor plastice:

FigA3

2 [anonimizat] 5 litri este atribuită o toartă ce permite transportarea lui Fig A4

Fig A4

[anonimizat] .Acest fapt creeaza un disconfort in randul clientilor .[anonimizat] .

Pretul actual al unu dop de flacon este cel afisat in Fig A5

Pretul de la un producător la altul are o [anonimizat]nd destul de mare.Capacul este din plastic cu dimensiunea de 48mm cu filet,filetul fiind o nervură de tip elicoidală cu dispunere pe suprafață conică sau cilindrică.Ele au mai multe întrebuințări cum ar fi industria de sucuri , a apei potabile , la anumiți detergenți auto sau casnici sau la detergenții auto . 
Modul de transport al sticlelor cu capac de 5 litri poate fi : 
-singural ,caz în care sticlă dispune de un mâner pentru transport Fig A6 .

Fig A6 (mod de transport cu ajutorul mânerului)

-comun ,caz in care se pot transporta mai multe flacoane cu ajutorul unei folii de plastic Fig A7

FigA7(transport comun al flacoanelor de apa)

( Figura A10)

Pentru tesirea marginilor dopului este necesar folosirea comenzii ,,Fillet” , comandă evidențiată

si în figura urmatoare: (Figura A11)

Pentru tesirea necesară marginilor se va considera o valoare de o.5mm ;aceasta operatie este necesară deoarece obiectul are muchia ascuțită fapt ce creează un disconfort la atingere mai ales în cazul în care se înfiletează sau se desfiletează dopul care este sigilat pe flacon.

Următorul pas este acela de a creea un mâner care sa fie în corporat in dop reprezentat în FiguraA12.

Se vor lua dimensiune considerate si anume dimensiunile urmatoare:

– înălțimea de 11mm;

– lățimea de 11mm;

-grosimea de 2.5mm;

-spatiul canalului de 5mm;

– înălțimea canalului de 8mm;

(Figura A12)

Comanda urmatoare folosită este ,,Extrude’’ ,scopul comenzii este acela de a creea mânerul propriu-zis:

(Figura A13)

Valorea lungimii acestuia s-a ales de 7mm lățime.Pentru creearea celui de-al doilea mâner se va repeta aceeasi comandă cu specificatia ca acesta se va situa în partea opusa. Fig A14

(Figura A14)

Aplicarea repetată a comenzii ,,Fillet’’ va conduce la netezirea suprafetelor dopului prezentate in figura A15.

In final,ultimul pas este acela de realiza si filetul (Figura A16)

Dimensiunile alese reies din (Figura A17)

După finalizarea dopului se va realiza toarta reprezentată in (Figura A18)

Desenul 2D se va finaliza cu ajutorul comnezii ,,Sweep” din (Figura A19)

Crearea cârligului se face asemănător ca și în cazul mânerului anterior exemplu (Figura A20)

Crearea mânerului (FiguraA21).

Toate aceste elemente vor fi supuse unui process de asamblare ,process definit de următoarele comnezi:

-Comanda ,,Create New Fille-Metric-Standard(mm)’’ reprezentate in (Figura A22)

-Comanda ,,Component-Place Component” (Figura A23)

-Plasarea componentelor in spatiu : (Figura A24)

-Efectuarea comenzii ,,Joint’’ (FiguraA25)

– Îmbinarea coponentelor: dop-manaer-carlig

(Figura A26)

-Finalizarea ansamblului :Figura A27

Materialul aplicat prototipului 3d este ABS-ul ,material care apartine clasei de materiale plastice.

Acest material are în componenta sa copolimeri Acrilonitril-Butadien-Stiren.

Un mare avantaj îl reprezintă faptul că materialul este unul ieftin si accesibil,gradul de rezistenta la impact este ridicat,rezistent la contactul cu alte material sau alte corpuri ,

Materialul este folosit în mai multe sectoare ale industriei cum ar fi :industria electrocasnicelor, cea a masinilor auto sau în industria parfumeriilor.

Aplicarea materialului ales pentru crearea prototipului Figura A28 .

(FiguraA28)

Figura A30 reprezintă definitivarea protipului cu materialul respectiv ales .

Formulele chimice prezente ale monomerilor din ABS sunt prezente în Figura A29.

(Figura A29)

Pentru testarea ansambului se va accesa comanda ,,stress analysis’’ Figura A31

(Figura A31)

Se va considera o valoare de 100N care este echivalentă valorii de 10Kg greutate rezultată de la cele două flacoane. Următorul pas este selectarea constrîngerilor:Figura A32

Aplicarea fortei cu valoarea de 100Newtoni Figura A33:

(Figura A33)

Generarea simulării:

Stress Analysis Report

Project Info (iProperties)

Status

Physical

Note: Physical values could be different from Physical values used by FEA reported below.

Static Analysis:1

General objective and settings:

Mesh settings:

Material(s)

Operating conditions

Force:1

Selected Face(s)

Fixed Constraint:1

Selected Face(s)

Contacts (Bonded)

Results

Reaction Force and Moment on Constraints

Result Summary

Printarea 3d este o tehnică simplă și rapidă de a realiza un obiect din mediul virtual și a-l tranforma în realitate. 
Cu ajutorul prototipării rapide,ideile, fie ele schițe, planurile 2d, modele 3d pot acum, într-un interval scurt de timp, să devină obiecte fizice, reale. Spre deosebire de cunoscutele metodele tradiționale de fabricație prin care formele sunt realizate fie din turnarea unor materiale în matrițe existente, fie prin îndepărtarea materialului în exces din materialul de bază / proces substractiv, printarea 3D pornește de la modelul digital pe care îl transformă în forme solide prin depunerea succesivă de straturi de material, unul peste altul, urmândindicațiile date de computer. 
Imprimantă 3D este capabilă să realizeze doar modele 3D care inițial sunt în format digital,înformat STL. 
Această metodă desparte fișierul în straturi orizontale citite unul după altul și așezate înformă ,strat cu strat și în funcție de materialul ales FigA

Printarea 3D este o metodă foarte necesară în realizarea unui prototip că și în cazul dopurilor de flacoane.

Ca si în cazul printării 3D pentru dopurile de flacoane se apelează la asa numita metodă FDM

(Fused Deposition Modeling) ce presupune modelarea prin extrudare plastic ,materialul depus fiind topit.

Această tehnologie este cea mai des folosită datorită simplității si a accesibilității acesteia .

Tehnologia de printare presupune trecerea unui filament din material plastic printr-un extrudor ce îl încălzește până la temperatura de topire fig

Materialul se va aplica apoi uniform prin extrudare strat peste strat cu o mare precizie pentru printarea fizică a modelului 3D conform fisierului CAD.

Pentru productia în masă a dopurilor de flacoane ,printarea 3D nu este eficientă,doar prototipul poate fi creat pentru teste.

În cazul unei producții în serie se apelează la injectarea pieselor din masă plastică.

Prelucrarea prin injectie este procesul prin care materialul plastic, adus în starea de curgere prin intermediul actiunii căldurii, este introdus, prin presiune, în cavitatea unei anumite matrite unde va avea loc răcirea și solidificarea acestuia.

Plasticele sunt materiale comune cu majoritatea domeniilor de activitate, în industria constructoare de masini, industria aeronautică, alimentară (ambalaje, cutii, etc.), industria ușoară (a bunurilor de un larg consum,jucarii,etc).Ele sunt prezente chiar si în industria farmaceutică cum ar fi seringile de unică folosință sau ambalajele si capsulele medicamentelor.

Prin injectia materialelor plastice se pot crea o varietate largă de culori ceea ce prezintă un mare avantaj.Un alt avantaj îl reprezeintă faptul că piesele se pot vopsi .

Această tehnologie de injectie a maselor plastice se poate adresa mai multor domenii de activitate,acestea prezentând un design atractiv dar si o calitate superioară.

Se poate considera că matritele de injectie a maselor plastice pot veni ca o alternativă la piesele metalice care sunt greu de prelucrat.

Procesul de injectie este un fenomen ciclic,fiecare ciclu in parte cuprinde mai multe operatii cum ar fi :

-alimentarea materialului supus la injectie(dozarea);

-topirea si încălzirea materialului in cilindrul masinii;

-închiderea matritei de injectie;

-introducerea materialului care este topit sub presiune;

-solidificarea si răcirea materialului din matrita;

-deschiderea matritei;

-ejectarea piesei din matrită ;

În figura următoare este prezentat procesul de injectie a unei piese:

SCHEMA DE PRINCIPIU A INJECTĂRII

Pasii:

a) injectarea materialului;b)solidificarea topiturii; c) deschiderea matritei si ejectarea reperului dinmatrita;1.Platanul mobil; 2. Matrita; 3.Platanul fix; 4. Duza masinii; 5.Cilindrul; 6.Corpul de incalzire; 7. Melc; 8. Palnie pentru alimentare;9.Sistem de antrenare in miscare de rotatie; 10.Sistem de actionare in miscare de translatie; 11.Piesa injectată.

Avantajele acestei tehnologii sunt:

-randament ridicat de productie;

-crearea pieselor de o mare complexitate a formelor;

-costuri reduse pentru fabricatie comparativ cu alte procedee existente de fabricatie.

Dezavantajele rezultate din această tehnologie sunt:

-stabilitatea termică a materialului este scăzută (70 grade celsius pana la 200 grade celsius);

-duritate scăzută comparativ cu sticla sau metalul;

-coeficinet de dilatare termică mare.

Crearea matritei de injectie:

-Se alege originea planului de lucru pentru comanda ,,rectangle’’ în acest caz axa yz FigA35

– următorul pas este alegerea comandei ,,extrude’’ ,aceasta va genera un solid care va cuprinde si dopul FigA36:

FigA36

-Selectarea comandei ,,combine’’ (FigA37):

-Alegerea comandei ,,Split’’ (FigA38) ,comanda va despărți în două solidul:

-Finalizarea matritei (FigA39)

Ergonomia

Domeniul ergonomiei reprezintă domeniul care se ocupă cu interacțiunea dintre ființele umane și obiectele pe care acestea le folosesc.

Ergonomia se mai poate numi si ingineria umană.Prin intermediul ergonomiei se doreste optimizarea formei ,a modului de ultilizare al obiectelor si echipamentelor în așa fel încât acestea să corespundă asa cum trebuie cu ramura fiziologică umană.

Prin intermediul ergonomiei ,echipamentele sau obiectele create sunt mai usor de folosit si de manipulat.

Spre exemplu un floacon care are o toartă cu o forma care să incomodeze mâna transportatorului poate fi modificată astfel încât forma finală aplicată acestuia să fie atât practică cât să nu creeze dinsconfort,dar si prietenoasă ,pretul fiind justificat si de multitudinea de variante de design .

Se poate spune că ergonomia este omniprezentă,orice obiect realizat a fost trecut printr-un test de ergonomicitate.

Nimic nu este la voia întâmplării în ceea ce priveste stabilirea principiilor ergonomice.

Se poate deduce faptul că atat utilizarea echipamentelor cât si cea a obiectelor se face mai usor.

Productivitatea va putea fi avantajată, scăzându-se la randul lor numarul de accidente nedorite si neplanificate datorate unor anumite greseli în cadrul exploatarii.

In cazul mânerului se pot lua în considerare mai multe variante cum ar fi:

-prima varian tă reprezentată de figura A40:

FigA40

-A doua varianta de mâner(FigA41):

FigA41

Designul ambalajelor

Decorul ambalajului va trebui sa raspunda numeroaselor imperative.Acesta trebuie sa creeze profilul protrivit unui produs,sa se diferentieze sis a ofere informatii.Corespondenta cu anumite restrictii legale trebuie sa fie existent.

Ca si in cazul dopului cu maner de flacon, forma cat si ergonomia va influenta decizia clientului de cumparare,clientul aflundu-se fata in fata cu ambalajul.

Decizia este luata de client care are o multitudine de optiuni alternative.
O marca bine conceputa sau o denumire comerciala realizate corespunzator pot capta atentia clientului prin forma sau culorile caracteristice.

Ambalajul are nevoie de grafica simpla ,cu un nume scurt,usor de pronuntat in mai mare majoritate a limbilor.

Imaginile impreuna cu textul trebuie sa permita usor distingerea sticlei de apa.

Ca si strategie ,produsul va fi amplasat bine in magazine,adica in locul sau natural,unde clientii se asteapta sa il gaseasca,lucrul acesta nu evidentiaza mai mult designul.

Variante din considerente estetice

Pe piata sunte existent flacoane cu manere de diferite tipuri ,forme sau ergonomie .

In figurile urmatoare sunt prezentate cateva variante actuale: