Pescuitul este activitatea de a prinde cu ajutorul unor instrumente speciale diverse varietăți de pește sau alte vietăți acvatice. Pescuitul are… [608060]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

1. Introducere
1.1. Cadru general
Pescuitul este activitatea de a prinde cu ajutorul unor instrumente speciale diverse varietăți de pește sau
alte vietăți acvatice. Pescuitul are diverse scopuri : alimentar, recreativ (pescuit sportiv) sau cu țel industrial. În
această lucrare vom prezenta cum industria și dezvoltarea met odelor tehnologice inovatite pot contribui într -un
mod eficient și nou pentru realizarea împlinirii pasiunilor prin pescuitul sportiv cu utilizarea unei năluci. Nălucile
spre deosebire de momeala naturală precum viermii , râmele, insectele, etc , pot fi refo losite mereu și din nou
pentru a prinde mai mulți pești. Nălucile pot fi de mai multe tipuri : lingurițe oscilante, lingurițe rotative, vobler
(lure), momeli moi rotative (spinnerbait), năluci suple (shad, jerk), năluci metalice sau cicade , dar în această
lucrare ne vom axa pe cele de tip vobler . De asemenea, unele denumire nu se regăsesc în momentul de față
în terminologia limbii române, iar din acest motiv vo m specifica și termenii de specialitate europeni.

1.2. Scopul lucrării
Prezenta lucrare p rezintă realizarea unei matriț e de turnare prin injecție a pieselor de tip voblere de
pescuit , cât și modul de realizare a voblerelor cu ajutorul fabricație i aditiv e. În acest scop am creat o matriță de
turnare prin injecție cu cinci cuiburi pentru realizarea voblerelor pentru o realizare simplă a voblerelor având o
calitate bună. Iar pentru realizarea voblerului prin fabricați a aditiv ă am realizat teste specifice pentr u material
prin încercarea de încovoiere prin șoc și verificarea rezistenței mecanice a zonelor de sudare în urma trecerii
filamentului.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

2. Stadiul actual al temei

2.1. Definiție vobler
Voblerul este o nălucă artificială care imită un peștișor ce constituie hrana peștilor răpitori. Voblerul imită în
mod precis cele mai importante elemente a hranei vii , respectiv a unui peștișor : mișcarea, forma,
dimensiunea, culoarea. Este realizat pentru a simboliza momeala și este folosit pentru a atrage și a agăța
pești. Voblerul este un termen nou apărut în limba română, cunoscut din limba engleză sub forma de
„lure”. Voblerul face parte din categoria nălucilor de pescuit. Voblerul este confecționat din lemn, plastic
sau metal cu unul, două sau trei cârilge fixate la baza voblerului. După cum este bine știut în pescuitul cu
momeli există un ansamblu format din : lanseta sau undiță (vargă), mulineta cu tambur pe care se
înfășoară firu l de pescuit și voblerul care se atașează de firul de pescuit.

Fig. Voble r [1]
2.2. Clasificare vobler
Pentru a putea realiza un vobler este nevoie să ținem cont de modul de acți une a acestuia în apă și de
specia de pești vizați și vom ține cont parțial și de perioada anuală în care pescuim. Prin urmare vom
clasifica voblerul după următoarele criterii de bază :
a) Clasificare după forma :
• Corpului
• Barbetei sau buza de scufundare
b) Clasificare după modul de acționare a voblerului
• De suprafață (între 0 și 0, 5 m adâncime de scufundare)
• De sub -suprafață sau între ape (între 0, 5 și 1,5 m adâncime de scufundare)
• De adâncime (mai mult de 1,5 m adâncime de scufundare)

LUCRARE DE DIPLOMĂ

c) Clasficare în funcție de structura internă
• Cu bil ă fixă
• Cu b ilă migratoare
d) Clasificare după dimensiunile unui vobler
• Între 25 și 50 mm
• Între 50 și 100 mm
• Mai mari de 100 mm

a) Clasificare după forma :
• Corpului
Mărimea și forma corpului voblerului influențează modul de acți une al voblerului. Aceiași barbetă utilizată cu
corpuri diferite are mișcări variate . Este necesar a se ține cont de modul în care este poziționată greutatea în
corpul voblerului pentru a lucra cu barbeta sau pentru a avea acțiune în contact cu apa. În funcție de
poziționarea greutății în structura corpului este influențat modul de scufundare.

Fig. Modul de poziționare a greutăților în corpul voblerului și mișcarea rezultată [2]
• Barbetei sau buza de scuf undare
Forma barbetei este importantă în proiectarea voblerului deoarece aceast a impu ne în general
mișcarea pe care o poate realiza voblerul cât și adâncimea de scufundare a voblerului pentru dimensiunile de
scufundare la care a fost proiectat . Putem avea barbete de diferite forme și dimensiuni, la diferite unghiuri de
pătrundere în apă. Este important să potrivim barbeta cu corpul voblerului pentru a obține doar acțiunea pe
care dorim să o desfășoare voblerul. Unghiul buzei de scufundare joacă un rol foarte important, dar nu este
factorul care schimbă adâncimea de scufundare la care a fost realizat corpul.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Motivul pentru care un vobler cu acțiune de sub -suprafață și de adâncime se scufundă atunci când sunt
acționate este următorul : faptul că se creeaz ă o forță descendentă prin acționarea voblerului de buza de
scufundare (barbeta) care este suficientă pentru a depăși forța ascendentă creată de flotabilitatea voblerului
conform [WIK] . Pentru a obține o scufundare mai adânc ă sau o tragere mai lentă către suprafață, presupune
să crească sau să scadă forța descendentă. Schimbarea unghiului barbetei nu crește sau nu scade forța, ci
doar schimbă direcția de la care provine forța descendentă. Modalitatea de a crește sau scădea forța
descendentă este de a modif ica dimensiunea barbetei, în special lungimea.

Fig. Mișcări impuse prin barbeta voblerului [3]
La o barbetă mai lungă este indicat să aibă un unghi cât mai aproape de orizontală. Este nevoie de ajusta rea
unghiul ui forței descendente pentru c ă altfel voblerul nu se va putea scufunda după caracteristicile proiectării.
Iar pentru barbeta mai scurtă este necesar ca unghiul să fie reglat spre valoarea de 90°, altfel existând
posibilitatea să nu acționeze corespunzător conform [WIK] . Vom ține cont d e faptul că există dezechilibre în
caracteristicile barbetei, curenții din apă sunt niște factori influențabili și mișcarile impuse de mulinet ă sunt
niște factori care spun de ce voblerul tinde spre o mișcare nedorită în general într -o parte. Acest lucru f ace ca
barbeta să ia mai multă apă pe partea opusă, astfel întorcând -o înapoi și invers. În general lățimea barbetei nu
are un rol important pentru adâncimea de scufundare prin faptul că dacă creștem forța apei de pe barbetă
provoacă o mișcare laterală, nu determină adâncimea de scufundare.
Din practică s -a observat că barbeta cu un unghi aproape de orizontală are o acțiune de scufundare într -un
timp mai scurt și ajunge mai repede la adâcimea maximă decât unghiul barbetei care tinde spre verticală care
durează mai mult să ajungă la adâncimea maximă tinzând să rămână între ape ceea ce ne este folositor.
Un rol foarte important al barbetei este acela că imprimă voblerului o mișcare ademenitoare pentru pește.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Mișcări impuse prin barbeta voblerului asupra două corpuri distincte [3]
b) Clasificare după modul de acționare a voblerului
• Voblerele de suprafață
Voblerele de suprafață sunt pentru peștii răpitori care atacă la suprafaț a apei . Ele acționează între
valorile de 0 și 0, 5 m în adâncime. P utem să le categorisim în două grupe :
– Prima grupă : cele care plutesc încontinuu și rămân mereu la suprafața apei la care variază mișcarea
liniară.
În imaginea următoare putem observa acțiunea unui vobler din prima categorie căruia i se impune o
mișcare de timp Z sau “mersul c âinelui ”. Fiind una dintre cele mai utile și eficiente tehnici de ademenire.
Mișcarea se impune astfel : se aruncă vârful tijei spre apă într -un unghi de 45° și apoi se deplasează vârful
lansetei în jos cu un unghi de 90° la care i se imprimă o mișcare de zvâcnire și se repetă mișcarea pentru
a se obține deplasarea în Z conform [WIK] .

Fig. Vobler de suprafață acționat în Z [2]
– A doua grupă: cele care pătrund în adâncime la care variază mișcarea în funcție de caracteristicile date
în urma proiectării, dar și de mișcarea impusă de lansetă. Voblerele pătrund în apă și în funcție de forma

LUCRARE DE DIPLOMĂ

barbetei care determină într -o măsură adâncimea de scufundare despre care am precizat la subpunctul
a). Iar după acționare dacă mișcarea nu se mai impune, ele revin la suprafață.

Fig. Vobler cu acțiune la suprafața apei cu posibilitate de scufundare [2]
Mișcarea acestui tip de vobler este impusă de lansetă , iar voblerul tinde să revină la suprafață după cum
putem observa și în imaginea urmatoare.

Fig. Mișcarea impusă caracteristicilor voblerului [2]
• De sub -suprafață sau între ape (între 0, 5 și 1,5 m adâncime de scufundare)
Voblerele de sub -suprafață sau între ape sunt semiscufundătoare însemnând că atunci când mișcarea
impusă nu este menținută constant ele tind să urce spre minimul intervalului de acționare a acestora. Nu urcă
mai mult de ad âncimea minimă și nici nu se scufundă mai mult decât adâncimea maximă la care sunt

LUCRARE DE DIPLOMĂ

proiectate. Aceste caracteristici de scufundare sunt determinate de greutatea corpului cuprinzând structura
internă a corpului și de dimensiunile și unghiul barbetei.

Fig. Vobler cu acțiune de sub -suprafață [2]
• De adâncime (mai mult de 1,5 m adâncime de scufundare)
Voblerele de adâcime sau scufundătoare sunt cele care se acționează cel mai des pe fundul apei.
Acestea sunt favorabile de utilizat când solul prezintă bolovani, copaci sau orice tip de prag întâlnit în
apă deoarece este un mediu propice în care peștele se află. Iar aceste voblere ajungând pe fundul
apei putem să realizăm o mișcare de tip salturi putând a se escalada prin mișcarea impusă
obstacolele.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Vobler cu acțiune în adâncime [2]
c) Clasficare în funcție de structura internă
Este de precizat faptul că în structura corpului există greutatea în plus față de greutatea materialului și
a structurii de prindere. Vom ține cont că în general greutatea pusă pentru a menține echilibru l în
corpul voblerului și pentru a avea o bună funcționare a voblerului se utilizează o greutate sub formă de
bilă sau formă dreptunghiulară .

Fig. Structura internă a voblerului cu o greutate fixă și bilă fixă [4]
• Cu bil ă fixă
Voblerele cu bi lă fixă după cum se poate observa și în fig. Aju tă la parcurgerea adâncimii pentru care
s-a proiectat voblerul, iar modul de poziționare a bilei este de asemenea important în determinarea mișcării de
scufundare după cum s -a observat în fig. Iar în situația în care lipsește greutatea din corpul voblerul ui în cazul
în care acesta este de dimensiuni mici, bila fixă este cea care înlocuiește greutatea.
• Cu bilă migratoare
Scopul bilelor migratoare este pentru a putea fi lansate la o distanță mai mare prin deplasarea bilei
sau bilelor într -un canal și pentru zgomotul pe care îl realizează în apă ceea ce determină peștele să
atace momeala.
d) Clasificare după dimensiunile unui vobler:
• Între 25 și 50 mm
Aceste voblere se folosesc în general pentru pești de dimensiuni mai mici la pescuitul pe râuri sau
lacuri. Se caracterizează prin următoarele aspecte : greutate mică aproximativ între 1 și 8 grame în
funcție de modul de acționare a voblerului ; forme diferite atât a corpului cât și a barbetei ; se impune o

LUCRARE DE DIPLOMĂ

adâncime de scufundare între 0 și 1 metru și fiind ușoare nu se poate atinge o distanță mare de
lansare.
• Între 50 și 100 mm
Aceste voblere se folosesc în general pentru pești de dimensiuni medii spre mari la pescuitul pe fluvii
sau lacuri. Se caracterizează prin următoarele aspecte : greutate medie spre ma re în funcție de locul
în care sunt folosite cele cu acțiune la apă sărată fiind mai grele. În general între 4 și 17 grame ; forme
diferite atât a corpului cât și a barbetei ; se impune o adâncime de scufundare până în 2 metru și
având o greutate relativ mar e se poate atinge o distanță mare de lansare.
• Mai mari de 100 mm
Aceste voblere se folosesc în general pentru pești de dimensiuni mari la pescuitul pe fluvii sau la
mare. Se caracterizează prin următoarele aspecte : greutate medie spre mare în funcție de lo cul în
care sunt folosite cele cu acțiune la apă sărată fiind mai grele. În general între 10 și 150 grame ; forme
diferite atât a corpului cât și a barbetei ; se impune o adâncime de scufundare de peste 2 metru și fiind
o greutate considerabilă se poate atin ge o distanță mare de lansare.

2.4. Tehnologii de fabricație
a) Procesul de injecție
b) Procesul tehnologic de strunjre
c) Procesul de așchiere în lemn

a) Procesul de injecție
Procesul de formare prin injecție constă în aducerea amestecului pe baza de polimeri termoplastici în
stare plastică, urmată de introducerea sa sub presiune într -o matriță relativ rece în care trece în stare
solidă. În general se prelucrează materiale termoplastice cum ar fi : polietilena, polipropilena, polistiren,
policlorura de vinil, po liamida, ABS, etc. Prin acest procedeu se pot obține produse cu forme complicate și
cu proprietăți dorite. Productivitatea unei mașini de injecție este ridicată, durata unui ciclu de injecție nu
depășește în general 1 -2 minute, chiar și la piesele cu greut ate mare. În acest procedeu se pot utiliza
matrițe cu un cuib sau mai multe cuiburi, fapt care contribuie la mărirea productivității mașinii de injecție.
Procesul de injecție este un fenomen ciclic, fiecare ciclu cuprinde mai multe operații :

LUCRARE DE DIPLOMĂ

-alimentarea materialului
-încălzirea și topirea materialului în cilindrul mașinii
-închiderea matriței
-introducerea materialului topit sub formă de presiune
-răcirea și solidificarea materialului din matriță
-deschiderea matriței
-eliminarea pieselor in jectate . Conform [5].

Fig. Schema de principiu a injectării : a) injectarea materialului în matriță b)solidificarea și răcirea topirii
c)deschiderea matriței și aruncarea reperului în matriță [5]
1. Platanul mobil; 2. Matrița; 3. Platan fix; 4. Duza mașinii; 5. Cilindru; 6. Corp de încălzire; 7. Melc; 8.
Pâlnie de alimentare; 9. Sistem de antrenare în mișcarea de rotație; 10. Sistem de acționare în
mișcarea de translație; 11. Piesa injectată.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Procedeul de injectare [6]
Procesul de formare prin injecție este o metodă avantajoasă și eficientă putând să producem un număr mare
de piese de același fel. Permite trecerea de la aluminiu sau metal la plastic. Creșterea produc tivității în
industrie în zilele de astăzi reprezintă u n avantaj, dar în domeniul fabricării voblerelor nu întotdeauna o
productivitate mare este ceea ce ne dorim. Este un domeniu în care dezvoltarea este necesară și de -o
importanță sporită. De asemenea, calitatea este un factor important. Iar din acest motiv atât producătorii cât și
beneficiarii preferă în majoritatea situaților să aibă parte de un produs realizat, gândit și proiectat de oameni cu
experiență în domeniul pescuitului care pot prin tehnică să răspundă cerințelor cumpărătorilor. Faptul că
achiziți a echipamentului are un cost ridicat este în multe situații un inconvenient și are un impact negativ
asupra mediului. Prin urmare tehnologia aditivă reprezintă în această situație un avantaj. [6]

Fig. Mașin ă de injectare a voblerelor [7]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

b) Procesul tehnol ogic de strunjre
Strunjirea reprezintă operația tehnologică de prelucrare prin așchiere a unui material, operație efectuată
pe un strung utilizată la realizarea suprafețelor conice, cilindrice sau profilate, interioare sau exterioare.
Mișcarea de rotație este mișcarea pri ncipală relativă care se află între piesă și scula așchietoare. În cazul
strunjirii se rotește piesa de prelucrat , iar nu scula așchietoare. Piesa efectuează o mișcare de rotație, iar
cuțitul de strung efectuează mișcarea de avans, care poate fi paralelă cu axa arborelui principal al strungului
sau perpendiculară pe ea sau oblică, corespunzător celor trei sănii ale strungului. Cuțitul de strung este sub
forma unui corp prismatic, prevăzut cu tăișuri : principal și secundar. [8]
Părțiile principale ale strungului universal ar fi : păpușa fixă, batiul, păpușa mobilă, sania longitudinală. [8]

Fig. Operații de strunjire [8]

Fig. Muchiile și suprafețele cuțitului de strunjit [9]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Piesa care urmează a fi prelucrată se fixează într -un dispozitiv în funcție de forma și dimensiunea
piesei. Cel mai des se folosește sistemul de fixare al pieselor în mandrina universal.
Universalul este un dispozitiv de prindere, prevăzut cu bacuri de fi xare: două, trei sau chiar patru . În acest
dispozitiv se realizează centrarea și strângerea pieselor simultan. Bacurile se deplasează în canalele din
corpul universalului, fiind antrenate de un filet plan aflat pe fața frontală a roții dințate, iar roata d ințată este
antrenată de pinionul conic.
De asemenea, mai putem alege varianta de fixare a pieselor pe dorn, recomandat pentru piesele tubulare
care urmează să fie prelucrate la exterior. În cazul nostru pentru obținerea piesei cu ajutorul strungului cu
prindere pe un dorn vom alege un semifabricat tubular din lemn sau realizat prin fabricație aditivă.
Dornurile cu strângere permit ca la o singură așezare pe mașina -unealtă să se prelucreze suprafața
exterioară de revoluție și fețele frontale ale semifabric atului. [10]

Fig. Dispozitivul universal [10] Fig. Fixarea piesei pe dorn [10]

c) Procesul de așchiere în lemn
În cazul fabricării voblerelor vom discuta despre procesul de așchiere obținute cu ajutorul mașinilor cu
comandă numerică prin frezare și obținerea prin așchierea manuală realizată pe un ferăstrău cu bandă.
Vom discuta în primul rând despre cel mai întâlnit proces de prelucrare prin așchiere :
Frezarea: este un procedeu de prelucrare prin a șchiere în care suprafa ța piesei este generat ă progresiv,
prin înlăturarea surplusului de material sub forma de a șchii. Freza este o sculă așchietoare cu mai multe
tăișuri, pentru prelucrarea supraf ețelor plane și profilate, a canalelor de diferite forme etc. În cazul frezării,
mișcarea principală de așchiere este executată de sculă, iar mișcarea de avans de piesa de prelucrat (mai rar
de sculă).
Regimul de așchiere la frezare este caracterizat de:

LUCRARE DE DIPLOMĂ

– adâncimea de așchiere(t);
– avansul de așchiere(s);
– viteza de așchiere(v).
Mișcarea principală de așchiere se realizează cu viteza de așchiere v. Mărimea vitezei de așchiere se
poate determina cu ajutorul unor relații experimentale sau se alege din no rmative în funcție de:
– schema de lucru adoptată;
– natura și materialul sculei;
– materialul de prelucrat . Conform [10].

Fig. Mișcările necesare în procesul de așchiere [10]

Fig. A. Frezarea în sensul avansului ; B. Frezarea în sens contrar avansului [10]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Viteza de așchiere corespunde muchiilor așchietoare aflate pe circumferința frezei de diametru D și cu ajutorul
acesteia se calculeaz ă turația .

Fig. Centru de frezare vertical în 3 axe, HURCO VM10i [11]
De asemenea, există și o metodă clasică de fabricare a voblerelor. Este o metodă care presupune un timp
de producție mai mare decât în cazul când se utilizează mașina cu comandă numerică. Așchierea manuală
cu ajutorul unui ferăstrău cu bandă este mult mai rapidă decât utilizarea unui cuțit de sculptură. Ferăstrăul
este realizat cu scopul de a realiza tăieturi mici, neregulate precum cele necesare în realizarea unui vobler.

Fig. Ferăstrău cu bandă reprezentare [2]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

2. Proiectare vobler
2.1. Modelul 3D – Variante constructive
O primă variantă constructivă în model 3D a unui vobler se poate observa în figura de mai jos (Fig. ) .
Este un vobler cu o dimensiune a corpului de 50 [mm] , cu o barbetă proiectată la un unghi de 45° și cu suport
de susținere a barbetei. Suportul de susținere a barbetei nu se găsește întotdeauna în construcția unui vobler.
Modul de acționare a voblerului este de adâncime. Bila fixă are un diametru de Φ3,8 [mm], iar pentru bila
mobilă există un canal cu un diametru de Φ 3,6 [mm] și o adâncime de 4 [mm]. În interiorul vobler ului există o
cameră pentru aer cu o suprafață de 45,27 [mm²].

Fig.

Fig.
În cazul celei de a doua variantă constructivă se poate observa un altfel de concept de vobler. Este un
vobler cu o dimensiune a corpului de 54 [mm], cu o barbetă proiectată la un unghi de 40°, dar fără suport de
susținere. De multe ori se prefer ă varianta fără suport de susținere. Modul de acționare a acestui vobler se

LUCRARE DE DIPLOMĂ

poate introduce în primele două categorii de clasificare, fiind de suprafață și în același timp în funcție de modul
de acționare impus, are acțiune și de sub -suprafață sau sub altă denumire pe care o vo m folosi, între ape. Bila
fixă are un diametru de Φ5,6 [mm], iar pentru bila mobilă există un canal cu un diametru de Φ 5 [mm] și o
adâncime de 4 [mm]. În interiorul vobler ului există o cameră pentru aer cu o suprafață de 334 [mm²].

Fig.

Fig.
Iar în cazul celei de a treia variantă constructivă se poate observa un vobler de dimensiune mare .
Este un vobler cu o dimensiune a corpului de 102 [mm], cu o barbetă proiectată la un unghi de 35°, dar fără
suport de susținere. Modul de acționare a acestui vobler este în special de adâncime, dar fiind un vobler care
se folosește la pescuitul la mare el are o acționare de la suprafață spre adâncime tre ptată . Bila fixă are un
diametru de Φ7,6 [mm], iar pentru bila mobilă există un canal dreptunghiular de lungime de 24,5 [mm] , lățime
de 3 [mm] și o adâncime de 4 [mm]. În interiorul vobler ului există o cameră pentru aer cu o suprafață de
616,04 [mm²]. Pe suprafața barbetei s -a realizat o concavitate de 2 [mm].

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig.

Fig.
Pentru fiecare variantă constructivă în vederea ansamblării elementelor necesare pentru a putea fi
folosit voblerul, avem următoarea construcție : inelul de sus ținere a ancorei.

Fig. Inel susținere a ancorei

2.2. Justificarea variantei alese

LUCRARE DE DIPLOMĂ

În urma celor trei variante prezentate mai sus, se va alege a treia variantă. Aceasta alegere este motivată
prin următoarele : modul de proiectare a barbetei pentru concavitatea prezentă pe suprafața barbetei și pentru
adâncim ea de acționare a voblerului care variază în timp . Pe baza acestei variante constructive s e va realiza
analiza cu element finit a barbetei voblerului, construcția unei matrițe și optimizarea matriței.

2.3. Simulare cu element finit

Fig.

Fig.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig.
3. Proiectarea matriței voblerului
3.1. Proiectare matriță – model 3D
În figura de mai jos (Fig ) este prezentată o matriță a voblerului din varianta aleasă. Matrița prezintă un singur
cuib de turnare. După cum se poate observa este prezentată schema de asamblare a matriței. Necesarul de
piese pentru a putea realiza ma trița prezentată este următorul:
• Două plăci din aluminiu care vor fi prelucrate pentru a putea ajunge la forma prezentă;
• Șuruburi pentru fixarea capacului superior de capacul inferior al matriței . În acest caz se vor utiliza
2 șuruburi M6 x 70 [ mm ] [DIN 6912] ;
• Piulițe pentru fixarea capacului superior de capacul inferior al matriței cu ajutorul șurubului . În acest
caz se vor utiliza 2 piulițe M6 [DIN 934] ;

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Matrița cu un cuib pentru vobler – model 3D
În figura de mai jos (Fig ) este prezentată matrița cu cinci cuiburi a voblerului din varianta aleasă, este varianta
optimizată a matriței cu un singur cuib. După cum se poate observa este prezentată schema de asamblare a
matriței. Necesarul de piese pentr u a putea realiza ma trița prezentată este următorul: două plăci din aluminiu
care vor fi prelucrate pentru a putea ajunge la forma prezentă . În acest caz pentru fixarea celor două capace
ale matriței s -a ales fixarea cu ajutorul unor pini poziționati pe ca pacul inferior al matriței înloc de o fixare cu
șuruburi. S-a ales această variantă de fixare pentru optimizarea timpului de turnare.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Matriță cu cinci cuiburi pentru vobler – model 3D
Simulare statică asupra capacului inferior al matriței cu cinci cuiburi pentru vobler pentru determinarea
factorului von Misses și a deformării. Asupra suprafeței fără cuiburi, canal de turnare și pini se acționează cu o
forță egală cu F=1500 [N].

Fig.Simulare statică asupra capacului inferior al matriței – determinare Factorului von Mises

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig.Simulare statică asupra capacului inferior al matriței – determinarea Deplasării
Simulare statică asupra cuiburilor capacului inferior al matriței pentru determinarea factorului von Misses și a
deformării. Se acțio nează cu o forță egală cu F=1 000 [N].

Fig.Simulare statică asupra cuiburilor capacului inferior al matriței – determinare Factorului von Mises

Fig.Simulare statică asupra cuiburilor capacului inferior al matriței – determinare Deplasării

LUCRARE DE DIPLOMĂ

3.2. Itinerar tehnologic pentru cap acul inferior al matriței cu cinci cuiburi Obs
erva
ții

S.D.V
Scule :- Fierăstrău

Dispozitive : Cleme de fixare

Verificatoare : Șubler
Ruletă

Scule : -Freză R390 -040B32 –
11H

Dispozitive : Cleme de fixare

Verificatoare : Șubler M-U
Mașină
de
debitare
HAAS
VF-1

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Denumirea și schița planului de operație
Debitarre semifabricat

Frezare plană
Nr.
1.
2.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Observații
S.D.V
Scule : -Freză tip RF 100 A

Dispozitive : Cleme de fixare

Verificatoare : Șubler

M-U
HAAS
VF-1 Denumirea și schița planului de operație
Frezare pini suprafață și frezare plană
Nr.
3.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Observații
S.D.V
Scule : – Freză tip
Universal Ball
Nose cod. 3308

Dispozitive :
Cleme de fixare

Verificatoare :
Șubler

Ruletă
M-U
HAAS
VF-1 Denumirea și schița planului de operație
Frezar re canal turnare și contur cuiburi
nă

Nr.
4.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Observații
S.D.V
Scule : – Freză tip
Universal Ball
Nose cod. 3308

Dispozitive :
Cleme de fixare

Verificatoare :
Șubler

Ruletă
M-U
HAAS
VF-1 Denumirea și schița planului de operație
Frezare model e cuiburi

Nr.
5.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Observații

S.D.V
Scule : -Freză R390 –
050Q22 -17H, Sandvik

Dispozitive : Cleme de
fixare

Verificatoare : Șubler

Scule:

Dispozitive:

Verificatoare: Șubler M-U
HAAS
VF-1
Denumirea și schița planului de operație
Teșiri

C.T.C Nr.
6.
7.
Tab Itinerar tehnologic pentru capacul inferior al matriței cu cinci cuiburi

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Caracteristicile tehnice ale sculelor de așchiere pentru operațiile de prelucrare
la capacul inferior al matriței cu cinci cuiburi pentru vobler
Toate prelucrăriile necesare realizării capacului inferior al matriței cu cinci cuiburi pentru vobler se vor executa
pe o mașină CNC tip HAAS seria VF -3.
Mai jos vor fi prezentate prelucrările necesare :
• Operația 2 – frezare plană. În cazul frezării plane se va realiza și o trecere de finisare pe ntru a obține o
rugozitate de 1,6 µm.

Frezare plană

LF 110 [mm]
LU 40 [mm]
DC 40 [mm]
DCONms 32 [mm]
KAPR 2 [deg]
APMX 10 [mm]
Cutting item count 6

Freză R390 -040B32 -11H [ 12]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 2
• Operația 3 – frezare pini și frezare plană, în acest caz pentru frezarea plană se va utiliza aceeași sculă
care a fost folosită în frezarea plană de la operația 2.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Frezare pini

Freză tip RF 100 [ 13]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 3
• Operația 4 – Frezare canal turnare și contur cuiburi și Operația 5 – Frezare modele cuiburi. Pentru
aceste două operații se va folosi scula din tab

Frezare canal turnare și contur cuiburi
Frezare modele cuiburi

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Freză tip Universal Ball Nose cod. 3308 [ 13]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 4 și operația 5
Operația 6 – Teșiri
Teșiri

LF 40 [mm]
LU 40 [mm]
DC 50 [mm]
DCONms 22 [mm]
KAPR 2 [deg]
APMX 8,5 [mm]
Cutting item
count 5

Freză R390 -050Q22 -17H [12]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 6

LUCRARE DE DIPLOMĂ

3.3. Itinerar tehnologic pentru capacul superior al matriței cu cinci cuiburi Obs
erva
ții

S.D.V
Scule :- Fierăstrău

Dispozitive : Cleme de fixare

Verificatoare : Șubler
Ruletă

Scule : -Freză R390 -040B32 –
11H

Dispozitive : Cleme de fixare

Verificatoare : Șubler M-U
Mașină
de
debitare
HAAS
VF-1 Denumirea și schița planului de operație
Debitarre semifabricat

Frezare plană
Nr.
1.
2.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Observații
S.D.V
Scule : -Freză tip RF 100 A
– Centruitor tip NC cod. 556
– Burghiu tip GU 500 DZ cod.
5523
– Burghiu tip Aerox NAS 907
P3 cod. 1018

Dispozitive : Cleme de fixare

Verificatoare : Șubler

M-U
HAAS
VF-1 Denumirea și schița planului de operație
Centruire,g ăurire pini și frezare plană

Nr.
3.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Observații
S.D.V
Scule : – Freză tip
Universal Ball
Nose cod. 3308

Dispozitive :
Cleme de fixare

Verificatoare :
Șubler

Ruletă
M-U
HAAS
VF-1 Denumirea și schița planului de operație
Frezar re canal turnare și contur cuiburi
nă

Nr.
4.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Observații
S.D.V
Scule : – Freză tip
Universal Ball
Nose cod. 3308

Dispozitive :
Cleme de fixare

Verificatoare :
Șubler

Ruletă
M-U
HAAS
VF-1 Denumirea și schița planului de operație
Frezare modele cuiburi

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Nr.
5. Observații

S.D.V
Scule : -Freză R390 –
050Q22 -17H, Sandvik

Dispozitive : Cleme de
fixare

Verificatoare : Șubler

Scule:

Dispozitive:

Verificatoare: Șubler M-U
HAAS
VF-1
Denumirea și schița planului de operație
Teșiri

C.T.C Nr.
6.
7.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Caracteristicile tehnice ale sculelor de așchiere pentru operațiile de prelucrare
la capacul superior al matriței cu cinci cuiburi pentru vobler
Toate prelucrăriile necesare realizării capacului superior al matriței cu cinci cuiburi pentru vobler se vor executa
pe o mașină CNC tip HAAS seria VF -3.
Mai jos vor fi prezentate prelucrările necesare :
• Operația 2 – frezare plană. În cazul frezării plane se va realiza și o trecere de finisare pentru a obține o
rugozitate de 1,6 µm.

Frezare plană

LF 110 [mm]
LU 40 [mm]
DC 40 [mm]
DCONms 32 [mm]
KAPR 2 [deg]
APMX 10 [mm]
Cutting item count 6

Freză R390 -040B32 -11H [ 12]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 2
• Operația 3 – centruire, găurire pini și frezare plană, în acest caz pentru frezarea plană se va utiliza
aceeași sculă care a fost folosită în frezarea plană de la operația 2.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Centruire și găurire pini

Centruitor tip NC cod. 556 [ 13] Burghiu tip Aerox NAS 907 P3 cod. 1018
[13]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 3
• Operația 4 – Frezare canal turnare și contur cuiburi și Operația 5 – Frezare modele cuiburi. Pentru
aceste două operații se va folosi scula din tab

Frezare canal turnare și contur cuiburi
Frezare modele cuiburi

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Freză tip Universal Ball Nose cod. 3308 [ 13]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 4 și operația 5
Operația 6 – Teșiri
Teșiri

LF 40 [mm]
LU 40 [mm]
DC 50 [mm]
DCONms 22 [mm]
KAPR 2 [deg]
APMX 8,5 [mm]
Cutting item
count 5

Freză R390 -050Q22 -17H [12]
Tab Caracterisitici tehnice ale sculelor de prelucrat pentru operația 6

LUCRARE DE DIPLOMĂ

3.4. Determinarea regimurilor de așchiere pentru operațiile aferente itinerarului
tehnologic ala mesei vacuumetrice

Regimul de așchiere se alege conform recomandărilor producătorului, luând în considerare materialul
de prelucrat și tipul prelucrării. În cazul sculelor alese pentru aceste operații de prelucrare s -a utilizat catalogul
celor de la Gühring sau Sandvik acest lucru se poate observa în tabelele d e mai sus av ând fiecare sculă,
denumirea și referin ță de unde a fost preluată.
Pentru a putea realiza calculul timpilor de bază se vor utiliza următoarele formule conform
[ Vla 85]:

𝑛=1000 ∗𝑉𝑐
𝜋∗𝐷𝑠 [𝑟𝑜𝑡/𝑚𝑖𝑛 ]

𝑡𝑏=𝑙1+𝑙2+𝑙
𝑛∗𝑧∗𝑓𝑧∗𝑖 [𝑚𝑖𝑛 ]

𝑙1=1
𝑡𝑔𝜒+√𝑎𝑒∗(𝐷𝑠−𝑎𝑒)+(0,5…3)[𝑚𝑚 ]

Unde fiecare parametru reprezent ând:
• n – turația [ rot/min];
• 𝑉𝑐 – viteza de așchiere [ m/min ];
• 𝐷𝑠 – diametrul sculei [ mm ];
• 𝑓𝑧 – avansul pe dinte [ mm/dinte];
• 𝑧 – numărul de dinți;
• 𝑙 – lungimea de prelucrat [ mm ];
• 𝑙1 – lungimea de siguranță înainte de intrare în procesul de așchiere [ mm ];
• 𝑙2 – lungimea de sigurnță după ieșirea din procesul de așchiere [ mm ];
• 𝑎𝑝− adâncimea de prelucrare; ( )
( )
( )

LUCRARE DE DIPLOMĂ

• 𝑡𝑏− timpul de bază necesar prelucrării;
Prin urmare timpii de bază pentru operațiile de prelucrare a capacelor matriței au fost calculate cu
formulele preze ntate mai sus urmând a fi introduse în cele 2 tabele de mai jos:
Tab Regimurile de așchiere pentru operațiile aferente capacului inferior al matriței Op. Denumire Ds
Φ
[mm] z ap
[mm] ae
[mm] l1
[mm] l
[mm] l2
[mm] i 𝑣𝑐
[m/min] n
[rot/min] 𝑓𝑧
[mm/
dinte] 𝑡𝑏
[min]
2 Frezare degr 40 6 2 8 18 540 20 2 1010 8041 0,15 0,160
Frezare fin 40 6 0,5 8 16 540 20 1 1020 8121 0,129 0,092

3 Frezare degr 20 4 2,1 4 9 1080 3 2 582 9268 0,54 0,109
Frezare fin 20 4 0,4 4 9 1080 3 1 1130 17994 0,18 0,084
Frezare degr 40 6 2 8 18 540 20 2 1010 8041 0,15 0,160
Frezare fin 40 6 0,5 8 16 540 20 1 1020 8121 0,129 0,092

4 Frezare 1,5 2 1,5 0,3 1 520 3 4 95 20170 0,017 3,058
Frezare 3 2 10 0,6 2 520 3 4 202 21444 0,03 1,631
Frezare 8 10 10 1,6 5 520 3 4 438 17436 0,093 0,130
5 Frezare 1,5 2 1,5 0,3 1 520 3 4 95 20170 0,017 3,058
Frezare 3 2 10 0,6 2 520 3 4 202 21444 0,03 1,631
Op. Denumire Ds
Φ
[mm] z ap
[mm] ae
[mm] l1
[m
m] l
[mm] l2
[mm] i 𝑣𝑐
[m/min] n
[rot/min] 𝑓𝑧
[mm/
dinte] 𝑡𝑏
[min]
2 Frezare degr 40 6 2 8 18 540 20 2 1010 8041 0,15 0,160
Frezare fin 40 6 0,5 8 16 540 20 1 1020 8121 0,129 0,092

3 Centruire 2 2 0,2 0,4 2 0,2 3 1 120 19108 0,013 0,011
Găurire 7 2 7,4 0,332 3 7,4 0 1 170 8203 0,067 0,008
Frezare degr 40 6 2 8 18 540 20 2 1010 8041 0,15 0,160
Frezare fin 40 6 0,5 8 16 540 20 1 1020 8121 0,129 0,092

4 Frezare 1,5 2 1,5 0,3 1 520 3 4 95 20170 0,017 3,058
Frezare 3 2 10 0,6 2 520 3 4 202 21444 0,03 1,631

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Tab Regimurile de așchiere pentru operațiile aferente capacului superior al matriței
5. Tehnologii alternative ( Imprimare 3D )
a. Introducere
Imprimarea 3D este un proces de formare a unui obiect solid tridimensional de orice formă, realizat
printr -un proces aditiv, se dispune în straturi succesive de material sub diferite forme. Imprimarea 3D este
diferită de tehnicile de prelucrare tradiționale prin faptul că se bazează în principal pe eliminarea materialelor
prin metode cum ar fi tăiere sau de foraj (procesele substractive). Prin imprimarea 3D se pot obține piese cu
forme complexe ceea ce repr ezintă un avantaj în fața tehnologiilor clasice reducând și timpul de producție
care în cazul tehnologiilor clasice poate dura săptămâni, iar în tehnologia 3D se poate reduce la 48 de ore.
Astfel se câștigă timp pentru a se dezvolta soluții necesare pentru îmbunătățirea variantelor. În plus față de
producția clasică această tehnologie nu necesită, în general, niciun fel de scule sau dispozitive speciale pentru
fabricarea piesei. La modificarea designului unui obiect se modifică doar fișierul digital fără a fi nevoie de
modificări aduse procesului de producție sau scule. Majoritatea materialelor folosite în imprimarea 3D sunt
reciclabile sau reutilizabile chiar și de mai multe ori, fapt pentru care fabricația aditivă produce foart e puține
reziduuri. Desigur ca această metodă are și limitări față de cele clasice. [14] În continuare prețul imprimantelor
și a materiei prime este ridicat, unele procese aditive nu asigură durabilitatea produselor și pot să nu fie foarte
precise.

Tehnol ogia aditivă se poate caracteriza în mai multe tipuri :
• FDM –Modelare prin Extrudare Termoplastic ă
• SLA –Stereolit ografie
• DLP –Expunerea digitala a luminii
• SLS –Sinterizare Laser Selectiv ă
• SLM –Sinterizare (Topire) Laser a Metalelor
• 3DP – Printare inkjet tridimensional ă
• LOM –Fabricare Stratificat ă prin Laminare
• PJP –Printare PolyJet cu Fotopolimeri . Conform [14]
Tehnologia de printare FDM este cea mai comună tehnologie și cea mai folosită în același timp,
impunăndu -se în primul rând prin costurile mici de producție. Aceasta tehnologie utilizează ca materiale
prime filamente plastice de ABS sau PLA (de diferite culori), Nylon, PVA. Aceste materiale au proprietăți
diferite in ceea ce priveste re zistența, flexibilitatea, temperatura de extrudare, etc. [15] Frezare 8 10 10 1,6 5 520 3 4 438 17436 0,093 0,130
5 Frezare 1,5 2 1,5 0,3 1 520 3 4 95 20170 0,017 3,058
Frezare 3 2 10 0,6 2 520 3 4 202 21444 0,03 1,631

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. FDM [ 17]

Fig. Aplicații ale tehnologiei FDM și costuri [16]
Stereolitografia SLA este o tehnologie de prototipare rapid ă utilizat ă la scar ă largă în mediul industrial
pentru realizarea matri țelor, modelelor și chiar a componentelor func ționale. Implic ă utilizarea unui fascicul
laser cu lumin ă ultraviolet ă pentru solidificarea unei r ășini fotopolimerice lichide aflat ă în cuva de
construc ție a imprimantei. [15]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. SLA [5]

Fig. Aplicații ale tehnologiei SLA și costuri [16]
Tehnologia SLS implic ă folosirea unui fascicul laser de mare putere (ex. un laser CO2) pentru topirea
(sinterizarea) unor pulberi în straturi succesive . [14]
Tehnologia SLM sau Sinterizarea (Topirea) Laser a Metalelor, este o subramur ă a tehnologiei SLS cu un
procedeu de fabric ație aditiv ă similar. [15]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. SLS și SLM [16]

Fig. Aplicații ale tehnologiei SLS și SLM și costuri [16]
Tehnologia DLP se bazează pe utilizarea luminii UV pentru solidificarea unor r ășini polimerice lichide. Are ca
element principal o matrice de micro -oglinzi folosite pentru modularea spa țială rapid ă a luminii. [15]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. DLP [18]

Fig. Imagine de ansamblu a procedurilor [ 16]
Principiile generale ale fabricației aditive
Modelele printabile 3D pot fi realizate prin folosirea unui software de proiectare 3D sau prin scanare a 3D. Prin
folosirea unui software de proiectare 3D pentru obținerea procesului manual se realizează cu ajutorul
proiectantului, ca și sculptarea. Scanare a 3D este un proces de analiză și colectare de date digitalizate despre
forma și aspectul unui obiect real , date obținute cu ajutorul unui scaner 3D . Pe baza acestor date, modele
tridimensionale ale obiectelor care s -au scanat cu ajutorul unui program spec ializat pot fi reproduse. Înainte de

LUCRARE DE DIPLOMĂ

a printa model ul 3D dintr -un fișier de tip STL, trebuie să fie procesat de un software, care putem spune că se
comportă ca un feliator. Convertește modelul 3D într-o succesiune de straturi sub țiri și produce o serie de
comenzi pentru deplasare a pe cele trei axe de deplasare și informații în legătură cu depunerea de material.
Aceste comenzi formează diferite coduri de comandă, ca de exemplu :G-Code , Skeinforge, Slic3r, KISSlicer,
Cura, etc . [15]
Tehnologia de printare const ă în trecerea unui filament din material plastic printr -un extrudor ce îl încălzește
pana la punctul de topire, aplicându -l apoi uniform (prin extrudare) strat peste strat, cu mare acuratețe pentru
a printa fizic modelul 3D conform fișierului CAD . Principalul avantaj al acestei metode de fabrica ție este
abilitatea de a obține aproape orice formă geometrică dorită. [15]

Fig. Imprimantă 3D [Ender -3 Pro]
Rezoluția imprimantei descrie grosimea stratului de material depus, rezoluția X -Y în număr de puncte per inch
(dpi) sau micrometri (μm). Grosimea unui strat este în mod uzual în jurul valorii de 100 μm, adică 250 dpi, deși
există imprimante ce pot realiza straturi de zeci de μm. Din software, putem modifica această grosime conform
cu cerințele necesare aplicației. Există tehnici de fabrica ție aditivă care pot utiliza mai multe materiale în
construirea unui obiect finit. Unele imprimante sunt capabile să pri nteze cu mai multe culori sau combinații de
culori simultan. Unele utilizează o bază de suport în procesul de fabrica ție. Suportul pentru printare este ușor
de detașat sau poate fi chiar dizolvabil.
În urma procesului de imprimare 3D non -industrială, înde părtarea piesei de pe masa de imprimare se
realizează cu ușurință prin separarea piesei de masa de prelucrat. Nu sunt necesare dispozitive de înlăturare
a piesei. Procesarea pieselor după imprimare poate varia, în funcție de tehnologia de imprimare și de
materialele folosite. De exemplu, o piesa printată prin metoda FDM pe care alegem să o utilizăm și în lucrarea
de față poate fi manevrată la finalizarea printării, în timp ce o piesa imprimată prin tehnologia SLA trebuie

LUCRARE DE DIPLOMĂ

întărită sub raze UV. Produsul final se poate curăța manual sau cu aer comprimat sau poate necesita alte
operații : de finisare, de lustruire, de colorare sau alte operații care pregătesc produsul pentru utilizarea finală.
În cazul nostru pentru producerea voblerelor de pescuit în urma imprimării, suprafața rămâne puțin aspră și
necesită o netezire. Pentru a avea o suprafață mai bună avem mai multe posibilități de realizare :
• Șlefuirea este un proces de prelucrare pentru finisarea și superfinisarea pieselor. Se poate realiza
manual sau pe mașini de rectificat.
• Polizarea este un proces de prelucrare pentru diferite materiale. Grâul de lustruit conținut în pasta
de lustruit se angajează mecanic în suprafața piesei.

Fig. Finisarea suprafețelor
Folosind tehnica de Modelare prin Extrudare Termoplastică (FDM), filamentul din material plastic este
încălzit până la punctul de topire și aplicat cu ajutorul unei duze. Materialul topit este depus pe cordonatele X
și Y, strat după strat, în timp ce masa de lucru sau capul de extrudare se deplaseaz ă pe direcția Z verticală.
Obiectul se construiește de jos în sus. Dacă este necesar se pot imprima suporți de susținere, care acționează
ca niște schele, și sunt îndepărtați după finalizarea imprimării.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Schemă tehnologie FDM [15]
Încă un lucru important sunt sistemele de control tridimensional : cartezian, polar și delta.
Imprimanta 3D cu sistem cartezian de deplasare este cel mai răspândit și utilizat model. Denumirea
sa provine de la sistemul XYZ de coordonate folosit pentru deplasarea p e cele trei axe. În general, pe axele de
deplasare X și Y se monteaza sistemul pentru extrudarea materialului, iar pe axa Z are loc deplasarea
suprafeței de printare în sus sau in jos. Există și alte metode de montare a extrudării astfel încât proiectarea
mecanică să fie mai ușoara. Avantajul alegerii modelului cartezian este simplitatea realizării unui astfel de
sistem pentru utilizarea software -ului de către începători, dar și din punct de vedere mecanic.

Fig. Imprimantă 3D cu sistem de deplasare cartezian
În cazul i mprimant ei 3D cu sistem polar se observă faptul că la nivel de deplasare pe cele trei axe, nu
extruderul este cel ce se mișcă pentru a atinge coordonatele XYZ dorite , ci suprafața pe care obiectul este

LUCRARE DE DIPLOMĂ

realizat . Mișcarea ariei de printare este diferită față de o imprimantă 3D cu sistem cartezian. Traiectori
determinată de coordonate polare, descriu puncte pe o traiectorie circulară, nu pe o traiectorie rectangulară.
Avantajul impri mantelor 3D cu sistem polar este că se pot printa obiecte de dimensiuni mari, fără necesitatea
de a avea o imprimantă de dimensiuni voluminoase.

Fig. Imprimantă 3D cu sistem de deplasare polar [Polar 3D]
Imprimanta 3D cu sistem de coordonate de tip delta este al doilea cel mai folosit sistem în industria
imprimantelor 3D. Sistemul de tip delta folosește sistemul cartezian, dar oferind un avantaj : o înălțime de
printare mare pe axa verticală . Mișcarea brațelor unei astfel de imprimante se face la un unghi fix, prestabilit,
iar acest lucru crește foarte mult viteza de printare. În majoritatea cazurilor, imprimantele 3D în sistem delta au
o suprafață de printare încălzită, circulară, dar există și modele ce prezintă o suprafață rectangulară. Avantajul
imprim antelor 3D cu sistem delta este dat de suprafața rectangulară de printare.

Fig. Imprimanta 3D cu sistem de deplasare delta

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Compararea celor trei sisteme de coordonate

Aplicațiile printării 3D sunt variate, datorită gradului de adaptabilitate mare al procesului. Câteva dintre
domeniile care pot utiliza manufactura aditivă sunt:
• Inginerie
• Artă
• Medicină Dentară
• Arhitectură
• Cercetare
• Reproducere piese funcționale
• Prototipare
Beneficiile fabricației aditive aduse în domeniile prezentate :
• Fabricația aditivă în domeniul arhitecturii este un succes doarece oferă o imagine a proiectelor ce
urmează a fi construite, ca și când proiectul ar fi finalizat. Este o oportunitate de prezentare pentru
echipa care realizează proiect ul dându -le șansa să răspundă mult mai ușor la orice întrebare despre

LUCRARE DE DIPLOMĂ

etapa de finisare a proiectului, peisagistică, soluțiile pentru un design potrivit cerute de client pentru a
obține rezultatul dorit. Oferind posibilitatea de a vorbi despre proiect din etapa de schiță având
avantajul unei schițe tridimensională. [14]

Fig. Arhitectură [14]
• Fabricația aditivă în domeniul medical este o inovație care poate fi folosită atât în educația medicală,
cât și în stomatologie sau în construcția diverselor proteze pentru membre. În domeniul stomatologiei
se pot fabrica implanturi temporare pentru observarea evoluției și necesitățiile pacientului deoarece
alinierea și atingerea a dinte pe dinte trebuie să fie optimă pentru a nu produce disfuncții în organism.
Se prin tează la o rezoluție foarte fină, cu înălțimea stratului depus de 0,15mm pentru a evita
neplăcerile. În ceea ce privește producția de proteze pentru mâini sau picioare fabricația aditivă oferă
beneficiarului o proteză care se potrivește cu nevoile sale.

Fig. Medicină Dentară [14] Fig. Proteze [14]
• Fabrica ția aditivă în domeniul industriei automo tivelor este folosită pentru realizarea de prototipuri și
componente finite. Prototiparea rapidă permite proiectanților să scadă co nsiderabil termenul de

LUCRARE DE DIPLOMĂ

fabricație a prototipurilor de la luni de zile la câteva zile, oferind avantaj ele precum reducerea
costurilor de dezvoltare și îmbunătățir ea produsului final prin creșterea numărului de iterații.

Fig. Industri a automotivelor [14]

Alte întrebuințări și metode de folosire a tehnologiei 3D :

Fig. Domenii de folosire a imprim ării 3D [14]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

În fabricația aditivă este important să cunoaștem ce material să alegem pentru filament pentru a se potrivi
nevoilor proiectantu lui. Cerințele în alegerea materialului sunt în funcție de rezistența materialului, flexibilitatea,
domeniul de precizie și condițiile de lucru. Filamentele utilizate în fabricația aditivă sunt materiale plastice mai
speciale, numite termoplastice. Aceste materiale dacă sunt încălzite la temperatura potrivită cu cerințele sale
devin flexibile pentru a se realiza proiectele cu ajutorul imprimantei. Există o gamă largă de materiale pentru
fabricația aditivă. În tabelul sunt prezentate câteva materialele și proprietățiile lor. Câteva din proprietățiile
prezentate în tabelul sunt : forța maxim ă la care poate rezista un material înainte de rupere ; rezistența
materialului la îndoire ; durabilitatea materialului la căldură, oboseală, apă sau substanț e chimice ; temperatura
maximă înainte ca un material să înceapă să se deformeze sub o sarcină; dilatarea materialului în urma
încălzirii ; densitatea ; prețul ; printabilitatea ; temperatura extrudorului ; temperatura blatului sau a mesei de lucru ;
necesitatea unui blat sau masă de lucru încălzită. [14]

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Tabelul [19]

• ???Rezistența mecanică a zonelor de sudare obținute în urma trecerii filamentului în procesul de
fabricație aditivă
Procesul de fabricație aditivă fiind un domeniu nou este nevoie de cercetare pentru înțelegerea și
caracterizarea proprietăților mecanice rezultate ale pieselor produse. Pentru a obține tehnologia de printare
care rezultă prin trecerea unui filament dintr -un anumit material printr -un extrudor care încălzește materialul

LUCRARE DE DIPLOMĂ

până la punctul de topire, în majoritatea cazurilor un material plastic. În urma extrudării al celui de al doilea
strat, acesta trebuie să se lege cu primul strat extrudat anterior prin difuz ia polimerului pentru a forma o
împreunare pe care defini ca o “sudură”. Rezistența obținută de sudarea straturilor limitează performanțele
piesei fabricate și este controlată prin condiții de prelucrare. Acesta fiind și un motiv pentru care se folosesc
diferite tipuri de încărcări.??? Vom analiza impactul modificării condițiilor de prelucrare, a vitezei extruderului și
a temperaturii extruderului, asupra rezistenței generale a sudării straturilor pentru optimizarea pieselor. Ne
vom folosi de cazul fractur ii unui singure suduri dintre două straturi. În fabricația aditivă se folosesc temperaturi
de lucru relativ scăzute și există o gamă largă de materiale pentru filament. Pentru că există și se folosesc
grade de umplere sub 100% între straturi se pot regăsi golurile de umplere. Pentru optimizarea parametrilor de
prelucrare pentru o rezistență maximă la sudarea straturilor trebuie determinată empiric. Vom folosi o tehnică
de măsurare simplă , o tehnică de torsiune a fracturii, pentru a caracteriza rezistența unei suduri formate din
două straturi consecutive. Energia de rupere determinată prin metoda pro pusă ne va folosi ca o măsurare
directă a rezistenței la sudarea straturilor. Vom folosi un filament de extrudare din acid polilactic (PLA) este și
un material reciclabil , despre acest material se pot găsi date în tabelul !!! , care se găsește ușor în comerț și
vom prezenta impactul vitezei și temperaturii extruderului asupra rezistenței sudurii. Și vom calcula energia de
rupere reală a sudurii dată de secțiunea transversală a sudurii care este o valoare mai precisă decât calculu l
energiei nominale de rupere pe baza eșantionului.
Proba pregătită este un model dreptunghiular cu zece staturi , fiecare strat avand o lungime de 150 mm și
aceiași direcție, deplasarea fiind de la stânga la dreapta. Vom folosi valori pentru extruder de l a 210°C la
250°C , iar viteza extruderului va rămâne constantă la valoarea 10 mm/s . Temperatura mesei/blatului
imprimantei a fost păstrată la 110°C constant, iar înălțimea stratului a mașinii a fost reglat la 300 µm ± 3 µm .
Diametrul interior al duzei extru derului este de 400 µm. Pentru a obține fractura dorită între straturile 2 și 3
printarea a fost oprită timp de 10 s în acest timp introducându -se o bandă de lățime de 25 mm din aluminiu
(Al), aceasta la final îndepărtându -se din piesă.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Schema de preparare a probelor
Linia verticală întreruptă reprezintă locul în care proba a fost tăiată la jumătate pentru a obține două probe de
testare. Metoda constă în tragerea în direcții paralele, opuse a celor două probe din locul unde s -a produs
fractura, conducând propagarea fisurilor ortogonale la sarcina aplicată, F. Separarea straturilor s -a realizat cu
o viteză constantă de 1 mm/s pe toată lungimea probei de 1 50 mm lungime. Forța maximă de rupere a fost de
35 N.

Fig. Separarea straturilor pro bei și secțiunea eșantionului
ℎ𝑟 reprezintă înălțimea stratului
2𝑎𝑟 reprezintă lățimea stratului
2𝑎𝑤 reprezintă lățimea sudurii
F reprezintă forța aplicată

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Pentru măsurarea lățimii stratului și a sudurii s -a folosit software -ul de analiză a imaginilor Digimizer Image
Analysis.

Fig. Grafic
Forța de rupere poate fi exprimată cu următoarea formulă : 𝜎𝑅=𝐹𝑅
𝑎𝑟

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Unde 𝜎𝑅 reprezintă energia de rupere, 𝐹𝑅 reprezintă Forța medie de Rupere, iar 𝑎𝑟 reprezintă grosimea
nominală a eșantionului măsurată prin analiza imaginii cu ajutorul software -ului Digimizer.
𝑎𝑟 = 470 µm ±25 µm , pentru toate probele.

Încercarea de încovoiere prin șoc ( încercarea de reziliență)
Un material se consideră a fi caracterizat complet din punct de vedere mecanic dacă i se cunoaște alături de
rigiditate, rezistența, ductilitatea și tenacitatea.
O metodă pentru evaluarea tenacității o constituie de încovoiere prin șoc, cunoscut ǎ și sub denumirea
de încercarea de rezilienț ǎ.
Ea este o încercare mecanică dinamică (vitezele de aplicare a sarcinii sunt mari). Constă din ruperea
epruvet ei crestate la mijloc dintr -o singură lovitură, cu ajutorul ciocanului – pendul (Charpy) ce este lăsat să
cadă de la înălțimea ℎ0 (starting position); după ruperea epruvetei ciocanul urcă la o înălțime h (end of swing).

Fig. Ciocanul -pendul Charpy schemă
Aspectul geometric al crest ǎturii poate fi în form ǎ de U sau în formă de V.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Caracteristica mecanică determinată prin încercarea la încovoiere prin șoc este energia de rupere (J), notată
KV = Wr, dacă s -a încercat o epruvetă cu crestătura în formă de V sau KU = Wr, dacă epruveta încercată a
avut crestătura în formă de U. În unele cazuri, caracteristica mecanică prin care se exprimă rezultatul
încercării la încovoiere prin șoc este reziliența (J/cm2), notată KCV sau KC U (funcție de forma crestăturii
epruvetei încercate), obținută raportând energia de rupere la aria secțiunii transversale în dreptul crestăturii.
Valorile energiei de rupere (sau rezilienței) determinate prin încercarea la încovoiere prin șoc a unor epruve te
dintr-un anumit material sunt în directă corelație cu comportarea la rupere a materialului.
Pentru realizarea studiului s -au fabricat trei tipuri de epruvete la un unghi de 45 ⁰ ± 1⁰ cu diferite raze de bază
a crestăturilor, după cum se poate observa în figurile următoare, conform ISO 179 -1:2000(E). Parametrul de
printare a fost gradul de umplere. Pentru Epruveta tip A s -au folosit graduri de umplere de 20%, 40%, 60%,
80%, 100%, iar pentru tipurile B și C gradul de umplere este de 100%.

Fig. Cele 3 tipuri de epruvete

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Epruvetele realizate
Există diferite graduri de umplere a cochiliei de la 10% până la 100% în funcție de necesitățiile cerute,
creșterea procentului de rupere crește rezistența, dar și timpul de imprimare și costurile imprimării. Gradul de
umplere (infill rate) are un rol important în ceea ce privește caracteristicile mecanice ale materialelor realizate
prin imprimare 3D. În figură este prezentat modul de realizare al pieselor imprimate. Un alt parametru
important al imprimării est e modelul de umplere (infill pattern) . Pentru aceste epruvete s -a ales un model de
umplere sub formă diagonală.

Fig. Mod elul de umplere
Proiectarea epruvetelor a fost realizată cu ajutorul programului de modelare SolidWorks. Dimensiunile unei
epruvete sunt de: L= 80 mm, l= 10 mm, h= 4 mm. Unde L reprezentând lungimea ; l reprezentând lățimea ; h
reprezentând înălțimea.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Fig. Proiectarea epruvetei

În urma prelucrării epruveta a fost analizată la microscopul electronic pentru a putea determina la nivel
microscopic unghiul razei de bază pentru determinarea epruvetei standard, de asemenea, și pentru
observarea influenței gradului de umplere sau diferențele între tipurile A, B și C. Imaginile microscopice au fost
analizate cu ajutorul sof tware -ului Digimizer Image Analysi s.

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Încercările au fost realizate asupra a șapte loturi diferite de epruvete:
• A-0-90-20%, A -0-90-40%, A -0-90-60%, A -0-90-80%, A -0-90-100%,
• B-0-90-100%
• C-0-90-100%)

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Din fiecare loc s -au încercat patru epruvete.
În primă etapa este necesară calibrarea pendulul Charpy.

Fig. Ciocanul -pendul Charpy [CEAST 9050 impact pendulum 7,5J]

Fig. Calibrarea Ciocanului -pendul Charpy

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Rezultatele experimentale

În acest grafic putem observa variația energiei de rupere pentru fiecare epruvetă încercată din lotul A -0-90-
100%.

În acest grafic putem observa variația energiei de rupere pentru fiecare epruvetă încercată din lotul B -0-90-
100%.
Epruveta
Epruveta

LUCRARE DE DIPLOMĂ

În acest grafic putem observa variația energiei de rupere pentru fiecare epruvetă încercată din lotul C -0-90-
100%.
Influen ța razei la vârful crestăturii asupra rezilienței

În acest grafic putem observa variația energiei de rupere a valorilor medii pentru fiecare epruvetă încercată din
lotul A -0-90-100%, B -0-90-100% și C -0-90-100%.
Epruveta
Epruveta

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Influen ța gradului de umplere asupra rezilienței

În acest grafic putem observa variația energiei de rupere a valorilor medii pentru fiecare epruvetă încercată din
lotul A.
Influen ța gradului de umplere și a formei epruvetei asupra rezilienței .

Epruveta
Epruveta

LUCRARE DE DIPLOMĂ

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Bibliografie:
[1] Rapala, „Voblere dup ă tip [Internet]”, https://www.rapala.com/eu -en/rapala/lures/ (accessed Iun. 10, 2020).
[2] Wikihow, „Despre voblere de pescuit [Internet]”,
https://www.wikihow.com/wikiHowTo?search=fishing+lure/(accessed Iun. 10, 2020).
[3] Donde venden morelia, „ Mișcări impuse prin barbeta voblerului [Internet]”
http://dondevendenenmorelia.com/zxenliu722.asp?cid=36&jfen=crankbait+bills&xi=1&xc=21&pr=40.99
/(accessed Iun. 10, 2020).
[4] R. Rosseau, „Making Wooden Fishing Lures ”, Fox Chapel, p 17 ,2010.
[5] Scribd, „Procesul de injecție [Internet]”, https://ro.scribd.com/doc/58704817/Procesul -de-injectie/(accessed
Iun. 10, 2020)
[6] Elj -Automotive, „Injecție mase plastice [Internet]”, https://www.elj -automotive.ro/tehnologii/injectie -mase –
plastice -87.html/(accesed Iun. 10,2020).
[7] Oem Lure, „ Mașină de injecție a voblerelor [Internet]”, https://www.oemlure.com/(accessed Iun. 10, 2020) .
[8] Wikipedia, „Strunjire [Internet]”, https://ro.wikipedia.org/wiki/Strunjire/(accessed Iun. 10, 2020).
[9] Biblioteca UT Cluj, „Spanende Fertigung, Tehnologii de prelucrare prin așchiere II [Internet],
https://biblioteca.utcluj.ro/files/carti -online -cu-coperta/352 -3.pdf/(accessed Iun. 10, 2020).
[10] Biblioteca UT Cluj, „Tehnologii de fabricație II [Internet ]”, https://biblioteca.utcluj.ro/files/carti -online -cu-
coperta/369 -1.pdf/(accessed Iun. 10, 2020).
[11] Hurco, „Mașină de frezat [Internet] ”, https://www.hurco.com/en -us/products/3 -axis/Pages/VM -3-Axis-
mills.aspx/(accesed Iun. 10, 2020).
[12] Sandvik Coromant Tool Guide, „Catalog scule [Internet]”,
https://tibp.blob.core.windows.net/coromant/54765d76 -c10a -408f-8290 -ec1813723822.pdf?sv=2014 -02-
14&sr=b&sig=lz2zqjXehyLkQBF3IFCFMep%2BcexRnk76j9g%2BRC9cKJM%3D&st=2020 -09-
02T19%3A21%3A08Z&se=2030 -08-
31T19%3A26%3A08Z&sp=r&rsct=application%2Fpdf&rscd=inline% 3B%20filename%3Dc -2900 –
166.pdf/(accessed Aug. 14, 2020).
[13] Guhring Tool Guide, „Catalog scule [Internet]”,
https://www.guhring.com/Catalogs/CatalogSelected/188/(accessed Aug. 14, 2020).
[14] 3D Europe, „Imprimare 3D [Internet].”, https://3d -p.eu/wp -content/uploads/2018/08/IO3_3DP –
courseware_RO.pdf/(accessed Iun. 15, 2020) .

LUCRARE DE DIPLOMĂ

[15] Z Spot Media, „Printare 3D [Internet]”, https://www.zspotmedia.ro/blog/printare -3d/(accessed Iun. 15,
2020) .
[16] Doc Player, „Printare 3D în Industrie [Internet]”, https://docplayer.org/17396184 -3d-druck -in-der-
industrie.html/(accessed Iun. 15, 2020) .
[17] Slide Share, „Introducere în printarea 3D [Internet]”, https://www.slideshare.net/noaizumi1/introduction -of-
3d-printing/(accessed Iun. 15, 2020).
[18]Semantic Scho lar, „Despre sistemul Delta [Internet ]”, https://www.semanticscholar.org/paper/Delta -DLP-
3D-printing -with-large -size-Wu-Yi/474494ebee101406df339c04d1721c92efd1c58f/figure/0/(accessed Iun. 15,
2020).
[19] Simplify 3D, „Proprie tăți materiale [Internet]”, https://www.simplify3d.com/support/materials –
guide/properties -table/(accessed Iun. 15, 2020).

https://www.khanacademy.org/science/physics/fluids/buoyant -force -and-archimedes –
principle/a/buoyant -force-and-archimedes -principle -article
https://resources.robokits.co.in/wp -content/uploads/2017/09/3D -PRINTER -FILAMENTS.jpg
img https://www.metalworkingworldmagazine.com/europe -will-be-a-forerunner -in-automotive -3d-
printing -report -says/