PROIECTAREA MATRIȚEI PENTRU TERMOFORMAREA UNEI LATERALE DE CANAPEA DIN MATERIAL COMPOZIT PE BAZĂ DE FIBRE VEGETALE [306965]

[anonimizat], Absolvent: [anonimizat].,[anonimizat]

2020

[anonimizat],

LUCRARE DE DIPLOMĂ

Absolvent: (Numele și prenumele) ______________________________________________________

Promoția: ___________________

Forma de învățământ: _________

Tema propusa: _____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Tema a fost propusa de: a) facultate;

b) societate comerciala;

c) [anonimizat];

d) alte situații

Originalitatea temei: a) la prima abordare;

b) îmbunătățirea soluției existente;

c) a mai fost data la examenul de diploma;

d) brevet de invenție;

e) [anonimizat] __________________________________________

Oportunitatea rezolvării temei (cca 20…30 cuvinte) ________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Data primirii temei: _______________

Locul de documentare: _______________________________________________________________

Conducător științific: ________________________________________________________________

Consultanți: ________________________________________________________________________

Data susținerii lucrării: _________________

[anonimizat]: [anonimizat] ______________________________________________________

Promoția: ___________________

Forma de învățământ: _________

Tema abordată: _____________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________

Concordanta între conținutul lucrării și titlu: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Corectitudinea soluțiilor: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Corectitudinea utilizării bibliografiei: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Ritmicitatea în elaborarea lucrării: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Nivelul științific al lucrării: a) Înalt; b) Mediu; c) Slab;

Calitatea documentației întocmite: a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

Execuție practică/sau dezvoltare software: a) Da; b) Nu.

Originalitatea soluțiilor propuse a) Foarte Buna; b) Buna; c) Medie; d) Slaba e) Foarte Slaba;

[anonimizat]: a) Redactare; b) Proiectare; c) Alte situații __________________

Aplicabilitatea lucrării în: a) Companii; b) Universități/Institute de cercetare;

c) Nu are aplicabilitate imediata; d)Alte situații __________________

Contribuția absolventului în ansamblul lucrării este de: a) 0 – 25 %; b) 26 – 50%; c) 51 – 75%; d) 76-100%.

Decizia conducătorului științific care a analizat lucrarea, este de: a) Acceptare; b) Refacere; c) Respingere.

Data: _____________

Conducător științific, Absolvent,

Numele și prenumele ______________________________ Numele și prenumele ______________________________

Semnătura _______________________________________ Semnătura ______________________________________

Declarație standard – Lucrare de diplomă

Subsemnatul _____________________________________________________________________

autorul lucrării cu titlul _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________________ elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor de licență

la Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea ________________________________________

din cadrul Universității Tehnice din Cluj-Napoca, sesiunea luna ____________ anul ___________, declar pe proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate, în textul lucrării și în bibliografie, cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Declar, de asemenea, că aceasta lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de licență/diplomă/disertație.

În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile administrative, respectiv, anularea rezultatului examenului de licență.

Nume, prenume

_______________________________

Data Semnătura

_______________ _______________________________

REZUMAT

PROIECTAREA MATRIȚEI PENTRU TERMOFORMAREA UNEI LATERALE DE CANAPEA DIN MATERIAL COMPOZIT PE BAZĂ DE FIBRE VEGETALE

Scopul principal al lucrării este de a proiecta matrița pentru realizarea unei laterale de canapea din material compozit pe bază de fibre vegetale. Pentru realizarea unor matrițe optimizate din punct de vedere al geometriei, sunt necesare analize din punct de vedere al procesului dar totodată si de rezistență la solicitări a pieselor tip cutie.

În primul capitol al lucrării s-a realizat studiul de documentare, acesta are rolul de a cumula informațiile necesare privind necesitatea implementării unor astfel de metode de fabricație, date despre materialul folosit, echipamente necesare pentru producerea materiei prime necesare realizării pieselor. A fost abordată problema consumului de material lemnos în industria producătoare de mobilier.

Capitolul doi cuprinde informații despre procesul de realizare a materialului semifabricat și despre procesul de termoformare a pieselor tip cutie din material compozit pe bază de fibre vegetale. Prezentarea detaliată a procesului și a echipamentelor necesare .

Capitolul trei cuprinde realizarea modelului 3D al unui laterale de canapea compus din două elemente, și anume: carcasă exterioară și carcasă interioară. Analiza cu element finit utilizând programul SolidWorks pentru analiza proprietaților mecanice a pieselor termoformate. Analiza cu element finit se va efectua conform cu cerințele impuse de standardele în domeniu.

Capitolul patru cuprinde etapele de proiectare a matriței utilizând softul SolidWorks. În acest capitol s-a proiectat sistemul de prindere a matriței pe masa presei. Sistemul se bazează pe fixarea pe masa presei cu ajutorul unor șuruburi și piulițe T, masa fiind prevăzută cu canale T poziționate la o distanță de 125mm. Sistemul de ghidare a celor două componente principale ale matriței este compus din cale atașate pe cele două elemente. Sistemul de prindere al cavității pe berbecul presei se realizează cu unei flanșe.

În capitolul cinci s-a prezentat procesul tehnologic de realizare a unei matrițe, prezentarea mașinii CNC pe care se poate realiza, itinerariul tehnologic.

Capitolul șase cuprinde sistematizat câteva idei și concluzii extrase din conținutul lucrării.

SUMMARY

DESIGNING MOLDS FOR THE STUDY OF THERMOFORMATION OF CARTON-TYPE PARTS MADE OF COMPOSITE MATERIAL BASED ON VEGETABLE FIBERS

The main purpose of the paper is to design molds for making carton-type parts made of composite material based on vegetable fibers. In order to create optimized molds from a geometric point of view, analyses are required both from a process perspective and from a durability one regarding the aforementioned parts.

In the first chapter of the paper, the documentation study was carried out, having the role of accumulating the necessary information regarding the necessity of implementing such production methods, the data about the used material and the equipment necessary for the manufacture of the primary material required by the production of the parts. Also, the question of the consumption of wood material in the furniture industry was addressed.

The second chapter includes information about the process of making the semi-finished material and about the thermoforming of the box-shaped pieces made of composite material based on vegetable fibers. It includes the detailed presentation of the required process and equipment.

The three chapter includes the realization of the 3D model of a sofa side composed of two elements, namely: outer shell and inner shell. Finite element analysis using SolidWorks software to analyze the mechanical properties of thermoformed parts. The finite element analysis will be performed according to the requirements imposed by the standards in the field.

Chapter Four comprises the mold design steps taken while using the SolidWorks software. In this chapter, the system of securing the mold onto the press table was designed, a system based on fixing the board of the press by means of screws and T nuts, the stand being provided with T channels positioned at a distance of 125 mm. The guiding system of the two main components of the mold is composed of the path attached to the two elements. The clamping system of the cavity on the press is a flange.

In chapter five, process of making a mold is presented, alongside the description of the CNC machine on which it was realized and the systematized display through images of the production stages of a mold in order to create prototype parts for flaw identification.

Chapter Six comprises some systemized ideas and conclusions drawn from the concepts analyzed in the paper.

Declarație standard – Lucrare de diplomă

Subsemnatul _____________________________________________________________________

autorul lucrării cu titlul _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ __________________ elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor de licență

la Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea ________________________________________

din cadrul Universității Tehnice din Cluj-Napoca, sesiunea luna ____________ anul ___________, declar pe proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate, în textul lucrării și în bibliografie, cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Declar, de asemenea, că aceasta lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de licență/diplomă/disertație.

În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile administrative, respectiv, anularea rezultatului examenului de licență.

Nume, prenume

_______________________________

Data Semnătura

_______________ _______________________________

Declarație standard – Lucrare de diplomă

Subsemnatul Moldovan Ionuț-Cosmin___________

autorul lucrării cu titlul, Proiectarea matriței pentru termoformarea unei laterale de canapea din material compozit pe bază de fibre vegetale elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor de licență la Facultatea Construcții de Mașini, Specializarea _Tehnologia Construțiilor de Mașini______________________

din cadrul Universității Tehnice din Cluj-Napoca, sesiunea luna _Iulie____ anul __2020___, declar pe proprie răspundere, că această lucrare este rezultatul propriei activități intelectuale, pe baza cercetărilor mele și pe baza informațiilor obținute din surse care au fost citate, în textul lucrării și în bibliografie, cu respectarea legislației române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Declar, de asemenea, că aceasta lucrare nu a mai fost prezentată în fața unei alte comisii de examen de licență/diplomă/disertație.

În cazul constatării ulterioare a unor declarații false, voi suporta sancțiunile administrative, respectiv, anularea rezultatului examenului de licență.

Nume, prenume

_______________________________

Data Semnătura

_______________ _______________________________

CUPRINS

Introducere:

Multe dintre produsele tapițate de care omul se folosește au la baza o structura din lemn. Lemnul este un material excelent din punct de vedere ecologic, funcțional dar totodată și estetic. Supraexploatarea maselor forestiere daunează grav mediului, datorită acestui fapt majoritatea țărilor au elaborat o legislație care reglementează tăierea masei lemnoase.

Din acest motiv, producatorii de serii mari de fabricație care folosesc structure din lemn, inclusiv producatorii de mobilier caută să înlocuiască lemnul cu alte produse cu proprietăți similare.

Pentru a reduce gradul de poluare, în ultimii ani s-a accentuat folosirea drept materie primă a deșeurilor industriale si a materialelor regenerabile. Tendința fiind aceea de a dezvolta noi materiale care să îndeplindească aceste trend-uri globale.

Una dintre aceste soluții este utilizarea fibrelor vegetale ca element de consolidare a materialelor compozite si are ca scop principal reducerea impactului negativ adus mediului dar și cresterea sustenabilitații.

Fibrele naturale au proprietați bune de armare în materiale compozite , în funcție de polimer, termoplast sau termorigid, utilizarea fibrelor naturale conduce la proprietați finale îmbunătațite ale materialelor compozite. Câteva aspecte de care trebuie sa ținem cont sunt: comportamentul hidrofil al acestor materiale dar și efectul de absorție a apei de către aceste materiale obținute din resurse regenerabile.Fibrele de cânepa nu au caracter hidrofil prin urmare acestea au un grad mic de absorție a apei, aspect de care trebuie sa ținem cont când alegem să fabricăm anumite repere.

Obiective/ activitațile proiectului

Scopul lucrării este de a proiecta matrițele pentru realizarea celor două repere care formează laterala de canapea

Obiectivul major al lucrării este realizarea matrițelor pentru termoformarea lateralei de canapea din materiale compozite pe bază de fibre vegetale.

Obiective specifice:

Analiza stadiului actual al cercetărilor în domeniul termoformării materialelor compozite pe bază de fibre vegetale;

Proiectarea și validarea prototipurilor virtuale ale matrițelor pentru laterala de canapea .

Realizarea tehnologiei de fabricație a unui element principal al matriței;

Materiale compozite

Importanța utilizării materialelor compozite pe bază de fibre vegetale

Consumul de material lemnos în producția de mobilier din Romania produce daune însemnate

mediului înconjurător, astfel legislația țării impune luarea unor măsuri de înlocuire a materialelor lemnoase.

Măsuri de utilizare a lemnului într-un mod sustenabil au fost întreprinse atât la nivel național cât și global. Suprafața împădurită a României s-a redus continuu, dacă în anul 1800, suprafața împădurită era de 8.500.000 ha pădure, în anul 2016, suprafața a ajuns la valoarea de 6.558.957 ha, reprezentând 27.2% din totalul țării. Media UE este de 32.4%, iar valoarea optimă la care ar trebui să ne încadrăm este de 45% [1]. Totuși, față de anul 2015, anul 2016 a adus o creștere a suprafeței împădurite cu 0.07%.

Din cei 6.558.957 ha împăduriți, cea mai mare suprafață de pădure este împădurită cu fag (31% din totalul speciilor existente), urmat de rășinoase – molid, având o suprafață de 20% și de alte specii tari precum carpen, salcâm, paltin, având o suprafață de 19% (vezi Fig.1.1) [2].

Fig.1.1 Distribuția pădurii pe specii [2]

Din punct de vedere al vârstei pădurii, putem observa că pentru anul 2016, grupa de vârstă 21-40 ani este majoritară (20.40% din suprafața pădurii), urmată de grupa de vârstă 61-80 ani, (18.9% suprafața împădurită) și de grupa de vârstă 41-60 (18.7% din suprafața împădurită). La nivelul României, distribuția pădurilor pe clase de vârstă indică un deficit în grupa de vârsta 1-20 ani, ca efect al lipsei de acțiuni ale statului privind împădurirea. [3]

Fig.1.2. Distribuția pădurii pe clase de vârstă [3]

Volumul anual recoltat din pădurile României era în anul 2016 de 17197.5 mii mc. Cea mai recoltată grupă este cea de rășionase, cu o valoare de 6268.2 mii mc, urmat de fag, cu o valoare de 5798.3 mii mc (Fig.1.3.). Față de anul 2015, volumul recoltat în 2016 a fost în scădere cu 935.5 mii mc. (fig.1.4) Observăm o tendință de scădere a volumului de lemn recoltat, datorată în mare parte și legislației existente, dar și a utilizării unor aplicații care combat recoltarea ilegală a lemnului (Radarul pădurii), precum și a conștientizării problemelor de mediu existente datorate tăierii constante a pădurii. [4]

Fig.1.3. Volumul de lemn recoltat, pe specii [4]

Fig.1.4 Volum de lemn recoltat, mii mc [4]

Din volumul total de lemn recoltat în anul 2016 (17197.5 mii mc), doar 80%, adică 4299 mii mc este constituit din lemn care poate fi tăiat. Diferența reprezintă pierderi și este constituită din părți ale lemnului care nu pot fi tăiate – rădacini, frunze și crengi cu dimensiuni reduse. [5]

Pe lângă pierderile provenite din imposibilitatea tăierii, 20% pierderi rezultate din tăieri, se mai adaugă un procent de 5.6%, care reprezintă pierderile tehnologice, potrivit INS, ajungându-se să se mai piardă un volum de 963 mii mc lemn [4]. Totalul pierderilor se ridică la 5262 mii mc [12-6].

O bună parte din lemnul recoltat se îndreaptă spre industria de prelucrare primară, a cherestelelor și ulterior pentru o multitudine de ramuri industriale: industria mobilei, a plăcilor (PAL, OSB), furnirelor, construcțiilor, caselor din lemn, decorațiuni interioare și exterioare. Lemnul reprezintă și o resursă esențială de încălzire, fiind utilizat ca lemn de foc, dar și ca biomasă pentru centralele termice moderne. Observăm că pentru anul 2011, din totalul de lemn recoltat, 1.9% s-a îndreptat spre industria mobilei. (Tabel 1.1)

Tabel 1.1 Volumul de lemn utilizat in industria mobile [3]

Consumul de mobilă în Romania a înregistrat o creștere anuală de 4.75% în perioada 2011-2016, anul 2016 fiind anul cu cel mai accelerat ritm de creștere. Astfel pentru 2016 s-a înregistrat o creștere cu 17.43% mai mult față de 2015. [13-7]. Cea mai mare parte a lemnului utilizat în industria mobilei merge în mobila de dormitoare, cu o valoare de 15.3%, urmată de mobila pentru sufragerii (13.5%) și mobilierul tapițat (12.7%).

Fig.1.5 Structura principalelor sortimente de mobile [3]

În vederea utilizării raționale a resurselor de lemn, se încearcă înlocuirea lemnului din produsele tapițate cu materiale ecologice mult mai eficiente. În această scop, se realizează studii în vederea utilizării biomaterialelor precum lemnul energetic, culturi de in sau canepă ca material care poate fi utilizat în înlocuirea lemnului din structura mobilierului tapițat. Un mare avantaj al acestor materiale, pe lângă faptul că acestea au un ciclu de viață mult mai scurt – multe din aceste plante fiind anuale, este faptul ca ele sunt regenerabile, biodegradabile și se găsesc din abundență.

Tabelul 1.2. Producție kg/ha [3]

Fig.1.6 Producție kg/ha dupa 75 ani [3]

La o analiză a materialelor care pot fi utilizate ca alternativă a lemnului (iarba elefantului, plop, salcie, canepă și in) se observă (Fig. 1.6 ) că cel mai productiv material este salcia, care se recoltează o data la doi ani, producția după 75 ani (considerat a fi anul la care lemnul poate fi tăiat), este de 1400000 kg materie uscată, raportată la un hectar de teren.

Următorul material este iarba elefantului, cu o producție de 17000 kg/hectar/an, urmat de canepă cu o producție de 11000 kg/hectar/an, ambele putând fi recoltate anual. Lemnul este considerat a fi cel mai neproductiv material, având o productivitate de 180000 kg/hectar materie uscată, după 75 de ani de creștere. Lemnul are o viteză de creștere foarte lentă, cu aproximativ 5m în 10 ani în primii ani de viată, după care creșterea poate ajunge la 1m în 10 ani, și are nevoie mai mult timp pentru a ajunge la dimensiunile necesare recoltării. Unui stejar, de exemplu, ii trebuie 120 de ani să ajungă la maturitate, în timp ce productivitatea acestuia este la un nivel mult mai scăzut raportat la cea a salciei [5].

Iată de ce plantațiile de materiale energetice, pe lângă faptul că reprezintă o sursă de energie regenerabilă, utilizează și terenuri neutilizate aflate în paragină, terenuri mlăștinoase sau terenuri inundabile din aria râurilor, utilizarea lor reducând considerabil defrișările de păduri generate de nevoia crescândă pentru combustibil ieftin. De asemenea, pe langă aceste beneficii, acestea pot fi utilizate și ca sursă de celuloză, în industria mobilei, la prevenirea alunecărilor de teren, iar salcia poate fi utilizată și la fabricarea aspirinei.

În urma celor prezentate mai sus se poate observa faptul că industria foloseste anual o cantitate importantă de material lemnos, de aici necesitatea dezvoltării unor noi materiale care sa înlocuiască partial sau aproape integral utilizarea materialelor lemnoase în producția mobilierului

În momentul de față industria producătoare de elemente de mobilier ( canapele, colțare, scaune) efectuează cercetari care au scop dezvoltarea unor materiale care să înlocuiască structurile din lemn.

Implementarea unor astfel de materiale care nu sunt toxice pentru mediu, dar în acelasi timp să îndeplinească nevoiele clientului ar putea reduce drastic tăierile lemnoase care în zilele noastre depăsesc în unele zone capacitatea de refacere a pădurilor.

Materiale compozite.

Un material compozit reprezinta un ansamblu de 2 sau mai multe materiale diferite din punct de vedere chimic, cu un material de legătură între ele. Materialele compozite au apărut datorită necesitații unor materiale cu diverse proprietăți pentru a indeplinii anumite necesități, structurale, de rezistență,etc.

Materialele compozite au la bază o componentă numită matrice care formează faza continuă a materialului, celălalt material principal se numește armatură și are rolul de a îmbunatăți proprietătile materialului din punct de vedere al proprietăților fizice și mecanice.

În această lucrare se va urmări in principal realizare unor piese formate dintr-un material compozit care are drept matrice Polipropilena, iar ca material de armare se vor folosi fibre vegetale.

Scurtă clasificare a materialelor compozite:

-Compozite cu matrice polimerică:  de obicei sunt rășini termorigide (epoxidice, poliamide sau poliesterice) sau termoplastice, armate cu diverse tipuri de fibre, fibră de sticlă, de carbon, de bor sau aramidice (Kevlar), cu monocristale ceramice sau, mai recent, cu fibre metalice. Sunt folosite mai ales în aplicații care implică temperaturi relativ joase de lucru (ajungând, în mod excepțional, pentru termoplastice fabricate prin injecție, la nivelul maxim de 400 °C).

– Compozite cu matrice metalică – cel mai frecvent se bazează pe aliaje de aluminiu, magneziu, titan sau cupru, în care se introduc fibre de bor, de carbon (grafit) sau ceramice (de obicei de alumină sau carbură de siliciu). Temperatura de lucru (uzual de cel mult 800 °C) a unui astfel de compozit este limitată de nivelul punctului de înmuiere sau de topire care caracterizează materialul matricei. Dacă aplicația avută în vedere implică temperaturi mari, atunci se recomandă folosirea ca matrice a unor aliaje pe bază de nichel sau a unor superaliaje. Unul dintre dezavantajele lucrului cu astfel de materiale compozit este greutatea și masa structurii finale.

– Compozite cu matrice ceramică – au fost dezvoltate în mod special pentru aplicațiile cu temperaturi foarte ridicate de lucru (peste 1000 °C). Cele mai utilizate materiale de bază sunt carbura de siliciu (SiC), alumina (Al2O3) și sticla, iar fibrele de armare uzuale sunt tot de natură ceramică (de obicei sub formă de fibre discontinue, foarte scurte).

– Compozite “carbon-carbon” – cu matrice de carbon sau de grafit și armarease face cu fibre sau țesături de fibre de grafit, costuri ridicate, dar și incomparabile cu alte materiale prin rezistența la temperaturi înalte (de până la 3000 °C), au densitatea mică și coeficient mic de dilatere termica. Compozitele utilizate frecvent sunt armate cu fibre sunt fibra de carbon, fibra de sticlă și Kevlar. Clasificare conform sursei [8]

Polipropilena, unul dintre cele mai folosite materiale folosite drept matrice în zilele noastre, conform unor rapoarte la nivel global anual se folosesc aproximativ 45 de milioane de tone metrice, în continuă creștere. Preponderent utilizată in industria ambalajelor, 30% din total, urmată de industria producătoare de echipamente care utilizeaza aproximativ 26%, industria produselor de uz casnic care utilizează aproximativ 20%.

Datorită densității scazute ,comparativ cu alte materiale, masa produselor este relativ mică.

Un alt avantaj al polipropilenei este faptul că poate fi ușor copolimerizat (în esență combinat într-un material compozit) cu alți polimeri cum ar fi polietilenă . Copolimerizarea are drept scop modificarea proprietăților materialelor, permițând aplicații mai robuste de inginerie decât cele posibile din polipropilenă pură.

Diferențe între polietilenă si polipropilenă:

Polietilena și polipropilena sunt apropiate din punct de vedere al proprietăților fizice și chimice.

Prima diferență observabilă apare la nivelul suprafeței. În condițiile în care polietilena poate fi propusă doar ca și material translucid, polipropilena este la bază un material transparent.

Polietilena din punct de vedere al acțiunii mediului înconjurător are o rezistență mai bună, nu îngheață și poate fi utilizată și la temperaturi scăzute.

Polipropilena are o masă scazută dar este foarte rezistentă la spargere, la acțiunea unor solvenți organici sau a electroliților. Din punct de vedere al protecției mediului acest material se pretează perfect deoarece nu este toxic și are o rezistență crescută la ardere având punctul de topire ridicat.

Monomerul polietilenei este etilenul în vreme ce monomerul polipropilenei estepropilenul. Polipropilena este mai rigidă dar nu la fel de rezistentă precum polietilena.[9]

Procedee de consolidare

Termoformarea.

Termoformarea este un termen generic pentru procedeul de producție a pieselor din materiale plastice dintr-o foaie de material cu ajutorul temperaturii si al presiunii. Aceasta tehnica implică încălzirea foii din acril sau ABS si formarea ei cu ajutorul unei matrițe negative sau pozitive. Ca o manifestare a tehnologiei cele mai avansate, termoformarea oferă toleranțe scazute, specificații stranse si forme detaliate. Cele mai avantajoase aspecte ale termoformarii le reprezintă eficacitatea din punctul de vedere al costurilor de producție si al limitării ciclului de producție. Aplicatiile cele mai des întâlnite pentru produsele din plastic termoformat sunt : piesele pentru interiorul automobilelor, containerele de transport si de împachetat, echipament sportiv si de recreere, echipament medical si piese pentru scopuri industriale.

Prelucrarea materialelor plastice prin termoformare este procedeul de obținere a produselor cave din semifabricate elaborate din materiale termoplaste sub formă de foi sau folii. Acest procedeu este specific pentru fabricația pieselor cu pereți subțiri cum ar fi: pahare și farfurii de unică folosință, ambalaje, recipiente alimentare, ambalaje pentru medicamente și altele.[10]

Avantaje

posibilitatea obținerii unor produse de dimensiuni variabile și cu pereți foarte subțiri,

realizarea unor forme complexe greu de realizat prin alte procedee;

posibilitatea formării unui semifabricat care în prealabil a fost imprimat;

posibilitatea realizării plăcii de formare din diferite materiale cum ar fi: metal, lemn sau din materiale plastice termorigide;

nu necesită personal cu calificare superioară pentru operare;

investiția necesară în echipamente și tehnologie este de nivel mediu dar se poate începe activitatea și în ateliere mici cu personal și ehipamente artizanale;

se pot utiliza materiale diverse dar numai sub formă de foi sau folii (de obicei foi deoarece acestea au g>0,5mm);

posibilitatea măcinării și reutilizării deșeurilor și rebuturilor.

Dezavantaje

produsele realizate sunt de rezistență mică fiind obtinute din semifabricate de grosime mica;

produsele trebuie realizate cu pereții înclinați și cu raze de racordare cât mai mari la colțuri pentru evitarea rebuturilor;

în procesul de fabricație obținerea deșeurilor este inevitabilă;

piesele realizate au tendință de arcuire după formare.

Metode de formare

Formarea pozitiva- cand interiorul piesei ia contact cu matriță

Formarea negativa- exteriorul piesei intră în contact cu matrița

Considerații tehnologice

Factorii variabili deosebit de importanți în tehnica termoformarii, numiți ,,antecedentele

termice ale materialului” sunt următorii:

temperatura de înmuiere

dilatația termică -dependentă de orientarea macromoleculelor și de gradul de polimerizare al materialului;

plasticitatea (vâscozitatea)-indicator al deformaților remanente, depinzând de temperatură și de presiune;

stabilitatea termică a polimerului;

căldura specifică.

Atunci când fabricația presupune folosirea drept materie primă a materialelor compozite pe

bază de fibre, procesul este influențat atât de cantitatea fibrelor vegetale cât și de calitatea acestora.

Procesul de termoformare se pretează în special pieselor de tip “cutie”. Înălțimea pieselor, caracteristică care poate influența tehnologia de realizare a pieselor deoarece atunci cand avem piese înalte materialul este forțat în matriță sa se intindă, fapt ce conduce la forțe de presare mari în timpul procesului. Pe lîngă forța mare necesară, pot apărea defecte în structura piesei.

Câteva exemple de piese din material compozit vor fi prezentate mai jos:

Fig. 1.1 Ghiveci pentru flori [10]

Fig. 1.2 Cutie pentru depozitare [ 11]

Fig. 1.3 Chiuvetă de bucatărie [12 ]

Echipamente și caracteristici pentru procesul de termoformare:

Cuptor uscare VPTSCH VTU 200/200

Dimensiuni de gabarit

L = 2,6 m

l =2,50 m

h = 2,889 m

Dimensiuni utile

L = 2 m

l = 2 m

h = 2m

temperatura maxima de lucru 250° C,

temperatura minima de lucru 70° C

aer circulat 150 m3/min

spatiu de lucru 8m3

alimentare 400 V; 50 Hz

putere incalzire 54 Kw

Fig.1.4 Cuptor de uscare [13]

Imagini și informații preluate din [ 13]

Tabel. 1.3 Date tehnice

Fig.1.5 Cuptor TF 300HV [14]

Injectarea maselor plastice

Prelucrarea prin injecție reprezintă procesul tehnologic prin care materialul plastic, adus în stare de curgere prin acțiunea căldurii, este introdus, sub presiune, în cavitatea unei matrițe (cuib) unde are loc răcirea și solidificarea . Odată cu încetarea forței, materialul răcit păstrează forma cavității interioare a matriței în care a fost injectat și din care, după un anumit timp poate fi îndepărtat. Cel mai frecvent se prelucrează materiale termoplastice cum ar fi: polietilena, polipropilena, polistiren, policlorura de vinil, poliamida, ABS, etc. Prin acest procedeu de prelucrare se pot obține cu costuri relativ reduse produse variate, cu forme complicate și cu proprietați dorite. Productivitatea mașinilor de injecție este ridicată, durata unui ciclu de injecție nu depasește in general 1-2 minute, chiar la piesele cu pereți groși și cu greutate mare. În procesul tehnologic de fabricare prin injecție se pot utiliza matrițe cu un cuib sau cu mai multe cuiburi. Acest fapt contribuie la mărirea productivitatii mașinii de injecție. Procesul de injectare este un fenomen ciclic, fiecare ciclu cuprinde cateva operații specifice:

– alimentarea materialului (dozarea)

– încălzirea și topirea materialului in cilindrul mașinii,

– închiderea matriței

– introducerea materialului topit sub presiune in matriță,

– răcirea si solidificarea materialului introdus în matriță,

– deschiderea matriței,

– eliminarea piesei injectate din matriță.

Schematic, procesul de injectare a unei piese este prezentat în figura 1.6.

SCHEMA DE PRINCIPIU A INJECTĂRII

Fig.1.6 Schema de principiu [ 15]

a) injectarea materialului in matriță; b) solidificarea și răcirea topiturii; c) deschiderea matriței și aruncarea reperului din matriță;1.Platanul mobil; 2. Matrița; 3.Platan fix; 4. Duza mașinii; 5.Cilindru; 6.Corp de încălzire; 7. Melc; 8. Palnie de alimentare; 9.Sistem de antrenare in miscarea de rotatie; 10.Sistem de actionare in miscarea de translatie; 11.Piesa injectată.[15]

Injectarea materialului compozit pe bază de fibre vegetale presupune pregatirea materialului sub formă de granule de dimensiuni foarte mici. Pe lângă prepararea materialului ar fi necesare duze speciale și echipamente pretențioase și totodată costisitoare.

Extrudarea

Extrudarea este un proces tehnologic de prelucrare a pieselor plastice, prin care se pot obține profile infinit lungi. Este un procedeu foarte productiv, lungimea pieselor fiind condiționată doar de posibilitățile de depozitare și de transport.

Exemple de produse: țevi, tuburi, izolații pentru cabluri electrice

Calitatea produselor extrudate este influențată de următorii factori:

-materialul piesei

-calitatea filierei

-dimensiunea filierei

Pentru extrudarea materialului compozit pe bază de fibre vegetale materialul trebuie mărunțit, prin urmare piesele realizate din acest material nu prezită caracteristici foarte bune din punct de vedere al rezistenței mecanice.

Fig. 1.7 Țeavă din material compozit pe bază de fibre de cânepă

Echipamentul de extrudare a maselor plastice este prezentat schematic în următoarea figură.

Fig. 1.8 Instalația de extrudare [15]

Fig.1.8 Extrudarea țevilor din PVC [16]

Produse, repere din material compozit .

Produsele din materiale compozit sunt de o largă varietate în diverse domenii cum ar fi:

-produse de uz casnic

-produse în industia automobilelor

-produse în industria extractoare de petrol

– produse pentru industria transportoare, etc

Produse de uz casnic:

Fig. 1.9 Lavoare din material compozit [17]

Produse din industria auto:

Fig. 1.10 Bară protecție mașină [ 18]

Produse din industria extractoare de petrol:

Fig.1.11 Țevi pentru extracția petrolului (API) [ 19 ]

Produse din industria transportului, transportul apei.

Fig.1.12 Conducte pentru transportarea apei [ 20]

TAPARO este o firmă producătoare de mobilier tapițat, din Maramureș, care lucrează pentru clienți importanți și sunt preocupați să găsescă soluții de înlocuire a lemnului. Compania a realizat la sediul lor o serie de produse din material compozit pe bază de fibre vegetale. Mai jos sunt prezentate câteva dintre produsele lor în varianta cu structura de lemn și din material compozit.

Tabel 1.4 Produse TAPARO [21]

Compozite pe bază de fibre vegetale

Utilizarea fibrelor de cânepă cu rolul de îmbunatății proprietățile materialelor compozite a crescut în ultimii ani ca răspuns la cererea tot mai mare pentru dezvoltarea de materiale biodegradabile, durabile și reciclabile. Fibrele de cânepă se găsesc în tulpina plantei care le face puternice și rigide, o cerință primară pentru întărirea materialelor compozite. Proprietățile mecanice ale fibrelor de cânepă sunt comparabile cu cele ale fibrelor de sticlă. Cu toate acestea, cel mai mare dezavantaj al acestora este variabilitatea proprietăților lor. Compozițiile confecționate din fibre de cânepă cu termoplastic, termorigid sub forma de matrice au prezentat proprietăți mecanice bune. Se pot folosi o serie de tratamente de suprafață, pe suprafața fibrelor de cânepă, utilizate pentru îmbunătățirea legăturii dintre fibră și matrice, au dus la îmbunătățiri considerabile ale proprietăților mecanice ale compozitului

Cânepa este unul dintre cele mai folosite materiale de armare, folosită prima data acum aprozimativ 10000 ani, are un grad atât de mare de utilizare datorită caracteristicilor de regenererare, aproximativ două culturi pe an, este biodegradabilă, nu este toxică și se poate reintroduce în ciclul de fabricație ori de câte ori este nevoie. Cânepa face parte din familia Canabis-ului dar datorită cantității mici de etratetrahidrocannabinol (THC) din rășină nu este folosită ca narcotic și doar în industrie.

Materialele compozite pe bază de fibre vegetale au proprietăți mecanice bune comparative cu alte materiale folosite în zilele noastre în industrie astfel datorită caracteristicilor menționate mai sus se dorește introducerea lor în industria de larg consum.

În tabelul următor se vor prezenta câteva caracteristici mecanice ale materiale compozite pe bază de fibre vegetale.

Tabelul 2.1 Proprietățile mecanice

În această lucrare materialul folosit pentru termoformare este cel brevetat de firma TAPARO S.A.

Materialul compozit pentru termoformare este format dintr-un material termoplast sub formă de fibre cu lungime între 20-60 mm și fibre de cânepă cu lungime între 60-100 mm .

Materialul termoplast este o polipropilenă cu punctul de topire la 200°C, polipropilena sub formă de fibre reprezintă între 40-60% din greutatea materialului și o densitate masică liniară de 7-16 DEN, iar fibrele de cânepă (in sau iută) aproximativ 50% din greutatea necesară și un grad de defibrare de aproximativ 70-80 Tden. Datorită lungimii relative mare a fibrelor de cânepă impregnate cu polipropilenă, materialul compozit are o rezistență mult mai mare decât în cazul materialului cu brevetul FR2781492 care se baza pe fibre de plante scurte, aproximativ 2 mm si diametru al fibrelor de 0,2 mm. [21]

Caracteristicile materialulul sunt direct influențate de modul de țesere al fibrelor de cânepă cu cele de polipropilenă, dar totodată și de „numărul de straturi de material utilizat. Numărul straturilor depuse dau grosimea peretelui piesei.

Pentru determinarea curbelor caracteristice ale materialului, pentru diferite structuri de material au fost realizate epruvete conforme cu standardul D3039,”Metode de testare a proprietăților de tracțiune ale materialelor compozite cu matrice polimerică ”.Aceste epruvete au fost testate cu ajutorul mașinii Zwick Roell Z150.

În tabelul 2.2 se prezintă numarul de straturi de material, modul de așezare al acestora și numarul de bucați din eșantion

Tabel.2.2 Epruvete [21]

Fig. 2.1 Epruvete înainte și după testare [21]

Conform testelor, în tablul 2.2 sunt prezentate rezultatele:

Tabelul 2.3 Rezultatele testelor [21]

Proprietațile materialului au fost contorizate în tabelul 2.3

Table 2.3. Propietățile materialului compozit [21]

Realizarea materialului pentru termoformare.

Procesul de fabricație al materialului compozit pe bază de fibre constă în parcurgerea următoarelor etape:

Se realizeaza tăierea din balot a fibrelor la lungime intre 5-100 mm, utilizând o mașină de tocat cu lame rotative;

Se cântărește cantitatea de fibre din plante pentru a se obține amestecul dupa proporții date;

Amestecarea grosolana a fibrelor de cânepă cu polipropilena;

Amestecarea și mărunțirea fină a materialului rezultat în urma pasului 3;

Întrețeserea materialului cu ajutorul unor mașini cu ace pinten care are rol de consolidare a stratului fibros prin deplasarea fibrelor din stratul superior spre stratul inferior și invers (adică întrețeserea fibrelor).

Tragerea și împăturarea materialului cu ajutorul a doi cilindri pentru realizarea unei pături de fibre consolidate (prin întrețesere) și rulate sub formă de sul.

Mașinile folosite pentru prepararea materialului sunt prezentate în figura 2.2.

Fig.2.2 Linia de producție a materiei prime [21]

Linia de producție a materialului compozit pe bază de fibre vegetale este compusa din urmatoarele elemente:

Modul de alimentare cu fibre termoplaste;

Modul de alimentare cu fibre vegetale;

Element care realizează cântărirea și amentecul corespunzător de fibre;

Modul pentru amestecarea grosieră și defibrarea;

Modul pentru amestecarea fină;

Modul de defibrare;

Modul de întrețesere a fibrelor;

Modul pentru tragere si rulare a materiei prime pentru faza următoare;

Informație extrasă din [21]

Fig.2.3 Material compozit armat cu fibră de cânepă

Procesul de termoformare al pieselor din material compozit pe bază de fibre vegetale

După realizarea materialului compozit de către instalație, are loc procesul de termoformare. Straturile de material sunt așezate pe platanele presei încălzite cu ulei la aproximativ 220° C, se presează în vederea termoformării, după care materialul proaspăt termoformat se transferă pe matrița de termoformare, unde prin intermediul unei prese va lua forma produsului.

Datorită suprafeței piesei dar și a rezistenței mecanice reduse a semifabricatului, acesta se va deforma gravitațional la asezarea pe miezul matritei.

Modelarea 3D a lateralei de canapea și analiza cu element finit

Pentru proiectarea elementelor se utilizează bine-cunoscutul program de proiectare SolidWorks, care dispune de instrumentele necesare realizarii suprafețelor, cum ar fi:”Extruded Base” ,“Shell”, “Fillet” ș.a.

Piesa numită laterală de canapea face parte dintr-un ansamblu, când vorbim de produse de mobilier “Canapea”, prin urmare acest subansamblu este format din doua repere numite în continuare carcasa interioară și carcasa exterioară.

Fig 3.1 Carcasă exterioară

Fig.3.2 Carcasă interioară

Cele 2 repere care formează piesa laterală de canapea se proiectează în strânsă relație dimensională, adică reperul numit carcasă interioară se proiectează pornind de la conturul interior al reperului carcasă exterioară.

Modelul prezentat mai sus este varianta de pornire în realizarea unui produs care să îndeplinească cerințele impuse de rezistență și design.

Fig. 3.3 Laterală de canapea

În figura 3.3 putem observa modul de ansamblare ale celor două repere care formează laterala de canapea.

3.1Analiza lateralei de canapea realizată din material compozit pe bază de fibre vegetale

Analiza cu element finit.

Pentru realizarea analizei cu element finit s-au utilizat programele SolidWorks cu modulul “SolidWorks Simulation”. pentru analiza procesului de termoformare.

Cu ajutorul modulului “SolidWorks Simulation” piesa a fost supusă încercărilor pentru a putea vedea și analiza comportamentul ansamblului la solicitările din timpul utilizarii.

Punctul de pornire al analizei cu element finit este:

– caracteristicile materialului

– solicitările din timpul utilizării

Caracteristicile reperului carcasă exterioară:

– lungime: 810 mm

– lățime: 280 mm

– înălțime:108 mm

– grosimea peretelui 3 mm

Caracteristicile reperului carcasă interioară:

– lungime: 810 mm

– lățime: 280 mm

– grosime 69 mm

– grosimea peretelui 3 mm

Caracteristicile materialului compozit pe bază de fibre vegetale sunt:

Modulul de elasticitate: 1013 N/mm^2

Coeficientul lui Poisson: 0,47 N / A

Modulul de forfecare: 18,13 N / mm ^ 2

Densitate: 900 kg / m ^ 3

Rezistența la întindere: 18,13 N / mm ^ 2

Rezistența: 32 N / mm ^ 2

Conductivitate termică: 0,2256 W / (m · K)

Căldura specifică: 1386 J / (kg · K)

Piesa este supusă încercării cu două forțe, una pe suprafața superioară și una pe suprafața laterală, forța pe suprafața superioară este de 750 N iar din lateral cu 350 N. Tensiunile se calculează în MPa (N/mm2) în timp ce deplasările se afișează în milimetri.

Simulările au fost realizate pe ansamblul de piese , carcasă exterioară și carcasă interioară considerându-se ca fiind un tot unitar.

Ansamblul se fixează pe suprafața inferioară, precum se observă și în figura 3.4 și se aplică cele două solicitări pe zone restrânse.

Fig.3.4 Suprafața de fixare și zonele solicitate

Suprafața de fixare este marcată de săgețile de culoare verde, iar zonele supuse solicitării cu săgeți mov.

Fig. 3.5 Analiza piesei din punct de vedere al tensiunilor

Conform analizei putem observa că tensiunea maximă este de 19.33 Mpa, sub valoarea admisă și o deplasare de 15.3 mm, deci putem spune ca piesa rezistă solicitarilor impuse.

Proiectarea matriței

Piesă: parte componentă a unei mașini,a unui mecanism, a unui instrument.

Proiectarea modelului 3D- realizează trecerea de la stadiul de idee la stadiul de imagine tridimensională pe care se pot realiza toate modificarile necesare astfel încât piesa să își îndeplinească scopurile, dar sa poată fi și materializată .

Proiectarea se poate realiza și în variantă 2D de la început,doar că în varianta 3D vizualizarea modelului este mult mai facilă și mai ușor de înțeles de către alte persoane.

Softuri populare, în industrie, pentru realizare modelelor 3D și elaborarea documentației 2D (desene tehnice de ansamblu și/sau de reper) sunt :Catia, Solidworks, AutoCAD, Siemens Nx etc.

SolidWorks conține instrumente dedicate diferitelor domenii industriale. Un instrument folosit în cadrul acestei lucrari este Mold Tools utilizat pentru realizarea formei geometrice a matrițelor. Pentru realizarea modelului 3D al matriței se pornește de la modelul 3D al piesei, pasul următor fiind stabilirea și realizarea planului de separație. Alegerea planului de separație se bazează pe câteva criterii de bază : – realizarea corectă a structurii piesei

– în funcție de complexitatea piesei (poate fi nevoie de mai multe plane)

– posibilitățile de extragere a piesei ș.a.

În continuare se va prezenta modul de realizare a unei matrițe utilizând softul SolidWorks:

Pasul I. Definirea modelului 3D al piesei:

Fig. 4.1 Element canapea

Caracteristici piesă:

lungime: 810 mm

lățime: 280 mm

grosime 108 mm

grosimea peretelui 3 mm

Fig.4.2 Desen de execuție carcasă exterioară

Fig.4.3 Desen de execuție carcasă interioară

Desenul de execuție al celor 2 piese se găsesc în Anexe

Pasul II. Definirea planului de separație:

Fig. 4.4 Planul de separație

Definirea planului de separație constă în definirea conturului (Parting Line) după care se creează planul de separație folosind comanda (Parting surface) și alegînd parametrii .

Pasul III. Realizarea conturului exterior al matriței.

Într-un plan paralel cu planul orizontal folosind comanda Sketch se va contura forma exterioară a matriței (de obicei o formă cat mai simplă pentru a nu necesita operații de prelucrare suplimentare).

Fig.4.5 Definirea conturului exterior al matriței

Pasul IV. Crearea modelului matriței.

Folosind modulul “Molds” oferit de SolidWorks realizăm modelul 3D care este compus din 2 elemente (având doar un plan de separație): – partea superioară;

– partea inferioară;

Aceste 2 elemente se vor numi în continuare: cavitate (parte superioară) respectiv miez.

Înălțimi: cavitate – 90 mm

Miez- 40 mm

Fig. 4.6 Definirea matriței

În imaginea de mai sus putem observa faptul că putem selecta grosimea elementului de matriță numit cavitate dar totodată și cea a miezului.

Grosimea elementelor matriței trebuie alese cu mare grijă ținându-se cont de solicitările la care este supusă în timpul procesului de termoformare dar ținîndu-se cont în același timp de posibilitatea tehnologică de realizare și din punct de vedere economic. După finalizarea pașilor prezentați mai sus modulul Mold integrat în SolidWork avand toate datele necesare despre forma matriței generează în mod automat matrița.

Fig.4.7 Matrița

Lucrarea presupune proiectarea unor matrițe pentru o piesă care urmează a fi realizată prin procesul de termoformare. În cadrul exemplului prezentat mai sus se realizează matrița pentru un element al lateralei de canapea, aceasta urmând a fi modificată și testată cu scopul obținerii unui produs care să îndeplinească nevoile clientului, dar totodată și standardele în domeniu.

Pentru realizarea celui de-al doilea element este necesară o altă matriță.

Pentru fixarea matriței pe masa presei a fost realizat un sistem de prindere cu 6 șuruburi M18 cu piulițe T. Pentru ghidarea cavității în procesul de calibrare a piesei a fost nevoie de un sistem de ghidare, astfel s-a ales un sistem de ghidare cu cale. Cavitatea este fixată pe berbecul presei printr-o flansă fixată pe cavitate cu 10 șuruburi iar pe berbec prin înfiletare . Jocul dintre cele doua elemente necesare realizării formei finale se pastrează cu ajutorul unor limitatoare de cursă, fixat între cele 2 cale de pe miez.

Fig.4.8 Ansamblul 3D al matriței

În figura 4.8 se pot observa toate cele patru aspecte prezentate mai sus. Desenul de ansamblu este cuprins în Anexa (1)

Tehnologia de fabriecație a unui element al matriței

Piesa: Miezul matriței

Pentru realizarea matriței avem nevoie de : -Mașină CNC pentru debitare

-Mașina CNC pentru frezare

– Programul CNC al fiecărei piese

– Semifabricat

Pentru realizarea matriței se poate folosi o freză Haas vf 6/50.

Fig.5.1 Freză Router CNC-Basic 1325 Deluxe [22]

Preluat din [24]

Programul CNC

Pentru realizarea programului CNC al fiecărei piese a fost nevoie de un soft special creeat deoarece avem suprafețe complexe și regimuri de așchiere destinate prelucrării aluminiului, scrierea manuală fiind aproape imposibilă având 93980 de linii de cod pentru miezul matriței și aproximativ 28000 de linii pentru cavitate. Datorită volumului mare de pagini acestea nu au putut fi introduse în cuprinsul lucrarii, o parte din documentația codului G se regăsește în Anexa . Pentru programarea mașini s-a utilizat limbajul cod de tip G.

Semifabricat

Dimensiunile semifabricatului: 1055x345x134

Material: Aluminiu ENAW 7022

Concluzii și contribuții

Lucrarea presupune proiectarea unor matrițe pentru realizarea unei laterale de canapea prin termoformare din material compozit pe bază de fibre vegetale. Plecând de la caracteristicile materialului dezvoltat de firma SC TAPARO SA, se dorește proiectarea unor matrițe pentru realizarea a celor două componente care formează reperul numit laterala de canapea. Pe lângă aspectul de proiectare a matriței s-a urmărit și realizarea itinerariului de fabricație.

Laterala de canapea este o piesă de tip cutie, fiind formată din două elemente care urmeaza a fi ansamblate si lipite cu ajutorul unor adezivi, acestea trebuie să îndeplinească normele de rezistență impuse de politica de testare a firmei TAPARO, prin urmare asupra pieselor s-au efectuat analize cu element finit.

Datorită faptului că este vorba despre un material recent dezvoltat lipsa unor informații despre material, cum ar fi curba caracteristica S-N care este necesară analizei la oboseală este nevoie și de realizarea unor prototipuri care sa fie testate fizic.

Partea practică a lucrării presupune realizarea unui set de matrițe care servesc realizării pieselor.Datorită costurilor ridicate aceste doua seturi de matrițe și elementele auxiliare nu au putut fi realizate practic.

Contribuții:

Proiectarea unui element suficient de rigid

Găsirea geometriei potrivite pentru procesul de termoformare

Realizarea tehnologiei

Utilizarea unui soft pentru denerarea codului G necesar prelucrarii

1. Victor Giurgiu, Considerații asupra stării pădurilor României – partea I: declinul suprafeței pădurilor și marginalizarea împăduririlor, Revista Pădurilor, nr. 2/2010

2. Raport privind starea pădurilor Romaniei 2016, Ministerul Apelor și Pădurilor, http://apepaduri.gov.ro/wp-content/uploads/2014/07/Raport-starea-pa%CC%86durilor-2016.pdf

3. Emilia Câmpean, Emanuela Pop s.a, Înlocuirea lemnului din structura de rezisteță a mobilierului tapițat prin utilizarea resurselor regenerabile, Simpozionul cucuteni-5000 Redivivus: Științe exacte și mai exacte (editia a XIII), Chișinău: Editura”TEHNICA_INFO”), paginile 217-225, 2019

4.http://www.insse.ro/cms/sites/default/files/field/publicatii/statistica_activitatilor_din_silvicultura_in_anul_2016.pdf

5. Sergiu Horodnic, Bazele exploatarii lemnului, Suceava: Editura Universității din Suceava, 2003, Bibliogr. ISBN 973-8293-93-6

6. “Fondul forestier national”, editat de I.N.S., 2004; “Volumul de lemn exploatat de catre agentii economici atestati si suprafata parcursa cu taieri in anul 2003” editata de I.N.S., 2004;

7. http://financialtrends.ro/2017/07/15/consumul-de-mobila-al-romaniei/

8. https://ro.wikipedia.org/wiki/Polipropilen%C4%83

9. https://axtrom.ro/polietilena-si-polipropilena/

10.Liana Hancu, Horatiu Iancau, Tehnologia materialelor nemetalice. Tehnologia fabricării pieselor din materiale plastice, Editura ALMA. MATER, 2003

11.https://www.google.com/search?q=ghiveci+din+compozit&biw=1920&bih=937&tbm=isch&source=iu&ictx=1&fir=rT-LhKr9_kJzBM%253A%252CtU5qdwpqPGnoOM%252C_&vet=1&usg=AI4_-kTgluvUFteHmZyJiyaZX0edtzRpuA&sa=X&ved=2ahUKEwjmyLqZy_PjAhWSyoUKHaG3C1gQ9QEwAHoECAkQBg#imgrc=rT-LhKr9_kJzBM:

12.https://www.google.com/search?biw=1920&bih=937&tbm=isch&sa=1&ei=qT9MXe6MOJPF8gKQnLr4DQ&q=ghiuvete+din+compozit&oq=ghiuvete+din+compozit&gs_l=img.3..0i7i30j0i8i7i30.38874.40891..41147…0.0..0.769.1320.0j1j4-1j0j1……0….1..gws-wiz-img.n6TkdAqXXQU&ved=&uact=5#imgrc=zfQNFEqlOsCxhM:

13. https://www.biano.ro/produse/chiuvete-de-bucatarie

14. http://www.avi.ro/tehnologie/termoformare/

15. https://www.danibrum.ro/prese-vacuum/presa-pentru-termoformare/558/index.php

16.https://www.google.com/search?q=extrudarea+%C8%9Bevilor+din+pvc&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjT4aGKzPPjAhUQ1RoKHeo5DhEQ_AUIECgB&biw=1920&bih=937#imgrc=_zBkgV-1s3J2dM:

17.https://www.google.com/search?biw=1904&bih=920&tbm=isch&sa=1&ei=bDUjXY2RNImalwSKvqYw&q=LAVOARE+DIN+COMPOZIT&oq=LAVOARE+DIN+COMPOZIT&gs_l=img.3…6117.9084..9639…0.0..0.156.1578.0j13……0….1..gws-wiz-img…….0j0i8i30j0i24.wEyhPDu79Q8

18.https://www.google.com/search?biw=1904&bih=903&tbm=isch&sa=1&ei=OfiuXPbgOM3MwAK4xaTADQ&q=spoiler+masina&oq=spoiler+masina&gs_l=img.3…14753.19299..20483…1.0..0.162.1202.0j9……1….1..gws-wiz-img…….0.z0Um320NB3M#imgrc=AI7nenv7otw_0M:

19.http://tube-special.com/ro/tevi-pentru-extractia-petrolului-api/

20.https://www.google.com/search?q=TEVI+TRANSPORT+APA&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjspoLOz8fhAhXGo4sKHV03A1wQ_AUIDigB&biw=1904&bih=903#imgrc=QeTtlC6qyxVIzM:

21.Emilia Ciupan, Lucian Lăzărescu ș.a. Characterization of a thermoforming composite material made from hemp fibers and polypropylene, MATEC Web of Conferences 137, 08003 (2017)

22.https://www.google.com/search?q=haas+vf+6/50&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi9k-CfuZPkAhUCHxoKHT1GA04Q_AUIESgB&biw=1920&bih=937#imgrc=FjFTbaE3xNIhuM:

23. https://www.haascnc.com/machines/vertical-mills/vf-series/models/large/vf-6-50.html

24.https://www.bizoo.ro/firma/depozitaluminiu/vanzare/11843409/placa-aluminiu-taiata-la-dimensiuni

Anexe

O1000 (MIEZ BUN_MILLING)

N100 (COMPENSATION-WEAR)

N102 (REV-0.70)

N104 (Aug- 21-2019-11:08:02AM)

N106 (TOOL 5 – DIA 12.)

N1 G90 G17 G40 G80 G00

N108 M06 T5 ()

N110 (HSR-HMP-target)

N112 G00 G54 G90 X15.063 Y0. S1592 M03

N114 G43 H5 Z120.

N116 Z12.

N118 Z4.0055

N120 G01 X14.9369 Y-8.3931 Z2.5912 F200.

N122 X14.6325 Y-7.012 Z2.0055

N124 X13.878 Y-3.5887 F400.

N126 X13.7056 Y-2.9732

N128 X13.4655 Y-2.3808

N130 X13.1604 Y-1.8191

N132 X12.7945 Y-1.295

N134 X12.3721 Y-0.8152

N136 X11.8987 Y-0.3858

N138 X11.3802 Y-0.012

N140 X-0.012 Y7.2654

N142 X-0.3056 Y7.4146 F600.

N144 X-0.6226 Y7.5037

N146 X-0.951 Y7.5293

N148 X-1.278 Y7.4902

N150 X-1.5911 Y7.3882

N152 X-1.8783 Y7.227

N154 X-2.1286 Y7.0128

N156 X-2.3322 Y6.754 Z2.0054

N158 Z2.0055

N160 X-3.0935 Y5.5622 Z2.5912

N162 X-3.4089 Y5.0686 Z4.0055

N164 Z6.

N166 X-1.5034 Y4.461 Z9.0332

N168 Z9.0331 F1600.

N170 X-0.2648 Y4.0661 Z9.3

N172 X36.8599 Y-7.7718

N174 X38.0985 Y-8.1667 Z9.0331

N176 X38.0984 F200.

N178 X40.0039 Y-8.7743 Z6.

N180 Z4.0055

N182 X39.0583 Y-7.012 Z2.0055

N184 X36.7843 Y-2.7742 F400.

N186 X36.451 Y-2.2288

N188 X36.0587 Y-1.7241

N190 X35.6123 Y-1.2666

N192 X35.1176 Y-0.8619

N194 X34.5806 Y-0.5151

N196 X34.0082 Y-0.2306

N198 X33.4075 Y-0.012

N200 X26.1476 Y2.1775

N202 X14.5717 Y7.822

N204 X2.4102 Y15.778

N206 X-0.012 Y18.0042

N208 X-0.2752 Y18.2022 F600.

N210 X-0.5719 Y18.3451

N212 X-0.8908 Y18.4273

N214 X-1.2196 Y18.4458

N216 X-1.5457 Y18.3997

N218 X-1.8565 Y18.2909

N220 X-2.1402 Y18.1236

N222 X-2.3858 Y17.9041 Z2.0054

N224 Z2.0055

N226 X-3.3428 Y16.8629 Z2.5912

N228 X-3.7392 Y16.4316 Z4.0054

N230 Z6.

N232 X-3.7781 Y18.4312 Z9.0332

N234 Z9.0331 F1600.

N236 X-3.8034 Y19.731 Z9.3

N238 X-8.9431 Y283.8971

N240 X-8.9684 Y285.1968 Z9.0331

N242 Z9.0332 F200.

N244 X-9.0073 Y287.1964 Z6.

N246 Z4.0055

N248 X-7.012 Y287.0601 Z2.0054

N250 X-4.147 Y286.8642 Z2.0055 F400.

N252 X-3.5078 Y286.8564

N254 X-2.8718 Y286.9203

N256 X-2.247 Y287.0549

N258 X-1.6411 Y287.2587

N260 X-1.0619 Y287.529

N262 X-0.5165 Y287.8625

N264 X-0.012 Y288.255

N266 X2.0027 Y290.012

N268 X2.2285 Y290.2517 F600.

N270 X2.4032 Y290.5309

N272 X2.52 Y290.8388

N274 X2.5746 Y291.1635

N276 X2.5647 Y291.4927

N278 X2.4909 Y291.8136

N280 X2.3558 Y292.114

N282 X2.1648 Y292.3823 Z2.0054

N284 Z2.0055

N286 X1.2353 Y293.4482 Z2.5912

N288 X0.8503 Y293.8897 Z4.0055

N290 Z6.

N292 X-0.1202 Y292.1409 Z9.0332

N294 X-0.751 Y291.0042 Z9.3 F1600.

N296 X-7.4057 Y279.0122

N298 X-8.0365 Y277.8755 Z9.0331

N300 Y277.8756 Z9.0332 F200.

N302 X-9.0069 Y276.1268 Z6.

N304 Z4.0055

N306 X-7.012 Y275.9841 Z2.0055

N308 X-4.1514 Y275.7795 F400.

N310 X-3.5123 Y275.7697

N312 X-2.8761 Y275.8315

N314 X-2.2508 Y275.9642

N316 X-1.6443 Y276.1661

N318 X-1.0642 Y276.4346

N320 X-0.5179 Y276.7663

N322 X-0.012 Y277.1571

N324 X14.8235 Y290.012

N326 X15.0501 Y290.251 F600.

N328 X15.2256 Y290.5297

N330 X15.3435 Y290.8372

N332 X15.3991 Y291.1619

N334 X15.3903 Y291.4911

N336 X15.3174 Y291.8123

N338 X15.1832 Y292.1131

N340 X14.993 Y292.3818 Z2.0054

N342 Z2.0055

N344 X13.6833 Y293.8933 Z4.0055

N346 Z6.

N348 X12.5043 Y292.2778 Z9.0332

N350 Z9.0331 F1600.

N352 X11.738 Y291.2277 Z9.3

N354 X-7.0654 Y265.4609

N356 X-7.8317 Y264.4108 Z9.0332

N358 Z9.0331 F200.

N360 X-9.0107 Y262.7952 Z6.

N362 Z4.0055

N364 X-7.012 Y262.8672 Z2.0055

N366 X-3.9797 Y262.9765 F400.

N368 X-3.3432 Y263.0353

N370 X-2.7173 Y263.165

N372 X-2.1098 Y263.364

N374 X-1.5285 Y263.6297

N376 X-0.9805 Y263.9589

N378 X-0.4729 Y264.3473

N380 X-0.012 Y264.7901

N382 X6.4766 Y271.764

N384 X21.0173 Y284.1722

N386 X29.6303 Y290.012

N388 X29.8835 Y290.2227 F600.

N390 X30.0906 Y290.4787

N392 X30.2439 Y290.7702

N394 X30.3374 Y291.086

N396 X30.3674 Y291.414

N398 X30.3329 Y291.7415

N400 X30.2351 Y292.056

N402 X30.078 Y292.3453 Z2.0054

N404 Z2.0055

N406 X29.2843 Y293.5158 Z2.5912

N408 X28.9556 Y294.0007 Z4.0055

N410 Z6.

N412 X27.6392 Y292.495 Z9.0332

N414 Z9.0331 F1600.

N416 X26.7835 Y291.5163 Z9.3

N418 X-6.8389 Y253.06

N420 Y253.0599

N422 X-7.6946 Y252.0813 Z9.0331

N424 Z9.0332 F200.

N426 X-9.011 Y250.5756 Z6.

N428 Z4.0055

N430 X-7.012 Y250.6393 Z2.0055

N432 X-3.9873 Y250.7358 F400.

N434 X-3.3506 Y250.792

N436 X-2.7241 Y250.919

N438 X-2.1159 Y251.1155

N440 X-1.5334 Y251.3788

N442 X-0.9841 Y251.7056

N444 X-0.4748 Y252.0919

N446 X-0.012 Y252.5329

N448 X12.6736 Y266.0543

N450 X26.011 Y277.4178

N452 X41.2091 Y287.7351

N454 X45.5947 Y290.012

N456 X45.8707 Y290.1917 F600.

N458 X46.1063 Y290.4218

N460 X46.2926 Y290.6934

N462 X46.4222 Y290.9961

N464 X46.4903 Y291.3184

N466 X46.4943 Y291.6477

N468 X46.4339 Y291.9714

N470 X46.3116 Y292.2771 Z2.0054

N472 Z2.0055

N474 X45.39 Y294.0522 Z4.0055

N476 Z6.

N478 Y294.0521

N480 X44.0307 Y292.5851 Z9.0332

N482 Z9.0331 F1600.

N484 X43.1471 Y291.6315 Z9.3

N486 X-6.7453 Y237.785

N488 X-7.6289 Y236.8314 Z9.0331

N490 Z9.0332 F200.

N492 X-8.9882 Y235.3643 Z6.

N494 Z4.0055

N496 X-8.4094 Y235.4544 Z2.5912

N498 X-7.012 Y235.6718 Z2.0055

N500 X-3.7379 Y236.1812 F400.

N502 X-3.1128 Y236.3147

N504 X-2.5066 Y236.5174

N506 X-1.9269 Y236.7867

N508 X-1.381 Y237.1192

N510 X-0.8757 Y237.5107

N512 X-0.4175 Y237.9563

N514 X-0.012 Y238.4504

N516 X6.1909 Y246.939

N518 X18.8671 Y260.3348

N520 X31.0048 Y270.6635

N522 X45.4653 Y280.4932

N524 X61.9377 Y289.0516

N526 X64.5042 Y290.012

N528 X64.7998 Y290.1571 F600.

N530 X65.0615 Y290.3571

N532 X65.2791 Y290.6042

N534 X65.4443 Y290.8891

N536 X65.5508 Y291.2008

N538 X65.5944 Y291.5272

N540 X65.5735 Y291.8558

N542 X65.4889 Y292.1742 Z2.0054

N544 Z2.0055

N546 X64.788 Y294.0474 Z4.0055

N548 Z6.

N550 X63.3829 Y292.6241 Z9.0332

N552 Z9.0331 F1600.

N554 X62.4696 Y291.6989 Z9.3

N556 X-6.6189 Y221.7153

N558 X-7.5322 Y220.7902 Z9.0331

N560 Z9.0332 F200.

N562 X-8.9373 Y219.3669 Z6.

N564 Z4.0055

N566 X-8.3734 Y219.5255 Z2.5912

N568 X-7.012 Y219.9084 Z2.0055

N570 X-3.44 Y220.9129 F400.

N572 X-2.8353 Y221.1202

N574 X-2.2577 Y221.3939

N576 X-1.7143 Y221.7305

N578 X-1.2121 Y222.1259

N580 X-0.7572 Y222.575

N582 X-0.3555 Y223.0722

N584 X-0.012 Y223.6112

N586 X1.4931 Y226.294

N588 X12.9656 Y241.9408

N590 X24.5076 Y254.1104

N592 X35.9993 Y263.9097

N594 X49.726 Y273.253

N596 X67.4197 Y282.2774

N598 X84.8561 Y288.4593

N600 X91.5606 Y290.012

N602 X91.8726 Y290.1174 F600.

N604 X92.1581 Y290.2816

N606 X92.406 Y290.4984

N608 X92.6069 Y290.7594

N610 X92.753 Y291.0545

N612 X92.8388 Y291.3725

N614 X92.8608 Y291.7011

N616 X92.8183 Y292.0277 Z2.0054

N618 Z2.0055

N620 X92.367 Y293.9761 Z4.0055

N622 Z6.

N624 X94.3664 Y294.0269 Z9.0332

N626 Z9.0331 F1600.

N628 X95.666 Y294.0599 Z9.3

N630 X282.7387 Y298.8102

N632 X284.0382 Y298.8432 Z9.0331

N634 X286.0376 Y298.894 Z6. F200.

N636 Z4.0055

N638 X286.7145 Y297.012 Z2.0055

N640 X288.0716 Y293.2395 F400.

N642 X288.3213 Y292.6511

N644 X288.6354 Y292.0944

N646 X289.0098 Y291.5763