Выпускная квалификационная работа “Проектирование пресс-формы для модернизации и оптимизации процесса получения составных ветвей термоэлектрических материалов методом одностороннего прессования в замкнутой матрице для дальнейшего производства термоэлектрических преобразователей энергии”
Автор (ы)
Аффилиация
ФГАОУ ВО СПбПУ, г.Санкт-Петербург, студент
Научный руководитель
Аннотация
Конвертация тепловой энергии в электрическую и наоборот с помощью термоэлектрических преобразователей остается крайне важной и перспективной сферой науки и техники. Обладая уникальным сочетанием конструктивных и эксплуатационных характеристик (прямое преобразование энергии, отсутствие движущихся частей, бесшумность, автономность и долговечность работы), эти устройства уже положительно зарекомендовали себя как в областях, связанных с военно-промышленным комплексом, так и в повседневной жизни.
Одним из главных конкурентных преимуществ при производстве термоэлектрических преобразователей энергии является получение качественных термоэлектрических материалов (далее ТЭМ). Наибольшего внимания в промышленных масштабах изготовления ТЭМ добились прессование в замкнутой матрице, экструзия и зонная плавка, относящаяся к группе методов направленной кристаллизации.
Разработка изделий из порошковых материалов связана с формованием. На этой стадии дисперсное, сыпучее тело приобретает свойства твердого. Для проведения операции формования применяют различные инструменты: пресс-формы, которые устанавливают на прессах, экструдеры инжекционных и иных установок, прокатные валки станов для
получения лент и листов. Все группы инструментов характеризуются определенными требованиями к поверхности, прочности и долговечности.
Прессование в замкнутой матрице позволяет получать ветви термоэлементов различной геометрической формы и с точно заданными размерами. В данном случае рассматривается процесс холодного одностороннего прессования в замкнутой матрице составной ветви p-n материалов, разделенных диэлектриком.
Вследствие составного вида ветвей имеется место ряд технологических проблем, связанных с неравномерной засыпкой слоев, особенно тонких, что приводит к уменьшению как термоэлектрических, так и механических свойств готового изделия. На данный момент засыпка ведется следующим образом: оператор слой за слоем в заданном порядке засыпает материалы в собранную матрицу через воронку, ограничивая объем верхним пуансоном и обстукивая его и матрицу киянкой для выравнивания слоя. После засыпки следует холодное прессование с выдержкой при ограничении давления прессования. Получаемые элементы вследствие неравномерности засыпки и ряда других причин могут получаться разновысотными, что привело к введению трудоемкой технологической операции по геометрическому контролю элементов.
Целью данной работы является проектирование пресс-формы для модернизации и оптимизации процесса получения составных ветвей термоэлектрических материалов методом одностороннего прессования в замкнутой матрице.
Основная идея заключается в введении в конструкцию подвижной матрицы, что позволит засыпать ряд нижних тонких слоев материалов вровень с матрицей во избежание неравномерности. После такой засыпки, используя ограничительные кольца, оператор сможет поднять матрицу по отношению к нижнему пуансону для дальнейших операций.
Подобное нововведение позволит также выпрессовывать готовый образец из матрицы. Помимо этого, обоснованным видится модификация верхних пуансонов с целью ограничения процесса не давлением прессования, а ходом
пуансонов, что позволит получать образцы одинаковой высоты.
Содержание работы
Загрузка...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Конкурс, в котором автор работы принял участие:
II Международный конкурс инициативных научно-исследовательских проектов “High Goals”, 2019/2020
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 04.12.2020
Добавить комментарий