Главная страница » Работы на конкурс » Технические науки » 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”

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)

Пожарнов Артем Дмитриевич

Аффилиация

ФГАОУ ВО СПбПУ, г.Санкт-Петербург

Научный руководитель

Золотов Александр Максимович

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

Конкурс, в котором автор работы принял участие:

High Goals – 2020: открытый международный конкурс инициативных научно-исследовательских проектов

Отрасль наук

Форма представления работы

Дата публикации работы: 04.12.2020

Смотреть похожие работы

Выпускная квалификационная работа “Разработка программного модуля автодополнения и описания слов”

Актуальность разработки обоснована тем, что во многих частях S-Terra KP Console существует необходимость вводить длинные названия ключевых слов в течение 3-5 сек, а при совершении ошибок значительно больше. Объектом исследования является печатание слов …

Выпускная квалификационная работа “Разработка программного модуля проверки законов РФ на уникальность”

Разработка ПО, позволяющего облегчить и усовершенствовать поиск заимствований в текстах законопроектов, является актуальной задачей ввиду наличия большого объема законов и постановлений, которые необходимо сравнить и проанализировать, что становится не …

Выпускная квалификационная работа “Разработка программного модуля мониторинга и корректировки прерываний сетевых интерфейсов”

Актуальность данной темы заключается в том, что разрабатываемый модуль упростит корректировку масок для оператора ЭВМ, также программный модуль уменьшит количество ошибок, связанных с человеческим фактором. Объектом исследования являются прерывания, ге …

Выпускная квалификационная работа “Разработка конструкции торцовой фрезы с зачистным зубом”

Актуальность. В современном машиностроении предъявляются высокие требования к к отклонениям формы, шероховатости и другим геометрическим параметрам качества поверхности изготавливаемых деталей машин и механизмов. Проблема улучшения качества выпускаемой …