Комп'ютерне проєктування процесів лиття та дизайн виробів
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані технології художнього та ювелірного литва
Код дисципліни: 6.136.03.E.054
Кількість кредитів: 6.50
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Тростянчин Андрій Миколайович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Навчальна дисципліна «Комп’ютерне проєктування процесів лиття та дизайн виробів» покликана реалізувати завдання освітньої програми, що спрямовані на підготовку фахівців, здатних творчо й технологічно грамотно реалізовувати ідеї у сфері художнього та ювелірного литва із застосуванням сучасних цифрових технологій. Дисципліна забезпечує формування наступних фахових компетентностей спеціалізації (ФКС):
ФКС 1.2 Усвідомлення основних етапів проектування технології ливарної форми, властивостей матеріалів для виготовлення модельних пристосувань, властивостей формувальних та стержневих матеріалів, здатність здійснювати розрахунки ливникових систем для виготовлення виливків з різних сплавів, розробляти необхідну технологічну документацію з урахуванням типу виробництва.
ФКС 2.3 Здатність використовувати сучасні CAD/CAM/CAE системи для комп'ютерного моделювання прототипів, виробів, ливарної оснастки та устаткування, проектування ливарних цехів, вибору оптимального матеріалу та технології виготовлення виробів,зокрема методами лиття, моделювання та оптимізації процесу сталізації виливків, прогнозування та запобігання появи
ливарних дефектів.
ФКС2.6 Здатність застосовувати відповідні кількісні математичні, наукові і технічні методи та комп'ютерне програмне забезпечення для вирішення типових інженерних завдань в галузі ливарного виробництва, на основі системного підходу розв'язувати якісні та кількісні завдання в умовах реального виробництва.
Результати навчання: У результаті вивчення дисципліни здобувач набуває:
Знання (ЗН):
ЗН2. Знання і розуміння інженерних наук, які лежать в основі спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів програми, у тому числі достатня обізнаність в їх останніх досягненнях.
ЗН3. Передові знання в галузі металургії й, зокрема, комп'ютерноінтегрованих технологій художнього та ювелірного литва.
ЗН5. Розуміння особливостей матеріалів, які застосовуються, обладнання та інструментів, інженерних технологій і процесів, а також їх обмежень у ливарному виробництві.
Уміння (УМ):
УМ1. Вміння виявляти, формулювати і вирішувати типові та складні й непередбачувані інженерні завдання і проблеми ливарного виробництва, що включає збирання та інтерпретацію інформації (даних), вибір і використання відповідних обладнання, інструментів та методів, застосування інноваційних підходів та спеціалізованого програмного забезпечення.
УМ4. Вміння розробляти, проектувати та моделювати ливарні процеси і системи, які задовольняють встановлені вимоги, передбачаючи обізнаність про нетехнічні (суспільство, здоров'я і безпека, навколишнє середовище, економіка) аспекти, обирати і застосовувати адекватні методології проектування, у тому числі інструментами автоматизованого проектування.
УМ11. Вміння брати на себе відповідальність за прийняття рішень у непередбачуваних умовах.
УМ13. Вміння впроваджувати автоматизовані інструменти управління
в усіх напрямках діяльності.
Комунікація (КОМ):
КОМ3. Навички вербальної та письмової презентації практичних розробок в галузі металургії.
Автономія і відповідальність (AiB):
AiB1. Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні
рішення.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні дисципліни:
Нарисна геометрія та інженерна графіка
Технічна механіка
Теоретичні основи формоутворення
Матеріалознавство і технології художнього та ювелірного литва
Автоматизоване проектування
Супутні і наступних навчальні дисципліни:
Устаткування ливарних цехів
Проектування технологічних дільниць ливарних цехів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна спрямована на формування знань і практичних навичок використання сучасних комп’ютерних технологій у галузі лиття металів та розробки виробів. Студенти ознайомлюються з основами комп’ютерного моделювання процесів лиття, побудовою 3D-моделей виробів і ливарних форм, а також методами віртуального аналізу технологічних параметрів.
Курс охоплює теми комп’ютерного дизайну (CAD), інженерного аналізу (CAE), симуляції теплових і динамічних процесів у ливарних системах, а також оптимізації конструкцій виробів з урахуванням вимог технологічності та якості. Значна увага приділяється практичному використанню спеціалізованого програмного забезпечення, такого як SolidWorks, Autodesk Inventor, ANSYS, ProCAST або подібних.
У результаті вивчення дисципліни студенти отримують навички комплексного підходу до розробки виробу – від ідеї та комп’ютерного проєктування до моделювання процесу лиття й аналізу можливих дефектів, що дозволяє зменшити витрати часу та ресурсів на етапах виробництва.
Опис: Лекції:
Вступ до комп’ютерного проєктування у художньому та ювелірному литві.
Основи тривимірного моделювання та цифрового дизайну виробів.
CAD-системи у ливарному виробництві: огляд, принципи роботи, можливості.
Особливості проєктування художніх та ювелірних виробів: стиль, форма, ергономіка.
Конструктивні елементи ливарних форм: вплив на якість відливки.
Технологічні основи лиття ювелірних і декоративних виробів.
САПР формотворення та моделювання ливарних каналів.
Симуляція лиття: фізичні процеси (наповнення, охолодження, усадка).
Програмне забезпечення для аналізу дефектів литва (наприклад, ProCAST, Flow-3D Cast).
Методи візуалізації готових моделей та створення презентацій виробів.
Топологічна оптимізація конструкцій ювелірних виробів.
Техніко-економічне обґрунтування рішень при комп’ютерному проєктуванні.
Інтеграція CAD-моделей з адитивними технологіями (3D-друк воскових моделей).
Тематика лабораторних робіт:
Ознайомлення з інтерфейсом CAD-систем (SolidWorks, Rhino, ZBrush, Blender тощо).
Побудова базових геометричних форм для ювелірного виробу.
Моделювання елементів художнього литва з декоративною стилізацією.
Створення тривимірної моделі кільця / підвіски з урахуванням ергономіки.
Розробка базової конструкції ливарної форми.
Моделювання системи литтєпроводу у виробі.
Створення формової оснастки з вбудованими каналами охолодження.
Імпорт 3D-моделі у програму для симуляції лиття (наприклад, Autodesk Simulation Moldflow / ProCAST).
Проведення симуляції лиття: аналіз результатів.
Виявлення та виправлення потенційних дефектів за результатами симуляції.
Підготовка CAD-моделі до 3D-друку (формати STL, налаштування параметрів друку).
Створення візуалізації готового виробу (рендерінг).
Підготовка підсумкового проєкту: моделювання, симуляція, презентація.
Методи та критерії оцінювання: 1. Опитування та допуск до виконання лабораторних робіт.
2. Захист лабораторних робіт, в тому числі виконаних за індивідуальними завданнями.
3. Екзаменаційний контроль з письмовою та усною компонентами.
Критерії оцінювання результатів навчання: - письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування (40%);
- підсумковий контроль (60 %, екзамен): письмово-усна форма.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Michael Ashby, Hugh Shercliff and David Cebon. Materials, Engineering, Science, Processing and Design / Elsevier Science & Technology. – 2007. – 514 p.
2. Пустюльга С.І., Гандзюк М.О., Булік Ю.В. Основи проектування в Рrо/ENGINEER: Навчальний посібник. – Луцьк: Редакційно видавничий відділ ЛНТУ, 2012. – 281с.
3. Creo Parametric. Базовый курс обучения: Конспект лекций. К., Инженерная компания технополис. – 2013. – 109 с.
4. 1. Michael F. Ashby. Materials Selection in Mechanical Design (Fourth Edition). – Elsevier Science & Technology. 2011. – 646 p.
5. Проектування та виробництво заготовок деталей машин. Литі заготовки: навчальний посібник. / [Дусанюк Ж. П.,Шиліна О. П., Репінський С. В. та ін.] – Вінниця: ВНТУ, 2009. –199 с.
6. Інженерна графіка. Комп’ютерна графіка. Михайленко В.Є. - Київ, Каравела, 2002. – 330 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).
Комп'ютерне проєктування процесів лиття та дизайн виробів (курсова робота)
Спеціальність: Комп'ютерно-інтегровані технології художнього та ювелірного литва
Код дисципліни: 6.136.03.E.056
Кількість кредитів: 2.00
Кафедра: Матеріалознавство та інженерія матеріалів
Лектор: Тростянчин Андрій Миколайович
Семестр: 7 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Виконання курсової роботи забезпечує формування наступних фахових компетентностей спеціалізації (ФКС):
ФКС 1.1 Здатність раціонально обирати матеріали, типові технологічні процеси, устаткування та оснащення для виготовлення металопродукції, в тому числі з використанням сучасних CAD/CAM/CAE систем, з метою забезпечення заданих властивостей, необхідних показників якості, мінімальної собівартості та впливу на оточуюче середовище при високих
техніко-економічних показниках виробництва.
ФКС 1.3. Здатність проводити теоретичний аналіз та моделювати фізичні та хімічні явища металургійних процесів, розробляти алгоритми їх вивчення з метою пошуку оптимальних варіантів їх ведення, застосовувати основні положення теорії хімічних процесів, хімічної та фазової рівноваги, електрохімії та хімічної кінетики для вирішення завдань професійної діяльності.
ФКС 1.7. Здатність встановлювати дефекти матеріалів та виробів, застосувати сучасні раціональні методи діагностування матеріалів та виробів, обирати устаткування та прилади для застосовуваних методів діагностування матеріалів та виробів, проводити контроль, записувати його результати та складати звіт за одержаними результатами.
ФКС 2.3 Здатність використовувати сучасні CAD/CAM/CAE системи для комп'ютерного моделювання прототипів, виробів, ливарної оснастки та устаткування, проектування ливарних цехів, вибору оптимального матеріалу та технології виготовлення виробів,зокрема методами лиття, моделювання та оптимізації процесу сталізації виливків, прогнозування та запобігання появи
ливарних дефектів.
ФКС2.7 Здатність використовуючи відомості щодо технології виробництва матеріалу та виробу, за допомогою певних положень та науково-технічної літератури готувати вихідні дані для вибору й обгрунтування науково-технічних і організаційних рішень в галузі ливарного виробництва.
Результати навчання: У результаті виконання курсової роботи здобувач набуває:
Знання (ЗН):
ЗН2. Знання і розуміння інженерних наук, які лежать в основі спеціалізації, на рівні, необхідному для досягнення інших результатів програми, у тому числі достатня обізнаність в їх останніх досягненнях.
ЗН3. Передові знання в галузі металургії й, зокрема, комп'ютерноінтегрованих технологій художнього та ювелірного литва.
ЗН5. Розуміння особливостей матеріалів, які застосовуються, обладнання та інструментів, інженерних технологій і процесів, а також їх обмежень у ливарному виробництві.
ЗН6. Розуміння широкого міждисциплінарного контексту металургії.
ЗН8. Розуміння кращих світових практик і стандартів діяльності та навички застосовувати їх у металургійній галузі України.
Уміння (УМ):
УМ2. Вміння обирати і застосовувати придатні типові методи досліджень (аналітичні, розрахункові, моделювання, експериментальні); правильно інтерпретувати результати таких досліджень та робити висновки.
УМ4. Вміння розробляти, проектувати та моделювати ливарні процеси і системи, які задовольняють встановлені вимоги, передбачаючи обізнаність про нетехнічні (суспільство, здоров'я і безпека, навколишнє середовище, економіка) аспекти, обирати і застосовувати адекватні методології проектування, у тому числі інструментами автоматизованого проектування.
УМ13. Вміння впроваджувати автоматизовані інструменти управління
в усіх напрямках діяльності.
УМ15. Вміння застосовувати концепції бережливого виробництва та
загальні принципи зниження виробничих витрат у металургії.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні дисципліни:
Нарисна геометрія та інженерна графіка
Технічна механіка
Теоретичні основи формоутворення
Матеріалознавство і технології художнього та ювелірного литва
Автоматизоване проектування
Супутні і наступних навчальні дисципліни:
Устаткування ливарних цехів
Проектування технологічних дільниць ливарних цехів
Короткий зміст навчальної програми: Курсова робота присвячена розробці художнього або ювелірного виробу з використанням сучасних комп’ютерних технологій проєктування та моделювання процесу лиття. У процесі виконання роботи здобувач здійснює повний цикл цифрового проєктування виробу — від побудови тривимірної моделі до створення конструкції ливарної форми та симуляції технологічного процесу.
Особлива увага приділяється оптимізації конструкції виробу з урахуванням естетичних, технологічних і економічних вимог, аналізу потенційних дефектів лиття за допомогою CAE-систем, а також підготовці моделей до виготовлення засобами 3D-друку. Робота передбачає комплексне застосування знань у галузі матеріалознавства, інженерної графіки, художнього дизайну та комп’ютерно-інтегрованих технологій.
Результатом курсової роботи є техніко-технологічно обґрунтована модель виробу, готова до втілення у виробництві за допомогою цифрових та традиційних методів лиття.
Опис: Виконання індивідуального завдання
Методи та критерії оцінювання: Усне опитування, рейтинговий контроль (диференційований залік).
Критерії оцінювання результатів навчання: 1. Обґрунтування вибору матеріалу та технології виготовлення виливка – 10 балів.
2. Створення 3D моделі виливка та ливарної оснастки – 20 балів.
3. Моделювання процесу затвердівання виливка – 20 балів.
4. Аналіз причин утворення ливарних дефектів та внесення пропозицій щодо їх уникнення – 20 балів
5. Презентація та захист курсової роботи - 30 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Michael Ashby, Hugh Shercliff and David Cebon. Materials, Engineering, Science, Processing and Design / Elsevier Science & Technology. – 2007. – 514 p.
2. Пустюльга С.І., Гандзюк М.О., Булік Ю.В. Основи проектування в Рrо/ENGINEER: Навчальний посібник. – Луцьк: Редакційно видавничий відділ ЛНТУ, 2012. – 281с.
3. Creo Parametric. Базовый курс обучения: Конспект лекций. К., Инженерная компания технополис. – 2013. – 109 с.
4. 1. Michael F. Ashby. Materials Selection in Mechanical Design (Fourth Edition). – Elsevier Science & Technology. 2011. – 646 p.
5. Проектування та виробництво заготовок деталей машин. Литі заготовки: навчальний посібник. / [Дусанюк Ж. П.,Шиліна О. П., Репінський С. В. та ін.] – Вінниця: ВНТУ, 2009. –199 с.
6. Інженерна графіка. Комп’ютерна графіка. Михайленко В.Є. - Київ, Каравела, 2002. – 330 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).