Рабочая учебная программа дисциплины (модуля) (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"МАТИ" - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени

______________________________________________________________________

Кафедра " Технология переработки неметаллических материалов "

"УТВЕРЖДАЮ"

Проректор по учебной работе

________________

" " __________ 20___ г.

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

«Теоретические основы переработки материалов»

Направление подготовки (специальность) 150100.62 Материаловедение и технологии материалов

Профиль подготовки 04 Конструирование и производство изделий из композиционных материалов

Квалификация (степень) выпускника ___бакалавр__________________________________

(бакалавр, магистр, специалист)

Форма обучения ____очная______________________________________________________

(очная, очно-заочная)

Выпускающая кафедра: "Технология переработки неметаллических материалов"

Цикл дисциплин: ___ Математический и естественно-научный цикл _____________

Трудоемкость дисциплины (з. е.): __ 8_(304 час.)__

Распределение трудоемкости дисциплины по семестрам и видам учебной работы

Вид учебной работы	Семестры
7 (17 нед.)	8 (12 нед.)
час./нед	час/сем	час./нед	час/сем
Аудиторные занятия (АЗ) (всего), в том числе:	3,7	64	4	54
Лекции (ЛК)	1,4	24	1,6	24
% лекционных часов от АЗ по дисциплине	38%	38%	44%	44%
Лабораторные работы (ЛР)	0,9	16	1	12
Практические занятия: (ПЗ)	0,9	16	1	12
Семинарские занятия (СЗ)	-	-	-	-
Контроль самостоятельной работы (тестирование, коллоквиум, контрольные работы и др.) (КСР)	0,5	8	0,4	6
% интерактивных форм обучения от АЗ по дисциплине	61,8%		62,5%
Самостоятельная работа (СР) (всего), в том числе:	5,9	100	7,2	86
Курсовая работа: (КР)	-	-	-	-
Курсовой проект: (КП)	-	-	-	-
Расчетно-графические работы (РГР)	-	-	-	-
Реферат: (Р)	2,1	1/36	-	-
Другие виды самостоятельной работы	3,8	64	4,2	50
Вид промежуточной аттестации	-	зач.	(3)	экз. (36)

1. Цели и задачи освоения дисциплины «Теоретические основы переработки материалов»

Целью освоения дисциплины является приобретение студентами знаний о методах изготовления деталей из полимерных и композиционных материалов и технологических процессах, основанных на этих методах, а также приобретение умений, необходимых для обоснованного выбора конкретного метода и оптимизации технологических параметров процессов, и навыков разработки основных этапов технологических процессов.

Для достижения поставленной цели при изучении дисциплины решаются следующие задачи, позволяющие дать студентам знания:

-о технологии как науке, виде определенной области технической деятельности, технологическом цикле, его структуре и характеристиках каждого этапа структуры;

- о явлениях и процессах, происходящих в полуфабрикатах полимерных материалах при подготовке, формообразовании деталей и последующих операциях под действием тепловых, механических и др. полей; о технологических параметрах процессов и их взаимосвязи с технологическими свойствами полуфабрикатов;

-о традиционных и прогрессивных методах формования деталей из полимерных и композиционных материалов, их возможностях и аппаратурном оформлении;

-о способах выбора методов формования, разработки основных этапов технологического процесса и оптимизации технологических параметров для изготовления конкретной детали.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО 150100.62 " Материаловедение и технологии материалов"

Дисциплина "Теоретические основы переработки материалов" представляет собой дисциплину вариативной части математического и естественно-научного цикла дисциплин (Б2). Дисциплина базируется на курсах цикла математических и естественно-научных дисциплин (Б2), входящих в модули Химия и Физика, профессионального цикла (Б3), читаемых в 1-8 семестрах. Студенты, обучающиеся по данному курсу должны знать основы математики, неорганической и органической химии, физической химии, общей физики и физики конденсированного состояния, основы механики материалов и конструирования, основы теорий упругости, пластичности и разрушения материалов, основы информатики и информационно - коммуникационных технологий, основы материаловедения.

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих общекультурных компетенций:

1. Владение культурой мышления, способности к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;

2. Готовность к профессиональному росту, самостоятельно пополнять свои знания, совершенствовать умения и навыки, самостоятельно приобретать и применять новые знания, развивать компетенции;

3. Умение использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих профессиональных компетенций:

1. Владение базовыми знаниями математических и естественно-научных дисциплин и дисциплин общеобразовательного цикла в объеме, необходимом для использования в профессиональной деятельности основных законов соответствующих наук, разработанных в них подходов, методов и результатов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования;

2. Владение основами методов исследования свойств материалов, навыками их использования в исследованиях и расчетах;

3. Владение навыками использования (под руководством) методов моделирования, оценки прогнозирования и оптимизации технологических параметров процессов и свойств материалов, стандартизации и сертификации материалов и процессов;

4. Владение навыками использования принципов и методик комплексных исследований, испытаний и диагностики материалов, изделий и процессов их производства;

5. Владение навыками использования традиционных и новых технологических процессов, операций, оборудования, нормативных и методических материалов по технологической подготовке производства, качеству, стандартизации и сертификации изделий и процессов с элементами экономического анализа и учетом правил техники безопасности, производственной санитарии, пожарной безопасности и норм охраны труда;

.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: основные методы изготовления деталей из полимерных и композиционных материалов и технологических процессах, основанных на этих методах; явления и процессы, происходящие в полуфабрикатах полимерных и композиционных материалов при подготовке, формовании деталей и последующих операциях под действием температурных, силовых и др. полей; о взаимосвязи технологических параметров методов формования с технологическими свойствами полуфабрикатов.

Уметь: выбирать метод формования и организовывать на его основе технологический процесс получения конкретной детали; определять оптимальные параметры процессов формования; работать на оборудовании и приборах, применяемых в конкретном технологическом процессе.

Владеть: методами определения технологических свойств полуфабрикатов полимерных и композиционных материалов, расчета технологических параметров процессов формования и выбора технически и экономически целесообразного технологического процесса, обеспечивающего решение конкретной задачи.

4. Структура и содержание дисциплины (модуля)

4.1. Содержание разделов дисциплин:

№ п/п	Наименование раздела дисциплины (модуля)	Содержание раздела	Трудоемкость, часы
7 семестр
1.	Введение. Основные понятия, определения, модели.	Современное определение понятия "технология". Системные компоненты технологического процесса и их характеристики. Модели, применяемые для оптимизации технологических параметров процесса. Группы методов изготовления деталей. Этапы технологического процесса изготовления деталей из ПВКМ.	2
2.	Методы формования деталей из изотропных полуфабрикатов ПМ без давления.	Обычное литьё, заливка, капсулирование, окунание, декантация, ротационное формование. Сущность методов и их аппаратурное оформление. Типы получаемых деталей. Применяемые материалы и требования, предъявляемые к ним. Технологические параметры методов и технологические свойства перерабатываемых материалов.	2
	Методы формования деталей из изотропных полуфабрикатов ПМ с использованием давления.	Классификация методов формования деталей из изотропных полуфабрикатов ПМ с использованием давления. Сущность методов, типы получаемых деталей, применяемые материалы и требования, предъявляемые к ним.	2
3.	Прессование.	Обычное (прямое) прессование. Сущность метода и его аппаратурное оформление. Типы получаемых деталей и перерабатываемых материалов. Классификация методов прессования. Прессование твердофазное и жидкофазное. Методика таблетирования. Статические и динамические методы прессования. Одностороннее, двухстороннее и гидростатическое прессование. Понятие о пористом, монолитно уплотненном и истинно монолитном материале. Прессование деталей из термопластов (особенности формования по схемам), из термореактивных материалов. Схемы и технологические параметры процесса. Взаимосвязь давления, температуры и времени формования с технологическими свойствами ПМ и конструктивными особенностями изделия и оснастки. Методика расчета (выбора) технологических параметров процессов прессования. Этапы технологического процесса.	4
4.	Литьевое прессование.	Литьевое прессование. Типы формуемых деталей и виды ПМ материалов, перерабатываемых литьевым прессованием. Требования, предъявляемые к технологическим свойствам пресс-материалов. Преимущество и недостатки литьевого прессования по сравнению с обычным прессованием. Схема процесса. Технологические параметры процесса. Особенности формования деталей в литьевых формах с верхним и нижним расположением загрузочной камеры.	2
5.	Экструзия.	Экструзия ПМ. Характеристика метода экструзии. Типы деталей, получаемых экструзией и типы перерабатываемых материалов. Возможности получения деталей из термопластичных и термореактивных ПМ. Технологические параметры экструзии и их взаимосвязь.	2
6.	Литьё под давлением.	Литьё под давлением (ЛПД). Типы деталей, получаемых литьем под давлением и виды ПМ, из которых эти детали получают. Классификации литьевых машин. Схема процесса ЛПД на машинах со шнековой пластикацией материала. Этапы технологического процесса ЛПД. Технологические параметры ЛПД деталей из полуфабрикатов ПМ с термопластичной матрицей. Разновидности ЛПД, их преимущества и перспективы развития для изготовления деталей определенной формы из различного рода материалов. ЛПД со сбросом давления, ЛПД с противодавлением с последующим сбросом давления. ЛПД с предварительным сжатием расплава. Инжекционное прессование. ЛПД с наложением механических колебаний. Инжекционно-пневматическое (гидравлическое) формование. Работа литьевой машины в режиме интрузии. ЛПД с непрерывным течением расплава. Многокомпонентное ЛПД. Этикетирование и декорирование полимерных деталей в процессе ЛПД. ЛПД газонаполненных деталей.	4
7.	Центробежное формование.	Центробежное формование. Сущность метода. Типы получаемых деталей. Требования, предъявляемые к материалам, перерабатываемым центробежным методом. Классификация методов центробежного формования. Центробежное, полуцентробежное формование, формование на опорной жидкости и центрифугирование. Изготовление деталей в формах с горизонтальной, наклонной, вертикальной осями вращения в формах, вращающихся относительно двух взаимно перпендикулярных осей. Технологические параметры процесса и методы их определения.	2
8.	Штамповка.	Штамповка. Характеристика метода. Типы формуемых изделий. Требования, предъявляемые к формуемым материалам, виды ПМ. Принципиальные отличия штамповки от прессования, литья под давлением и др. Определение технологических параметров процесса. Классификация методов штамповки деталей из термопластичных заготовок. Штамповка из листовых заготовок, из трубчатых заготовок, из заготовок в виде пробирок.	4
Итого:	24
8 семестр
	Методы формования деталей из анизотропных материалов – полимерных композиционных материалов (ПКМ).	Принципиальное отличие технологического процесса изготовления деталей из анизотропных полуфабрикатов от технологического процесса изготовления деталей из изотропных полуфабрикатов. Этапы технологического процесса производства. Процессы, происходящие в материалах на этапах. Классификация методов формования. Назначение и возможности методов. Методика выбора метода формования Типы формуемых деталей и требования, предъявляемые к связующим, наполнителям и полуфабрикатам ПКМ.	2
1	Методы формования деталей, исключая стадию получения полуфабриката.	Технологические свойства связующих и волокнистых наполнителей. Прессование в жёсткой форме с последующей пропиткой под давлением (продольная пропитка). Прессование пропитанного под давлением в прессформе неуплотнённого пакета (поперечная пропитка). Инжекционное прессование. Определение технологических параметров процессов.	2
2	Методы формирования пакетов (заготовок) деталей из препрегов и премиксов.	Классификация способов формирования заготовок из препрегов и премиксов, наполненных короткими, длинномерными и листовыми волокнистыми наполнителями. Сборка пакетов из штапельных волокон напылением, насасыванием, осаждением. Методика определения критической длины волокна. Аппаратурное оформление и техника проведения формирования пакетов (заготовок) деталей.	2
3	Мембранные методы формования.	Контактное формование. Типы формуемых изделий. Схема методы формования и техника его проведения. Технологические параметры процесса и способы их определения. Технологические возможности вакуумного и вакуумпневматического (пресскамерное и автоклавное) методов формования. Технологические параметры методов формования.	4
4	Прессование деталей из анизотропных ПКМ.	Принципиальные отличия прессования деталей из анизотропных ПКМ от прессования деталей из изотропных (квазиизотропных) материалов. Проблемы, возникающие при изготовлении деталей из пакетов-заготовок прессованием и пути их решения. Альтернативные прессованию методы формования.	2
5	Термокомпрессионное формование.	Термокомпрессионный метод формования (ТКМФ). Назначение и технологические возможности метода. Типы формуемых деталей и применяемых материалов. Сущность и аппаратурное оформление разновидностей ТКМФ. Виды брака и способы его устранения.	2
6	Намотка.	Формование деталей намоткой. Назначение и технологические возможности метода. Типы формуемых деталей и применяемых полуфабрикатов ПКМ. Классификация методов намотки с учетом рисунка укладки препрега и способов совмещения волокнистого наполнителя со связующим. Технологические параметры процесса. Способы уплотнения намотанных изделий прикаткой, обмоткой (викелевкой), последующим натяжением волокнистых наполнителей разжимной оправкой.	4
7	Пултрузия и ролтрузия.	Формование изделий протяжкой и прокаткой (пултрузия и роллтрузия). Назначение и технологические возможности методов формования. Типы формуемых изделий и перерабатываемых полуфабрикатов ПКМ. Жидкофазная и твёрдофазная пултрузия. Сравнение схем процессов, их преимущества и недостатки.	4
8	Центробежное формование деталей из ПКМ.	Формование деталей из ПКМ центробежным методом. Назначение и технологические возможности метода. Типы формуемых деталей и применяемых материалов. Сущность и аппаратурное оформление разновидностей центробежного формования, с вертикальной, наклонной и горизонтальной осями вращения. Технологические параметры процесса.	2
Итого:	24

4.2Лабораторный практикум