revista construcŢia de maŞini anul 60, nr. 3 - 4/ 2008

REVISTA CONSTRUCŢIA DE MAŞINI

Anul 60, Nr. 3 - 4/ 2008

Din sumar

TEHNOLOGII INOVATIVE INNOVATIVE TECHNOLOGIES

MODELARE & SIMULARE MODELLING & SIMULATION

CAD & CAM & CAE

TRANSFER TEHNOLOGIC ŞI INOVARE TECHNOLOGICAL TRANSFER AND INNOVATION

MANAGEMENT. DEZVOLTARE DE PRODUS

MANAGEMENT. PRODUCT DEVELOPMENT INGINERIE CHIMICĂ CHEMICAL ENGINEERING

ISSN 0573 – 7419 EDITOR: ICTCM – CITAf - OID.ICM 041303 Bucuresti Şos. Olteniţei nr. 103, sector 4, O.P. 8 Tel: 332.37.70/234 Fax: 332.07.75; sau 332.31.95 E-mail: [email protected], [email protected]

Responsabil editor: Irina Rădulescu Responsabil marketing: Mariana Craciunoiu INFORMAŢII, ABONAMENTE: Abonamentele se fac direct, prin dispoziţie de plată sau mandat poştal, trimis pe adresa revistei. CONT – ICTCM: nr. RO14 RNCB 5040 0000 0031 0001; BCR sector 4 TIPAR: OID.ICM COPYRIGHT 2003 Toate drepturile asupra acestei ediţii sunt rezervate OID.ICM. Nu este permisă reproducerea integrală sau parţială a articolelor din revista „Tehnologia Inovativă” fără consimţământul scris al editorului. Opiniile exprimate în revistă aparţin semnatarilor articolelor, fără să reflecte obligatoriu şi punctul de vedere al editorului.

TEHNOLOGIA INOVATIVĂ – Revista „Construcţia de maşini” nr. 3 - 4 / 2008

ANUL 60 / 2008 – NR. 3 - 4

TEHNOLOGIA INOVATIVĂ


COLEGIUL DE REDACŢIE Octavian BOLOGA - Universitatea „Lucian Blaga” din Sibiu

Olivier BONNEAU – Universitatea din Poitiers, Franţa

Ion BOSTAN – Universitatea Tehnică a Moldovei

K.D. BOUZAKIS – Aristoteles University of Thessaloniki, Grecia

Doug BRANHAM - Lubrication Systems Company, Houston, Texas, USA

Dan BRÎNDAŞU - Universitatea „Lucian Blaga” din Sibiu

Mircea CIOBANU - Universitatea „Ştefan cel Mare” din Suceava

Valeriu DULGHERU – Universitatea Tehnică a Moldovei

Dan FILIPOIU - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Michel FILLON – Universitatea din Poitiers, Franţa

Mohamed HAJJAM – Universitatea din Poitiers, Franţa

Tudor ICLĂNZAN - Universitatea „Politehnica” din Timişoara

Nicolae Valentin IVAN - Universitatea „TRANSILVANIA” din Braşov

Gheorghe MOGAN – Universitatea „TRANSILVANIA” din Braşov

Ilie MUSCĂ - Universitatea „Ştefan cel Mare” din Suceava

Nicolae OANCEA - Universitatea „Dunărea de Jos” din Galaţi

Dumitru OLARU - Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Juozas PADGURSKAS – Lithuanian University of Agriculture, Lithuania

Tudor PRISĂCARU - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Vasile PUIU - Universitatea din Bacău

Stanisław PYTKO - University of Science and Technology, Kraków, Poland

Alexandru RĂDULESCU - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Minodora RÎPĂ - Universitatea „Dunărea de Jos” din Galaţi

Lucian TUDOSE - Universitatea din Cluj

Thami ZEGHLOUL – Universitatea din Poitiers, Franţa


COMITET ONORIFIC

Gheorghe AMZA - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Niculae Napoleon ANTONESCU – Universitatea „Petrol şi Gaze” din Ploieşti

Traian AURITE - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Gavrilă CALEFARIU - Universitatea „TRANSILVANIA” din Braşov

Mircea COZMÎNCĂ - Universitatea Tehnică „Gheorghe Asachi” din Iaşi

Emanuel DIACONESCU – Universitatea „Ştefan cel Mare” din Suceava

Marian GHEORGHE - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Constantin ISPAS - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Valeriu JINESCU - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Aurel JULA - Universitatea „TRANSILVANIA” din Braşov

Constantin MINCIU - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Eugen PAY - Universitatea de Nord din Baia Mare

Iulian POPESCU - Universitatea din Craiova

Aurelian VLASE - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

Ioan VOICA - Universitatea POLITEHNICA din Bucureşti

EDITOR

Oficiul de Informare Documentară pentru Industrie, Cercetare, Management din cadrul

Centrului Incubator Tehnologic de Afaceri S.C. ICTCM S.A. BUCUREŞTI

RESPONSABIL EDITOR

Irina Rădulescu

REDACTOR Irina Rădulescu


ABSTRACTS “INNOVATIVE TECHNOLOGY” 3 - 4 / 2008

COMPARATIVE STUDY REGARDING THE TAMPING MACHINE

Sorin George Badea, Cristinel Beşleagă,

Monica Stancu

S.C. IMCF S.A. Bucureşti The modern technological process for building, maintenance and reparation of the railway, besides to other technical operations, must include some of the most important technical operations like tamping, leveling and directing of a railway. All these technical operation by tamping, leveling and directing of a railway are made in present by a single railway machine, which is known like tamping machine. In the world are many producers by tamping machine, some of the most important of them being in Romania through their types of tamping machines.

COMPARATIVE STUDY REGARDING THE TAMPING TOOLS

Sorin George Badea, Cristinel Beşleagă

S.C. IMCF S.A. Bucureşti

The exploitation of tamping tools is done so that each tamping tool can be mounted on a single tamping machine type, the interchangeability degree being limited mainly due to the size and different dimensions of the tamping tools grip, also due to the different way of grip, and fixing on the port tool. Managing different types of tamping tools, specific to each tamping machine, imply a lot of obstacles and costs.

ABRASIVES RHEOPECTICS MATERIALS FOR NANOFINISHING

BY STRENGTH ABRASIVES

Valeriu Avramescu1, Maria Fiti2, Norvegia Elena Avramescu3, Nicolae Ionescu4, Aurelian Vişan4,

Roxana Grejdanescu1, Gheorghe Orăsanu1, Nicolae Dumitru3, Marian Burcescu3, Ion Bădoi3,

Loredana Theodora Păun1, Cătălin Horia Orăşanu1

1 SC Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructii Masini ICTCM SA Bucureşti, ROMANIA, 2 FITPOL SRL Bucureşti, ROMANIA,3 SC Institutul de Cercetare Dezvoltare pentru Sectoare Calde INTEC SA Bucureşti, ROMANIA, 4 Universitatea Politehnica Bucuresti – UPB-CAMIS Bucureşti, ROMANIA

This paper presents an introduction to the field of nanofinishing with abrasives. This is an unconventional technology, a very effective method in terms of ecological process known as the Strength Abrasives Process (AFM). Equipment designed by ICTCM is an universal machine tool, which is composed by two cylinders, in order to extrude the abrasive environment through passages crossing (channels) and finishing areas and edges. Extrusion pressure is in the range 700 - 22,000 kPa, with the flow rate of more than 380 l / min. There is also a system of control of process parameters, parameters such as temperature, viscosity, flow rate of abrasive environment, etc. The abrasive environment is a great importance reopectic medium, for the obtaining of an efficient nanofinishing technology. That one has two main components: a viscous fluid, which contains several components such as lubricants, anti-corrosive agents and emulsions, and an abrasive substance. The nature, the viscosity, particle sizes and concentration of abrasive material are essential for the final result of technology. The mixture of all these chemicals and materials allow a broader range of compositions of abrasive material. Many tests have already been prepared at the laboratory, using safe materials and ecological ones and preliminary results are very promising.

SPECIFIC ISSUES ON EQUIPMENT AND PARAMETERS PROCESS OF TECHNOLOGY

FOR FRICTION WELDING WITH SWIRL ELEMENT (FSW)

Cristian Birtu, Valeriu Avramescu , Gheorghe Marin

ICTCM Bucureşti This paper presents constructive and functional characteristics of specific equipment used in the newest technology of welding: Friction Welding with active rotating - element FSW ( "Friction Stir Welding"). In the first part of the paper is submitted the process of friction welding, the specific technological parameters and their usual values, which are published in the literature. There are detailed the constructive characteristics of specific equipments of FSW technology, for the series production and for tests prosecution, produced by international specialized companies. In the second part of the paper are presented the results obtained from the implementation and operational and technological testing, considering the cynematic and dynamic parameters of the process. The end of the paper presents the conclusions reffering on the construction and on the equipment working conditions, as well as on the process of welding FSW.


TECHNICAL PERFORMANCES AND ECOLOGICAL ASPECTS

OF MACHINE TOOLS AND INTEGRATED SYSTEMS

Constantin ISPAS 1, Ecaterina Camelia POCRIS 2

1 POLITECHNICA University from Bucharest, Bucharest, ROMANIA,

2 SC ICTCM SA, Bucharest, ROMANIA The paper presents current national and international trends in the development of machine tools and integrated systems of machining. It is a common place that ecological aspects related to machine tools operation have always been and will be an issue of great concern. Reaching higher speed limits has always been the general desideratum of specialists working in all industrial domains. The article gives detailed specifications in this domain, when applied to the particular cases or machine tools and integrated systems.

FRAGMENTATION EQUIPMENT OF THE TIMBER IN ORDER TO OBTAIN VEGETAL

ECOLOGICAL COMPOST

Leonard Mihăescu 1, Octavian Gabriel Grigore 2, Corneliu Cristescu 3

1 S.C. ICTCM-SA, Bucureşti, ROMÂNIA, 2 S.C. ICTCM-SA, Bucureşti, ROMÂNIA,

3 INCD-INOE 2000-IHP, Bucureşti, ROMÂNIA The paper presents the research-development activities in order to realize an equipment for breaking-up and crumbling which processes mechanized the wood scraps, resulted of the cleaning/cutting of trees and bushes from the forest areal and parks, in order to obtain the vegetal compost used to develop an ecological agriculture with good (positive) effects on environment, but also used to obtain biomass, which is necessary to produce regenerable fuel, as an unconventional energy resource. This equipment is a bio-shredder used in shredding organic and vegetable waste, with a single feed opening and a single chipping system with grid refining and centrifugal blower for evacuation the products. The fineness of the ground material can be adjusted through a riddle by request. This equipment is an absolute novelty for Romania and it responds to EU requirements concerning the environment protection.

TESTING OF THE FRAGMENTATION EQUIPMENT OF THE TIMBER

Corneliu Cristescu1, Leonard Mihăescu2, Aurel Zapciu3, Constantin Călinoiu4, Adrian Mirea5 ,

Petrică Krevey6, Bogdan Lupu6, Alexandra Vişan6

1INOE 2000-IHP Bucureşti, ROMÂNIA, 2 S.C. ICTCM-SA Bucureşti, ROMÂNIA,

3 INCDMF Bucureşti, ROMÂNIA, 4 S UPB-CCEPM Bucureşti, ROMÂNIA,

5 S.C. ROMFLUID SA, Bucureşti, ROMÂNIA, 6INOE 2000-IHP Bucureşti, ROMÂNIA

The article presents the experimental research developed after the physical realization of the equipment for breaking-up and crumbling which processes mechanized the wood scraps, in order to check the technical and technological performance to it. Testing equipment was made by using a modern instrumentation, with monitoring and the acquisition of main functional parameters. It shows the technical solutions for the implementation of sensors and transducers on equipment for taking the evolution of the mechanical and hydraulic parameters. It is presented a system for measuring and recording the main functional parameters of the equipment. Finally, it is showed some variation of graphics functional parameters of the equipment, produced in the testing phase of the equipment in the operation conditions.

EQUIPMENT FOR MONITORING WATER QUALITY

Constantin Nicolescu 1, Luminiţa Cruceanu 2,

Carmen Marin 3, Codruţ Darie 4, Gheorghe Şovăială 1, Teodor- Costinel Popescu 1

1 The National Research and Development Institute for Optoelectronics 2000 - Branch: The Hydraulics

and Pneumatics Research Institute INOE 2000 – IHP, Bucharest, ROMÂNIA

2 The Centre for Scientific Equipment (CAST) Bucharest, ROMÂNIA

3 National Administration of Land Reclamation (ANIF), Bucharest, ROMÂNIA

4 The National Research and Development Institute for Fine Mechanics (INCDMF), Bucharest,

ROMÂNIA

In Romania the irrigated surface with high economic efficiency it is estimated at 3.5 mil. ha. On national scale there is no integrated approach of the quantity and quality values of the irrigation water, and resource, as well as an equipping of the pumping station. On international scale, in the developed


countries the pumping stations are provided with equipment for monitoring, on real time, the quality or the pumped water and for warning about critical situations (emergencies). The technical solution consists of an equipment which monitors the following parametres: turbidity, pH, CE at 250C, Na+, Cl-. The lapse of time for monitoring is of 10 – 60 min. The main components are the following: the prelevation pump (submersible) the monitoring board, the repression pipe of the analysed water. There are made warnings about tue exceeding of the programmed level for each monitored parameter, about tue fact that the pump and agitator don’t work or about any other source of damage. The testing of the equipment in the ground was made at the base pumping station Manta, from the Danube Meadow, Giurgiu county. The water is from the Danube and it is in most of the cases mixed with the water originating from drainage mixed with the drainage water.

RESEARCHES ON USE OF RENEWABLE ENERGY SOURCES IN THE MACHINE

BUILDING INDUSTRY

Florentina-Cristina Ivaşcu *, Alexandru Rădulescu**

*Global Energy Services, Bucuresti, ROMANIA, **Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti,

ROMANIA

The purpose of analysis for this paper is to support renewable energy sources through the collection of industrial and municipal waste and biogas recovery of such product. Renewable energy sources are the oldest sources of energy used, in various ways. At present the use of renewable energy sources is realized through the application of modern technologies. In this context, the paper proposes a technical-economic analysis for the installation of a group of cogeneration operation with the biogas, needed for the production of electricity and heat.

MODERN TECHNOLOGY OF RADIOACTIVE DECONTAMINATION OF METAL MATERIALS RESULTING FROM

THE DECOMMISSIONING OR REPLACEMENT OF THE EQUIPMENT IN

NUCLEAR FIELD Dumitru Buca 1 ,Valentin Barbu, Dumitru Mihaila2,

Constantin Stan2

1-SC ICTCM SA , Bucureşti, ROMANIA, 2- INCD-MRR , Bucureşti, ROMANIA

In the following article is presented a new technology for decontamination the metallic materials which come from used radioactive mining facilities. It is

presented the main installation for decontamination, using the impact with abrasive and also, the advantages of this technology. NEW CONCEPT OF NET-SHAPE COVERING

FOR REVOLUTION METALIC PARTS OBTAINED BY ROTATING FORGING

V. Şchiopu1, D. Luca2, I. Asandei1, C.Gentoiu3

1S.C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi,

2U.T. „Gh. Asachi“ Iaşi, 3S.C. ICTCM S.A. Bucureşti.

This new concept is related to the development of a modern technology for net-shape coating of the axisymmetrical metallic parts (spindle and bush type) by cold rotary swaging. The new technology have the purpose to realize parts with basic structure made from cheap materials with high fatigue strength, on which is applied, in that areas where different characteristics (low friction coefficient, high hardness etc.) are required, a layer of expensive materials which provides this characteristics.

THE BIOMASS - A CLEAN AND RENEWABLE

FUEL FOR THE ENERGY PRODUCTION IN THE MODERN GASES PLANTS

*Elena Laslu, *Gabriel Laslu, **Gheorghe Badea,

**Gheorghe Sarbu

*AIM Bucuresti ,**S.C. ICTCM S.A. Bucuresti, ROMANIA

Biomass gasification is a complete conversion of biomass in a gas fuell by heating in an optimum medium, air, oxsygen, or steam promise to become a basic sourse of electric energy.Gasification of biomass is a real process for obtine of electric energy in boilers steam turbine, heat engins, gas turbine and argumentatif of harmony for many fuell cells.

MODULAR SYSTEMS FOR MACHINES BUILDINGS

Marin Gheorghe, Raluca Magdalena Niţă

SC. ICTCM SA, Bucharest, ROMANIA

The paper refers to the modular systems in the machine tools design in the purpose of modulisation improvement of the components and new characteristics development and new functions in order to adapt at new fabrication possibilities, taking in consideration the productivity and quality production improvement.


ELECTRIC ARC THERMAL SPRAYING OF CuAl9Fe3 AND CuSn6P ALLOYS,

AN EFFICIENT SOLUTION TO OBTAIN REQUIRED COATINGS FOR

SLIDER BEARINGS

Valentin Mihailescu, Gheorghe Badea, Leonard Teodoru

Fundatia “Profesor Constantin Popovici”, Bucureşti, ROMANIA

The article contains a synthesis of the results from tests on the mentioned alloy. Performed tests are grouped into two categories, namely:

a) tests that are specific to thermal spray deposition comprising optimal parameters for spraying depending on the pursued aim; b) tests that are specific to the deposition wear behaviour, respectively tribological tests.

The synthesis of these tests defines the behavior during service of mentioned alloy, therefore its fields of use.

METHODS AND TOOLS FOR ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES

AND ECO-DESIGN

Alexandru Radulescu* , Mihaela Alina Aron* *Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti,

ROMANIA Innovation in the spirit of eco-efficiency may consist of incremental improvements in processes or products, but also a more radical leap to a new technology. Eco-efficiency (EE), often superimposed the term eco-innovation, is an integral part of the Strategy for Sustainable Development (SDD), targeting mainly the economy, the environment and highlight the inter-relationships between them. But is directly related to the social component in the consumer demands of society.

3D DIMENSIONAL CHAINS Ştefan Tudorel Crăciunoiu*, Cristian Nicolau*, Ana-Maria Constantinescu*, Valeriu Avramescu*, Serban

Petrescu**, Laurentiu Bucur**, Paul Flondor**, Adrian Ghionea***, Irina Marcu****

* ICTCM , ROMANIA,

** SCNeuron Group SRL ROMANIA, *** University POLITEHNICA of Bucharest –

CNCPST OPTIMUM, ROMANIA, **** ASRO, ROMANIA

This project aims to elaborate a methodology to establish spatial dimension chains, with a vectorial and statistic approach. This methodology will be set in an algorithm in order to issue a software product.

A calculation method for dimensional chains treated statistically as vectors, along with a software structure for calculation, will be developed, and the program will be experimented on well-known modules in mechanical engineering-technical drawing and assembly parts – as well as on other technologies-tolerances and machine manufacturing.Regarding the application of the method in technology, the starting point is the well known fact that the processing on specific machine translates in the change of the reference system of the semi-fabricate from the functional–constructive reference system to the reference system of the processing automated tool.

MATHEMATICAL SIMULATION FOR THE DEVELOPMENT

OF THE EQUIPMENTS FOR PROCESSING MODULATION

Gheorghe Marin1, Valeriu Avramescu2,

Aurel Costea3, Nicoleta Rachieru4

1,2S.C. ICTCM Mechanical Engineering and Research Institute S.A., Bucharest, ROMANIA,

3,4S.C. AL PLAST CONF, Campulung, ROMANIA The modernization of the fabrication process of the machine construction domain enforce o reconsideration of the priorities regarding the evolution of the technological system. The elaboration and the utilization of some calculation methods, mathematical models and optimization algorithms have permitted us to develop new modular structures with characteristics and superior performances regarding the precision, productivity and the flexibility of the devices, equipments and other mechanical systems. SIMULATION AND EVALUATION METHODS

FOR THE ACCIDENTS DONE BY THE IGNITION OF HYDRAULIC FLUIDS

IN CONTACT WITH WARM SURFACES

Buzoianu Dragos1), Stancu Rodica1), Deleanu Lorena2), Ripa Minodora2)

1) S.C. ICTCM S.A., Bucuresti, ROMANIA 2) Universitatea DUNAREA DE JOS, Galati,

ROMANIA The paper presents a study on the causes of fires caused by accidental ignitions of various combustible materials, as well as measures taken to avoid such accidents. Are presented methods of simulation and evaluation of accidents caused by the ignition of hydraulic fluid in contact with hot surfaces and installation done to determine the fluids inflammability in contact with hot surfaces.


DETERMINATION OF THE PARAMETERS CORRELATION

FOR THE PROCESS OF ROTATING FORGING OF TUBULAR PARTS,

USING NUMERICAL MODELLING

V. Schiopu1, D. Luca2, I. Asandei1, C.Gentoiu3

1S.C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi, 2U.T. „Gh. Asachi“ Iaşi;

3S.C. ICTCM S.A. Bucureşti, ROMANIA

Although rotary swaging process is used from some time, the correlation between its main parameters remain unknown, the development of applications being done mainly through experimental ways. Experimental researches have the disadvantage of not being able to provide information about significant parameters, such as stresses and strains. In contrast, numerical calculations, like finite element analysis (FEA), provide the opportunity to determine all relevant parameters at moderate cost.

ASPECTS AND RESULTS OF THE NUMERICAL SIMULATION

OF THE DEEP-DRAWING OF BUTT-WELDED PARTS

M. Tera, O. Bologa , V. Oleksik

“Lucian Blaga” University of Sibiu, Sibiu, ROMANIA

Butt-welded metal sheets have many advantages, such as decreasing the part’s weight, reducing the manufacturing costs and an increased dimensional precision. In order to benefit from these advantages, a detailed knowledge of this kind of sheet's behaviour during deep-drawing is necessary. The current paper aims to analyse the analytical model of deep-drawing a blank realized through the butt-welding of two metal sheets. A comparison between the deep-drawing of such kind of blank and the deep-drawing of a conventional blank is also discussed.

STATIC BEHAVIOUR OF AN ADVANCED ULTRA-LIGHT SANDWICH COMPOSITE

STRUCTURE FOR A WHEEL CHAIR

Florin Teodorescu, Condurache Dumitru, Grigore Stanca, Valeriu Avramescu, Raluca Magdalena Nita

Mechanical Engineering and Research Institute

SC ICTCM SA Bucharest, ROMANIA

A theoretical approach of an ultra lightweight sandwich composite structure with extreme rigidity is presented. The structure features two carbon/epoxy skins

reinforced with twill weave fabric, and an expanded polystyrene (EPS) core. The structure is subjected to a biaxial field of normal loads combined with a shear load. An equivalent model of this structure is presented. It has been accomplished a comparison between this structure and a similar one with glass/epoxy skins reinforced with EWR-300 fabric. Sandwich structure’s strains, stresses, skins plies’ strains and a comparison between the rigidities of the structure’s components are presented. A theoretical approach regarding the bending of the structure is also shown.

ON THE PRE-TENSIONING TECHNIQUE OF PMC-TUBES FOR A ULTRALIGHT WHEEL CHAIR WITH APPLICATIONS

IN THE MEDICAL TECHNIQUE

* Grigore Stanca, * Florin Teodorescu, * Dumitru Condurache, ** Horatiu Teodorescu,

* Stefan Craciunoiu

* Mechanical Engineering and Research Institute SC ICTCM SA Bucharest, ROMANIA

** Transilvania University of Brasov, ROMANIA The paper presents an original method to increase the loading capability of PMC (polymer matrix composite) tubes used for ultralight wheel chair for persons with locomotors disabilities. The method involves the introduction of supplementary internal stresses in thin-walls cylinders with only a few wound layers. An original device has been developed to attain this end. Various tube specimens with different disposal of reinforced material were carried out. The specimens have been heated at a proper temperature and then an elastic material was pressed at the inner of the tubes. While keeping the internal pressure, the specimens were cooled and then discharged. Then, the pre-tensioned specimens were subjected to internal pressure until weeping occurs. Using this method of pre-tension, the loading capability of PMC-tubes is increased up to 43%. A theoretical approach regarding the cross-ply and balanced angle-ply composite tubes is presented.


THE SIMULATION OF THE LOADINGS APPEARED IN THE TIME

OF PROCESSING THROUGH THE FINITE ELEMENT METHOD

FOR SOME OF THE COMPONENTS OF AN ADJUSTABLE MODULAR SYSTEM OF TOOLS GUIDANCE

Gheorghe Marin, Valeriu Avramescu, Grigore

Stanca, Raluca Magdalena Nita

Mechanical Engineering and Research Institute, Bucharest, ROMANIA

The modular elements devices are more and more used within flexible production. The use of simulation by the finite element method allows settling the processing accuracy of such equipments since the designing level. This paper presents the main stages in simulating the behaviour of an adjustable modular system of tools guidance in processing holes and the influence of the system configuration, of the processed material and of the diameter of the hole over the strain of the slip bushing. The limits of the processing accuracy are shown, ensured by two configuration of the guiding unit of the tool.

MATHEMATICAL MODELLING

AND ANALYSIS OF RESIDUAL STRESS IN FILMS BONDED BY TERMICAL

SPRAYING, USING THE FINITE ELEMENT METHOD AND ALGOR SOFTWARE

PACKAGE FACILITIES

Leonard Teodoru1, Valentin Mihailescu2, Gheorghe Badea3, Alexandru Ionescu4

1Fundatia “Prof. Constantin Popovici”, Bucuresti,

ROMANIA, 2Fundatia “Prof. Constantin Popovici” Bucuresti,

ROMANIA, 3 SC ICTCM SA Bucuresti, ROMANIA,

4Fundatia “Prof. Constantin Popovici” Bucuresti, ROMANIA

The topic that the project aims to achieve is an original approach regarding the remanent tensions in the coatings obtained by thermal spraying, at the level of the sprayed particle, using the finite element method and the facilities of the program package ALGOR for mathematical modelling.

ASSURANCE IN FINANCIAL REPORTING, NEW INSTRUMENTS FOR A BETTER

INFORMED MANAGER

Monica Buga, Sorin George Badea, Cristinel Beşleagă

S.C. IMCF S.A. Bucureşti, ROMANIA

This paper aims to improve the quality of managers’ decisions due to better financial reporting, to find tools to enhance financial reporting and assurance processes, in order to reduce skepticism of all range of financial data users. The paper describes some of the benefits and opportunities in relation to the use of XBRL, as it exists today and suggests extension under Romanian accounting low.

TECHNOLOGICAL CHALLENGES IN ROMANIAN OIL MARKET

Mihai Dimian, Gina Cristina Dimian (Bănică)

Academy of Economic Studies, Bucharest,

ROMANIA This paper aims to define the place of a bio-refinery into the Romanian economic system, presenting both the industrial crops considered by the authors to be the most recommended to obtain biofuels, and, synthetically the technology used in this area. Also, by estimating the potential market in this field there is pointed out the possibility to develop a new competitive advantage for certain regions of Romania, if the integration of the new products is undertaken according to marketing and quality concepts.

MODERN APPROACHES ON THE RELATIONSHIP BETWEEN SIZE

COMPANIES AND THE CONTENT OF HUMAN RESOURCE MANAGEMENT

Ana-Maria Grigore*, Mitulescu Aurelia-Mihaela**

* Universitatea Hyperion, Bucuresti, ROMANIA,

** Fundaţia “Profesor Constantin Popovici”, Bucuresti, ROMANIA

Thoroughful and systemic approach upon MRU in SME’s it’s a relatively new phenomena. Research and studies carried in SME’s point to the fact that the firm size, the informality of the structure and of the processes on one side, and the atitude and values of the owner-manager, have a significant impact upon the ways to adopt RU practices.


CLUSTERS - PROSPERITY GENERATOR UNITS IN ROMANIAN MANUFACTURING

R. Stancu, G. Diacov S. C. ICTCM Institutul de Cercetare si Proiectare

Tehnologica pentru Constructii Masini S. A., Bucuresti, ROMANIA

This article plans to offer a methodological and pragmatic base for those interested to establish clusters in all regions of Romania. It is addressed mainly: SMEs, local public administration, research community (research institutes, universities), financial institutions, institutions of cooperation (chambers of commerce, organizations of business, etc.).

“INNOVATION ROMANIA”CENTERS NETWORK. NATIONAL NETWORK

OF INFORMING CENTERS AND ASSISTANCE IN RESEARCH -DEVELOPMENT -

INNOVATION AND TECHNICAL TRANSFER “INFOAS" PROJECT – PNCDI/Modul 1

Catalin SFETCU

Fundatia “Profesor Constantin Popovici”, Bucureşti,

ROMANIA Since 1992 (PHARE Program for Restructuring the System Science and Technology in Romania-phase 1) and continuing 1996 (PHARE Program for Restructuring the System Science and Technology in Romania-phase 2) and the framework programs, the European Commission has made efforts to Romania in implementing a system for Research – Development - Innovation and TT consistent and compatible with the European system. The European Commission has succeeded in co-financed projects to support the construction of the system only to a certain level. Non-finality of this system has led a Romanian non- efficiency of the Romanian research, in particular and a low efficiency of Romanian economic system, in general. Efforts in recent years of the National Authority for Scientific Research Program, using INFRATECProgram, have not managed to solve the problem of the system definitization, only supplement it. We believe that all the steps and achievements of the European Commission and the National Authority for Scientific Research have been correct and necessary, but something is missing – the interested parts of the system, which are directly interested in Romania’s achievement of a sustainable economy, based on knowledge, of an economy based on development.

ECONOMICS CONCEPTS APPLIED IN THE COMPETITIVE PRODUCTS

DEVELOPMENT

Ioan Dan Filipoiu*,. Cristian Alionte*, Stephan Műller**, Alexandra Műller ***

*Universitatea “POLITEHNICA” Bucureşti,

ROMÂNIA, **EMC2 Computer Systems AG Zűrich, ELVEŢIA,

***Credit Suisse Zűrich, ELVEŢIA The goals of this paper are, on the one hand,

supporting the operator in making a selection between various and on other hand for manufacturers provides a methodical framework for the development of innovative configurations of production equipment against the background of life cycle costs calculation. This paper is presents the costs basics regarding the technical decisions of products innovations. In the efficient selling of new innovative products, the main issue is marketing of innovation. The economical fundaments of the technical decisions must be a part of the product development cycle and represents the key of success when the product is promoted and sold on the market. Therefore, this is possible using the analysis of added value method applied on product development. This analysis aims for design and costs of product functions to be done with minimal effort but they must fulfil the client’s needs and must have a low ecological impact.

LIFE CYCLE – BETWEEN PRODUCT AND ITS IMPACT OVER ENVIRONMENT

AGENTS

Ana Maria Onu, Ioan Piturescu, Emilia Stanescu

Institutul National pentru Intreprinderi Mici si Mijlocii, Bucuresti, ROMANIA

In the activity of a firm, the environment plays an essential role in defining its strategies, using the development opportunities, forming the realizing support objectives for economic increasement, profitability or only surviving. In the opinion of Phillip Kotler, the product, named “global” can be defined as being “the assembly of the external enterprise’s forces and factors that are able to affect the product’s development manner”. The PRODUCT is the material result within a system concept, addressed to satisfy a need and represents a sum of material and immaterial components and independent features that form a total unit. The product brought on the market has to be tackeled within a system concept, that englobes the good’s material substance and also an ourside component, it


has to be tackled from different points of view, framing the following conceptions:

1. The integrating conception towards the product concerns the product as a complex system of material and immaterial components.

2. The valuable conception 3. The functional conception 4. The conception that regards the changing status

on the market. RESEARCHES CONCERNING APPLICATION

OF LIFE CYCLE ASSESSMENT TO PROCESS INDUSTRY PRODUCTS

Irina Rădulescu

S.C. ICTCM S.A., Bucharest, ROMANIA

The paper presents the concept of lifecycle product and considerations about Life Cycle Assesment. The author emphasizes some applications of life cycle assessment to process industry products. Today’s market prompts customers, decision makers and investors to become more and more interested in environment protection, in sustainability - to assure a good impact of the business on the environment.

BIO-CHEM DECONTAMINANTS BASED ON THE OXIDANT COMPOUNDS AND AMMONIUM QUATERNARY SALTS

Stefan T.Craciunoiu1, Emilia Barbulescu1,.

Carmen Raducanu1, Viorel Ordeanu2, Marius Necsulescu2

1 - Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructia de Masini – ICTCM

2 - Centrul De Cercetari Stiintifice Medico-Militare – CCSMM

A series of substances recommended as biological and chemical decontamination agents and new synthetized substances were tested. The substances are characterized by a high chemical stability. The products are soluble in water and in different organic solvents. It is a universal biocide with bactericide, fungicide effects with multiple uses. These substances are characterized through a low toxicity for mammals and human subjects.

TEHNOLOGIA INOVATIVĂ – Revista „Construcţia de maşini” nr. 3 -4 / 2008 5

CUPRINS

TEHNOLOGII INOVATIVE / INNOVATIVE TECHNOLOGIES

1. COMPARATIVE STUDY REGARDING THE TAMPING MACHINE pag. 9 Sorin George Badea, Cristinel Beşleagă, Monica Stancu


2. COMPARATIVE STUDY REGARDING THE TAMPING TOOLS pag. 15 Sorin George Badea, Cristinel Beşleagă


3. MATERIALE REOPECTICE ABRAZIVE PENTRU NANOFINISAREA pag. 21 PRIN CURGERE ABRAZIVĂ Valeriu Avramescu1, Maria Fiti2, Norvegia Elena Avramescu3, Nicolae Ionescu4, Aurelian Vişan4, Roxana Grejdanescu1, Gheorghe Orăsanu1, Nicolae Dumitru3, Marian Burcescu3, Ion Bădoi3, Loredana Theodora Păun1, Cătălin Horia Orăşanu1

1 SC Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructii Masini ICTCM SA Bucureşti, ROMANIA 2 FITPOL SRL Bucureşti, ROMANIA,3 SC Institutul de Cercetare Dezvoltare pentru Sectoare Calde INTEC SA Bucureşti, ROMANIA, 4 Universitatea Politehnica Bucuresti – UPB-CAMIS Bucureşti, ROMANIA

4. ASPECTE SPECIFICE PRIVIND ECHIPAMENTELE SI PARAMETRII DE PROCES pag. 25

AI TEHNOLOGIEI DE SUDARE PRIN FRECARE CU ELEMENT ROTITOR (FSW) Cristian Mircea Birtu, Valeriu Avramescu , Gheorghe Marin ICTCM Bucureşti, ROMANIA

5. TECHNICAL PERFORMANCES AND ECOLOGICAL ASPECTS OF MACHINE TOOLS pag. 33

AND INTEGRATED SYSTEMS Constantin ISPAS 1, Ecaterina Camelia POCRIS 2

1 POLITECHNICA University from Bucharest, ROMANIA,2 SC ICTCM SA, Bucharest, ROMANIA

6. ECHIPAMENT DE FRAGMENTARE-MĂRUNŢIRE MATERIAL LEMNOS pag. 39 ÎN SCOPUL OBŢINERII COMPOSTULUI ECOLOGIC VEGETAL Leonard Mihăescu 1, Octavian Gabriel Grigore 1, Corneliu Cristescu 2

1 S.C. ICTCM-SA, Bucureşti, ROMÂNIA,2 INCD-INOE 2000-IHP, Bucureşti, ROMÂNIA

7. TESTAREA ECHIPAMENTULUI DE FRAGMENTARE-MĂRUNŢIRE MATERIAL LEMNOS pag. 45 Corneliu Cristescu1, Leonard Mihăescu2, Aurel Zapciu3, Constantin Călinoiu4, Adrian Mirea5 , Petrică Krevey6, Bogdan Lupu6, Alexandra Vişan6

1INOE 2000-IHP Bucureşti, ROMÂNIA, 2 S.C. ICTCM-SA Bucureşti, ROMÂNIA, 3 INCDMF Bucureşti, ROMÂNIA, 4 S UPB-CCEPM Bucureşti, ROMÂNIA, 5 S.C. ROMFLUID SA, Bucureşti, ROMÂNIA, 6INOE 2000-IHP Bucureşti, ROMÂNIA

8. EQUIPMENT FOR MONITORING WATER QUALITY pag. 51

Constantin Nicolescu 1, Luminiţa Cruceanu 2, Carmen Marin 3, Codruţ Darie 4,Gheorghe Şovăială 1, Teodor- Costinel Popescu 1 1 The National Research and Development Institute for Optoelectronics 2000 - Branch: The Hydraulics and Pneumatics Research Institute INOE 2000 – IHP, Bucharest, ROMANIA 2 The Centre for Scientific Equipment (CAST) Bucharest, ROMANIA 3 National Administration of Land Reclamation (ANIF), Bucharest, ROMANIA 4 The National Research and Development Institute for Fine Mechanics (INCDMF), Bucharest, ROMANIA

9. CERCETĂRI PRIVIND UTILIZAREA SURSELOR REGENERABILE DE ENERGIE pag. 57

ÎN INDUSTRIA CONSTRUCTOARE DE MAŞINI Florentina-Cristina Ivaşcu *, Alexandru Rădulescu** Global Energy Services, Bucuresti, ROMANIA, **Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti, ROMANIA


10. TEHNOLOGIE MODERNĂ DE DECONTAMINARE RADIOACTIVĂ pag. 61 A DEŞEURILOR METALICE REZULTATE ÎN URMA DEZAFECTĂRII SAU ÎNLOCUIRII ECHIPAMENTELOR DIN DOMENIUL NUCLEAR

Dumitru Buca 1 ,Valentin Barbu, Dumitru Mihaila2, Constantin Stan2

1-SC ICTCM SA , Bucureşti, ROMANIA, 2- INCD-MRR, Bucureşti, ROMANIA

11. NOU CONCEPT DE PLACARE NET-SHAPE A PIESELOR METALICE DE REVOLUŢIE pag. 67 PRIN FORJARE ROTATIVĂ


1S.C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi , 2U.T. „Gh. Asachi“ Iaşi; 3S.C. ICTCM S.A. Bucureşti, ROMANIA

12. BIOMASA, UN COMBUSTIBIL CURAT ŞI REGENERABIL pag. 71 PENTRU PRODUCEREA DE ENERGIE IN INSTALAŢII MODERNE DE GAZEIFICARE Elena Laslu, Gabriel Laslu, Gheorghe Badea,. Gheorghe Sarbu AIM Bucuresti , S.C. ICTCM S.A. Bucuresti, ROMANIA

13. SISTEME MODULARE PENTRU CONSTRUCTIA DE MASINI pag. 75

Marin Gheorghe, Raluca Magdalena Nita SC. ICTCM SA, Bucharest, ROMANIA

14. ELECTRIC ARC THERMAL SPRAYING OF CuAl9Fe3 AND CuSn6P ALLOYS, pag. 79

AN EFFICIENT SOLUTION TO OBTAIN REQUIRED COATINGS FOR SLIDER BEARINGS Valentin Mihailescu, Gheorghe Badea, Leonard Teodoru Fundatia “Profesor Constantin Popovici”, Bucureşti, ROMANIA

15. METODE ŞI INSTRUMENTE PENTRU TEHNOLOGII ECOLOGICE SI ECO-PROIECTARE pag. 83

Alexandru Radulescu, Mihaela Alina Aron Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti, ROMANIA

MODELARE & SIMULARE / MODELLING & SIMULATION

16. 3D DIMENSIONAL CHAINS pag. 89 Ştefan Tudorel Crăciunoiu*, Cristian Nicolau*, Ana-Maria Constantinescu*, Valeriu Avramescu*, Serban Petrescu**, Laurentiu Bucur**, Paul Flondor**, Adrian Ghionea***, Irina Marcu**** * ICTCM - Mechanical Engineering and Research Institute Bucharest, ROMANIA, ** SCNeuron Group SRL,*** University POLITEHNICA of Bucharest – CNCPST OPTIMUM, ROMANIA, **** ASRO, ROMANIA

17. MATHEMATICAL SIMULATION FOR THE DEVELOPMENT OF THE EQUIPMENTS pag. 97

FOR PROCESSING MODULATION Gheorghe Marin1, Valeriu Avramescu2, Aurel Costea3, Nicoleta Rachieru4 1,2 S.C. ICTCM Mechanical Engineering and Research Institute S.A., Bucharest, ROMANIA, 3,4 S.C. AL PLAST CONF, Campulung, ROMANIA

18. METODE DE SIMULARE SI EVALUARE A ACCIDENTELOR PRODUSE pag. 101

PRIN APRINDEREA FLUIDELOR HIDRAULICE IN CONTACT CU SUPRAFETE CALDE Buzoianu Dragos1), Stancu Rodica1), Deleanu Lorena2), Ripa Minodora2)

1) S.C. ICTCM S.A., Bucuresti, ROMANIA, 2) Universitatea DUNAREA DE JOS, Galati, ROMANIA

19. DETERMINAREA CORELATIEI PARAMETRILOR PROCESULUI pag. 105 DE FORJARE ROTATIVĂ A PIESELOR TUBULARE PRIN MODELARE NUMERICĂ V. Schiopu1, D. Luca2, I. Asandei1, C.Gentoiu3

1S.C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi, 2U.T. „Gh. Asachi“ Iaşi; 3S.C. ICTCM S.A. Bucureşti, ROMANIA


CAD & CAM & CAE

20. ASPECTS AND RESULTS OF THE NUMERICAL SIMULATION OF THE DEEP-DRAWING pag. 113 OF BUTT-WELDED PARTS M. Tera, O. Bologa, V. Oleksik “Lucian Blaga” University of Sibiu, Sibiu, ROMANIA

21. STATIC BEHAVIOUR OF AN ADVANCED ULTRA-LIGHT SANDWICH pag. 117

COMPOSITE STRUCTURE FOR A WHEEL CHAIR Florin Teodorescu, Condurache Dumitru, Grigore Stanca, Valeriu Avramescu, Raluca Magdalena Nita Mechanical Engineering and Research Institute SC ICTCM SA Bucharest, ROMANIA

22. ON THE PRE-TENSIONING TECHNIQUE OF PMC-TUBES FOR A ULTRALIGHT pag. 123

WHEEL CHAIR WITH APPLICATIONS IN THE MEDICAL TECHNIQUE * Grigore Stanca, * Florin Teodorescu, * Dumitru Condurache, ** Horatiu Teodorescu, * Stefan Craciunoiu * Mechanical Engineering and Research Institute SC ICTCM SA Bucharest, ROMANIA, ** Transilvania University of Brasov, ROMANIA

23. THE SIMULATION OF THE LOADINGS APPEARED IN THE TIME OF PROCESSING pag. 127

THROUGH THE FINITE ELEMENT METHOD FOR SOME OF THE COMPONENTS OF AN ADJUSTABLE MODULAR SYSTEM OF TOOLS GUIDANCE Gheorghe Marin, Valeriu Avramescu, Grigore Stanca, Raluca Magdalena Nita Mechanical Engineering and Research Institute, Bucharest, ROMANIA

24. MODELAREA MATEMATICA SI ANALIZA TENSIUNILOR REZIDUALE pag. 133

IN STRATURILE DEPUSE PRIN PULVERIZARE TERMICA, UTILIZAND METODA ELEMENTULUI FINIT SI FACILITATI ALE PACHETULUI DE PROGRAME ALGOR Leonard Teodoru1, Valentin Mihailescu2, Gheorghe Badea3, Alexandru Ionescu4

1Fundatia “Prof. Constantin Popovici”, Bucuresti, ROMANIA, 2Fundatia “Prof. Constantin Popovici” Bucuresti, ROMANIA, 3 SC ICTCM SA Bucuresti, ROMANIA, 4Fundatia “Prof. Constantin Popovici” Bucuresti, ROMANIA

MANAGEMENT. TRANSFER TEHNOLOGIC ŞI INOVARE / MANAGEMENT. TECHNOLOGICAL TRANSFER AND INNOVATION

25. ASSURANCE IN FINANCIAL REPORTING, NEW INSTRUMENTS pag. 139 FOR A BETTER INFORMED MANAGER Monica Buga, Sorin George Badea, Cristinel Beşleagă


26. TECHNOLOGICAL CHALLENGES IN ROMANIAN OIL MARKET pag. 143 Mihai Dimian, Gina Cristina Dimian (Bănică)

Academy of Economic Studies, Bucharest, ROMANIA

27. ABORDARI MODERNE PRIVIND RELATIA DINTRE MARIMEA FIRMEI pag. 149 SI CONTINUTUL MANAGEMENTULUI RESURSELOR UMANE Ana-Maria Grigore*, Mitulescu Aurelia-Mihaela** * Universitatea Hyperion, Bucuresti, ROMANIA, ** Fundaţia “Profesor Constantin Popovici”, Bucuresti, ROMANIA

28. CLUSTERELE – GENERATORI DE PROSPERITATE pag. 155

IN INDUSTRIA PRELUCRATOARE DIN ROMANIA R. Stancu, G. Diacov S. C. ICTCM S. A., Bucuresti, ROMANIA


29. RETEAUA CENTRELOR “INNOVATION ROMANIA”. RETEAUA NATIONALA pag. 161

A CENTRELOR DE INFORMARE SI ASISTENTA IN C-D -I SI TT. Proiectul “INFOAS" – PNCDI/Modul 1 Catalin Sfetcu Fundatia “Profesor Constantin Popovici”, Bucureşti, ROMANIA

DEZVOLTARE DE PRODUS / PRODUCT DEVELOPMENT

30. CONCEPTE ECONOMICE APLICATE pag. 171 ÎN DEZVOLTAREA DE PRODUSE COMPETITIVE Ioan Dan Filipoiu*, Cristian Alionte*, Stephan Műller**, Alexandra Műller *** *Universitatea “POLITEHNICA” Bucureşti, ROMÂNIA, **EMC2 Computer Systems AG Zűrich, ELVEŢIA, ***Credit Suisse Zűrich, ELVEŢIA

31. CICLUL DE VIAŢĂ – ÎNTRE PRODUS ŞI IMPACTUL SĂU pag. 179

ASUPRA FACTORILOR DE MEDIU Ana Maria Onu, Ioan Piturescu, Emilia Stanescu Institutul National pentru Intreprinderi Mici si Mijlocii, Bucuresti, ROMANIA

32. RESEARCHES CONCERNING APPLICATION OF LIFE CYCLE ASSESSMENT pag. 185

TO PROCESS INDUSTRY PRODUCTS Irina Rădulescu S.C. ICTCM S.A., Bucharest, ROMANIA

INGINERIE CHIMICĂ / CHEMICAL ENGINEERING

33. DECONTAMINANTI BIO-CHEM PE BAZA DE COMPUSI OXIDANTI pag. 191 SI SARURI CUATERNARE DE AMONIU Stefan T.Craciunoiu1, Emilia Barbulescu1, Carmen Raducanu1, Viorel Ordeanu2, Marius Necsulescu2

1 - Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructia de Masini – ICTCM, ROMANIA 2 - Centrul De Cercetari Stiintifice Medico-Militare – CCSMM, ROMANIA

Aceste articole reprezintă o selecţie din lucrările simpozioanelor:

• “Evoluţia dezvoltării economice a organizaţiilor în contextul abordării globale” – Ediţia a V-a, 16–17 octombrie 2008, organizat de departamentul DSEP – ICTCM Bucureşti,

• „Ciclul de viaţă - între produs şi impactul său asupra factorilor de mediu” - Ediţia a VI-a, 20-21 octombrie 2008, organizat de Fundaţia Prof. Ctin. Popovici,

• “Tehnologii inovative în dezvoltarea de produs”, – Ediţia a III-a, 30– 31 octombrie 2008, organizat de departamentul CITAf – ICTCM Bucureşti,

• “Dezvoltarea durabilă în construcţia de maşini – de la concept la implementare” – Ediţia a VIII-a" – 6 - 7 noiembrie 2008, organizat de departamentul DSEP – ICTCM Bucureşti.

TEHNOLOGIA INOVATIVA – Revista „Construcţia de maşini” nr. 3-4 / 2008

9

COMPARATIVE STUDY REGARDING THE TAMPING MACHINE

Sorin George Badea1, Cristinel Beşleagă1, Monica Stancu1

1S.C. IMCF S.A. Bucureşti, [email protected]

ABSTRACT The modern technological process for building, maintenance and reparation of the railway, besides to other technical operations, must include some of the most important technical operations like tamping, leveling and directing of a railway. All these technical operation by tamping, leveling and directing of a railway are made in present by a single railway machine, which is known like tamping machine. In the world are many producers by tamping machine, some of the most important of them being in Romania through their types of tamping machines.

KEYWORDS: tamping, leveling, directing, railway, machines

1. INTRODUCTION The railway has in his structure/ making [1] the following important elements (Fig. 1): 1 – rail which is made by steel; 2 – sleeper which is made by wood, reinforced concrete, steel, composite material; 3 – broken stone; 4 – ballast and sand; 5 – platform / soil/ ground of a railway.

Fig.1. The structure of a railway For making the geometry of a railway in

space (in the longitudinal, horizontal and transversal plane) are necessary technical operations by tamping, leveling and directing of a railway. All these technical operation by tamping, leveling and directing of a railway are made in present by a single railway machine, which is known like tamping machine.

2. MECHANIZED TAMPING OF RAILWAY

The technical process for building and maintenance of the railways contain many technical operations, one of them being the

tamping operation [2], which represent a very important operation, because the tamping have that the main purpose to assure a specific geometry and resistance of the railway (Fig.2).

Fig.2. Tamping operation

In generally, mechanized tamping is being executed with two tamping mechanism, which are disposed on the both sides of the railway (on the both rail), on a tamping machine. Tamping is being executed [3] with the help of the tamping tools (Fig. 3).


10

a b

Fig.3. The tamping tool P&T 09-32 CSM curved – a,

P&T 08-275 UM – b, for the mechanized tamping.

The constructive elements of a tamping tool are: 1-active part – tine; 2-body of the tool; 3-the part of the tamping tool which is attach to the port tool; 4-part of the tamping tool which prevent the rotate of the tamping tool into the port tool; 5- special part of tool for drawing out the tool from the port tool

Mechanized tamping consists [4] in the vibration (oscillation) and squeeze of the ballast under the inferior part of the sleeper, at frequencies by 35 Hz, amplitude of the oscillation is 3÷5 mm and the force is 10 KN – Fig.2.

In the world are known a few types of tamping: synchrony tamping, asynchrony tamping, elliptic tamping and combination of these. The different among these tamping types is done by the different movements of the tamping tool or the pair of tamping tools which work together. These tamping types are particular/specific to each producer/manufacturer [5, 6].

2.1. The syncrony mechanized tamping

The synchrony tamping (Fig. 4) is meeting in the case of tamping mechanism (Fig. 4, 5) from BNRI-85 tamping machine (Fig. 6) which is made by Marub Romania or a few types of Matisa Switzerland tamping machines. Characteristic for this type of tamping mechanism is the fact that the squeeze movement – b is synchronic for all tamping tools, indifferent by the resistance of the ballast for each tool. This fact is a disadvantage for quality of the tamping operation, because it can happened that one tamping tool can meet a high resistance and lead to maximum squeezing force and stop the squeeze movement for all tamping tools, even if the others tamping tools don’t reach/ obtain the necessary squeezing force and movement, for the compression of the ballast.

Fig.4. Schema of synchrony tamping operation

1- axle with eccentric for vibration movement-c; 2 – connecting rod for transmission of vibration movement-c; 3- port tool; 4 - screw mechanism for squeeze movement- b; 5 - mechanism for basing and squeezing of tamping tool into port tool; 6 - tamping tool; a – ascending and descending movement of tamping mechanism for penetrating of tamping tool into the ballast.

Fig.5. Synchrony tamping mechanism BNRI-85

Fig.6. BNRI-85 tamping machine


11

2.2. The asyncrony mechanized tamping

The asynchrony tamping (Fig. 7) is meeting in the case of tamping mechanism (Fig. 7, 8, 9) from Plasser & Theurer - Austria, Matisa Switzerland new tamping machines.

Characteristic for this type of tamping mechanism is the fact that the squeeze movement – b is asynchrony/ independent for each tamping tools, indifferent by the resistance of the ballast for each tool. This fact is a advantage for quality of the tamping operation, because if one tamping tool can meet a high resistance and lead to maximum squeezing force and stop the squeeze movement for this tool, the others tamping tools continues the independent squeeze movements for each tool, until to the maximum force and motion/ ride.

Fig.7. Schema of asynchrony tamping operation

1- axle with eccentric for vibration movement-c; 2 – connecting rod for transmission of vibration movement-c; 3 - port tool; 4 - hydraulic cylinder for squeeze movement - b; 5 - mechanism for basing and squeezing of tamping tool into port tool; 6 - tamping tool; a – ascending and descending movement of tamping mechanism for penetrating of tamping tool into the ballast.

Fig.8. Asynchrony tamping mechanism Plasser&Theurer 08-275 UM

Fig.9. Plasser&Theurer 08-275 UM tamping machine

Fig.10. Tamping mechanism:

1 - tamping tool; 2 - port tool; 3 - hydraulic cylinder for squeeze movement; 4 - mechanical limitation for squeeze movement; 5 - pneumatic cylinder for mechanical limitation movement; 6 - axle with eccentric for vibration movement; 7 - guiding for vertical movement of the tamping mechanism; 8,9 - joints; 10 - chassis of the tamping mechanism.

Fig.11. Asynchrony tamping mechanism Plasser&Theurer 09-32 CSM


12

Fig.12. Plasser&Theurer 09-32 CSM tamping machine

Fig.13. Asynchrony tamping mechanism Plasser&Theurer 08-16

Fig.14. Plasser&Theurer 08-16 tamping machine

Fig.15. Asynchrony tamping mechanism Plasser&Theurer 08-475 UM – 4S

Fig.16. Plasser&Theurer 08-475 UM – 4S tamping machine

Fig.17. Asynchrony tamping mechanism Plasser&Theurer 07-275


13

Fig.18. Asynchrony tamping mechanism Plasser&Theurer 08-275 SP

Fig.19. Plasser&Theurer 08- 275 SP tamping machine

3. THE COSTS EVALUATION

An important element in construction and

maintenance of the railway cost analysis is the cost implied by the tamping operations. Increasing the productivity of the tamping operation leads to reduction of the unit costs of these operations.

For comparison at SIMC Buzau, this is a subsidiary of SC IMCF SA Bucharest, which is specialized enterprise for mechanized maintenance of railway, we having in view tamping operation activities in 2002, 2006 and 2007.

SIMC Buzau has following tamping machine: In 2002: 14 BNRI – 85 tamping machine, 1

Plasser& Theurer 09-32 CSM tamping machine and 1 Plasser& Theurer 08-275 UM tamping machine;

In 2006, 2007: 12 BNRI – 85 tamping machine, 1 Plasser& Theurer 09-32 CSM tamping

machine and 1 Plasser& Theurer 08-275 UM tamping machine.

For evaluation the cost of tamping machines we

have in view three costs part: costs with reparation of machine, costs with exploitation of machine and the total costs. These costs were reported at the quantities of tamping operation for each year.

For evaluation of costs we have in view the following elements of costs: auxiliary materials for exploitation, spare parts, materials, fuel, oil and cost with manual labor, indirect costs, utilities costs, taxes and duties.

0

50000

100000

150000

200000

250000

RON

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 - 12 BNRI, 13 - P&T 09-32 CSM, 14 - P&T 08-275 UM

The cost 2006 for BNRI-85 and P & T

Reparation costsExploitation costsTotal costs

Fig.20. The comparison cost for tamping machine

in 2006

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

RON

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

1 - 12 BNRI-85, 13 - P&T 09-32 CSM, 14 - P&T 08-275 UM

The costs 2007 for BNRI-85 and P & T

Reparation costsExploitation costsTotal costs

Fig.21. The comparison costs for tamping machines

in 2007


14

The cost EUR/km for 2002, 2006, 2007

0.00500.00

1,000.001,500.002,000.002,500.003,000.003,500.004,000.004,500.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

BNRI - 85

EUR/Km

2002

2006

2007

Fig.22. The comparison costs for BNRI – 85 tamping

machine for 2002, 2006, 2007

The cost EUR/Km 2002, 2006, 2007

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

2002 2006 2007

EUR/Km

P&T 09-32 CSM

P&T 08-275 UM

Fig.23. The comparison costs for P&T 09-32 CSM and P&T 08-275 UM tamping machine for 2002,

2006, 2007

The cost EUR/km for 2002, 2006, 2007

0.00

500.00

1,000.00

1,500.00

2,000.00

2,500.00

3,000.00

3,500.00

4,000.00

4,500.00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1 - 14 BNRI - 85, 15 - P&T 09-32 CSM, 16 - P&T 08-275 UM

EUR/Km

2002

2006

2007

Fig.24. The comparison costs for BNRI-85, P&T 09-32 CSM and P&T 08-275 UM tamping machine for

2002, 2006, 2007

4. CONCLUSIONS

The tamping machine BNRI-85, which were produced between years 1970 – 1990 are an olds tamping machine and these machine must to be changes in the following years, because theirs cost will increase. Even so are many cases when these machines are very utilizations (when these machines work after the cleaning machines or the quantity of tamping operation isn’t big). Also the quality of tamping operation which is made with this machine is less than Plasser & Theurer tamping machines. The costs for all tamping machines are increasing year to year, owing to weariness of these. The productivity of tamping machine BNRI-85 is 155 ml/hour which is less than the productivity of Plasser & Theurer 09- 32 CSM which is 500 – 600 ml/hour or & Theurer 08- 275 UM which is 200 – 300 ml/hour. Even if the costs of tamping machines Plasser & Theurer are to 2 – 3 times more than costs of tamping machines BNRI-85, the specific costs/ km of tamping machines Plasser & Theurer are to 2 – 3 times less than costs of tamping machines BNRI-85 because of the different productivities.

REFERENCES 1. Titus Burtan, s.a., Suprastructura caii ferate, Ministerul Cailor Ferate, Centrul de Documentare si Publicatii Tehnice, Bucuresti, 1965 2. ***Plasser&Theurer, Tamping depth control SDA-03/2-23, Adjusting instruction, Plasser&Theurer, Linz, 1994 3. ***Plasser&Theurer, Stopfpickel service vorschrift, ein-u, Ausbau, Regenerierung, S19-01, Plasser&Theurer, Linz, 1994 4. ***Instructiuni privind executarea lucrarilor de buraj, ridicarea caii la nivel longitudinal si tranversal si riparea caii cu masinile grele de cale tip BNRI sau BMNRI nr. 465/277-1973, Departamentul cailor ferate/Directia Linii si Instalatii, Bucuresti, 1980 5. Cristinel Besleaga, Contributii privind marirea durabilitatii sculelor de burare, Teza de doctorat, Bucuresti, 2006 6. Constantin Turcanu, Masini de cale, Editura Matrix Rom


15

COMPARATIVE STUDY REGARDING THE TAMPING TOOLS

Sorin George Badea1, Cristinel Beşleagă1


ABSTRACT The exploitation of tamping tools is done so that each tamping tool can be mounted on a single tamping machine type, the interchangeability degree being limited mainly due to the size and different dimensions of the tamping tools grip, also due to the different way of grip, and fixing on the port tool. Managing different types of tamping tools, specific to each tamping machine, imply a lot of obstacles and costs.

KEYWORDS: tamping tools, lastingness, cost, wear.

1. INTRODUCTION

The technical process for building and maintenance of the railways contain many technical operations, one of them being the tamping operation [1], which represent a very important operation, because the tamping have that the main purpose to assure a specific geometry and resistance of the railway (Fig.1).

Fig.1. Tamping operation

Tamping is being executed [2] with the help of the tamping tools (Fig.2).

a b

Fig.2. The tamping tool P&T 09-32 CSM curved – a,

P&T 08-275 UM – b, for the mechanized tamping.

The constructive elements of a tamping tool are:

1-active part – tine; 2-body of the tool; 3-the part of the tamping tool which is attach to the port tool; 4-part of the tamping tool which prevent the rotate of the tamping tool into the port tool; 5- special part of tool for drawing out the tool from the port tool

Mechanized tamping consists [3] in the vibration (oscillation) and squeeze of the ballast under the inferior part of the sleeper, at frequencies by 35 Hz, amplitude of the oscillation is 3÷5 mm and the force is 10 KN – Fig.1.

An important element in construction and maintenance of the railway cost analysis is the cost implied by the tamping operations. Increasing the productivity of the tamping operation leads to reduction of the unit costs (lei/ml) of these operations. For obtaining these improvements it is necessary to use the


16

tamping tools with high durability, which is permitted to increase the productivity and the costs of research, design, construction and use of such tools being quickly amortized and the profit being guaranteed.

2. TAMPING TOOLS TYPE

In the current stage, the tamping tools exploitation is done so that each tamping tool can be mounted on a single tamping machine type, the interchangeability degree being limited mainly due to the size and different dimensions of the tamping tools grip, also due to the different way of grip, and fixing on the port tool. Even in the case of same manufacturer the tamping tools differ from one machine to another. Few are the cases when the interchangeability of tamping tools is allowed from one machine to another.

Tamping tools users are obliged to manage different types of tools, specific to each type of tamping tool machine used. A positive fact that simplifies the exploitation of tools is that the tamping tool remains the same no matter the type of tamping operation done with the same type of tamping machine. This fact eliminates auxiliary operations-referring to the replacement and calibration of tools depending on the operation being executed, the transport, manipulation, storage and reconditioning, auxiliary operations which generally reduce the productivity and the utilization coefficient associated to the tamping machine. Now in Romania it used many types of tamping tools which are presented in the following pictures:

Fig.3. Tamping tool P&T 09-32 CSM straight form 1

Fig.4. Tamping tool P&T 09-32 CSM straight form 2

Fig. 5. Tamping tool P&T 09-32 CSM straight form 3

Fig. 6. Tamping tool P&T 09-32 CSM curved form 1

Fig. 7. Tamping tool P&T 09-32 CSM curved form 4

Fig. 8. Tamping tool P&T 08-275 UM

Fig. 9. Tamping tool P&T 08-475-4S


17

Fig. 10. Tamping tools P&T 08-16

Fig. 11. Tamping tool P&T 08 – 275 SP

Fig. 12. Tamping tool P&T 07 – 275 PLM

Fig. 13. Tamping tool BNRI -85 3. TAMPING TOOLS EVALUATION

Having in view the different types of the tamping tools which are used, we made a quantitative research, for entire enterprise from Romania – SC IMCF SA, which is specialized in mechanized tamping with tamping machine. This enterprise has 8 point of work which is named SIMC (Bucharest, Buzau, Brasov, Craiova, Constanta, Cluj, Iasi, and Timisoara). We have established that are 7 types of tamping machine, which have made in average/year (having in view the years 2005, 2006 and 2007) the following quantities of tamping operation in equivalent km:

Table nr.1

Nr. Crt

Type of Tamping machine

Nr. Tamping machine/

Entire enterprise

The average of Quantity of

tamping operation / year

[Equivalent km*]

1 Plasser&Theurer 09-32 CSM 8/8 1891,5

2 Plasser&Theurer 08-275 UM 1/1 166,8

3 Plasser&Theurer 08-475-4S 6/6 664,56

4 Plasser&Theurer 08-16 3/3 554,17

5 Plasser&Theurer 08-275 SP 2/2 283,42

6 Plasser&Theurer 07-275 1/1 28,11

7 BNRI - 85 60/83 3711,66 TOTAL = 7300,22

* Equivalent km = 1 km of tamping operation of directly or current railways or 0.14 km of tamping operation for each switch rail. ** This machine can make both tamping operation (railway tamping and switch rail tamping). In column 2 of table 1: in the first side the tamping machine which are in function; in the second side all tamping machine, inclusively those which are with defections and its can be fixed. We have showed in Fig. 14 the quantity evaluation of tamping tools, for the entire tamping machines which are used at SC IMCF SA.

12345

P&T09-32 CSM.l.d.s.1

P&T09-32 CSM.l.d.a.2

P&T09-32 CSM.l.d.a.3

P&T09-32 CSM.l.c.s.1

P&T09-32 CSM.l.c.a.4

P&T08-275

UM

P&T08-475 4S.l.d.s.1.i

P&T08-475 4S.l.d.s.2.e

P&T08-16 l.d.s.1

P&T08-16 l.d.a.2

P&T08-16 l.d.a.3

P&T08-275

SP

P&T07-275

BNRI-85

010020030040050060070080090010001100120013001400150016001700

Nr.bytamping

tool

Type of tamping tool

THE EVALUATION OF TAMPING TOOLS AT SC IMCF SA

Fig.14. The evaluation of tamping tools In Fig. 14 are showed the followings: 1- The quantity of the tamping tools for each type of tamping tools which is needed for a good exploitation of the tamping machine which are in function;


18

2- The quantity of the tamping tools for each type of tamping tools which is needed for a good exploitation for all tamping machine (tamping machine which are in function and tamping machine which have defections and its can be fixed); 3- The quantity of tamping tools which are in function or for reserve.

4. THE COSTS EVALUATION

Managing (organizing the exploitation activity) different types of tamping tools, specific to each tamping machine, imply a lot of obstacles [4].

Starting from the tamping tools exploitation cycle which includes: the supply and transportation of the tamping tools from the manufacturer or pre-made parts in order to be put together; the storage of new tools or pre-made parts as required; introducing in manufacturing cycle and manufacturing of new tamping tools; the transport of new tools to place where tamping machine operates; the replacement of used and defected tamping tools; the assemblage and replacement of new tools; the commissioning of new tamping tool on the machine; the exploitation of tamping tool under normal condition within the limits of admissible weariness; the disassembling of the defective tamping tools; the transportation of tamping tools from the work site to the reconditioning.

During this period accidental defections occur, that require the dismantling of defective tamping tools and their transportation to specialized workshops for reconditioning; the application of reconditioning technologies depending on the available materials and the technological capabilities; the transportation of reconditioned tamping tools to tamping machines, the assemblage and calibration of tools on the machine for a new exploitation cycle.

The cycle is repeated until a serious malfunction occurs, which leads to the impossibility to use the tamping tool. These serious malfunctions refer only to the tamping tool’s body: to the grip part, the breakage of maximum strain zone; in body deforming zone - the breakage of the curves area; in other areas between the grip and the passage area from the body of the tool to its active part.

During the life of tamping tool these suffer a number (n) of reconditioning operations but only related to the active part, as presented above.

The reconditioning of tamping tools is presently done depending on weariness or defects of the active part as follows:

• the reconstruction of dimensions, position and quality of the active part's surfaces through welding operations using wear resistant materials and if needed mechanical finishing in order to correct dimensions, forms and finishing.

• in the case of wear over the admissible limits or when material loses or malfunctions occur new material will be added to the active part; later wear resistant materials will be applied and mechanically finished in order to correct form, dimension and finishing.

• the complete replacement of the active part, the assemblage with the body of the tamping tool being made using electric arc welding procedure with covered metallic electrode; later wear resistant materials will be applied and mechanically finished in order to correct form, dimension and finishing.

Another element that should be taken into

account is the tamping tools cost including the exploitation and the (n) times reconditioning of these, assembling and disassembling operations, calibration, transportation, port tools and tamping mechanisms weariness, etc, compared to high durability tamping tools.

For an annual evaluation of tamping tools costs several elements will be taken into account: -the average quantity of tamping work annually executed is showed in table 1. This average quantity of tamping operations is executed using more types of tamping machines and include all categories of mechanized tamping operations (Bi,BI,BII,BIII,BG,Bî etc.). For annual tamping operations the following are being used: - 8 pcs. type Plasser&Theurer 09-32 CSM tamping machines with 32 pcs. P&T 09-32CSM tamping tools for each machine - 1 pcs. type Plasser&Theurer 08-275 UM tamping machine with 8 pcs. P&T 08-275 UM tamping tools for each machine - 6 pcs. type Plasser&Theurer 08-475-4S tamping machines with 16 pcs. P&T 08-475-4S tamping tools for each machine - 3 pcs. type Plasser&Theurer 08-16 tamping machines with 16 pcs. P&T 08-16 tamping tools for each machine - 2 pcs. type Plasser&Theurer 08-275-SP tamping machines with 8 pcs. P&T 08-275-SP tamping tools for each machine - 1 pcs. type Plasser&Theurer 07-275 tamping machine with 8 pcs. P&T 07-275 tamping tools for each machine - 60 pcs. type BNRI-85 tamping machines each with 8 pcs. BNRI-85 tamping tools for each machine.


19

Having in view the amount of tamping tools that are required, for each type of tamping machines (see Fig. 14), it can be evaluated the costs for each type of tamping tools.

1. The optimum amount of tamping tools type P&T 09-32 CSM is 896 pcs. The cost of these tools is 896 pcs. x 133 €/pcs. = 119.168 €

2. The optimum amount of tamping tools type P&T 08-275 UM is 28 pcs. The cost of these tools is 28 pcs. x 240 €/pcs. = 6.720 €

3. The optimum amount of tamping tools type P&T 08-475-4S is 336 pcs. The cost of these tools is 336 pcs. x 240 €/pcs. = 80.640 €

4. The optimum amount of tamping tools type P&T 08 - 16 is 120 pcs. The cost of these tools is 120 pcs. x 240 €/pcs. = 28.800 €

5. The optimum amount of tamping tools type P&T 08 – 275 - SP is 56 pcs. The cost of these tools is 56 pcs. x 240 €/pcs. = 13.440 €

6. The optimum amount of tamping tools type P&T 07-275 is 28 pcs. The cost of these tools is 28 pcs. x 240 €/pcs. = 6.720 €

7. The optimum amount of tamping tools type BNRI - 85 is 1220 pcs. The cost of these tools is 1220 pcs. x 140 €/pcs. = 170.800 € Total cost with all types of tamping tools is

about 426.288 €.

The service life of various tamping tines is estimated at 15 km for conventional materials which are used for reconditioning of tamping tools and for protection of the active part at the abrasive wear stress. This fact means that for each 15 km of tamping operation it must necessary to recondition 1 set of each type of tamping tools.

The average cost of reconditioning and for protection of the active part at the abrasive wear stress through welding operation for various tamping tool is about 15 %.

1. The cost regarding to reconditioning through welding operation, for tamping tools type P&T 09-32 CSM is: 1891,5 km/year : 15 km/1 recond.-1 set= 126,1 ~ 126 reconditioning-1 set/year 126 reconditioning-1 set/year x 32 pcs/set x 133 €/pcs x 15%/recond./pcs. = 80.438 €/year

2. The costs regarding to reconditioning through welding operation, for tamping tools type P&T 08-275 UM is: 166,8 km/year : 15 km/1 recond.-1 set= 11,12 ~ 11 reconditioning-1 set/year 11 reconditioning-1 set/year x 8 pcs/set x 240 €/pcs x 15%/recond./pcs. = 3.168 €/year

3. The costs regarding to reconditioning through welding operation, for tamping tools type P&T 08 -475-4S is: 664,56 km/year : 15 km/1 recond.-1 set= 44,3 ~ 44 reconditioning-1 set/year 44 reconditioning-1 set/year x 16 pcs/set x 240 €/pcs x 15%/recond./pcs. = 25.344 €/year

4. The costs regarding to reconditioning through welding operation, for tamping tools type P&T 08 – 16 is: 554,17 km/year : 15 km/1 recond.-1 set= 36,9 ~ 40 reconditioning-1 set/year 40 reconditioning-1 set/year x 16 pcs/set x 240 €/pcs x 15%/recond./pcs. = 23.040 €/year

5. The costs regarding to reconditioning through welding operation, for tamping tools type P&T 08 – 275 – SP is: 283,42 km/year : 15 km/1 recond.-1 set= 18,9 ~ 19 reconditioning-1 set/year

19 reconditioning-1 set/year x 8 pcs/set x 240 €/pcs x 15%/recond./pcs. = 5.472 €/year 6. The costs regarding to reconditioning through welding operation, for tamping tools type P&T 07-275 is: 28,11 km/year : 15 km/1 recond.-1 set= 1,9 ~ 2 reconditioning-1 set/year

2 reconditioning-1 set/year x 8 pcs/set x 240 €/pcs x 15%/recond./pcs. = 576 €/year

7. The costs regarding to reconditioning through welding operation, for tamping tools type BNRI – 85 is: 3711,66 km/year : 15 km/1 recond.-1 set= 247,4 ~ 247 reconditioning-1 set/year

247 reconditioning-1 set/year x 8 pcs/set x 140 €/pcs x 15%/recond./pcs. = 41.496 €/year. Total cost regarding to reconditioning through welding operation/year, for all types of tamping tools is about 179.534 €/year.

The service life of various tamping tools is

estimated at 100 km for conventional materials which are used for manufacturing of these. This fact means that for each 100 km of tamping operation it must necessary to change/replace 1 set of each type of tamping tools.

1. The cost regarding to change/replace, for tamping tools type P&T 09-32 CSM is: 1891,5 km/year : 200 km/1 set = 9,4 ~ 9 set/year 9 set/year x 32 pcs/set x 133 €/pcs = 38.304 €/year

2. The cost regarding to change/replace, for tamping tools type P&T 08-275 UM is:

166,8 km/year : 200 km/1 set = 0,83 ~ 1 set/year


20

1 set/year x 8 pcs/set x 240 €/pcs = 1.920 €/year

3. The cost regarding to change/replace, for tamping tools type P&T 08 -475-4S is:

664,56 km/year : 200 km/set= 3,32 ~ 3 set/year 3 set/year x 16 pcs/set x 240 €/pcs. = 11.520 €/year

4. The cost regarding to change/replace, for tamping tools type P&T 08 – 16 is:

554,17 km/year : 200 km/1 set= 2,8 ~ 3 set/year 3 set/year x 16 pcs/set x 240 €/pcs = 11.520 €/year

5. The cost regarding to change/replace, for tamping tools type P&T 08 – 275 – SP is:

283,42 km/year : 200 km/1 set = 1,4 ~ 2 set/year 2 set/year x 8 pcs/set x 240 €/pcs = 3.840 €/year

6. The cost regarding to change/replace, for tamping tools type P&T 07-275 is:

28,11 km/year : 200 km/set= 0,14 ~ 0,2 set/year 0,2 set/year x 8 pcs/set x 240 €/pcs = 384 €/year

7. The cost regarding to change/replace, for tamping tools type BNRI – 85 is:

3711,66 km/year : 200 km/set= 18,6 ~ 19 set/year 19 set/year x 8 pcs/set x 140 €/pcs = 21.280 €/year.

Total cost regarding to change/replace, for all

types of tamping tools/year is about 88.768 €/year. Total cost regarding to reconditioning

through welding operation/year and to change/replace, for all types of tamping tools/year is about 268.302 €/year.

5. CONCLUSIONS SC IMCF SA as the most important

enterprise for mechanized maintenance of the railway in Romania has many types of tamping machine which use many types of tamping tools. These tamping tools can be grouping in two big categories: tamping tools for Plasser & Theurer tamping machines and tamping tools for BNRI – 85 tamping machines.

These two categories of tamping machine use 14 different types of tamping tools, each type has some subtypes. Theoretical and experimental researches are need to make for to reduce/ decreasing the type’s number of tamping tools.

In the present stage of the tamping activity, BNRI-85 tamping machine are very important because they realize more than 50 % from quantity of tamping (see table 1), represent about 66 % tamping machine from all types tamping machine and the quantity of tamping tools type BNRI-85 represent 45,5 % from entire quantity of the tamping tools which is needed for a good exploitation of all tamping machine which are in function.

It is very important to know and evaluate the all costs which appear during the service life of the tamping tools. In this paper, we have showed the element/factors which influenced the cost of a tamping tool, during his service life and the value evaluation for the types of the tamping tools which are used at SC IMCF SA.

Using high durability tamping tools (more than 20 km for tamping tines and 200 km for the body of the tamping tools) justifies from an economic point of view the necessity to study and achieve high durability tamping tools.

The world wide using of some materials and technologies to increase the lastingness of active part of the tamping tools is less known and wide spread, an example in this way is using metallic carbide like the tungsten carbide.

Internal matter doesn’t are achievements in this area, this problem is ignored because the information is less and there are a lot of difficulties at technical level.

We have achieved so, for the first time in

Romania, the first tamping tools having the active part (tine) plated with plates of metallic carbide through brazing.

REFERENCES 1. ***Plasser&Theurer, Tamping depth control SDA-03/2-23, Adjusting instruction, Plasser&Theurer, Linz, 1994 2. ***Plasser&Theurer, Stopfpickel service vorschrift, ein-u, Ausbau, Regenerierung, S19-01, Plasser&Theurer, Linz, 1994 3. ***Instructiuni privind executarea lucrarilor de buraj, ridicarea caii la nivel longitudinal si tranversal si riparea caii cu masinile grele de cale tip BNRI sau BMNRI nr. 465/277-1973, Departamentul cailor ferate/Directia Linii si Instalatii, Bucuresti, 1980 4. Cristinel Besleaga,, Contributii privind marirea durabilitatii sculelor de burare, Teza de doctorat, Bucuresti, 2006


21

MATERIALE REOPECTICE ABRAZIVE PENTRU NANOFINISAREA PRIN CURGERE ABRAZIVĂ

Valeriu Avramescu1, Maria Fiti2, Norvegia Elena Avramescu3, Nicolae Ionescu4, Aurelian Vişan4, Roxana Grejdanescu1, Gheorghe Orăsanu1, Nicolae Dumitru3, Marian Burcescu3, Ion Bădoi3,

Loredana Theodora Păun1, Cătălin Horia Orăşanu1

1 SC Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructii Masini ICTCM SA Bucureşti, ROMANIA 2 FITPOL SRL Bucureşti, ROMANIA, e-mail: [email protected] 3 SC Institutul de Cercetare Dezvoltare pentru Sectoare Calde INTEC SA Bucureşti, ROMANIA 4 Universitatea Politehnica Bucuresti – UPB-CAMIS Bucureşti, ROMANIA

REZUMAT Această lucrare reprezintă o introducere în domeniul complex al nanofinisării cu materiale abrazive. Aceasta este o tehnologie neconvenţională, un procedeu foarte eficient din punct de vedere ecologic, procedeu cunoscut sub numele de Prelucrare prin Curgere Abrazivă (AFM). Echipamentul proiectat de ICTCM este o maşină unealtă universală ce constă în doi cilindrii opuşi, în vederea extrudării mediului abraziv prin pasajele de trecere (canale) şi a finisării de suprafeţe şi muchii. Presiunea de extrudere este cuprinsă în intervalul 700 - 22000 kPa cu rate de curgere mai mari de 380 l/min. De asemenea există un sistem de control al parametrilor procesului, parametrii precum temperatura, vâscozitatea, viteza de curgere a mediului abraziv etc. Mediul abraziv este un mediu reopectic de o mare importanţă în obţinerea unei tehnologii de nanofinisare eficientă.Acesta are două componente principale: un fluid vâcos care conţine câteva componente precum lubrifianţi, emulsii şi agenţi anticorozivi, şi un abraziv. Natura, vâscozitatea, dimensiunile particulelor şi concentraţia materialului abraziv sunt esenţiale pentru rezultatul final al tehnologiei. Amestecul tuturor acestor chimicale şi materiale permit o plajă largă de compoziţii ale materialului abraziv. Multe probe au fost pregătite deja la nivel de laborator, utilizând materiale sigure şi ecologige şi rezultatele preliminare sunt foarte promiţătoare.

ABSTRACT This paper presents an introduction to the field of nanofinishing with abrasives. This is an unconventional technology, a very effective method in terms of ecological process known as the Strength Abrasives Process (AFM). Equipment designed by ICTCM is an universal machine tool, which is composed by two cylinders, in order to extrude the abrasive environment through passages crossing (channels) and finishing areas and edges. Extrusion pressure is in the range 700 - 22,000 kPa, with the flow rate of more than 380 l / min. There is also a system of control of process parameters, parameters such as temperature, viscosity, flow rate of abrasive environment, etc.. The abrasive environment is a great importance reopectic medium, for the obtaining of an efficient nanofinishing technology. That one has two main components: a viscous fluid, which contains several components such as lubricants, anti-corrosive agents and emulsions, and an abrasive substance. The nature, the viscosity, particle sizes and concentration of abrasive material are essential for the final result of technology. The mixture of all these chemicals and materials allow a broader range of compositions of abrasive material. Many tests have already been prepared at the laboratory, using safe materials and ecological ones and preliminary results are very promising.

CUVINTE CHEIE: abraziv, mediu reopectic, proces de nanofinisare KEYWORDS: abrasive, reopectic environment, nanofinishing process


22

1. INTRODUCERE Printre preocupările din prezent în vederea

dezvoltării tehnologiilor neconvenţionale, un procedeu ecologic de o mare eficienţă este Prelucarea prin Curgere Abrazivă (AFM).

AFM finisează suprafeţe şi muchii prin extrudarea unui mediu abraziv vâscos prin, sau pe piesa de lucru. Abraziunea are loc numai acolo unde curgerea este restricţionată, celelalte suprafeţe rămânând neafectate.

Studiile privind prelucrarea prin curgere abrazivă, au arătat că prin aceast procedeu este posibil să se realizeze operaţii precum polizarea, tăierea şi rotunjirea muchiilor pentru piese dintr-o gamă largă de dimensiuni şi pot fi realizate prelucrări în locuri greu de accesat.

Utilizând aceast procedeu se pot finisa orificii de peste 0.15 mm diametru, cavităţi şi suprafeţe complexe cu variate dimensiuni.

Rezultatele finisării pot fi atinse prin modificarea parametrilor procesului şi de asemenea prin alegerea unui fluid abraziv potrivit, acest lucru fiind important.

2. EXPERIMENTĂRI

2.1 Elementele tehnologice ale sistemului AFM Procedeul AFM utilizează doi cilindrii opuşi

pentru a extrude mediul abraziv semisolid prin pasajele formate de piesă şi de unealtă.

Fig. 1. Maşina AFM 1 – batiu, 2-cilindru, 3-masa mobilă, 4- bac de lucru,

5- cilindru superior, 6- montant, 7- cap de lucru, 8- dispozitiv de lucru, 9- suport

Fig. 2. Maşina AFM - vedere Prin extruderi repetate, mediul dintr-un cilindru

trece în celălalt cilindru şi acţiunea abrazivă se produce când mediul abraziv intră în pasajul restrictiv şi circulă prin, sau pe piesa de lucru.

Acţiunea de prelucrare este similară cu operaţia de grunduire sau de lepuire întrucât mediul abraziv finisează usor suprafeţele sau muchiile.

Când este forţat să curgă prin pasajul restrictiv, polimerul purtător din mediu îşi creşte temporar vâscozitatea.

Acest lucru ţine rigid şi în suspensie particulele de abraziv şi rectifică suprafaţa dorită numai când fluidul abraziv are o vâscozitate ridicată.

2.2 Materialele fluidelor abrazive În această lucrare, unul dintre scopurile principale este obţinerea unor fluide convenabile utilizând materiale eficiente, sigure şi ecologice. Utilizând acest criteriu, s-au folosit următoarele chimicale şi materiale.

a) Componentele fluidului:

O – oleină, conţine în principal acid oleic cu

formula: CH3(CH2)7CH=CH(CH2)COOH;

ODT – diethanolamida de acid oleic, conţinând aproximativ 20% TEA – triethanolamina N(C2H5OH)3 cu OD – amidă, rezultând din reacţia de condensare a

D - dietanholaminei HN(C2H5)2 cu acidul oleic, cu eliminare de apă:

(C2H5OH)2NH + HOOC(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 →

→ (C2H5OH)2NCO(CH2)7CH=CH(CH2)7CH3 + H2O

Produsul ODT atribuie multe proprietăţi folositoare pentru fluidele abrazive precum: creşterea


23

vâscozităţii, impiedicarea coroziunii emulsiei şi lubrifierea.

O-PPG şi O-MPG sunt doi esteri ai acidului oleic cu glicol polipropilen - PPG, un scurt lanţ polimeric al monopropilenei MPG cu formula:

CH3-CHOH-CH2OH. H20 – apă, în anumite circumstanţe este

folosită pentru creşterea vâscozităţii şi a proprietăţiilor reopectice ale fluidului.

În afară de aceste componente principale pot fi folosiţi şi alţi aditivi secundari.

Materialele abrazive utilizate în eşantioanele preliminare ale curgerii abrazive sunt pentru început numai trei:

Alumina, oxidul de aluminiu Al2O3, cu particulele de 3 - 70µm;

Carbura de siliciu SiC, cu particulele de 6 - 63µm;

Silica, dioxidul de siliciu SiO2, cu particulele de 48µm;

Duritatea pulberilor abrazive utilizate este foarte mare pe scara Mosh: Al2O3 – 9, SiC – 9 si SiO2 – 7. Cea mai mare valoare pe această scară este de 10, cea a diamantului.

În următoarele cercetări intenţionăm să utilizăm şi alte materiale abrazive pentru a îmbunătăţi valoarea nanofinisării.

3. REZULTATE ŞI COMENTARII

3.1 Compoziţia eşantioanelor curgerii abrazive

Utilizând substanţele chimice de bază, aditivii şi materialele abrazive prezentate mai sus, am încercat să obţinem câteva fluide abrazive pentru metoda de prelucrare prin curgere abrazivă.

Tabelul 1 – Fluid Abraziv (FA), pe bază de ODT Componeta/

eşantion ODT (%)

O (%)

Abraziv (%)

H2O (%)

PPG (%)

ηi (poise)

Natura abrazivului

1a 25 25 10 40 - ~ 16 1:1 SiC / Silice

1a’ 40 10 10 40 - ~ 25 1:1 SiC / Silice

1b 20 22 8 46 4 ~ 14 1:1 Silice / Al2O3

1b’ 20 24 8 46 2 ~ 20 1:1 Silice / Al2O3

1c 40 30 10 - 20 ~ 12 Al2O3 1c’ 40 40 10 - 10 ~ 16 Al2O3

Tabelul 2 - Fluid abraziv (FA), pe bază de O-PPG

Componeta/ eşantion

O- PPG (%)

O (%)

Abraziv (%)

H2O (%)

TEA (%)

ηi (poise)

Natura abrazivului

2a 35 20 10 25 10 ~ 12 1:1 SiC/ Silice

2a’ 35 30 10 15 10 ~ 20 1:1 SiC/ Silice

2b 30 20 10 30 10 ~ 10 1:1 Silice / Al2O3

2b’ 40 25 10 10 15 ~ 25 1:1 Silice / Al2O3

2c 25 35 10 20 10 ~ 10 Al2O3 2c’ 30 35 10 15 10 ~ 15 Al2O3


24

Mixtura acestor componente, în raţii diferite, este obţinută agitând bine.

Cel mai important efect este proprietatea de reopecticitate a fluidului rezultat.

Această proprietate este crucială pentru nanofinisare, pentru că presupune creşterea vâscozităţii fluidului când asupra lui acţionează forţe mecanice; particulele abrazive acţionează numai în stare vâscoasă, când sunt ţinute rigid şi în suspensie.

Vâscozitatea fluidului revine la starea iniţială la ieşirea din pasajul restrictiv.

Fluidele abrazive obţinute, considerând principiile expuse mai sus, sunt prezentate în următoarele două tabele.

În tabelul 1 a fost folosită ca principală componenta carboxyamida OD cu TEA – triethanolamina ODT şi în tabelul 2 a fost folosită, ca principală componentă, esterul O-PPG.

Următoarele eşantioane ale fluidelor abrazive prezintă o compoziţie diferită pentru că ambele componente de bază, ODT şi O-PPG au fost folosite în toate eşantioanele cu un singur abraziv; alumina calcinată cu particule fine de 2.9 - 3.1 µm.

Aceste eşantioane sunt prezentate în tabelul 3. Trebuie observat că esterul O-MPG (glicol

monopropilenă este foarte similar cu O-PPG-ul anterior (glicolul polipropilena) utilizat în eşantioanele din tabelele 1 si 2 şi este mai uşor de obţinut o structură chimică reproductibilă.

3.2 Caracteristica fluidelor abrazive (FA) Datorită complexităţii eşantioanelor de fluid

abraziv, caracterizarea lor este foarte dificilă, la fel şi corelarea compoziţiei cu eficienţa de nanofinisare.

În acest stadiu preliminar, caracteristicile de bază ale eşantioanelor au fost determinate ca fiind:

• Stabilitatea şi omogenitatea Stabilitatea este bună în timp, de la câteva

săptămâni până la câteva luni, când eşantionul nu prezintă separarea fazelor. După separare, eşantionul revine la starea iniţială. Omogenitatea este bună la observarea vizuală, dar în viitor, o mai bună analiză microscopică a structurilor va fi corelată cu procesul de nanofinisare.

• Vâscozitatea Vâscozitatea este de asemenea un parametru

dificil de determinat pentru că, aşa cum a fost explicat mai înainte, este variabilă în timpul omogenizării datorită proprietăţii de reopecticitate. Valorile date în tabelele 1 - 3 pentru vâscozitatea iniţiala sunt aproximative.

• Dependenţa vâscozităţii de temperatură

Dependenţa vâscozităţii de temperatură este de asemenea importantă. Majoritatea eşantioanelor sunt stabile la creşterea temperaturii până la 700C - când acestea devin mai fluide, dar revin la valorile iniţiale odată cu micşorarea temperaturii.

• Reopecticitatea Reopecticitatea presupune creşterea vâscozităţii

fluidului la acţiunea unor presiuni mecanice şi depinde în principal de parametrii mecanici ai maşinii AFM, în acest fel, putând fi făcută o evaluare cantitativă a procesului de nanofinisare.

4. CONCLUZII

În ciuda caracterului preliminar al acestor rezultate, acestea oferă multe posibilităţi de formulare ale compoziţiilor de fluid abraziv.

Aceasta va permite alegerea celui mai potrivit fluid în funcţie de fiecare aplicaţie în parte.

Baza pentru dezvoltarea viitoare a metodei nonconvenţionale de nanofinisare este asigurată de aceste fluide abrazive obţinute.

4. BIBLIOGRAFIE

1. Cercetare privind realizarea mediilor de lucru la nanofinisarea prin curgere abrazivă cu medii reopectice. Cap. 5 Contract CEEX -–REOFIN 296/2006, ICTCM;

2. Miller et all., Patent USA Nr. 5363603, 15 Nov. 1994; 3. R.E. Smith et all., Patent USA nr. 4952240, 28 Aug. 1990; 4. W.B. Perry et all., Patent USA nr. 6132484, 17 Oct. 2000; 5. L. J. Rhoodes et all., patent USA Nr. 5679058, 2 Oct. 1997; 6. C. Hase et all., Brevet german nr. WO/17774, 30 Apr. 1998

Tabelul 3 - Fluid abraziv (FA), pe bază de ODT Şi MPG Componeta/

eşantion ODT (%)

O (%)

Alumina (%)

PPG (%)

O-MPG (%)

ηi (poise)

F1 30 30 5 10 25 15 F2 25 35 10 5 25 12 F3 25 45 5 - 25 10 F4 25 35 10 - 30 14

TEHNOLOGIA INOVATIVĂ – Revista „Construcţia de maşini” nr. 3-4 / 2008

25

ASPECTE SPECIFICE PRIVIND ECHIPAMENTELE SI PARAMETRII DE PROCES

AI TEHNOLOGIEI DE SUDARE PRIN FRECARE CU ELEMENT ROTITOR (FSW)

Cristian Mircea Birtu, Valeriu Avramescu , Gheorghe Marin

ICTCM Bucureşti,e-mail: [email protected]

REZUMAT Lucrarea prezinta caracteristicile constructive şi funcţionale specifice echipamentelor utilizate in cadrul celei mai noi tehnologii de sudare: sudarea prin frecare cu element activ rotitor –FSW (“Friction Stir Welding”). In prima parte a lucrării este prezentat procedeul de sudare prin frecare, parametrii tehnologici specifici acestuia precum şi valori uzuale ale acestora publicate in literatura de specialitate. Sunt detaliate, apoi, caracteristicile constructive ale echipamentelor specifice tehnologiei FSW, atât pentru producţia de serie cât şi pentru efectuarea de teste, produse de companii specializate la nivel mondial. In cea de-a doua parte a lucrării sunt prezentate rezultatele obţinute în urma execuţiei şi a testelor funcţionale şi tehnologice efectuate, atât în ceea ce priveşte parametrii dinamici cât şi cei cinematici ai procesului. In final sunt prezentate concluziile referitoare la caracteristicile constructive şi funcţionale ale unui astfel de echipament cât şi asupra procesului de sudare FSW. ABSTRACT This paper presents constructive and functional characteristics of specific equipment used in the newest technology of welding: Friction Welding with active rotating - element FSW ( "Friction Stir Welding"). In the first part of the paper is submitted the process of friction welding, the specific technological parameters and their usual values, which are published in the literature. There are detailed the constructive characteristics of specific equipments of FSW technology, for the series production and for tests prosecution, produced by international specialized companies. In the second part of the paper are presented the results obtained from the implementation and operational and technological testing, considering the cynematic and dynamic parameters of the process. The end of the paper presents the conclusions reffering on the construction and on the equipment working conditions, as well as on the process of welding FSW.

CUVINTE CHEIE: sudare prin frecare cu element activ rotitor, echipament, proces

KEYWORDS: Friction Stir Welding, equipment, process

1. INTRODUCERE. DESPRE TEHNOLOGIA ŞI ECHIPAMENTELE SPECIFICE SUDĂRII CU ELEMENT ACTIV ROTITOR (FSW)

1.1. Procedeul de sudare prin frecare

cu element rotitor Procedeul de sudare prin frecare cu

element rotitor (Friction Stir Welding) a fost pentru prima dată decoperit şi brevetat de Institutul de cercetare pentru tehnologii de sudare TWI (The Welding Institute) din Anglia, în anul 1991.

Principiul de lucru este următorul (The Welding Institute – TWI, Anglia -v. fig.1): scula de sudare având o formă cilimdrică cu un umăr în partea superioară, este introdusă între două plăci de material fixate împreună. Datorită fricţiunii care ia naştere în timpul rotirii şi avansului de pătrundere a sculei, apare o încălzire a materialelor la o temperatură mai mică decât cea de topire, acestea înmuindu-se şi permiţând deplasarea ulterioara a sculei. Scula avansează avansează apoi, cu o viteză constantă, printre cele două plăci de material, materialul plastificat datorită încălzirii fiind transferat, de-a lungul liniei de contact, din faţa în spatele sculei, formându-se în spatele acesteia o zonă de amestec în stare solidă, legând astfel printr-o sudură „la rece” cele două bucăţi de material.


26

Fig.1. Procedeul FSW – principiul de lucru [TWI]

Etapele tehnologice de sudare prin acest

procedeu sunt următoarele: 1. Pătrunderea/plonjarea sculei, în mişcare de

rotaţie, în interstiţiul dintre cele două bucăţi de material până ce umărul ia contact cu materialul - amorsarea (se formează aşa numita „gaură de cheie”);

2. Avansul sculei, în mişcare de rotaţie, printre cele două bucăţi de material – sudarea propriu-zisă;

3. Retragerea sculei – rămâne în material „gaura de cheie”.

1.2. Materiale sudate prin procedeul FSW [TWI] Cele mai multe utilizări industriale sunt, în

special, pentru aluminiu şi aliajele acestuia.

Grosimea de sudare a acestuia, într-o singură trecere, depinde de puterea utilajului, dar au fost sudate şi grosimi de până la 50 mm (uzual 1,5 ... 25 mm).

Alte materiale pentru care se aplică procedeul sunt: cuprul şi aliajele acestuia (până la 50 mm, uzual 0,8 ... 20 mm), plumb, titaniu şi aliajele sale, magneziu şi aliajele acestuia, zinc, materiale plastice, oţel moale, oţel inoxidabil (austenitic, martensitic), aliaje de nichel.

1.3. Parametrii tehnologici specifci

procedeului FSW Parametrii tehnologici specifci procedeului FSW se

pot clasifica în mărimi cinematice şi mărimi dinamice. În figura 2 sunt prezentaţi parametrii principali,

studiaţi în prezenta lucrare.

Forta verticala de presiune si creare a temperaturii de sudare

Umar de frecare pentru crearea temperaturii si presiunii de sudare

Directia avansului / de sudare

Umar

Pin de frictiune

Scula de sudare

Umar de frictiune

Pin

Fv

Fs

Ms, nS

SL

SV

Scula de sudare

Fig.2. Parametrii tehnologici principali ai procedeului FSW


27

Parametrii cinematici sunt următorii: - turaţia pinului de sudare: ns [rot/min]; - viteza de sudare: sL [mm/min]; - viteza de avans vertical: sv [mm/min]; - adâncimea de pătrundere în material (dependentă de grosimea materialului); - timpul de oprire a avansului vertical (de încălzire a materialului);

Parametrii dinamici sunt urmatorii: - forţa verticală (de pătrundere): Fv [kN]; - forţa axială (de avans longitudinal): Fs [ kN]; - momentul de torsiune a pinului la sudarea longitudinală: Mt [N ·m]. 1.4. Valorile uzuale ale parametrilor tehnologici

Valorile uzuale ale parametrilor tehnologici, utilizate în cazul sudării diferitelor tipuri de materiale sunt: [TWI]: - turaţia pinului: ns = 300 ... 1450 rot/min; - momentul necesar sudării: Mt = 14 ... 16 N ·m. - viteza de sudare: sL = 60 .... 480 mm/min; - forţa longitudinală de sudare: Fs = 9 ... 12 kN; - avansul vertical: sv = 40 ... 290 mm/min ; - forţa verticală: Fv = 6 ... 200 kN; 1.5. Echipamentele specifice acestei tehnologii

Echipamentele specifice acestei tehnologii sunt dezvoltate de firme licenţiate de către TWI pentru utilizarea acestei tehnologii.

Dintre cei mai importanţi producători la nivel mondial fac parte: ESAB AB – Suedia, CRAWFORD – SWIFT – Anglia, FRICTION STIR LINK, GENERAL TOOL CO, MTS SYSTEMS, CORPORATION, NOVA-TECH ENGINEERING – SUA; HITACHI – Japonia; CRIQ – Canada. Gama de puteri instalate este de 3kW-100kW.

După domeniul de aplicare, au fost construite următoarele tipuri de echipamente:

echipamente modulate pentru aplicatii universale (ex. sistemul LEGIO produs de ESAB);

echipamente dedicate laboratoarelor de incercare si dezvoltare tehnologica (ex sistemul SUPER STIR produs de ESAB);

echipamente dedicate unor aplicatii industriale specifice, cerute de client.

Soluţiile constructive utilizate la nivel mondial au comune următoarele caracteristici de bază (incluse în construcţia utilajelor şi în funcţie de domeniul de aplicare):

în peste 80% din cazuri este deplasată unealta de sudare;

atenţia deosebită pentru tehnica de poziţionare/fixare a componentelor.

strângerea pieselor în vederea sudării se realizează mecanic, pneumatic sau hidraulic;

mişcarea verticală a capului de sudare se realizează în general hidraulic

mişcările longitudinală şi transversală sunt realizate cu motoare electrice ce antrenează o transmisie pinion-cremalieră

ghidajele longitudinale, sunt, de preferinţă, de rostogolire, utilizând ghidaje cu role/bile

conducerea/monitorizarea procesului de sudare, urmărirea liniei de îmbinare se realizează cu CNC, camere video, software de prelucrare şi stocare date;

sistem de răcire cu apă a sculei.

2. ECHIPAMENT DE SUDARE FSW. CARACTERISTICI, REZULTATE, TESTE TEHNOLOGICE

2.1. Echipament de sudare prin

frecare „FSW-4-10”

In cadrul unui program de Cercetare-Dezvoltare, la solicitarea Institutului de Sudură – ISIM Timişoara, a fost proiectat şi executat un echipament de sudare prin frecare destinat testelor de laborator şi microproducţie, cu următoarele caracteristici tehnice:

puterea motorului sculei: 4 kW; forta maxima verticala: 10 kN; cursa verticală maximă: 190 mm; cursa longitudinală maximă: 1000 mm; turatia sculei: 300 ... 1450 rot/min; viteza de avans longitudinal:

60 ... 500 mm/min; viteza de avans vertical:

30...190 mm/min; dimensiunile mesei (LxB):

1000x510 mm. Caracteristicile functionale ale echipamentului sunt:

turatia sculei reglabila continuu in limitele domeniului, cu mentinerea constanta a puterii;

vitezele de avans longitudinal si vertical reglabile continuu in limitele domeniului, cu mentinerea constanta a puterii;

avansul vertical continuu si/sau in impulsuri cu limita de timp;

doua regimuri de comanda: manual (pentru reglaje) si automat (de lucru) pentru avansul longitudinal si vertical;

capetele de cursa asigurate cu limitatori de decuplare a miscarii;

avansul vertical prevazut cu limitare la pozitie (pentru patrunderea in material).

Echipamentul de sudare prin frecare cu cap rotitor FSW-4-10, se compune din următoarele subansambluri (figura 3): 1. Capul de sudare prin fricţiune; 2. Montant; 3. Batiu; 4. Masa longitudinală

5. Instalaţia electrică de comandă.


28

Fig.3. Echipament de sudare prin frecare cuelement activ rotitor (FSW-4-10)

2.2 Sudarea FSW a aluminiului şi cuprului. Rezultate. Au fost executate suduri prin procedeul

FSW, utilizând utilajul mai sus şi montajul prezentat în figura 4. Scula de sudare utilizată prezintă în partea inferioară un schimbător de căldură pentru răcire cu aer pentru a proteja axul principal de căldura degajată în timpul procesului.

Au fost făcute teste pe următoarele tipuri de materiale (sub formă de placă):

aluminiu Al 99,9, cu grosimi de 4, 5 şi 10 mm; aliaj de cupru (CuCr1) cu grosimea de 5mm.

Regimurile tehnologice utilizate, precum şi rezultatele obţinute din punct de vedere al stabilităţii dinamice a regimului în timpul sudării sunt prezentate în tabelul 1.

Fig.4. Montaj pentru sudarea FSW a Al 99,9, # 5mm (1 – ax principal, 2-radiator, 3-sculă)

1

3

5

2

4

1

23


29

Tabelul 1 – Rezultate obţinute la sudarea FSW Parametri regim tehnologic Nr.

Crt Material Grosime

Turaţie sculă Avans vertical

Viteza sudare Observaţii

asupra regimului

- - [mm] [rot/min] [mm/min] [mm/min] - 1 Al 99, 9 4 1100 19 150 - regim stabil ; 2 Al 99, 9 5 1100 19 150 - regim stabil ; 3 Al 99, 9 5 1100 19 220 - regim stabil ; 4 Al 99, 9 5 1200 19 220 - regim instabil; 5 Al 99, 9 10 1450 19 60 - regim stabil 6 Cu Cr1 5 1000 19 50 - regim stabil

Regimul stabil se manifestă printr-un avans fără vibraţii a sculei în timpul sudării, în timp ce regimul instabil se manifestă prin vibraţii cu amplitudine mare în timpul sudării. Din punct de vedere al calităţii sudurii obţinute, în funcţie de stabilitatea regimului de sudare, în figurile 5 şi 6 se observă diferenţele pe faţa pe care scula a intrat în material (aflată în contact cu gulerul în timpul procesului).

Fig.5. Al 99,9, grosime 5 mm, sudat FSW

în regim stabil

Fig.6. Al 99,9, grosime 5 mm, sudat FSW în regim instabil

2.3 Parametrii dinamici ai procedeului de sudare FSW

Parametrii dinamici care au fost măsuraţi (indirect) în timpul procesului de sudare FSW sunt următorii:

puterea consumată la axul sculei în timpul sudării (Ps );

momentul de torsiune la axul sculei în timpul sudării (Mt );

forţa longitudinală de sudare (Fs ).

Puterea consumata la axul sculei la sudarea FSW a aluminiului

269,85 269,85

431,77

1241,33

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

4 5 5 10

Grosimea [mm]

Pute

rea

cons

umat

a [W

]

Regim instabil

Fig.7. Puterea consumată la axul sculei la sudarea FSW a Al 99,9


30

Mărimile prezentate sunt rezultatul măsurătorilor indirecte, mărimea măsurată în timp real fiind curectul consumat în timpul prelucrării pentru motorul de acţionare al fiecărei mişcări (în A).

În diagrama din figura 7 se observă variaţia puterii consummate la sudarea aluminiului în funcţie de grosimea acestuia. Se observă că, pentru aceeaşi grosime de material (5 mm), dacă regimul devine instabil puterea consumată creşte cu până la 60 %.

Se observă, de asemenea, că valoarea puterii nu diferă în cazul măririi grosimii materialului de la 4 mm la 5 mm în cazul regimului stabil.

La grosimi mari de material, puterea consumată are valori sensibil mai mari.

Aceeaşi tendinţă se manifestă şi în cazul momentului prezentată în figura 8.

Momentul la axul sculei la sudarea FSW a aluminiului

2,343 2,343

3,436

8,175

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

4 5 5 10

Grosimea [mm]

Mom

entu

l [N

m]

Fig.8. Momentul la axul sculei la sudarea FSW a Al 99,9

Forta de avans la sudarea FSW a aluminiului

40,965

65,54444,689

55,862

204,826

150 150

220 220

60

0

50

100

150

200

250

4 5 5 5 10

Grosimea [mm]

[N] /

[mm

/min

]

Forta de avans Viteza de sudare

Fig.9. Forţa de avans longitudinal în funcţie de grosime şi viteza de avans la sudarea FSW a Al 99,9

Regim instabil

Regim instabil


31

In figura 9 este prezentată variaţia forţei măsurată la sudarea FSW.

Spre deosebire de momentul la axul sculei, valoarea forţei de avans este mult mai sensibiliă la variaţia grosimii materialului, după cum se observă în figura de mai sus.

Se observă, de asemenea şi variaţia uzuală a vitezei în funcţie de grosimea materialului. Regimul instabil nu influenţează semnificativ valoarea forţei de avans.

O altă caracteristică importantă a tehnologiei de sudare FSW este faptul că avansul vertical, de pătrundere a pinului în material, nu este constant, până la atingerea adâncimii maxime, ci este variabil.

Variaţia acestuia, pentru valoarea medie utilizată în tabelul 1, este dată în figura 10.

Motivul pentru care acesta are o asemenea variaţie este ca materialul să acumuleze cantitatea necesară de căldură care să-l înmoaie, permiţând astfel amorsarea unei suduri de calitate şi continue.

Fig.10. Variaţia avansului vertical cu adâncimea de pătrundere în material

3. CONCLUZII

Din cele prezentate se pot desprinde

concluzii referitoare la echipamentele şi tehnologia de sudare FSW . Dintre cele mai importante sunt următoarele:

Procedeul de sudare prin frecare FSW prezintă avantaje importante, precum: eliminarea totală a noxelor din zona de prelucrare, viteze tehnologice mari, calitate bună a îmbinării;

Procedeul FSW are o aplicabilitate deosebită, în special pentru aluminiu, cupru şi aliajele acestora;

Echipamentele FSW sunt dotate cu funcţii specializate, care să poată îndeplini sarcini precum: variaţia continuă a parametrilor de lucru, disiparea căldurii rezultate în timpul procesului, poziţionarea corectă a semifabricatelor, asigurarea unor strângeri mari ale acestora împreună etc;

Procesul de sudare FSW are un optim (regim stabil), pentru care solicitările dinamice şi calitatea prelucrării sunt optime;

Valorile parametrilor dinamici sunt direct proporţionale cu propriectăţile fizice ale materialelor (ex. pentru cupru valorile sunt de 2 ori mai mari decât în cazul aluminiului)

Avansul vertical, care este o mărime variabilă în timp, în scopul transferului de căldură la material în vederea “înmuierii” acestuia.

BIBLIOGRAFIE

[1]. * * * , Manualul Inginerului. Fundamente, HUTTE, Ed. Tehnică, Buc.,1995 [2]. * * * , Friction Stir Welding - principle, TWI - The Welding Institute, UK, 2008

Adancimea de patrundere [%]

Avans vertical [%]

100% 95%85%80%

100 %

60 %

50 %


32

Quick Info

IPACK-IMA 2009 Brokerage event on packaging technologies Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 24-Mar-2009 End Date: 28-Mar-2009 City: Milano Country: Italy Description:

Since 1961 IPACK-IMA has been focussing on the INTEGRATION of different industrial processes, presenting solutions for products management, working and packaging.

The event rests on 3 Main Pillars: - Rocessing - Packaging and - Material Handling

Facts and figures about the fair: - 1.527 exhibitors of which 27% international at IPACK-IMA 2006 - 50.000 visitors, 56% entrepreneurs - 62% 2006 exhibitors have signed commercial agreements thanks to their participation to the fair. Italy is world n° 2 producer and exporter of packaging machinery!

IPACK-IMA is world n°1 event for agrofood technologies dedicated to grain based food!

Following a successful cooperation during last edition, IPACK-IMA will be arranged simultaneously with PLAST, the international exhibition for plastic and rubber industry.

Enterprise Europe Network consortium SIMPLER will oganise a Brokerage Event dedicated to key sectors related to the packaging industry.

EC Programmes:

Industrial Sectors:

• Industrial manufacture • Materials technology • Chemical industry • Pharmaceutical/Cosmetics • Food - Agro Industry

(http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/publicwebsite/bemt/home.cfm?EventID=1850)

Brokerage event addressing Hydrogen Technology and fuel cells Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 25-Mar-2009 End Date: 25-Mar-2009 City: Birmingham Country: United Kingdom Description:

Midlands Enterprise Europe in cooperation with UK Trade and Industry invite you to take part in a half day brokerage event addressing Hydrogen Technology and fuel cells. The partnering platform will run in parallel to "Building the Hydrogen and Fuel Cells Future International Conference" hosted by the University of Birmingham and Advantage West Midlands. This is the first brokerage event of its kind since 2005 offering European organisations the unique opportunity to focus on Hydrogen and fuel cells. The brokerage event has been designed to complement the conference enabling industrial and research organisations at the conference to benefit from a series of focused pre-arranged meetings with potential collaborators from across the continent. It is envisaged that the conference and brokerage event will facilitate technical and commercial cooperation as well as partnerships for Framework and the Joint Technology Initiative (JTI). Due to high efficiencies, zero emissions and easy conversions, Hydrogen and Fuel Cells are increasingly perceived as important components in a low carbon economy. The East and West Midlands regions of the UK have emerged as strong players in the Hydrogen and Fuel Cells sector. The Midlands is home the UK's Energy Technologies Institute (ETI), as well as key innovators such as Rolls Royce Fuel Cells, Intelligent Energy Ltd, the Universities of Birmingham, Warwick and Loughborough. The University of Birmingham currently operates the country's only Hydrogen filling station. This occasion on March 25th 2009 is exceptional as it offers attendees from outside the UK free participation at both the conference and brokerage event. The conference will address both national and European policy and perspectives as well as developments in the following areas: hydrogen production, storage and distribution , fuel cells for static and transportation applications. (http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/publicwebsite/bemt/home.cfm?EventID=1846)


33

TECHNICAL PERFORMANCES AND ECOLOGICAL ASPECTS OF MACHINE TOOLS

AND INTEGRATED SYSTEMS

Constantin ISPAS 1, Ecaterina Camelia POCRIS 2

1 POLITECHNICA University from Bucharest, Bucharest, ROMANIA, e-mail:ispas@leo_optimum.pub.ro

2 SC ICTCM SA, Bucharest, ROMANIA, [email protected] REZUMAT: Articolul prezinta tendintele actuale nationale si internationale în dezvoltarea de maşini unelte şi sisteme integrate de prelucrare. Este comun faptul că aspectele ecologice legate de exploatarea de maşini unelte au fost întotdeauna şi vor fi o problemă de mare îngrijorare. Atingerea limitelor de viteză mai mare a fost întotdeauna, în general deziderat de specialişti care lucrează în toate domeniile si mai ales in particular in cazul masinilor unelte si sistemelor integrate. ABSTRACT: The paper presents current national and international trends in the development of machine tools and integrated systems of machining. It is a common place that ecological aspects related to machine tools operation have always been and will be an issue of great concern. Reaching higher speed limits has always been the general desideratum of specialists working in all industrial domains. The article gives detailed specifications in this domain, when applied to the particular cases or machine tools and integrated systems. CUVINTE CHEIE: performante, masini-unelte, viteza, prelucrare, ecologic KEYWORDS: performances, machine-tools, speed, machining, ecological

1. INTRODUCTION Machine tools are the most important industrial

production equipment, because they are constantly used in the manufacturing of TV sets, computers, cars, planes, etc.

Japanese speak of machine-tools as the “mother-machines” that generate other machines and equipment.

Production of machine-tools must be regarded as a strategic industry, a leader among other industrial branches.

The machine tools industry, the permanent buyer of new technologies, plays an important part in the industrial productivity.

That is why, its continuous development depends on the variety of tools, machines and manufacturing technologies. The machine building industry plays a double part: 1. to develop and improve the latest result of

scientific and technologic research 2. it is the main centre of new performance transfer

from the machine-tools sector to other economic sectors. Machine-tools have a special importance in

industrial production; that is why industrial

production development is based on both the development and up-grading of machine-tools, and up-grading of production technologies.

At present, the machining sector has at its disposal: machine-tools, cutting tools and microelectronics

Computer technologies, microprocessors and minicomputers have become the first agents of the spectacular changes in the machine-tools industry.

The main objective of engineers today is computerised control of machine-tools and machining. Machine-tools industry combines mechanical engineering and electronics and therefore it has been placed with mecatronics lately.

Besides, the impact of new materials will lead to the replacement of steel in mechanical engineering.

The result will be the emergence of “new actors” in industries. From the traditional point of view, the machine-tools industry was a small-scale industry but with s long life history.

Producers gained their reputation through a certain model product and maintained their position on the market through its continuous improvement.

In the last decade this market segment was characterised by: the highest rhythm of machine-tools


34

production increase registered in Japan; consolidation of international market positions held by Western European countries, Germany in particular (European countries hold the highest market share of machine-tools); continuous weakening of American contractors’ position in this domain. It has become evident in the last years that ecological aspects of machine-tools must be also taken into account .

To render machines and equipment more ecological means to set up harmless manufacturing methods, dry cutting (elimination and reduction of lubricants).

Expenses on cooling agents and lubricants used in cutting are several times higher than those for tools.

Users are facing problems concerning the requirements of environmental protection legislation and high expenses for discharge of dry emulsions.

In order to avoid these problems, dry cutting has been adopted as a solution lately.

This cannot be achieved by simply cutting down the supply of cooling and greasing agents, even though a positive effect is obtained in some cases.

Rational and efficient dry machining requires first an analysis of limit conditions, as well as the appraisal of complex interdependencies between process, cutting edge material, part and machine-tool.

Fig. 1 shows the distribution of heat in the part, chip and tool at steel cutting.

Fig. 1. Distribution of heat in the part, chip and tool

at steel cutting. 1. part; 2. chip; 3. tool.

The primary functions of these agents are annulled: greasing, cooling and rinsing.

As far as the cutting process is concerned, the results are: higher friction and adhesion between tool and material; some of the heat accumulated in the points of energy conversion and discharge through chips, tool and part is no longer undertaken by the greasing and cooling agent.

Fig. 2. Conditions of dry cutting The social effect of machine -tools changes

resides in lower total manufacturing expenses, more efficient utilisation of the capital through higher rank machines used, in order to make the best of the enterprises and companies’ capacity.

Beneficent effects are thus brought about by rapid development of production and high quality of products. Automation flexibility is now the best rule that must be applied in industry.

It was marked down that there is not a specific market of machine-tools, but several sectors organised according to the following criteria:

- degree of specialisation of the machine (e. g. a conventional lathe has universal applications but there are also machines for one application only)


35

- production volume (e. g. a machining centre is better adapted to the small-series production of different products; transfer machines are used for a large volume of products)

- down market potential. The table below presents the main competitivity

factors for the principal segments of the machine-tools industry, as well as the main sales markets.

Table 1. The main sales markets

Conventional machine-tools

NC machine-tools, machining centres

Specialised machine-tools

Main competitivity factor

cost Cost/ technology

Technology

Main suppliers

Countries in Eastern Asia and Eastern Europe

Japan Germany

% of the world market

16% 36% 48%

Growth on medium term

Lower Higher Higher

The main deciding factors for the machine user

are the absolute investment costs for the machine and the costs per manufactured workpiece which can be achieved.

The purchase price of the machine is of special importance, because it represents a direct criterion for the customer to evaluate different offers and because purchase decision often take place within narrow budgetary constrains.

The buyer simultaneously assumes high reliability and process flexibility of the machine.

|On the other hand, the German manufacturer is in direct world-wide competition with foreign machine tool manufacturers.

Owing to unfavourable exchange rates, high wage and wage-related costs and shorter effective working hours, he suffers local financial disadvantages which he cannot recoup through high market prices.

It is also impossible to compensate for these local disadvantages solely by reducing costs in the production and organisation of the company.

German manufacturer will be able to ensure their long-term market presence only if they can develop new, effective machine concepts which also match the customers’price expectations and are technically superior to competing machines.

Development potentials for product innovation are to be found both in the realm of new machine concepts for conventional machining and in the application and implementation of innovative technologies like high-speed and dry cutting or hard machining. Increasing miniatuzation of components

will also create a significantly increased demand for microengineering machines.

The most recent developments in the USA also indicate that altered machine kinematics, based, for example, on Stewart platforms, make it possible to realise machine tools without the usual rectangular configuration on the machine axes.

The yields a number of advantages for machine design, and solutions of this type should be taken into consideration in future new developments. 2. INCREASING COST EFFECTIVENESS

The cost pressure on machine tool manufacture referred to above is compelling machine manufacturers to reduce the manufacturing costs for their products.

Apart from cost reductions through optimisation of company organisation and production and of design processes, together with reduction of production depth, substantial cost savings can be made by redesigning of the products themselves.

Modular construction has already proved its value as an effective instrument for reducing production costs. The RatioLine modular lathe concept presented by the Index Co. is a good example for the systematic application of a modular philosophy.

The modular machine concept is based on the machine bed, which is produced in three different lengths, from 400 mm to 1145 mm, providing a corresponding number of different machine lengths.

Depending on his requirements, the customer can equip the machine with a main and counter-spindle or tailstock, and with up to three turrets.

A milling unit with y-axis and swivel head is also available. In combination with the NC-controlled B-axis of the main spindle, this allows complex 5-axis milling operations, turning the machine into a turning and milling centre for complete machining processes.

A tool magazine with 6 tool positions for automatic tool-changing is also available for complete machining. Finally, it is also possible to use NC-controlled steadies, to ensure a stable process with projecting workpieces.

Both the main spindle and the counterspindle are designed as hollow shaft asynchronous motor spindles, equally suitable for chucking and bar work.

The spindles are identical and are offered in a range of diameters and drive powers.

A systematic modular philosophy offers the customer the advantage of putting together his own solution from the variants available.

He can adapt a machine for a specific manufacturing task while retaining the same user interface, greatly reducing the training effort for operators and maintenance staff.

The modular principle also has the great advantage of large batch sizes for production and assembly of the modules by the machines


36

manufacturer, leading to significant reductions in manufacturing costs.

A further potential for savings exists in engineering design and outsourced parts.

These advantage also benefit the purchaser, since the machine manufacturer can market the machine belonging to this series on most favourable terms, while the costs for spare part inventories are reduced when a number of machines are used.

Alongside the market price of a machine, the manufacturing costs per workpiece are of interest to the user.

These piece costs are, however, dependent not only on the depreciation of the machine, which is determined by its purchase price, but to a great extent on the productive and non-productive times, set-up times, availability and operating effort of the machine.

These cost components can be influenced significantly by the design and concept of the machines.

Fig. 3 shows the machine concept for a vertical lathe with two working spindles.

Due to the vertical configuration of de spindle on the left, Spindle 1, chips fall directly on to the chip

conveyor by force of gravity and are transported out of machine immediately.

This reduces negative effects on the machine structure through heat transferred from the hot chips and diminishes the risk of machine down times due to chip jams.

Loading and unloading workpieces for the machine is an important criterion for series production. Additional handling units in the form of robots or gantry loaders are frequently used to transport the workpiece to or from a work station or between work stations. These additional handling system greatly increase the cost of the manufacturing plant.

They also significantly reduce plant availability, since disturbances frequently occur in the workpiece handling area [4]. On the machine shown in Fig. 3, part handling is integrated in the machine concept. The chuck of the suspended spindle (Spindle 1) grips the workpiece on a simple, horizontal transfer belt or roller conveyor, and then traverses to the working position.

Once the front of the workpiece has been machined, it is transferred from the suspended spindle to the standing spindle (Spindle 2) and the rear side is machined.

After this operation has been completed, a simple part gripper fitted to the tool slide of Turret 2 picks up the workpiece and again places it on a conveyor belt or roller. Spindle 1 can be machining the next workpiece while Spindle 2 is still working or unloading the previous job.

The advantages of this machine concept will be apparent. The complete front and rear side machining of large chucked parts can take place on a single machine, while the vertical spindle arrangement ensures optimum chip removal.

Because the working units Spindle 1 and Tool Slide take on the job of part handling, non-productive times for part changing are greatly reduced.

Availability of the plant is increased by elimination of complicated handling devices, and the risk of collision between handling units and the machine axes is virtually excluded. Integrated manufacturing systems for part machining are frequently used in series production.

Rigid integration in the form of transfer lines involves a high planning risk for the user due to ever shorter product life-cycles, but investment and manufacturing costs for flexibly-integrated machining centres are higher than those for the transfer line solution.

This is due to the increased effort for the integrating systems, longer non-productive times for part changing and lower plant availability because integrating systems are susceptible to disturbances. Especially with synchronous motors, permanent magnetisation of the secondary element adds to the difficulties of assembly and chip removal.


37

These typical properties of direct linear drives result in a series of requirements for a machine tool fitted with linear motors (Fig. 4).

Slide weights and other moving masses must be kept small but stiff, making lightweight construction advisable.

The resonant mechanical frequencies of the structure must be above the bandwidth of the drive, to stop the drive exciting vibrations in the machine structure. The bandwidth of the drive still amounts to 70% of the desired response.

Because the bandwidth of a linear motor is higher than that of a conventional electro-mechanical drive, much tougher demands are imposed on the structural design. Cooling and insulation, brakes and-for vertical axes-counterweight have to be provided.

Guides are usually antifriction slideways. A high-resolution position sensor and digital control system are necessary to enhance control performance. Like rotating motors, linear motors can be constructed as synchronous or asynchronous types. In asynchronous linear motors, short-circuit bars are fitted in the secondary winding; in synchronous types, the secondary is fitted with permanent magnets.

The forces of magnetic attraction present in synchronous motors even when the currant is switched off make assembly and chip removal difficult. Chips stick to the secondary and penetrate the air gap between the secondary and the primary.

This is difficult to prevent by using covers. A knowledge of the polarity of the secondary element is necessary to control the synchronous motor. This can be done with a Hall probe or by using absolute displacement measuring systems.

The main advantages of synchronous as compared to asynchronous motors are the much higher sustained feed forces which can be achieved and the absence of electrical losses in the secondary winding.

Synchronous motors appear more interesting for use as feed drives in machine-tools (Fig. 5)

Fig. 5. Comparison between synchronous and

asynchronous linear motors

Together with reliable chip protection, effective cooling is the primary factor for linear motor application in machine tools. Cooling should firstly dissipate heat from the motor windings themselves, permitting higher sustained feed forces.

Fig. 6 shows a FlexiLine flexibly-integrated multi-machine system (Chiron Co.) used to machine small parts. The machine system uses a new form of workpiece fixture and an innovative method of integrating the individual units. The production system consists of standard machines in the FZ 12S series, configured in-line.

Fig. 6. FlexLine flexible interlinked multi-machine system (Source: Chiron)

The workpieces are clamped on part-specific carriers. Clamping is carried out on a loading/unloading station next to the production line. In this station, the parts are placed on the pallets manually (by a machine operator) or automatically (by a loading unit) and then tightened in position by a pneumatic screwdriver with controlled torque.

The part pallets are picked up by the double gripper, which resembles a conventional tool-changer, and either conveyed directly to one of the work stations or stored in an interim buffer station.


38

All part pallets have a standardised version B HSK interface, with which they can be clamped either in the machining centres or in the loading and unloading station.

Using the HSK interface to connect the part pallet to the machine ensures a very rigid part fixture with the greatest possible accuracy of changing. The part pallets are changed by a newly-developed, completely enclosed transport system placed beneath the machining space.

When the part is changed, a hatch opens in the machine workspace, allowing the part-changing gripper to enter, remove the finished part and insert the new part.

3. CONCLUSIONS As compared to conventional integrating

equipment, this form of part handling has the advantage of keeping the affected machine accessible when there are disturbances in the workspace.

This means that the remaining machines can continue to process their full work-load while the necessary repairs are carried out, with no danger to the maintenance staff.

REFERENCES [1] (2001) American Machinist, Nr. 1. [2] Technological Perspectives in the Machine Tool Industry and their Implication for Developing Countries, UNIDO [3] Technology, Manufactured Exports and Competitiveness, UNIDO [4] (2001) Industrial Ecology Revue Nr. IV, Bucharest.

Quick Info AVANMAT: Material Technologies on the Horizon Seminar, 19 November, 2008, Cambridge, UK. This one day symposium will look at some of the current leading-edge research which has transformed civilisation and both advanced and limited our technical reach. From transport, defence, security, information and communications technology, to advanced manufacturing, this event will look at materials which are fundamental to a host of cutting-edge and basic technologies used in our daily lives now and in the future. AVANMAT: Report: Nanotechnology in Europe 2008. It is a report on who’s doing what in nanotechnology from all EU. Billions of euros are now being invested across the EU, privately, scores of products, processes are impacting the market. This 295 page provides an analysis of companies, researchers, government bodies, networks, funding initiatives. Contents Include:

- Funding to 2010 and beyond - Key technologies and markets - Market structure and business models - Main manufacturers and suppliers - Market size for last 3 years, forecasted to 2013 - Market trends and drivers; National initiatives - Key research groups and centres - Nanotechnology SMEs, large companies. Nanotechnology in Eastern Europe 2007 Nanotechnology in Eastern Europe describes latest research in activity in Russia, Poland, Czech Republic, Hungary, Estonia, Romania, Latvia, LIithuania, Slovakia, Slovenia and Bulgaria. Nanotechnology in Europe 2008 Nanotechnology in Europe 2008 is a new report on who’s doing what in nanotechnology from the Netherlands to Norway, the United Kingdom to the Ukraine. Billions of euros are euros are now being invested across the continent, publicly and privately, and scores of products and processes are impacting the market. This 295 page provides an in-depth analysis of companies, researchers, government bodies, networks and funding initiatives. Contents Include: - Funding to 2010 and beyond - Key technologies and markets - Market structure and business models - Main manufacturers and suppliers - Market size for last 3 years and forecasted to 2013 - Market trends and drivers - National initiatives - Key research groups and centres - Nanotechnology SMEs and large companies with nano activities. (http://www.researchandmarkets.com/reportinfo.asp?report_id=662369)


39

ECHIPAMENT DE FRAGMENTARE-MĂRUNŢIRE MATERIAL LEMNOS ÎN SCOPUL OBŢINERII

COMPOSTULUI ECOLOGIC VEGETAL

Leonard Mihăescu 1, Octavian Gabriel Grigore 2, Corneliu Cristescu 3

1 S.C. ICTCM-SA, Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected]

2 S.C. ICTCM-SA, Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected] 3 INCD-INOE 2000-IHP, Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected]

REZUMAT: Lucrarea prezintă activităţile de cercetare-dezvoltare care se desfăşoară pentru realizarea unui echipament mobil de fragmentare-mărunţire care să proceseze mecanizat deşeurile vegetale, lemnoase, rezultate în urma activităţilor de toaletare/tundere a arborilor şi arbuştilor din arealele agricole, pomicole şi silvice, în scopul obţinerii compostului ecologic vegetal, utilizat pentru dezvoltarea unei agriculturi ecologice, cu efecte favorabile asupra mediului, dar şi pentru realizarea biomasei, necesare pentru producerea de combustibil regenerabil, ca sursă neconvenţională de energie. Echipamentul mobil realizat este de tipul bio-shredder utilizând pentru fragmentarea şi mărunţirea dşeurilor vegetale/lemnoase un buncar de alimentare, o moară cu ciocane şi grătar precum şi un mecanism de evacuare cu ventilator centrifugal. Acest echipament constituie noutate pentru România şi răspunde cerinţelor UE privind protecţia mediului.

ABSTRACT: The paper presents the research-development activities in order to realize an equipment for breaking-up and crumbling which processes mechanized the wood scraps, resulted of the cleaning/cutting of trees and bushes from the forest areal and parks, in order to obtain the vegetal compost used to develop an ecological agriculture with good (positive) effects on environment, but also used to obtain biomass, which is necessary to produce regenerable fuel, as an unconventional energy resource. This equipment is a bio-shredder used in shredding organic and vegetable waste, with a single feed opening and a single chipping system with grid refining and centrifugal blower for evacuation the products. The fineness of the ground material can be adjusted through a riddle by request. This equipment is an absolute novelty for Romania and it responds to EU requirements concerning the environment protection. CUVINTE CHEIE: echipament mecanizat, fragmentare/mărunţire, deşeu lemnos, compost ecologic KEY WORDS: mechanized equipment, breaking-up and crumbling, wood scraps, ecological compost

1. INTRODUCERE În ultimii ani, s-a dezvoltat o agricultură ecologică prin eliminarea utilizării, pe cât posibil, a îngrăşămintelor chimice, sintetice. În scopul creşterii fertilităţii solului, se utilizează, din ce în ce mai mult, îngrăşăminte naturale, biodegradabile. Utilizarea unui compost obţinut din deşeuri provenite din arealele agricole, silvice şi din industria de prelucrare a lemnului conduce la

fertilizarea solului, conservarea, protecţia şi ameliorarea acestuia. Utilizarea unui compost pe bază de material lemnos, are rolul de a asigura protecţia şi reabilitarea terenurilor degradate, în concordanţă cu principiile dezvoltării unei agriculturi durabile. Numai în acest fel, producerea de bunuri alimentare se va realiza conform cerinţelor stipulate în standardele române CEE nr. 2092/91, aliniate deja la cerinţele Uniunii Europene.


40

Pentru atingerea acestui obiectiv complex colectivul elaborator şi-a propus proiectarea şi realizarea unui echipament de fragmentare şi mărunţire a deşeurilor de material lemnos, rezultate la toaletarea/tunderea arborilor din parcuri, alei şi areale silvice. Acest echipament reprezintă o necesitate pentru economia românească, care va trebui, în timp scurt, să se alinieze la cerinţele europene în materie şi să producă întreaga sistemă de maşini necesară pentru utilizarea tehnologiilor de mediu moderne. 2. DESCRIEREA MODELULUI FUNCŢIONAL DE ECHIPAMENT DE FRAGMENTARE-MĂRUNŢIRE Pe baza unei documentări ample asupra realizărilor din domeniu, partenerii din consorţiu au analizat diferite soluţii de realizare a unor echipamente de fragmentare şi mărunţire a deşeurilor de material lemnos, prezentate în literatura de specialitate. Ca urmare a analizei efectuate, partenerii din consorţiu au proiectat un model funcţional de echipament de fragmentare/mărunţire material lemnos, soluţia constructivă adoptată având în vedere un echipament tractat, montat pe şasiul unei remorci cu o singură punte; puterea instalată a echipamentului este de circa 20 kW şi utilizează ca sursă de energie mecanică un motor termic propriu – tip Diesel Euro 4, care oferă, în principiu, posibilitatea unei autonomii de utilizare, indiferent de existenţa sau nu a unui tractor pentru tractarea echipamentului. Echipamentul (a se vedea schema cinematică din figura 1) se compune dintr-un şasiu/platformă amplasat pe o punte cu două roţi, prevăzută cu un proţap pentru tractarea de către un tractor. De asemenea, pe şasiu este amplasat batiul în care sunt montate mecanismele de lucru ale echipamentului:

• mecanismul de avans al materialului lemnos;

• mecanismul de fragmentare-mărunţire a materialului lemnos;

• mecanismul de evacuare în exterior a produsului mărunţit.

Mecanismele de mărunţire şi de evacuare sunt acţionate direct de la motorul termic propriu prin intermediul unei transmisii comune cu curele trapezoidale, cu rapoarte de transmitere subunitare care permit scăderea uşoară a turaţiei şi o creştere corespunzătoare de moment.

Fig. 1. Schema cinematică a echipamentului de

fragmentare-mărunţire

BATIUL este un subansamblu complex în construcţie sudată alcătuit din table de oţel şi care permite montarea celorlalte subansamble ale echipamentului de fragmentare-mărunţire material lemnos. În principal el este alcătuit din doi pereţi laterali sudaţi pe o placa de bază şi închis la partea superioară cu mai multe panouri şi placa de suţinere a motorului termic de acţionare a mecanismelor de fragmentare-mărunţire şi de evacuare a materialului lemnos fragmentat. De asemenea, batiul susţine buncărul de alimentare cu materialul lemnos supus fragmentării, hornul de evacuare a materialului fragmentat, mecanismul inversor precum şi instalaţia hidraulică de acţionare a mecanismului de avans. Pereţii laterali ai batiului sunt prevăzuţi cu găuri de trecere în care sunt sudate corpuri de lagăr pentru suţinerea arborilor mecanismelor de lucru ai echipamentului. În figurile 2 ... 4 sunt prezentate aspecte din diferite stadii de prelucrare ale subansamblului batiu.

Fig. 2 . Subansamblu batiu sudat pe placa de bază

(vedere frontală)


41

Fig. 3 . Subansamblu batiu sudat pe placa de bază

(vedere laterală)

Fig. 4. Subansamblu batiu (sudat plăci superioare + placă susţinere motor termic)

MECANISMUL DE AVANS (figura 5) este de tipul cilindru, care antrenează materialul lemnos prin intermediul unor platbande dinţate sudate pe mantaua cilindrului. Mecanismul este acţionat hidrostatic de la un motor hidraulic de turaţie redusă tip MHD 160 (30–50 rot/min) şi moment mare, energia hidraulică fiind furnizată de o pompă montată direct pe motorul termic. Mecanismul realizează funcţiunea de avans a materialului lemnos către mecanismul de fragmentare-mărunţire, cu posibilitatea de variaţie a vitezei de avans şi de schimbare a sensului de rotaţie, pentru evitarea blocării cu material lemnos a mecanismului de mărunţire. Cilindrul este lăgăruit pe rulmenţi radiali cu bile, cele două lagăre fiind montate în doua pârghii articulate pe o tijă fixată axial şi lagăruită pe două lagăre de alunecare tip bucşă, fixate de batiu. Funcţie de grosimea materialului lemnos supus mărunţirii pârghiile de sprijin ale cilindrului pot efectua o mişcare de rotaţie oscilantă (circa 600) controlată prin intermediul unui arc elicoidal fixat de pârghie respectiv de batiu. Motorul hidraulic de acţionare este fixat pe una din pârghii, mişcarea de rotaţie fiind transmisă de la arborele motorului la arborele condus prin intermediul unui cuplaj manşon.

Fig. 5. Mecanism de avans (vedere dinspre gura de alimentare)

Fig. 6. Acţionarea cu motor hidraulic a mecanismului de avans şi amenajarea tensometrică

pentru măsurarea turaţiei şi momentului MECANISMUL DE MĂRUNŢIRE (figura 7) este de tipul moară cu ciocane fiind acţionat de la motorul termic propriu prin intermediul unei transmisii cu curele trapezoidale înguste, la turaţia de2000–2500 rot/min. Mecanismul realizează funcţia de fragmentare/ mărunţire a materialului lemnos, cu posibilitatea variaţiei turaţiei de lucru, dar şi cu posibilitatea menţinerii constantă a acesteia. Mecanismul este alcătuit dintr-un arbore lăgăruit pe doi rulmenţi radiali cu bile amplasaţi în casete sudate fiecare pe câte un capac. Fiecare capac este de tip flanşă cu umăr de centrare şi se fixeză de batiu prin şuruburi. Pe arborele morii sunt sudate 4 discuri de rigidizare care susţin 4 tije pe care sunt montate ciocanele (constituite din eclise de lanţ) decalate, prin intermediul unor inele distanţiere, astfel încât arborele morii să fie echilibrat static.


42

Tijele sunt fixate axial la ambele capete cu piuliţe crenelate joase asigurate cu şplinturi.

Fig. 7. Subansamblu mecanism de mărunţire

MECANISMUL DE EVACUARE este de tipul ventilator centrifugal cu palete dispuse tangenţial pe un arbore tubular antrenat direct de la motorul termic propriu, prin intermediu unei transmisii cu curele trapezoidale, la turaţia de 2000 – 3000 rot/min . Sub acţiunea forţei centrifuge materialul mărunţit este antrenat în mişcare iar prin intermediul unui burlan cu cap orientabil, este aruncat direct în remorca de recoltare. Subansamblul rotor este constituit dintr-un arbore tubular pe care sunt sudate tangenţial patru palete, rotorul fiind rigidizat la capete prin intermediul a doi pereţi membrană sudaţi, de asemenea pe arborele tubular. Prin interiorul arborelui tubular trece arborele de antrenare de tip arbore lis, lagăruit pe doi rulmenţi radiali cu bile montaţi în casete sudate pe cei doi pereţi laterali ai batiului. Momentul de torsiune este transmis prin două pene paralele care asigură legătura între arborele lis şi arborele tubular prin intermediul unor bucşe sudate pe acesta.

Fig. 8– Echipamentul de fragmentare/mărunţire în timpul experimentărilor

de laborator

PARAMETRI TEHNICO-FUNCŢIONALI PRINCIPALI Pe baza datelor şi rezultatelor obţinute în etapele de experimentări partenerii implicaţi în realizarea proiectului au stabilit valorile principalilor parametri tehnico–funcţionali ai echipamentului de fragmentare-mărunţire, prezentate în tabelul 1:

Tabelul 1 - Puterea instalată a echipamentului: cca. 20 kW

- Productivitate, exprimată în cantitate de materie prelucrată pe kWh:

50 – 60 kg / kWh;

- Cantitatea de materie prelucrată/oră:

1100 - 1300 kg/h;

- Greutatea specifică a utilajului:

cca. 30 - 35 kg/kw;

- Dimensiuni de gabarit, inclusiv remorca (L x l x h):

cca. 2500 x 1400 x 1800

mm - Secţiunea de lucru a camerei de tăiere:

cca. 250 x400 mm

- Diametrul de tăiere material lemnos: max. 60 mm

4...10 mm

- Gradul de mărunţire al materialului: - pentru material uscat: …… - pentru material verde: 8...16 mm Mecanismul de avans:

- Turaţia de acţionare: 30 – 50 rot/min;

- Momentul de acţionare: 5,6 – 9,5 daNm;

- Presiunea maximă: 100 bar; - Debitul maxim de alimentare: 60 l/min;

Mecanismul de mărunţire: - Turaţia de acţionare: 2000 – 2500

rot/min; - Moment de acţionare: 5,6 – 8,5 daNm;

- Dimensiuni de gabarit: 350 x 490 mm;

Mecanismul de evacuare:

- Turaţia de acţionare: 2000 – 3000 rot/min;

- Moment de actionare: 5,6 – 9,5 daNm;

- Dimensiuni de gabarit: 490 x 250 mm;

- Disponibilitatea zilnică a utilajului: 10...16 ore


43

3. CONCLUZII 3.1. Respectarea normelor ecologice şi de procesare a deşeurilor (Directiva europeană nr.2001-95 CE), realizarea de produse ecologice pentru o alimentaţie sănătoasă a populaţiei, în conformitate cu cerinţele stipulate în standardele române CEE nr. 2092/91, aliniate deja la cerinţele Uniunii Europene, devin deziderate deosebit de stringente şi pentru ţara noastră şi, deci, se întrevede o dezvoltare vertiginoasă a producţiei de compost, pentru care, la noi în ţară, utilajele necesare lipsesc. 3.2. Realizarea unor asemenea echipamente pentru procesarea composturilor ecologice rezolvă o problemă cheie, de mare complexitate, în aria tematică 2 - Alimentaţie, Agricultură, Biotehnologii, în mod deosebit producţia şi managementul durabil al resurselor biologice ale solului şi pădurilor (2.1), aria tematică 6- Mediul ambiant, managementul durabil al resurselor (6.2) şi tehnologii de mediu (6.3). Proiectul se aliniază la Platforma tehnologică europeană PT 13 - MANUFUTURE, platformă deja lansată şi în România. 3.3. Echipamentul specializat pentru fragmentarea-mărunţirea materialului lemnos, în scopul obţinerii compostului ecologic vegetal, care face obiectul proiectului, este o noutate absolută pentru ROMÂNIA şi răspunde orientărilor din Uniunea Europeană privind protecţia mediului. BIBLIOGRAFIE [1]. Manoliu, M., ş.a. – „Dezvoltarea durabilă şi protecţia mediului“, Ed. Universul, Bucureşti, 1998; [2]. Radu, A., Rădulescu. V. – „Maşini unelte pentru industria lemnului“, vol. I, Editura Tehnică, Bucureşti, 1970; [3]. Rusu, T., Bejan, M. – „Deşeul. Sursă de venit“, editura MEDIAMIRA, Cluj-Napoca, 2006; [4]. Rusu, T., Dolha, C. – „Tehnologii nepoluante şi gospodărirea deşeurilor“, Ed. UTPRES, Cluj-Napoca, 1998; [5]. xxx – Cod de bune practici agricole, vol. I, Minsterul Apelor şi Protecţiei mediului, Bucureşti, 2002. Quick Info ICT Call 4 now open, Deadline: 1 April 2009 The ICT theme was launched focusing on seven strategic Challenges for the seven years of this FP7. This Fourth call seeks proposals in nineteen areas that are part of the following challenges : • Challenge 1 : Pervasive and trustworthy network and service infrastructures • Challenge 2 : Cognitive systems, interaction, robotics

• Challenge 3 : Components, systems, engineering • Challenge 5 : Towards sustainable and personalised healthcare • Challenge 6 : ICT for mobility, environmental stability and energy efficiency • Challenge 7 : ICT for independent living , inclusion and governance The call promotes research in 3 areas of Future & Emerging Technologies: 1.Concurrent tera-device computing; 2.Quantum information foundations&technologies; 3.Biochemistry-based information technology. The call also includes a number of Coordination & Support actions, with emphasis on international cooperation in ICT with partner countries overseas. The ICT theme has committed a budget of €801m for this call. It is expected that the first projects funded from this action will be launched in autumn 2009. The ICT theme has also on 19th November launched a call jointly with the ENERGY theme, covering Novel ICT solutions for smart electricity distribution networks. This call, budgeted with €10m from ICT and €10m from ENERGY, will close on 31st March 2009 with project launches also in the late autumn of 2009. Both of these calls will be featured strongly at the ICT 2008 Event, Lyon, 25-27 November.

ICT 2008: EUROPE'S BIGGEST RESEARCH EVENT FOR

INFORMATION AND COMMUNICATION

TECHNOLOGIES

Health-e-Child wins best exhibit at ICT 2008 Health-e-Child has won the ICT 2008 Exhibit Grand Prize worth €10,000. This project uses grid ‘supercomputing’ technology to connect and inform paediatrics healthcare professionals. The HoloVizio exhibit was the runner-up and u-2010 came in third place. Congratulations to all the winners! FIRST PRIZE: Health-e-Child won the ICT 2008 Exhibit Grand Prize worth €10,000, donated by sponsors HP. This project uses grid ‘supercomputing’ technology to connect and inform paediatrics healthcare professionals. SECOND PRIZE: HoloVizio, by Holografika, won €3,000, donated by sponsors Nokia for their pioneering 3-D display system. THIRD PRIZE: u-2010, a system for providingcrucial data to emergency services at disaster sites.


44

COMPETITION RESULTS: TOP 10 PROJECTS (in no ranking order) C.03 Holograpfika HoloVizio - the next

generation in 3D display (2nd Prize)

F 19 APOSDLE Advanced Process-Oriented Self-Directed Learning Environment (one of top 10 projects)

G.03 RobotCub A child-like Humanoid Robot equipped with Vision, Hearing and Touch (one of "Top 10 projects")

H.02 wearIT@work Empowering the Mobile Worker by Wearable Computer (one of "Top 10 projects")

H.06 HYDRA Hydra Middleware for embedded Systems (one of top 10 projects)

H.20 IPHOBAC Photonic Technologies for Broadband Wireless (one of top 10 projects)

I.05 CHORIST Integrating communications for enhanced environmental risk management and citizens safety(one of top 10 projects)

J.04 u-2010 ECD u-2010 Emergency Communication Demonstration (3rd Prize)

J21 DORII Deployment of Remote Instrumentation Infrastructure (one of top 10 projects)

L.11 Health-e-Child

Connecting and informing paediatrics professionals with grid technology (First Prize)

CONFERENCE THEMES:

Inventing the Future: ICT technologies for the future, featuring: Major current research trends in information and communication technologies (ICT) such as ICT-bio and nano, photonics, cognition robotics and ICTs for general science. The 2009-2010 Work Programme for ICT research in the EU's Seventh Framework Programme (FP7) will be presented in detail. Other sources of EU research funding for ICT will also be examined, including the new Joint Technology Initiatives (JTIs) and the Competitiveness and Innovation Programme (CIP). These initiatives together represent more than €2 billion in EU support for ICT research over the next two years. Innovative Europe: new markets, new sectors, new players The Conference will seek to involve new actors in the development of next generation ICT and to ensure the expansion of existing businesses. In the spotlight: SMEs, new business sectors and creative industries. The relationship between research and successful innovation will be critically examined. Mobilising and inspiring today's young people as potential researchers and innovators of the future will also receive special attention. Impact through Policy: Focus on effective public policies to stimulate ICT research and innovation for growth and sustainable development. This will include issues such as Community and public research spending, the creation of conditions favourable to innovation and better coordination of the European research effort in ICT. (http://ec.europa.eu/information_society/events/ict/2008/conference/index_en.htm)


45

TESTAREA ECHIPAMENTULUI DE FRAGMENTARE-MĂRUNŢIRE MATERIAL

LEMNOS

Corneliu Cristescu1, Leonard Mihăescu2, Aurel Zapciu3, Constantin Călinoiu4, Adrian Mirea5 , Petrică Krevey6,

Bogdan Lupu6, Alexandra Vişan6

, 1INOE 2000-IHP Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected],

2 S.C. ICTCM-SA Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected], 3 INCDMF Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected],

4 S UPB-CCEPM Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected], 5 S.C. ROMFLUID SA, Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected]

6INOE 2000-IHP Bucureşti, ROMÂNIA, [email protected]

REZUMAT: În articol se prezintă cercetarea experimentală desfăşurată după realizarea fizică a echipamentului de fragmentare-mărunţire material lemnos, în scopul verificării performanţelor tehnice şi tehnologice ale acestuia. Testarea echipamentului s-a făcut prin utilizarea unei instrumentaţii moderne, cu monitorizarea şi achiziţia evoluţiilor parametrilor funcţionali principali. Se prezintă soluţiile tehnice de implementare a traductoarelor pe echipament, pentru preluarea mărimilor mecanice şi hidraulice şi se prezintă un sistem de măsurare şi înregistrare a evoluţiilor, în timp, a parametrilor funcţionali principali ai echipamentului. În final, de prezintă unele înregistrări grafice ale variaţiei parametrilor funcţionali ai echipamentului, obţinute în faza de experimentare în condiţii de exploatare a echipamentului. ABSTRACT: The article presents the experimental research developed after the physical realization of the equipment for breaking-up and crumbling which processes mechanized the wood scraps, in order to check the technical and technological performance to it. Testing equipment was made by using a modern instrumentation, with monitoring and the acquisition of main functional parameters. It shows the technical solutions for the implementation of sensors and transducers on equipment for taking the evolution of the mechanical and hydraulic parameters. It is presented a system for measuring and recording the main functional parameters of the equipment. Finally, it is showed some variation of graphics functional parameters of the equipment, produced in the testing phase of the equipment in the operation conditions. CUVINTE CHEIE: echipament mecanizat, fragmentare/mărunţire, deşeu lemnos, compost ecologic KEY WORDS: mechanized equipment, breaking-up and crumbling, wood scraps, ecological compost.

1. INTRODUCERE Tendinţa generală actuală este de eliminarea totală a folosirii fertilizanţilor chimici, a erbicidelor şi a pesticidelor şi înlocuirea acestora cu îngrăşăminte naturale, biodegradabile, inclusiv utilizarea composturilor ecologice vegetale. Pentru aceasta, este necesar să fie dezvoltată o nouă gamă echipamente care să permită realizarea noilor tehnologii de obţinere a composturilor

ecologice vegetale din deşeuri vegetale/lemnoase, impuse de agricultura ecologică. Orientarea spre prelucrarea şi reciclarea deşeurilor silvice, lemnoase în general, rezultate la toaletarea aleilor, parcurilor şi arealelor silvice, compuse din crengi, ramuri şi tulpini, fără valoare forestieră, presupune fragmentarea şi mărunţirea acestora în utilaje specifice bazate pe mori de tocat deşeuri din lemn, cu puteri mijlocii şi mari, în funcţie de mărimea crengilor rezultate.


46

În această tendinţă se înscrie proiectul de cercetare-dezvoltare ECHIFRAG, realizat de un consorţiu format din INOE 2000-IHP, SC ICTCM Bucureşti, INCDMF Bucureşti, Univ. POLITEHNICA Bucureşti- CCEPM şi SC ROMFLUID Bucureşti, în cadrul Programului AGRAL-CEEX-2006, şi finanţat de AGENŢIA NAŢIONALĂ DE CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ din ROMANIA Obiectivul specific al proiectului a fost realizarea şi testarea unui echipament de fragmentare -mărunţire material lemons, rezultat în urma toaletării arborilor din parcuri şi din alei, în scopul valorificării deşeurilor lemnoase şi utilizarea acestora pentru realizarea unui compost natural, utilizabil în agricultura ecologică, pentru obţinerea unor alimente sănătoase. Modelul funcţional de echipamentul realizat, figura 1, materializează o tehnologie de mărunţire a materialului lemnos bazată pa mecanism de mărunţire de tip moară cu ciocănele, caracterizat de turaţii mari şi cupluri mici, la care mărunţirea se realizează prin lovire şi tocare, datorită energia cinetică a ciocănelelor, imprimată de turaţiile mari folosite, generate de motorul termic de acţionare al echipamentului. Avansarea materialului este realizată de mecanismul de avans acţionat hidraulic, iar evacuarea este făcută de un mecanism tip ventilator.

Fig. 1. Echipamentul de fragmentare-mărunţire

Caracteristicille tehnologice ale echipamentului: Echipamentul procesează următoarelor grosimi maxim de material lemnos: - lemn de esenţă moale (salcie, plop, tei)..5–60 mm; -lemn de esenţă tare (fag, salcâm, frasin).5–40 mm: Caracteristicile tehnice principale - puterea maximă instalată 18 kW; - turaţia maximă la axul motorului 3000 rot /min; - presiunea maxim de lucru 100 bar; - debit de ulei hidraulic 6 l /min; - turaţia maximă de avans 40 rot/min; - turaţia maximă de mărunţire 2000–2500 rot/min - turaţia de evacuare 2000–2900 rot /min - tensiunea de alimentare 12 Vcc.

Pentru a realiza funcţiile menţionate, cele trei mecanisme de lucru trebuie să asigure anumite valori pentru momente şi turaţii, valori care trebuie determinate prin măsurători experimentale. Echipamentul a fost realizat şi testat pentru verificarea performanţelor tehnice şi tehnologice.

Pentru testarea echipamentului de fragmentare-mărunţire s-a utilizat o instrumentaţie modernă, care a permis monitorizarea, stocarea şi prezentarea grafică a evoluţiilor parametrilor de interes.

2. INSTRUMENTAŢIA UTILIZATĂ Pentru realizarea cercetărilor experimentale, s-a proiecta şi s-a realizat fizic un sistem de măsurare a parametrilor funcţionali principali ai echipamentului care, în esenţă, este un echipament de achiziţie a datelor, cu un soft special de prelucrare a acestora, în scopul evidenţierii, pe cale grafică, a evoluţiei acestor parametri, figura 2.

PANEL ACHIZITIE DATE - PAD

GRAFICE

TABELE

MEDI I DE STOCARE

DATE

PCSOFTWAR

E DE ACHIZITIE

SI PRELUCRARE DATE

DAQ

PLACA DE

ACHIZITIE

CONVERTOR ANALOG ← TTL



TD

TMTANALOG ← M

TTL ← T

TMTANALOG ← M

TTL← T

TMTTTL ← T

ANALOG← M

TP

C

C

CANSAMBLU TRADUCTOARE -ATSISTEM DE CALCUL - SC

Fig.2. Sistemul de măsurare a parametrilor

Sistemul de măsurare parametri funcţionali ai echipamentului de fragmentare- mărunţire se compune din următoarele părţi principale: 1. panelul de achiziţie date (PAD), care conţine: placa de achiziţie (DAQ) cu intrări analogice, convertoarele TTL-ANALOG pentru convertirea semnalului TTL de la cele 3 traductoare de moment şi turaţie, corespunzătoare celor 3 mecanisme de lucru., precum şi consolele locale de afişare a turaţiei pe capacul panelului; figura 3.


47

Fig. 3. Panelul de schiziţie date

2. sistemul de calcul (SC), de tip PC sau LAP TOP, la care se cuplează panelul de achiziţie, care stochează fişierele cu datele achiziţionate pentru fiecare măsurătoare efectuată, iar pe baza unui soft dedicae aplicaţiei, furnizează datele prelucrate sub formă de tabele sau de grafice de evoluţie a mărimilor de interes

Fig. 4. Sistemul de calcul 3. ansamblul traductoare (AT), compus din cele trei traductoare de moment şi turaţie (TMT) , de tip LORENZ, livrat de SYSCOM 18, figurra 5 pentru mecanismul de mărunţire, figura 6 pentru mecanismul de evacuare şi figura 7 pentru mecanismul de avans, precum şi traductorul de presiune (TP), figura 8 şi 1 traductorul de debit (TD) din figura 9., cu afişare locală, tip HONSBERG , livrat de ROM DEVICES.

4. ansamblul cablurilor de legătură (ACL), compus din cablurile specifice fiecărui tip de traductor şi cablul de legătură dintre panelul de achiziţie şi sistemul de calcul.

Pentru racordarea mecanică şi hidraulică a traductoarele, au fost identificate soluţii constructive speciale, care se implemenbtează pe echipament numai în timpul măsurări experimentale, în mod normal acesta lucrează fără traductoare montate.

Fig. 5. Traductor de moment şi turaţie moară

Fig. 6. Traductor de moment şi turaţie ventilator

Fig. 7. Traductor de moment şi turaţie avans


48

Fig. 8. Traductor de presiune

Fig. 9. Traductorul de debit

3. REZULTATE EXPERIMENTALE

Pentru realizarea cercetării experimentale în condiţii de exploatare, s-a amenajat un complex de demonstrare format din modelul funcţional de echipament de fregmentare-mărunţire şi sistemul de măsurare a parametrilor, prezentate mai sus. S-au utilizat 7 categorii de materiale lemnoase, de dimensiuni şi esenţe diferite, pentru 3 turaţii diferite ale motorului termic şi s-au realizat, în total 16 fişiere de măsurători şi înregistrări.

Măsurătorile experimentale realizate cu sistemul realizat, au evidenţiat valori normale pentru parametri de interes şi au atestat o comportare experimentală bună a echipamentului, în concordanţă cu documentaţia de realizare şi cu datele cunoscute pe plan mondial, sistemul de măsurare dovedindu-se util şi necesar pentru asemenea cercetări experimentale.

Pentru exemplificare, se prezintă, în cele ce urmează, două grafice, figura 10 şi 11, rezultate în urma achiziţiei de date şi prelucrarea pe calculator.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0.01

0.41

0.81

1.21

1.61

2.01

2.41

2.81

3.21

3.61

4.01

4.41

4.81

5.21

5.61

6.01

6.41

6.81

7.21

7.61

8.01

8.41

8.81

9.21

9.61 10

10.4

10.8

11.2

11.6 12

12.4

12.8

13.2

13.6 14

14.4

14.8

15.2

15.6 16

16.4

T im p [s]

Pre

siu

ne

[bar

]

Fig. 10. Diagrama de variaţie a presiunii la mecanismul de avans

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0.01

0.42

0.83

1.24

1.65

2.06

2.47

2.88

3.29 3.7

4.11

4.52

4.93

5.34

5.75

6.16

6.57

6.98

7.39 7.8

8.21

8.62

9.03

9.44

9.85

10.3

10.7

11.1

11.5

11.9

12.3

12.7

13.1

13.5 14

14.4

14.8

15.2

15.6 16

16.4

T im p [s]

Cu

plu

[N

m]

Fig. 11. Diagrama de variaţie a momentului la mecanismul de avans


49

4. CONCLUZII

Funcţionarea echipamentului este în concordanţă cu schema de funcţionare şi cu necesităţile tehnologice, lucru confirmat prin măsurătorile efectuate în condiţii reale.

Valorile parametrilor măsuraţi şi înregistraţi s-au incadrat in limite normale prevazute de documentatia de baza si literatura de specialitate.

Finalizarea în bune condiţii a proiectului va da posibilitatea preluării rezultatelor de către beneficiari potenţiali şi se crează posibilitatea obţinerii unei noi game de echipamente necesare economiei naţionale.

Echipamentul a fost prezentat la SALONUL CERCETĂRII ŞI INVENTICII de la TIB-2008, unde a obţinut PREMIUL II la domeniul prioritae Agricultură, Siguranţă şi Securitate Alimentară BIBLIOGRAFIE 1. Manoliu, M., ş.a „Dezvoltarea durabilă şi protecţia mediului“, Ed. Universul, Bucureşti, 1998; 2. Radu, A., Rădulescu. V. – „Maşini unelte pentru industria lemnului“, vol. I, Editura Tehnică, Bucureşti, 1970; 3. Rusu, T., Bejan, M. – „Deşeul. Sursă de venit“, editura MEDIAMIRA, Cluj-Napoca, 2006; 4. Rusu, T., Dolha, C. – „Tehnologii nepoluante şi gospodărirea deşeurilor“, Ed. UTPRES, Cluj-Napoca, 1998; 5. xxx – Cod de bune practici agricole, vol. I, Minsterul Apelor şi Protecţiei mediului, Bucureşti, 2002. Quick Info

European 'Energy Efficient Building and Renovation Meetingpoint' Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 29-Jan-2009 End Date: 30-Jan-2009 City: Stuttgart Country: Germany Description:

Steinbeis-Europa-Zentrum, Partner of the Enterprise Europe Network Baden-Württemberg, will organise a European Meetingpoint with the Enterprise Europe Network and further networks and stakeholders in Stuttgart on 29th and 30th January 2009. The focus of this event is technologies in the area of „Energy Efficient Building and Renovation”. You will have the opportunity to meet potential European cooperation partners during pre-arranged appointments on two days, which aim to pave the way for future co-operations. The Meetingpoint “Energy Efficient Building and Renovation“ is a platform that enables initial contact between potential partners from all over Europe. The Meetingpoint will take place in parallel to the

International Trade Fair CEP® CLEAN ENERGY POWER 2009 (29.01.-31.01.09). During the Meetingpoint in 2008 over 40 appointments took place and 32 organisation from 11 countries participated. Technology focus of the Meetingpoint: • Passive House (ready built house modules, wall- and roof constructions, ecological building materials, windows, doors, fassades, house and heating technologies, services for quality ensurances) • Heating and cooling technologies • New Materials • New Technologies in the area of renovation • Supporting ICT in the are of construction and renovation • Technologies in the area of renovation The Meetingpoint is the ideal environment for companies and research institutes in the fields of energy efficient building and renovation, i.e architects, engineering offices, craftsmen, producers of any kind of related product and technology: • offering and/or using innovative technologies / know-how • looking for expertise and know-how in the areas of production, marketing and distribution • offering application-oriented research results • looking for partners for EU-funded projects. Participants have the opportunity to get to know selected partners during individual discussions, which aim to pave the way for future co-operations.

EC Programmes:

Industrial Sectors:

• INDUSTRY • Construction technology • Materials technology • INFORMATION

TECHNOLOGY • Information processing,

information systems • ENERGY • Environment protection • MEASUREMENTS

AND STANDARDS • Measurement methods

(http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/public/bemt/home.cfm?EventID=1764)


50

CHEMIKA 2009 - Your gate to chemistry. Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 12-Feb-2009 End Date: 13-Feb-2009 City: Szczecin Country: Poland Description:

Regional Centre for Innovation and Technology Transfer, Westpomerania Chemical Cluster "Green Chemistry" and Szczecin International Fair invite to participate in 2nd edition of CHEMIKA - special event for chemical industry. Event will be held in Szczecin International Fair, 12-13th February 2009 in Szczecin, Poland. CHEMIKA is a complex event, which consists of: * Fairs - more than 20 biggest Polish companies from chemical branch exhibited in previous edition, * Conference - the main topic: "New trends in chemistry". Topic will be supported by autonomous panels: a) GHS system b) Logistics for chemistry c) Automatics for chemistry d) Experience after REACH procedures * International Brokerage Event - possibility to meet Polish and international key players in chemical branch to establish new business partnership. Prices: a) Fair: - Visitors: free of charge, to obtain fair materials and lunch coupon, please register electronically on website of Szczecin International Fair (will be available soon) - Exhibitors - more details available upon request: [email protected] b) Conference - 500 PLN (200 Euro) excluding VAT. Price includes: - conference participation - conference materials - lunches - ticket for banquet "Chemist's Evening"

c) Brokerage Event - 100 PLN (40 Euro) excluding VAT. Price includes: - access to Brokerage Event’s online catalog, where you can insert your Technology Offers or Requests - publication of your company information to Official Catalogue of CHEMIKA 2009 - participation in Brokerage Event - bag and Official Catalogue of CHEMIKA 2009 Ticket for banquet "Chemist's Evening" - 100 PLN (40 euro) excluding VAT per person (if you participate in Brokerage Event only or you are a visitor). More information: a) Fairs - Ms.Izabela Próchnicka, [email protected] b) Conference - Mr.Jacek Drozdzal, [email protected] c) International Brokerage Event - Mr.Pawel Zebrowski and Michal Olan, [email protected], [email protected]

EC Programmes:

Industrial Sectors:

• Chemical industry • Environment protection • Waste management

http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/public/bemt/home.cfm?EventID=1791


51

EQUIPMENT FOR MONITORING WATER QUALITY

Constantin Nicolescu 1, Luminiţa Cruceanu 2, Carmen Marin 3, Codruţ Darie 4, Gheorghe Şovăială 1, Teodor- Costinel Popescu 1

1 The National Research and Development Institute for Optoelectronics 2000 - Branch: The Hydraulics and Pneumatics Research

Institute INOE 2000 – IHP, Bucharest, ROMÂNIA, [email protected] 2 The Centre for Scientific Equipment (CAST) Bucharest, ROMÂNIA, [email protected]

3 National Administration of Land Reclamation (ANIF), Bucharest, ROMÂNIA, [email protected] 4 The National Research and Development Institute for Fine Mechanics (INCDMF), Bucharest, ROMÂNIA,

[email protected]

ABSTRACT In Romania the irrigated surface with high economic efficiency it is estimated at 3.5 mil. ha. On national scale there is no integrated approach of the quantity and quality values of the irrigation water, and resource, as well as an equipping of the pumping station. On international scale, in the developed countries the pumping stations are provided with equipment for monitoring, on real time, the quality or the pumped water and for warning about critical situations (emergencies). The technical solution consists of an equipment which monitors the following parametres: turbidity, pH, CE at 250C, Na+, Cl-. The lapse of time for monitoring is of 10 – 60 min. The main components are the following: the prelevation pump (submersible) the monitoring board, the repression pipe of the analysed water. There are made warnings about tue exceeding of the programmed level for each monitored parameter, about tue fact that the pump and agitator don’t work or about any other source of damage. The testing of the equipment in the ground was made at the base pumping station Manta, from the Danube Meadow, Giurgiu county. The water is from the Danube and it is in most of the cases mixed with the water originating from drainage mixed with the drainage water. KEYWORDS: irrigation, pumping station, monitoring, quality, equipment

1. INTRODUCTION Although has been recorded a significant progress in the field, the agricultural processes still remain exposed to the unfavourable action of the natural agents whose apparition,duration and extent in space cannot be prevented or eliminated completely. According to the European vision,agriculture represents an important water user which will be economically efficient and competitive on international scale. For harmonizing with a susteinable development and as a result of the predicted climatic changes,agriculture will be increasingly demanding new technologies and equipment for a more efficient use of the irrigation water, will very probably give a better use to the unconventional water resources and will obey the requirements of the quality management.

The approached issue integrates in the technological platform (PT)25, at the sector WSSTP – TWG 4 = Water in agriculture and subsector A.1 – Irrigated agriculture. In the same time the studied issue answers to the thematic area 6.3 ‚”Environmental technologies” in the form of „Environmental technologies for monitoring,preventing,diminishing,adjusting and restoring the natural and artificial environmental agents”, for the anthropic agent represented by the irrigation water. The problem of a qualitative and quantitative water monitoring became more accute after 2000,when by the Framework Directive 2000/60/EC was provided by law the transition to a new stage of development in the field of a susteinable water management,involving the qualitative and quantitative control of the resources.


52

2. MATERIAL AND METHOD

Any field of activity – especially the technical one, in which can be included the hydroameliorations as a hydrotechnical system – can be easily modernized (solutions, materials, equipment, technologies etc), according to the new requirements, generated mainly by the technological progress.For modernizing the arrangement, can be done the following 4 things: rehabilitate the infrastructure, provide modern equipment,know the interrelation water-soil-phenophases-environment-professional training. The technical solution consists of an equipment which seizes the critical situations at the pumped water by realizing the monitoring of the irrigation water quality. [2,4,6,8]. When reached a critical situation,the pumping of water is stopped till the situation gets back to normal. By using only water which corresponds physically and chemically it is realised the protection of the components of the arrangement,of the soil,of the

underground water,of the crops,contributing to the quantitative and qualitative increase of production. The monitoring equipment includes 3 functional blocks –fig.1-3,the prelevation system of the water samples,the hydraulic circuit of measurements,the automatic board. The prelevation system provides the bringing and the samples passing through the measurement circuit. This is composed of a submersible centrifugal pump EASY (fig.1),type SUB 700/SUB 700A (with a maximum flow of 15.000l/hour and the discharge dyameter of 1 ¼ ) and tubulature of adduction and discharge. The hydraulic circuit of measurement is placed on a board which integrates the sensors,the devices for connecting to the circuit, water catchment basin with discharge tube,filtration system, bleeder, fittings and valve gates. The automatic board (fig.3) is the functional block which monitors the selected parameters for describing the quality of the irrigation water,being provided with the facility to be interconnected to specialized systems for a remote control of the measured parameters.

Fig 1. The electropump Easy

Fig 2. The board with sensors of the equipment


53

Fig 3. The monitoring encasement The monitored parameters are: turbidity, pH, CE la 250C, Na+, Cl-. These can be listed at the thermal printer.(fig. 4).

3. OBTAINED RESULTS The system has the possibility of setting the upper limit of the field which generates the signals for sight and sound warning. (fig.5). The washing of the sensors is made manually,at certain fixed intervals, or anytime the systems of automatic testing of the transmitters of the sensors requires their decalibration.

Fig 4. Bulletin with results listed on the printer


54

Fig 5. Overvalue of the pH indicator and the set going of the warning device

The sensors are purchased together with the

afferent transmitters. These are integrated within a hydraulic circuit through which the water which must be monitored is pushed by the submersible prelevation pump.At the exit from the coupling of the turbidity transducer,the water passes through a mechanical filter. Technical – constructive characteristics of the equipment: - monitoring board: dimensions: 760 x 600 x 210 mm; weight: de 35 kg; - gauge sizes of the transducers board: 1000 x 600 mm, (without thermostatic bath and prelevation pump) ; - transducers board weight: de 30 kg. ; - the supply voltage of the monitoring board : 220V +15%/-20%, 50Hz; Functional characteristics of the equipment: - the measurement field for turbidity : 0-3 g/l ; - the measurement resolution for turbidity : 0,1 g/l ; - the measurement error for turbidity : +/- 2% from the masured value +/- 1 digit ;

- the pH measurement field : 0-14 pH ; - pH measurement resolution : 0,1 pH ; - pH the measurement error : +/- 0,2 pH +/- 1 digit ; - the measurement field for conductivity : gama 1: 0- 5mS ; gama 2: 0-5000µS ; - the measurement resolution for conductivity : 0,01 mS pt. gama 1 ; 0,1 µS pt. gama 2; - the measurement field of the Na+:ions concentration 0-1000ppm ; - the measurement resolution of the Na+:ions concentration Na+: 1ppm ; - the measurement field of the Cl- ions concentration : 0-1000ppm ; - the measurement resolution of the Cl-ions concentration : 1ppm ; - list the measurement bulletins on the thermal miniprinter.

The testing of the solution was made at the pumping station from the research station (SPB) Manta at the local irrigation arrangement from Giurgiu county, belonging to the National Land Improvement Administration Bucharest (fig. 6,7). The water supply is from the Danube river.


55

Fig 6. The main pumping station Manta

Fig 7. The main collector of SPB Manta

4. CONCLUSIONS

The economic-ecological effects recorded

after using the equipment are the following: - the reduction of the total content of soluble

salts from soil,with a positive effect of 100 – 1000

€ / ha, which represents the cost for the amelioration of a solinized soil ha ;

- eliminate the negative impact upon the crops,estimated at the production decrease with 10 – 25%;

- the reduction of the degree of mudding of the arrangement with 600 – 1200 kg/ha and with 1 –


56

2% of the energetic consumption required for pumping;

- the increase of the economic efficiency of the irrigation, by including the water quality in the delivery price.

Are interested the following users: • The National Administration for Land

Improvement (ANIF), as specialised body of the Ministry of Agriculture,Forests and Rural Development in strategies of arrangements.

• The National Society of Land Improvements (SNIF) S.A. Bucharest, for exploting the arrangements and the pumping stations for putting under pressure which supply the irrigation arrangements belonging to the land owners, united in Associations of irrigation water users.(AUAI).

• Agricultural Companies,firms,farmers (land owners). REFERENCES

1. Doneen L.D., 1999 - „Quality of water irrigation”, Proc. Conference on Quality of Water for Irrigation, University of California, Water Resources Centre Contribution.

2. Nicolescu C., - 1998 „The reduction of suspensions in the water pumped at irrigation”, in: Inventica si economie, nr. 7 – 8 ( 19 – 20 ), an II, published by de S. C. – Tribuna economica - S.A., ISSN 1224 – 7278, Bucuresti, p. 11 – 13,.

3. Nicolescu C., Condruz R., Ioanovici N-E, 2000 – „Irrigation arrangements – main factor for having a susteinable economy (case study for Giurgiu county)”, in Buletinul AGIR nr. 3, published by AGIR, ISSN 1224-7928, Bucureşti, p. 8-13,

4. Nicolescu C., Condruz R., Cruceanu Luminita, 2002 - Equipment for monitoring the quality of irrigation water at source in: The University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Bucharest :1852 – 2002: The Faculty of Land Improvements and Environment’s Engineering (a XXX-a aniversare): The Transactions of the Scientific Session 17 – 18 mai 2002, Editura Bren, ISBN 973 - 648 – 020 – 8, Bucuresti, p. 63 - 68,.

5. Nicolescu C., Popescu T.C., 2005 - ,,Aspects regarding the equipping with watering installations in big irrigation systems“, in: ,,Scientific papers“, seria Agronomy, vol 48, ISSN 1459 – 7414, The international symposium ,,Agriculture and environment – present and perspective“, Didactic and Pedagogic Publishing House with the support of the Ministry of Education and Research, Ion Ionescu de la Brad Publishing House Iasi, 11 p., CD,.

6. Nicolescu C., 2005 - ,,Considerations concerning the rational use of irrigation water“, in: ,,Scientific Papers“, Agronomy, vol 48, ISSN 1459–7414, The international symposium ,,Agriculture and environment-present and perspective“, published with the support of The Ministry of Education and Research, Ion Ionescu de la Brad Publishing House Iaşi, 8 p., CD,.

7. Nicolescu C., Ilie Ioana., 2005 - ,,Equipping the irrigation arrangements in the context of the technological progress”, in : ,,Technological Progress, result of research”, Buletinul AGIR, nr.3, Bucuresti, ISSN 1224–7928, p.19-23,.

8. STAS 9450/88 – The water for the irrigation of agricultural crops. Quick Info

Partner Search; FP7 – SMEs Keywords specifying the expertise: construction aerated blocks: cellular blocks thermal insulation panels; sound insulation panels; low cost housing panels. Expertise sought: SMEs, SME associations engaged in end use applications of the new technology for the manufacture of cellular blocks based on bio fuel, other second generation ashes produced by power stations. Expertise to develop prototype of end use product are required. Examples of end use applications: insulation (thermal, sound) panels, low cost housing panels, lightweight structural panels, mortar less block construction. Contact: Emil Kazounis, [email protected], Cc : Camelia Marinescu, NCP-SMEs, Romania, [email protected]. Partner Search; FP7 Security call for the topic SEC-2009.2.2.1 Integrated protection of rail transportation Middle East Technical University (METU) Modelling and Simulation R&D Center has built a consortium and preparing a project for the Security call for the “Topic SEC-2009.2.2.1: Integrated protection of rail transportation”. The title of the project is “Development of a Dynamic Adaptable Integrated Rail Transportation Protection Concept and System”. Partners sought for this project are: � Rail transportation equipment manufacturers ; Rail operators. � Industry firms providing supervision, control and safety systems for transportation. � SME or research institutes specialized in risk and threat analysis. � Firms (industry or SMEs) having expertise in communication systems, image processing, biometrics, � Firms that have knowledge in electromagnetic emission, protection of electronic equipment. Contact: Dr. Veysi Isler: [email protected]


57

CERCETĂRI PRIVIND UTILIZAREA SURSELOR REGENERABILE DE ENERGIE ÎN INDUSTRIA

CONSTRUCTOARE DE MAŞINI

Florentina-Cristina Ivaşcu *, Alexandru Rădulescu**

* Global Energy Services, Bucuresti, ROMANIA, e-mail: [email protected]

**Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti, ROMANIA, e-mail: [email protected]

REZUMAT Domeniul de analiză al acestei lucrări este acela de valorificare a surselor regenerabile de energie, prin colectarea deşeurilor urbane şi industriale precum şi valorificarea biogazului astfel produs. Sursele regenerabile de energie reprezintă cele mai vechi surse de energie utilizate, sub diferite forme. La ora actuală utilizarea surselor regenerabile de energie se face prin aplicarea celor mai moderne tehnologii. În acest context, lucrarea propune o analiză tehnico-economică privind instalarea unui grup de cogenerare cu funcţionare pe biogaz, necesar producerii de energie electrică şi termică.

ABSTRACT The purpose of analysis for this paper is to support renewable energy sources through the collection of industrial and municipal waste and biogas recovery of such product. Renewable energy sources are the oldest sources of energy used, in various ways. At present the use of renewable energy sources is realized through the application of modern technologies. In this context, the paper proposes a technical-economic analysis for the installation of a group of cogeneration operation with the biogas, needed for the production of electricity and heat.

CUVINTE CHEIE: Surse regenerabile, Ecologie, Tehnologie, Cost.

KEYWORDS: Renewable sources, Ecology, Technology, Cost.

1. INTRODUCERE

Studiile oamenilor de ştiinţă au devenit în ultimii ani din ce în ce mai unanime în a aprecia că o creştere puternică a emisiilor mondiale de gaze cu efect de seră va conduce la o încălzire globală a atmosferei terestre de 2-60C, până la sfârşitul acestui secol, cu efecte dezastroase. Utilizarea resurselor regenerabile de energie este un procedeu efectiv de reducere a emisiei de gaze cu efect de seră, ceea ce contribuie la diminuarea impactului asupra mediului înconjurător. Sursele regenerabile de energie mai sunt denumite şi surse neconvenţionale, prin comparaţie cu sursele clasice sau convenţionale, sunt considerate practic inepuizabile şi nu în ultimul rând, mult mai curate, fiind deloc, sau cu mult mai puţin poluante decât cele clasice. În această categorie sunt uzual incluse: energia solară, energia hidraulică (ape curgătoare, valuri, maree,

curenţii marini), energia vântului (eoliană), biomasa şi energia geotermală, [1]. • Energia solară constituie principala sursă de

energie a pământului, depăşind cu mult orice altă sursă de energie cunoscută până în prezent; un avantaj extraordinar este faptul că gradul de disponibilitate al energiei solare este foarte mare, însă aceasta depinde şi de ciclul zi noapte, de latitudinea locului unde este captată, de anotimpuri şi de pătura noroasă.

• Energia hidraulică este una dintre sursele naturale regenerabile de cea mai mare importanţă atât pentru ţări dezvoltate, puternic industrializate, cât şi pentru ţarile mai sărace, resursa de apă fiind una dintre bogaţiile vitale pentru dezvoltarea economică şi socială a oricărei ţări.

• Energia eoliană este energia mecanică a maselor de aer aflate în mişcare în atmosferă. Vântul este, de fapt, o consecinţă a iluminării atmosferei de către soare.


58

• Biomasa este sursa regenerabilă predominantă în România, atât ca răspândire cât şi ca importanţă cantitativă şi calitativă şi reprezintă 95% din aportul total al surselor regenerabile. România, în condiţiile date ale mediului geografic în care se situează, dispune de un potenţial important de biomasă, estimat în termeni energetici la circa 8 milioane tep/an (figura 1.), ceea ce reprezintă circa 19% din consumul total de resurse primare al ţării, la nivelul anului 2000.

Fig.1. Harta resurselor de biomasă din România

• Energia geotermală reprezintă căldura naturală a

pământului, înmagazinată în primii 10 km ai scoarţei terestre. Criza energetică mondială a determinat căutarea unor noi surse de energie. În acest context, energia geotermală constituie un potenţial energetic a cărui valoare este, în prezent, în atenţia cercetătorilor din domeniu.

România, odată cu intrarea în Uniunea Europeană are şi ea de făcut eforturi în acest sens şi de îndeplinit câteva angajamente clare în domeniul energiilor regenerabile (figura 2).

0.33

0.35

0.38

30%

31%

32%

33%

34%

35%

36%

37%

38%

Pro

cent

ul

2010 2015 2020Anul

Fig.2. Angajamentele României în materie de energii

regenerabile Astfel, ţara noastră s-a angajat ca: • până în anul 2010, energia electrică provenită din

surse verzi să reprezinte 33% din consumul naţional,

• până în anul 2015, procentul să crească la 35 %, • până în anul 2020 să ajungă la 38 %.

2. ASPECTE TEHNICE Biogazul este un gaz produs din fermentarea anaerobă a anumitor substraturi organice care se obţine relativ uşor, fiind un rezultat direct al activităţii umane, mai precis obţinându-se din resturile menajere din gropile de gunoi, nămolul de canalizare de la staţiile de decantare sau alte resturi biologice de la crescătoriile de animale (figura 3).

Fig.3. Schema generală de obţinere şi valorificare a

biogazului Studiul are ca obiect analiza soluţiei tehnice pentru valorificarea potenţialului energetic al depozitului de deşeurilor industriale şi urbane din Municipiul Roman, prin instalarea unui grup de cogenerare cu funcţionare pe biogaz, cu producere de energie electrică şi termică. Prin implementarea proiectului se doreşte includerea deşeurilor industriale şi urbane aflate în oraşul Roman, într-un circuit energetic, în scopul: • furnizării de electricitate către Sistemul Energetic

Naţional. • reducerii nivelului de poluare, atât a aerului cât şi

vizuală. Cogenerarea sau combinarea căldurii şi a energiei, este producerea a două tipuri de energie - de obicei energie electrică şi termică - dintr-o singură sursă de combustibil. De cele mai multe ori cogenerarea înlocuieşte metoda tradiţională de asigurare a mai multor forme de energie cum ar fi furnizarea electricităţii din reţeaua electrică şi separat, arderea gazului natural sau a petrolului în cazane pentru producerea căldurii sau a aburului, [4], [5]. Cogenerarea cu motoare termice la scară mică şi medie reprezintă unele dintre modalităţile cele mai utilizate de producere a energiei electrice şi termice pe plan local, în


59

întreaga Europa. Principala caracteristică a tehnologiei de cogenerare este reprezentată de eficienţa energetică şi de economia de combustibil spre deosebire de producerea separată a formelor de energie, de aici rezultă avantaje ecologice şi economice ale producţiei. Dacă se utilizează biogazul, atunci unităţile de cogenerare sunt potrivite pentru staţiile de tratare a apelor uzate, industria agricolă , depozite de gunoi, etc. Principalul mod de valorificare a biogazului este combustia sa în motoare, existând două posibilităţi (figura 4), [2]: • Combustia într-un motor cu aprindere prin scânteie:

în acest caz, modificările cauzate de utilizarea biogazului sunt făcute la nivelul reglajului (creşterea avansului la aprindere). Amestecul aer-biogaz este aprins de la o scânteie produsă de bujie.

• Combustia într-un motor dual-fuel: motoarele dual-fuel provin din motoarele Diesel care sunt modificate pentru a funcţiona cu doi combustibili. Ideea de bază este folosirea unui amestec biogaz-aer într-un motor Diesel. Practic, ele nu sunt aproape deloc modificate; trebuie doar adăugată o cameră specială pentru a realiza amestecul aer-biogaz. Combustibilul pilot (lichid) se auto-aprinde îndată ce este introdus în camera de ardere.

Fig. 4. Principiul de funţionare al motoarelor cu

aprindere prin scânteie, respectiv dual-fuel, pe biogaz Grupul este amplasat cât mai aproape de sursa de biogaz, avându-se în vedere eliminarea posibilităţilor de apariţie a zonelor cu pericol de explozie, care impun echipamente speciale şi creşterea costurilor investiţiei. Producătorul garantează un nivel scăzut al emisiilor din gazele de ardere respectiv: • NOx < 500 mg/Nm3 • CO < 650 mg/Nm3

3. ANALIZA ECONOMICĂ

Lucrarea de faţă vine în întâmpinarea acestei tendinţe, punând la dispoziţia tuturor celor implicaţi în acest domeniu un instrument de analiză tehnico-economică a proiectelor de valorificare a biogazului prin cogenerare.

În baza indicatorilor tehnici de operare se calculează şi analizează performanţele investiţiei într-o perioadă dată, respectiv într-un anumit context. Soluţia tehnică aleasă trebuie justificată economic prin: • Identificarea şi evaluarea costurilor şi veniturilor

corespunzătoare instalării unui grup de cogenerare cu funcţionare pe biogaz, în scopul valorificării surselor regenerabile de energie în perimetrul municipiului Roman;

• Compararea costurilor şi veniturilor pentru soluţia propusă;

• Analiza de sensibilitate a principalilor indicatori de performanţă la variaţii ale datelor de intrare.

Analiza economică presupune calculul indicatorilor economici ai proiectului. Criteriile (metodele) de evaluare a performanţelor proiectului sunt prezentate în tabelul 1, [3].

Tabelul 1. Criterii de evaluare a performanţelor

proiectului

Venitul net actualizat (VNA); ∑

= +=

n

tt

t

a

AVNA

1 )1(

Rata internă de rentabilitate (RIR);

0)1(1

=+∑

=

n

tt

t

RIR

A

Perioada actualizată de recuperare a capitalului investit (Ta, sau TRA).

0)1(1

=+∑

=

aT

tt

ta

A

Livrarea energiei electrice, obţinută din surse regenerabile, este avantajată de posibilitatea tranzacţionării certificatelor verzi. Certificatul Verde atestă o cantitate de 1 MWh de energie electrică produs din surse regenerabile de energie şi poate fi vândut separat de energia electrică, pe Piaţa de Certificate Verzi. Preţul Certificatelor Vezi este stabilit prin HG 443/2003 privind promovarea producţiei de energie electrică din surse regenerabile de energie. Pentru perioada 2005÷2012 intervalul de tranzacţionare a preţurilor certificatelor verzi este limitat la 42 Euro/certificat. Conversia în RON se face la cursul de schimb stabilit de Banca Naţională a României, pentru ultima zi lucrătoare a lunii decembrie din anul precedent. În calculul indicatorilor economici s-a luat în considerare faptul că tariful de tranzacţionare a energiei electrice livrate este constant pe toată perioada de analiză. Având în vedere faptul că tariful la biogaz nu este reglementat prin lege se propune ca tariful biogazului să fie de 100 Euro/103 m3. În tabelul 2 sunt enumerate producţia de electricitate, consumurile aferente acesteia, respectiv valoarea şi costurile asociate. Tabelul 2. Indicatorii tehnico – economici ai investiţiei

Indicatori Valoare UM Valoare investiţie: 700.000 Euro Capacităţi instalate:

Puterea electrică instalată 625 kWe


60

Puterea termică instalată 680 kWt

Producţia anuală de energie electrică 5.000 MWh/an

Consumul anual de combustibil 2.500·103 Nm3 /an

Tarif: Tarif energie electrică livrată 70 Euro/MWh

Tarif combustibil (biogaz) 100 Euro/103 m3

Tarif Certificate Verzi 42 Euro/CV Cheltuieli totale anuale, din care: 370.000 Euro/an

Combustibil (biogaz) 250.000 Euro/an Utilităţi 50.000 Euro/an Întreţinere 50.000 Euro/an Personal 20.000 Euro/an

Venituri totale anuale, din care: 560.000 Euro/an

Vânzare energie electrică 350.000 Euro/an Tranzactionare Certificate Verzi 210.000

Euro/an

Venituri nete: 190.000 Euro/an Conform tabelului 3, indicatorii economici calculaţi ating valori care permit realizarea investiţiei în condiţii de siguranţă din punct de vedere al recuperării capitalului investit (VNA = 373.542 EURO, RIR = 24 %, TRA = 5,16 ani, IP = 53 %).

Tabelul 3. Valorile obţinute pentru indicatorii de analiză economică

Elemente U.M. Valori VNA Euro 373.542 RIR % 24 IP % 0,53 TRA ani 5,16

Aşa cum se observă în reprezentarea grafică prezentată în figura 5, curba de evoluţie a venitului net actualizat (VNA) trece prin zero la momentul 5,16 ani adică perioada în care se estimează a fi recuperată investiţia, ceea ce înseamnă că se estimează şi profit. Alte beneficii asociate proiectului sunt economiile „timide” realizate de către Autoritatea Locală, prin reducerea achiziţiilor din SEN (sistemul energetic naţional). Cheltuielile cu utilităţile şi cu întreţinerea şi reparaţiile au fost repartizate anual, în mod uniform.

-1000

-500

0

500

1000

1500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

mii EuroVNA

Fig. 5. Evoluţia veniturilor nete actualizate în perioada analizată

Analiza de sensibilitate a demonstrat faptul că soluţia analizată este considerabil sensibilă la creşterea tarifului biogazului, ca urmare, trebuie negociat foarte bine tariful de valorificare a biogazului, pentru a avea un proiect de succes.

4. CONCLUZII

În concluzie, proiectul este extrem de sensibil la creşterea tarifului la biogaz. Totuşi, în domeniul valorificării resurselor regenerabile de energie există mai multe stimulente decât constrângeri. Avantajele folosirii resurselor regenerabile, prin tehnologii curate sunt date de următoarele aspecte: • Nu sunt un factor poluant; • Costuri de operare reduse; • Costuri pentru revizii şi întreţinere mici; • Tehnologiile de producere a energiei electrice şi

termice în cogenerare sunt sigure şi au ajuns la maturitate;

• Costurile privind piesele de schimb sunt într-o continuă scădere.

BIBLIOGRAFIE

1. Jula, A., Mogan, Gh., Bostan, I., Dulgheru, V. „Ecomeca ”,

Editura Universităţii Transilvania, Braşov, 2006. 2. Bitir-Istrate, I., Minciuc, E. „Valorificarea biogazului

pentru producerea energiei electrice şi termice”, Editura Cartea Universitară, Bucureşti , 2003.

3. Leca, A., Muşatescu, V. „Managementul energiei”, Editura AGIR, Bucureşti, 2006.

4. *** www.ge-energy.com. 5. *** www.bteam.ro.


61

TEHNOLOGIE MODERNĂ DE DECONTAMINARE RADIOACTIVĂ

A DEŞEURILOR METALICE REZULTATE ÎN URMA DEZAFECTĂRII SAU ÎNLOCUIRII ECHIPAMENTELOR

DIN DOMENIUL NUCLEAR

Dumitru Buca 1 ,Valentin Barbu, Dumitru Mihaila2, Constantin Stan2

1-SC ICTCM SA , Bucureşti, ROMANIA, 2- INCD-MRR , Bucureşti, ROMANIA

E-mail: dumitru buca @yahoo.com;[email protected]

REZUMAT Articolul prezintă o tehnologie nouă, modernă, de decontaminare radioactivă a deşeurilor metalice rezultate în urma dezafectării sau înlocuirii echipamentelor din domeniul nuclear.Este prezentată instalaţia principală, de decontaminare prin impact cu jet abraziv, precum şi avantajele folosirii acestei tehnologii. ABSTRACT In the following article is presented a new technology for decontamination the metallic materials which come from used radioactive mining facilities. It is presented the main installation for decontamination, using the impact with abrasive and also, the advantages of this technology. CUVINTE CHEIE: tehnologie, decontaminare radioactivă, deşeuri metalice KEYWORDS: technology, decontamination, metallic waste materials

1. INTRODUCERE

Problemele legate de procesul de decontaminare si de izolarea deseurilor contaminate radioactiv exista de mai mult timp, astazi ele ocupa mult mai multa atentie in politicile legate de protectia mediului, avand in vedere gravele problem de mediu care pot apare in urma depozitarii defectuoase.

Materialele metalice rezultate in urma dezafectarii sau a uzurii excesive,a echipamentelor care au operat in zonele de exploatare a minereurilor cu continut radioactive sau care au intrat in componenta echipamentelor miniere si de prelucrare a materialelor radioactive pun probleme deosebite la stocare si depozitare. Exista o tendinta clara de a se trece la extinderea utilizarii energiei nucleare, ca o sursa temporara de energie alternative. Deseurile metalice care sunt contaminate radiactiv trebuie depozitate in spatii speciale si cu respectarea unor conditii stricte, care sa asigure protectia personalului si a mediului inconjurator. Legislatia europeana in domeniul protectiei mediului impune conditii stricte privitoare la

modul de depozitare in conditii siguranta a deseurilor metalice contaminate radioactiv.

Pentru a se evita supradimensionarea volumului spatiului de depozitare si totodata pierderea unei cantitati mari de metal, s-a propus initierea in ROMANIA a cercetarilor necesare pentru realizarea unei tehnologii novative destinata dezafectarii unor echipamente metalice industriale contaminate radioactiv, pentru ca sa se permita reducerea importanta a volumului de metal care trebuie depozitat in conditii speciale.

Aceasta tehnologie tine cont de faptul ca procentul de contaminare se reduce prin trecerea de la suprafetele exterioare ale reperelor metalice catre interior.

De asemenea procesul tehnologic tine seama de infuenta benefica pe care o are tratamentul initial de spalare a metalului contaminat. In functie de gradul de contaminare a materialului se recomanda repetarea spalarii , odata sau de doua ori.

Noua tehnologie propusa se desfasoara conform cu urmatoarea schema principiala.


62

Figura 1. Schema principiala a tehnologiei

Cercetarile si experimentarile destinate gasirii unei noi noua tehnologii pentru decontaminare s-au avut in vedere mai multe cerinte: - Siguranta procesului. Procesul de decontaminare se va realiza in conditii care sa asigure protectia mediului si siguranta operatorilor si protectia impotriva inhalarii de praf contaminat radioactiv sau a emanarii emisiilor radioactive catre exterior. -Reducerea la minim a volumului de deseuri. Un alt deziderat al tehnologiei a fost acela ca in urma procedeului de decontaminare sa rezulte

ocantitate minima de deseuri contaminate radioactiv; in acest fel costurile aferente depozitarii si conservarii acestor desuri sa fie reduse la minim. -Costuri minime pentru procesul de decontaminare.Avand in vedere importanta desfasurarii procesului in conditii de siguranta si eficienta maxima , un factor important l-a constituit costul procesului tehnologic care indeobste atinge valori ridicate.

INDEPARTARE SUCCESIVA STRATURILOR DE METAL CONTAMINAT PRIN BOMBARDARE CU PARTICULE ABRAZIVE

Control nivel de radiatii remanente

USCARE

Spalare finala

SPALARE CU APA

REPERE METALICE SUPUSE LA . DECONTAMINARE

REZIDUU METALIC CONTAMINAT RADIOACTIV

DEPOZIT SPECIAL IZOLAT SI PROTEJAT


63

2. DESCRIEREA TEHNOLOGIEI

Tehnologia de decontaminare propusa se realizeaza folosind echipamente componente de baza ale sistemelor de prelucrare a suprafetelor prin impact (sablare) si altele complementare (sortare, desprafuire). Noutatea consta in faptul ca prin aceasta tehnologie se poate “decoji” metalul contaminat , in straturi mici (2-5µ) pana cand se elimina intregul volum contaminat, scurtand pe cat posibil procesul si reducand la maxim cantitatea de metal care se depoziteaza in conditii de siguranta sporita, realizand implicit si o influenta nociva mult mai redusa asupra mediului.

Stratul superficial este eliminat, deseurile metalice se inscriu in nivelele normale de radioactivitate si pot fi reintroduse in circuitul economic prin retopire. Din punct de vedere al modului de realizare a decontaminarii avem:

• decontaminare prin antrenare si transport intr-un curent de fluid,ex. aerul, in cazul bombardarii cu particule abrazive.

• decontaminarea prin blocare, metoda care presupune legare chimica a particulelor radioactive prin intermediul reactivilor specifici.

Conform studiilor si analizelor efectuate pe diferite tipuri de deseuri metalice rezultate din dezafectare utilajelor existente in procesarea minereurilor uranifere au rezultat urmatoarele observatii:

• componentele utilajelor care se afla in miscare,in solutii sau pulberi radioactive (ex. elice de agitare, arborii agitatoarelor) sufera fenomenul de atritie, fenomen prin care in paralel cu coroziunea si abraziunea mecanica se manifesta o decontaminare prin slefuirea materialului radioactiv, rezultand in final un nivel de radioactivitate mai redus.

• componentele realizate din oteluri obisnuite sau

putin aliate au un nivel de contaminare mai ridicat decat cele realizat din oteluri inalt aliate, deoarece oxizii de Fe din structura se comporta caniste bureti, care retin particulelele radioactive, crescand gradul de radioactivitate la suprafetele pieselor.

• gradul de contaminare masurat, al componentelor se incadreaza in proportii de 5-10 ori mai mari decat nivelul maxim admis.

• suprafetele netede sunt mult mai putin contaminate decat cele care au rugozitatea ridicata.

S-a observat ca spalarea simpla cu un jet de apa care care contine un adaos de 5-10g/l de Na2CO3, poate reduce considerabil nivelul de contaminare initial(pana la 40-50%).

Masuratorile efectuate au aratat ca in general grosimea stratului contaminat este cu prinsa intre 2- 40 µ.

Se cunoaste ca principalele metodele de decontaminare pot fi:

• fizice; periere,slefuire • chimice: tratarea suprafetelor cu solutii • decontaminante(acizi, baze, saruri) • fizico-chimice. • mecanice: bombardarea cu particule

abrazive pentru microaschierea stratului contaminat.

Pentru evidentiere si atestarea posibilitatilor metodei mecanice, in ICTCM a fost realizata o instalatie a pentru experimentari tehnologice compusa din urmatoarele echipamente:

• aparat pneumatic de alicare • echipamentde decontaminare prin bombardare

cu abraziv • filtru de exhaustare Rezultatele experimentarilor efectuate pe instalatia

model experimental sunt prezentate in tabelul urmator: Tabelul 1. Rezultatele experimentarilor efectuate pe instalatia model experimental

Tip reper Corpuri de macinare

Blindaje moara Agitator lesiere Cuptor uscare

Materialul tratat OL 70 1k T130 Mn 135 OL 50 OL50 Consum abraziv(kg/m2) 75 125 95 50 Val. contaminarii β 1050

imp/min.cm2 600 imp/min.cm2

2250 imp/min.cm2

2220 imp/min.cm2

Grosime strat contaminat superficial superficial Profund 100µ

Depunere pulbere

Suprafata indepartata (m2/h)

cca.2,5

Costul estimativ pt. agentul abraziv (€/kg)

0,5


64

Noua tehnologie aduce mai multe avantaje .Printre acestea se pot enumera:

o protectia sporita pentru mediul din zonele de depozitare

o conservarea dimensiunilor o economie mare de spatiu de depozitare o economie de energie si de materii prime o protectia sporita a personalului operator.

3. INSTALATIA DE

DECONTAMINARE PRIN IMPACT CU JET ABRAZIV

In figura urmatoare se prezinta schema de

functionare pentru instalatia de decontaminare prin impact cu jet abraziv (sablare).

Dupa cum este indeobste cunoscut procedeul de decontaminare se poate realiza in doua variante principial constructive:

-metoda uscata -metoda umeda(hidrosablare). Ambele metode ofera rezultate satisfacatoare ca

efecte ale procesului de decontaminare insa apar anumite probleme legate de procesarea apelor evacuate din procesul tehnologic.

Sunt prezentate in continuare cateva imagini ale instalatiei experimentale si ale reperelor procesate.

a

Figura 3.Reper procesat

Figura 4. Instalatia experimentală

Figura 5. Instalatia experimentala

Figura 6. Reper procesat

4. CONCLUZII

Tehnologia experimentala prezentata este indicata pentru a se utiliza la scara industriala, in cazul echipamentelor dezafectate din industria nucleara nationala.

BIBLIOGRAFIE

1. Antonescu N.N. s.a. – Fabricarea , repararea si intretinerea utilajului chimic si petrochimic EDP Bucuresti 1981 2. Voros A. s.a. – Curatirea pieselor turnate ET - 1979 3. *** Prospecte de firma


65

Figura 2. Schema de functionare pentru instalatia de decontaminare

Pres

epar

area

M

etal

–ag

enta

abr

aziv

Filtr

are

-prim

ara

PROCES TEHNOLOGIC

Aparat pneumatic de sablare

aer + praf

Filtr

are

secu

ndar

a

Abraziv + aer + praf

Centrala de filtrare

a

er

Abraziv contaminat Reziduu

metalic contaminat

Reziduuri contaminate

Abraziv desprafuit

Depozit special


66

Quick Info Brokerage Event on Environment and Energy at the TerraTec / e Event Type: Brokerage Events Start Date: 27-Jan-2009 End Date: 28-Jan-2009 City: Leipzig Country: Germany Description:

TerraTec / enertec 2009 in Leipzig Brokerage Event „CONTACT“ of the Enterprise Europe Network On January 27 and 28, 2009 the Enterprise Europe Network, jointly with Leipziger Messe GmbH, the Chamber of Industry and Commerce Leipzig and the AGIL GmbH Leipzig will organise a brokerage event. This brokerage event will combine the strengths of two fairs, TerraTec and enertec, on environmental and energy technologies, respectively, taking place from January 27 to 29, 2009 in Leipzig, Germany. “CONTACT” will provide exhibitors, trade visitors and experts a platform to present their technologies, services, know-how and businesses as well as to meet companies, who seek for innovative technologies, business contacts and research partnerships. The TerraTec is one of the leading environmental trade fairs in Germany. As a multi-segment fair, it covers the entire spectrum of environmental technologies and services, with a focus on decentralized solutions in supply and disposal. The enertec is the leading independent energy fair in Germany with a comprehensive offer of energy services and energy technologies. The enertec focuses on decentralized solutions like cogeneration as well as bio energy. “CONTACT” addresses to companies, research institutes, and municipalities. It will focus on the following areas of activity: Water/ Waste Water Waste/ Recycling Soil Cleaning and Prevention Renewable Materials/ Biogenic Residues Fossil fuels Exploitation of renewable energy resources Innovative Energy storage and distribution Rational use of energy Energy and emission trade Energy services Industrial Measurement, Control and Analytics/ Process Control Engineering Fees Exhibitors of TerraTec and enertec: Free of charge German Participants: EUR 150,00* Foreign participants: EUR 50,00* * including one free entrance ticket and one ticket for the International Night Reception on January 27, 2009



67

NOU CONCEPT DE PLACARE NET-SHAPE A PIESELOR METALICE DE REVOLUŢIE PRIN FORJARE ROTATIVĂ


1S.C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi, [email protected]; 2U.T. „Gh. Asachi“ Iaşi; 3S.C. ICTCM S.A. Bucureşti.

REZUMAT Acest nou concept este legat dezvoltarea unei tehnologii moderne de placare „net-shape“ (la forma finală, gata de utilizare) a pieselor metalice de revoluţie (tip arbore şi bucşă), prin forjare rotativă la rece. Noua tehnologie este destinată realizării de piese cu structura de bază din materiale ieftine şi cu rezistenţă bună la oboseală, pe care, în zonele unde se impun caracteristici diferite (coeficienţi de frecare mai mici, duritate mai mare etc.), se aplică un strat din materiale mai scumpe care asigură aceste caracteristici.

ABSTRACT This new concept is related to the development of a modern technology for net-shape coating of the axisymmetrical metallic parts (spindle and bush type) by cold rotary swaging. The new technology have the purpose to realize parts with basic structure made from cheap materials with high fatigue strength, on which is applied, in that areas where different characteristics (low friction coefficient, high hardness etc.) are required, a layer of expensive materials which provides this characteristics. CUVINTE CHEIE: placare; forjare rotativă; net-shape; piese metalice de revoluţie.

KEYWORDS: coating; rotary swaging; net-shape; axisymmetrical metallic parts.

1. INTRODUCERE Orientările actuale pe plan internaţional, în

ceea ce priveşte tehnologiile de fabricare a pieselor auto tip arbore şi bucşă având caracteristici fizico-mecanice ridicate, sunt ca aceste repere să fie realizate în structură multistrat, care să îmbine următoarele proprietăţi: rezistenţa la uzura, elasticitate, duritate şi tenacitate (capacitate de a prelua eforturile la care sunt solicitate).

La elaborarea acestui nou concept s-a pornit de la ideea de a realiza piese cu structura de bază din materiale ieftine, ce au o rezistenţă bună la oboseală, pe care, în zonele unde se impun caracteristici diferite (coeficienţi de frecare mai mici, duritate mai mare etc.), să se aplice prin deformare plastică un strat din materiale mai scumpe, care asigură aceste caracteristici. În acest fel se urmăreşte satisfacerea cerinţelor privind economia de materiale scumpe şi de energie, reducerea factorilor de risc pentru mediu, precum şi de îmbunătăţire a productivităţii şi a calităţii produselor.

În sensul satisfacerii într-un grad cât mai înalt a tuturor acestor cerinţe, a fost propus şi se află în derulare un proiect de cercetare ce vizează dezvoltarea

şi implementarea în mediul industrial a unor tehnologii moderne de placare „net-shape“ a pieselor metalice de revoluţie, prin deformare plastică de înaltă precizie la rece. Noua tehnologie se bazează pe procedeul de forjare rotativă şi este destinată realizării de piese cu structura de bază din oţeluri ieftine, cu conţinut redus de carbon şi cu rezistenţă bună la oboseală, pe care, în zonele de contact cu reperele conjugate se aplică un strat din materiale cu caracteristici superioare.

În afară de faptul că, pentru unele aplicaţii, va înlocui procedeele clasice de depunere prin metode chimice, electrochimice, metalurgice (metalurgia pulberilor, turnare centrifugală, imersie, pulverizare etc.) care sunt poluante, complexe şi nu asigură întotdeauna precizie şi caracteristici mecanice optime, noua tehnologie se caracterizează printr-o serie de avantaje foarte importante: • prelucrare net-shape – precizie în clasele IT7 ÷

IT9 şi rugozităţi între 0,1÷1,6 µm; • proprietăţi mecanice îmbunătăţite – structură cu

fibraj continuu şi creşterea rezistenţei la rupere pe toata secţiunea semifabricatului deformat;

• economie de materiale scumpe – spre deosebire de metodele cu îndepărtare de material, la forjarea rotativă materialul este presat în forme; teoretic nu există pierderi de material;


68

Figura 1. Schema procesului de forjare rotativă

• nu sunt restricţii în privinţa materialului prelucrat – toate materialele metalice cu ductibilitate suficientă pot fi prelucrate prin forjare rotativă; forjarea oţelurilor carbon, a oţelurilor aliate, a oţelurilor inoxidabile, a aluminiului şi a altor materiale neferoase se face fără nici o problemă.

• ecruisare redusă – deoarece această deformare „incrementală“ are loc în mulţi paşi mărunţi de prelucrare, rezultă o ecruisare mult mai mică raportată la mărimea deformării, în comparaţie cu celelalte procese de deformare plastică.

• environmentally friendly – nu rezultă aşchii, nu necesită pregătirea suprafeţelor prin spălare, decapare, nu se folosesc substanţe chimice şi nu se degajă noxe.

2. DESCRIEREA PROCEDEULUI

DE FORJARE ROTATIVĂ Forjarea rotativă, care în lucrările de

specialitate mai este denumită şi reducere sau matriţare rotativă ori forjare radială, este un proces de deformare plastică de precizie a tuburilor, barelor şi sârmelor. Aparţine grupului proceselor de prelucrare „net-shape” (la sau aproape de forma finală) care sunt caracterizate de faptul ca forma finală a semifabricatului prelucrat este obţinută fără, sau numai cu un minim de prelucrări de finisare.

Standardul german DIN8583 descrie forjarea rotativă ca fiind „o metodă de deformare liberă pentru reducerea secţiunii transversale a barelor şi tuburilor, folosind două sau mai multe segmente de scule care înconjoară parţial sau total semifabricatul de prelucrat, şi care acţionează simultan în direcţie radială, aflându-se în acelaşi timp în rotaţie relativă faţă de piesa prelucrată“, Figura 1.

Maşinile de forjat rotativ sunt maşini pentru

deformare plastică controlată, de înaltă viteză. Cursa matriţelor este realizată pe principiul camei. Cinematica procesului este generată în inima maşinii, aşa numitul cap de forjare rotativă, Figura 2. De fiecare dată când un set de role trece peste

setul de ciocănele, se obţine un impuls în direcţie radială a acestora din urmă. Mişcarea radială a ciocănelelor este transmisă matriţelor, iar acestea lovesc semifabricatul, deformându-l. Când capurile ciocănelelor sunt poziţionate între role, se produce mişcarea simultană de retragere a acestora împreună cu matriţele, mişcare determinată de forţa centrifugă.

Schimbarea formei semifabricatelor prin

procedeul de reducere se desfăşoară astfel: asupra semifabricatului, care avansează în zona de forjare, acţionează forţele exterioare de compresiune pe întreg perimetrul secţiunii, aplicate prin intermediul matriţelor, producând deformaţia acestuia. Astfel se obţine micşorarea secţiunii transversale, metalul deplasându-se în direcţia axei semifabricatului.

3. COMBINAREA MATERIALELOR

În principiu orice material deformabil poate fi

prelucrat prin forjare rotativă. Este posibil chiar să se realizeze comprimarea materialelor sinterizate. Alungirea la rupere A5 ar trebui, totuşi, să nu fie mai mică de 5 ÷ 10%. În producţia de serie, ponderea cea mai mare dintre materialele prelucrate prin forjare rotativă este deţinută de oţeluri. Gama materialelor ce se pot prelucra cuprinde oţeluri cu conţinutul redus de carbon, oţeluri cu conţinut înalt de carbon, oţeluri aliate, înalt aliate şi refractare.

Pot fi prelucrate fără probleme şi metalele neferoase cum sunt aluminiu, cupru, alamă, bronz, titan şi aliajele acestora. Cu ajutorul acestei metode

Figura 3. Combinarea materialelor pentru placare prin forjare rotativă

Figura 2. Schema de principiu a capului de lucru al unei maşini de forjat rotativ


69

pot fi prelucrate şi aliaje cu plasticitate scăzută din oţeluri speciale, aliaje pe bază de aluminiu, piese din materiale metalo-ceramice şi din pulberi metalice.

Pot fi realizate diverse combinaţii de materiale (între materialul piesei de bază şi materialul stratului de adaos) în funcţie de proprietăţile impuse produsului. O parte dintre aceste posibile combinaţii sunt prezentate în diagrama din Figura 3.

4. PLACAREA ARBORILOR Noul concept de placare a arborilor are ca scop

îmbunătăţirea performanţelor de exploatare ale acestui tip de repere prin aplicarea unor straturi din materiale avansate, cu caracteristici superioare, numai pe acele tronsoane ale căror rol funcţional reclamă astfel de caracteristici. Placarea se face prin deformare plastică de înaltă precizie la rece, folosindu-se procedeul de forjare rotativă pe dorn cu avans axial, la care piesa de bază joacă rol de dorn iar materialul de adaos pe cel de semifabricat tubular, aşa cum rezultă din Figura 4 în care bucşa din material de adaos este reprezentată în secţiune.

După forjarea bucşei din material de adaos pe

arbore, între cele două semifabricate rezultă o strângere puternică, similară fretării însă, pentru fixarea suplimentară a stratului aplicat, se

prelucrează pe arbore o degajare cu lungimea l dictată de rolul funcţional al tronsonului şi cu diametru d1, Figura 5.

Materialul de adaos se debitează dintr-un semifabricat tubular cu un diametru interior care să permită introducerea acestuia pe arbore până la zona de aplicare. Debitarea trebuie să se facă prin metoda volumetrică, astfel încât volumul bucşei-semifabricat să fie egal cu

( ) ldd ⋅−⋅ 21

224

π . (1)

Dacă d2=d0, atunci volumul bucşei trebuie să fie egal cu volumul degajării. Succesiunea operaţiilor tehnologice pentru placare arborilor prin forjare rotativă la rece este următoarea:

1. Prelucrare preliminară – strunjire degajare (opţional);

2. Debitare volumetrică a bucşei – volum semifabricat = volum degajare (volum strat de adaos);

3. Asamblare preliminară – folosirea unor dispozitive care să asigure fixarea bucşei la poziţia dorită şi alungirea acesteia într-o singură direcţie;

4. Forjarea rotativă a bucşei; 5. Control dimensional şi structural.

Dacă tronsonul placat se află în imediata vecinătatea a unui tronson cu diametru mai mare, care nu permite deplasarea axială a matriţelor, atunci se poate aplica procedeul de forjare rotativă cu avans radial, la care lungimea matriţelor este egală cu lungimea l a degajării.

5. PLACAREA BUCŞELOR Placarea pieselor tubulare prin deformare

plastică de înaltă precizie la rece, conform noului concept, se face la fel ca la arbori, prin procedeul de forjare rotativă pe dorn cu avans axial, spre deosebire însă de placarea arborilor, în acest caz chiar se foloseşte o sculă cu rol de dorn. Pentru aceasta, pe piesa tubulară (de exemplu din oţel), în zona ce trebuie placată, se execută pe periferie câteva găuri, Figura 6, după care în aceasta se introduce bucşa de adaos (de exemplu din bronz), de diametru mai mic. Piesele asamblate preliminar se forjează pe dorn şi, în

Fig.4. Conceptul placării arborilor prin forjare rotativă – poziţionarea semifabricatelor:

a – la începutul forjării; b – în timpul forjării; c – la sfârşitul forjării.

a)

b)

c)

Fig.5. Schema placării arborilor prin forjare rotativă:

1 - arbore; 2 - material de adaos; 3 - matriţă.


70

acest fel, materialul bucşei interioare de bronz va pătrunde în găurile bucşei de oţel formând o asamblare rezistentă.

Şi în acest caz debitarea materialului de adaos trebuie să se facă prin metoda volumetrică, astfel încât volumul bucşei-semifabricat să fie egal cu volumul stratului aplicat. Cunoscându-se diametrul dornului (d1), lungimea finală şi grosimea finală a stratului aplicat, se poate calcula volumul acestuia.

Succesiunea operaţiilor tehnologice pentru placare pieselor tubulare prin forjare rotativă la rece este următoarea:

1. Prelucrare preliminară – găurire (opţional); 2. Debitare volumetrică a bucşei;

3. Asamblare preliminară a semifabricatelor; 4. Introducerea semifabricatelor pe dorn; 5. Forjarea rotativă a bucşelor asamblate; 6. Control dimensional şi structural.

6. CONCLUZII

Noile tendinţe în proiectarea orientată spre realizarea de componente cu caracteristici avansate sugerează aplicarea conceptelor de proiectare multi-material şi multistrat; Dezvoltarea proceselor de fabricaţie a pieselor multi-material permite proiectanţilor să aleagă materiale diferite pentru zone diferite ale aceleiaşi piese, cu scopul de a îmbunătăţi funcţionalitatea generală a produsului; Noul concept de placare prezentat în această lucrare presupune, atât pentru placarea pieselor tip arbore cât şi pentru placarea pieselor tip bucşă, utilizarea procesului de prelucrare prin forjare rotativă la rece, pe dorn, cu avans axial (cu diferenţa că în primul caz arborele placat joacă rol de dorn); Procesul de prelucrare este reproductibil şi permite fabricaţia de piese cu abateri mici şi o rugozitate a suprafeţei similară celei obţinute prin rectificare; Strângerea dintre componentele asamblării este foarte mare, similară celei obţinute prin fretare; Pentru unele aplicaţii, noua tehnologie înlocuieşte tehnologiile clasice de placare prin metode chimice, electrochimice, metalurgice.

MULŢUMIRI Acest articol a apărut ca rezultat al Contractului de cercetare nr. 71-085/2007 finanţat de Ministerul Educaţiei şi Cercetării prin Centrul Naţional de Management Programe.

BIBLIOGRAFIE 1. Chelu, Gh. şi Bendic, V., Tehnologii neconvenţionale de

matriţare şi forjare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1996; 2. Popovits D. , Bimetale , Editura Facla Timişoara,1982; 3. Radiucenco Iu. S., Rotaţionnoe objatia , Maşinostroenie,

Moskva, 1972; 4. Sonsino C. M., Light-weigh design changes using high-strength

steels, Fraunhofer-Institute for Durability and Systems Reliability (LBF), Darmstad-Germany, 2005, http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2005/LINK/171.pdf;

5. Şchiopu V. ş.a., Cercetări privind elaborarea unui nou procedeu de fabricare prin deformare plastică de înaltă precizie a pieselor tubulare cu profil interior complex, S. C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi, Contract cercetare nr. 545/2000, cod temă B5;

6. *** Rotary swaging, HMP Maschinenfabrik & Umformtechnik, http://www.hmp.de/sprache2/n179093/n.html;

7. *** Rotary swaging, FELSS GmbH, http://www.felss.de/felssEnglish/siteStart.html;

8. *** Rotary swaging processes, Torrington Swager and Vaill Inc., http://www.torrington-machinery.com/process/rotary_swaging.html;

9. *** Rotary swaging, Metall Technik MENGES GmbH, http://en.metalltechnik-menges.de/swaging.html;

10. *** MTM Metalizing - http://www.mtmmetalizing.com.sg/mp.html;

11. *** Liquidmetal® Technologies, Inc. - http://coatings.liquidmetal.com/future.applications.asp.

c)

Fig.6. Conceptul placării pieselor tubulare prin forjare rotativă – poziţionarea semifabricatelor: a – la începutul forjării; b – în timpul forjării; c – la sfârşitul forjării.

a)

b)

Fig.7. Schema placării pieselor tubulare prin forjare rotativă:

1 - dorn; 2 - piesa tubulară; 3 - material de adaos; 4 - matriţă.

TEHNOLOGIA INOVATIVĂ – Revista „Construcţia de maşini” nr. 3-4 / 2008 71

BIOMASA, UN COMBUSTIBIL CURAT ŞI REGENERABIL PENTRU PRODUCEREA DE ENERGIE IN INSTALAŢII

MODERNE DE GAZEIFICARE

Ing. Elena Laslu; ing. Gabriel Laslu; ing. Gheorghe Badea; ing. Gheorghe Sarbu

AIM Bucuresti , S.C. ICTCM S.A. Bucuresti, ROMANIA, [email protected]

REZUMAT: Gazeificarea biomasei, completa conversie a biomasei într-un combustibil gazos prin încălzirea ei într-un mediu propice, aer, oxigen, sau abur promite să devină o sursă de bază, de energie electrică. Gazeificarea biomasei este un proces demonstrat în obţinerea energiei electrice via cazane şi turbine cu abur, motoare termice, turbine cu gaze şi se dovedeşte de asemenea potrivită pentru anumite tipuri de celule de combustibil. ABSTRACT: Biomass gasification is a complete conversion of biomass in a gas fuell by heating in an optimum medium, air, oxsygen, or steam promise to become a basic sourse of electric energy.Gasification of biomass is a real process for obtine of electric energy in boilers steam turbine, heat engins, gas turbine and argumentatif of harmony for many fuell cells. CUVINTE CHEIE: biomasa, gazeificare, energie regenerabila, cogenerare. KEY WORDS: biomass. Gasication, clean energy, cogeneration.

1. INTRODUCERE Surse primare de energie: trecut, prezent si viitor.

Biomasa, in special lemnul, este o sursa istorica de energie pentru foc, cuptoare si sobe. In timpul Revoluţiei Industriale, carbunele a inlocuit biomasa datorita continutului sau mai mare de energie, dar si pentru pretul scazut. La inceputul secolului 20, petrolul ( care a fost descoperit in America in 1859) reprezenta doar 4% din energia globala. Cateva decenii mai tarziu, acesta devine cea mai importanta sursa de enrgie. Tarile dezvoltate sunt mult mai dependente de petrol, acesta reprezantand 96% din energia folosită pentru transport. Avand in vedere ca cererea va creste cu peste 40% pana in 2020, este posibil ca gazul natural, care reprezinta 25% din cererea globala de energie sa ia locul petrolului.

Aceasta viziune este sustinuta si de ingrijorarea fata de incalzirea globala. Lasand deoparte era gazului natural, carbunele ar putea fi folosit mai mult, cu conditia eliminarii CO2.

Totusi, combustibilul fosil este pe cale de disparitie. Este posibil ca vechiul combustibil, biomasa, sa revina? Anual, prin fotosinteza se stocheaza de la 5 la 8 ori mai multa energie decat consumul unui om din toate sursele.

Biomasa, in prezent a patra cea mai mare sursa de energie in lume, ar putea ajunge sursă principală de energie. S-au realizat mai multe scenarii pentru viitor care prevad o crestere a consumului de biocombustibili intre anii 2005-2050.

Gazeificarea este mai eficientă decât arderea directă a biomasei în focare, deoarece în primul rând pierderile de exergie (lucru mecanic disponibil) datorită schimbului de energie termică internă sunt mai reduse; de la 14-16% în cazul arderii, la 5-7% în cazul gazeificării, în timp ce reacţiile chimice sunt relativ eficente pentru ambele procedee, iar în al doilea rând datorită emisiilor în mediu mai bine controlate.

Gazeificarea biomasei, completa conversie a biomasei într-un combustibil gazos prin încălzirea ei într-un mediu propice, aer, oxigen, sau abur promite să devină o sursă de bază, de energie electrică. Gazeificarea biomasei este un proces demonstrat în obţinerea energiei electrice via cazane şi turbine cu abur, motoare termice, turbine cu gaze şi se dovedeşte de asemenea potrivită pentru anumite tipuri de celule de combustibil (fuell cells).


2. UTILIZAREA TEHNOLOGIEI DE CONVERSIE A BIOMASEI

Cercetările privitoare la utilizarea tehnologiei de conversie a biomasei, în singaz, prin gazeificare sunt vechi, de peste 100 de ani. În epoca modernă se caută soluţii pentru găsirea unor soluţii de ieftenire a instalaţiei astfel ca ea să devină atractivă şi pentru puteri termice mici. Privitor la preţurile specifice practicate în anii 80-90 în lucrarea [9], se arată că multe dintre gazeificatoare (de ordinul de mărime 100 kW) au un preţ specific mediu de 380 $/KWe pentru

instalaţia de gazeificare şi în jur de 150 $/KWe, pentru reactorul de bază. Totuşi, pentru sisteme mici preţurile devin extrem de ridicate. Astfel, o instalaţie de gazeificare pentru 10 kWe costă în jur de 840 $/KWe, iar gazeificatorul costă 350 $/KWe. De aceea aceste preţuri pot să facă gazeificatoarele neeconomice. Aceasta explică construcţiile de gazeificatoare de mare capacitate de felul celor din Filipine, Brazilia etc. Preţurile specifice practicate în prezent sunt indicate în tabelul 1. Tabelul 1. Costurile producerii energiei electrice din biomasă

Energia rezultată Tehnologia de conversie Cost pe kWe instalat Electricitate Combustie (<500 kW) 2800 € Electricitate Gazeificare 2000 € Electricitate Abur/Gaz (Instalaţii mari) 1700 € Biomasa ca resursă de combustibili este vastă, ea cuprinde reziduuri de pădure, culturi energetice, deşeuri din prelucrarea lemnului, pleavă de la grâne, celuloză, tulpini diverse, ierburi, reziduuri animale (vite, porci şi păsări de curte) şi reziduuri de la procesarea hranei, toate putând fi utilizate la producerea energiei. Biomasa are un mare potenţial de a fi folosită drept un combustibil curat şi regenerabil pentru producerea de instalaţii moderne de transmitere a energiei. Biomasa din deşeuri lemnoase are o putere calorifică de 18-19,5 MJ/kg, valoare care este deabia jumătate din cea a gazului natural sau a combustibilului din petrol. Acest dezavantaj cuplat cu densitatea mică a biomasei arată că biomasa are o slabă densitate energetică faţă de combustibilii fosili şi de aceea un preţ ridicat al transportului care constituie o barieră în cale dezvoltării unor instalaţii mari. În prezent, în Uniunea Europeană, 4% din necesarul de energie este asigurat din biomasă. La nivelul UE, se estimează crearea a cca. 300.000 de noi locuri de muncă în mediul rural, prin exploatarea biomasei.

Fig 1. Emisia de gaze cu efect de seră

O mare preocupare privind protecţia mediului este cea privitoare la emisia de CO2 din arderea combustibililor fosili. Când combustibilii fosili sunt arşi, carbonul din combustibil reacţionează cu oxigenul din aer pentru a produce CO2 un gaz cu efect de seră. CO2 contribuie la efectul de seră în proporţie de 50%. Acesta este motivul pentru care se studiază creşterea conţinutului de CO2 din atmosferă. Unul dintre remediile pentru limitarea creşterii conţinutului de CO2 în atmosferă este utilizarea biomasei în producerea energiei. Biomasa este un material organic, compusă în principal din carbon şi hidrogen.

Fig 2. Ciclul CO2 în natură Când biomasa este arsă, se degajă CO2 în atmosferă. Acesta este absorbit de plante prin fotosinteză, păstrând acelaşi conţinut de CO2 în atmosferă.


Fig. 3. Aşchii şi pelete 3. CONCLUZII Biomasa în România

În România rezervele de biomasă sunt în special deşeurile de lemn, deşeurile agricole, gunoiul menajer şi culturile energetice. Producerea de biomasă nu reprezintă doar o resursă de energie regenerabilă ci şi o oportunitate semnificativă pentru dezvoltarea rurală durabilă. Potenţialul energetic al biomasei este de circa 7.594 mii tep/an (tone echivalent petrol), din care 15,5% reprezintă reziduuri din exploatări forestiere şi lemn de foc, 6,4% rumeguş şi alte resturi din lemn, 63,2% deşeuri agricole, 7,2% deşeuri menajere şi 7,7% biogaz. La aceeaşi categorie trebuie menţionat şi potenţialul pentru producerea biocombustibililor. BIBLIOGRAFIE 1. Mark Jan Prins; Thermodynamic analysis of biomass gasification and torrefaction; Teza doctorat Eindhoven University of Technology 2. Krzysztof J. Ptasinski_, Mark J. Prins, Anke Pierik; Exergetic evaluation of biomass gasification; Department of Chemical Engineering and Chemistry, Eindhoven University of Technology, P.O. Box 513 (Helix, STW 1.22), 5600 MB Eindhoven, The Netherlands; ELSEVIER 2006; online: www.sciencedirect.com 3. Marja P. Houben, Analysis of tar removal in a partial oxidation burner. Eindhoven : Technische Universiteit Eindhoven, 2004. Proefschrift. . ISBN 90-386-2845-5 NUR 961 4. Baron RE, Porter SH, Hammond OH (1976). Chemical equilibria in carbon-hydrogen-oxygen systems. Cambridge: MIT Press. 5. Cairns EJ, Tevebaugh AD (1964). CHO gas phase compositions in equilibrium with carbon, and carbon deposition boundaries at one atmosphere. Journal of Chem. and Eng. Data 9(3):453-462. 6. Desrosiers R (1979). Thermodynamics of gas-char reactions. In: Reed TB, editor. A survey of biomass gasification. Colorado: Solar Energy Research Institute. 7. Double JM, Bridgwater AV (1985). Sensitivity of theoretical gasifier performance to system parameters. In: Palz W, Coombs J, Hall DO, editors. Energy from biomass, 3rd EC conference, Venice. p. 915-919 8. A V BRIDGWATER Bio-Energy Research Group, The future for biomass pyrolysis and gasification: status, opportunities and policies for Europe; November 2002 :, Aston University, Birmingham B4 7ET, UK 9. Gasification World Database 2007; Current Industry Status; 10. BIOMASS GASIFICATION - Anil K. Rajvanshi Director, Nimbkar Agricultural Research Institute, PHALTAN-415523, Maharashtra, India 11. Biomass Feasibility Study; Prepared For Ak-Chin Indian Community December 2005 Final Technical Report; DOE Award Number: DE-FG36-04GO14022, A000.

Quick Info The World Future Energy Summit, 19-21 January 2009, Abu Dhabi National Exhibition Centre The summit is the platform for policy decision making, investment, high-level business deals. An international exhibition showcase the developments in future energy technology with a Credit Suisse Innovation Zone, Standard Chartered Future Theatre, Green Energy Showcase, networking opportunities. Visitors can meet others from around the world to develop solutions and business opportunities. The event is open for all relevant business professionals to attend, however places are limited, allocated on a first come, first served basis. Tony Blair, Former UK Prime Minister, will be joining the epicenter of the alternative and renewable industry with a speech within the closing ceremony of the Summit on 21 January. Blair's closing comments will follow three days of global strategy sessions, future energy technical streams and an in-depth look at the green building industry. Whether the speaker is a head of state or a senior project manager, all have been selected due to their experience in successful commercial projects. The World Future Energy Summit has been developed to be solution-orientated for businesses, politicians and NGOs across the board. Energy has become a mainstream issue, but how much do we know about the business leaders in the area? The policy makers are going to Poznan in December to debate climate change issues, but in January the business leaders are coming to Abu Dhabi to find practical solutions - make sure you don't miss this opportunity. JOIN THE LEADERS, BE PART OF THE SOLUTION - 30 heads of state, leading policitians, blue chip CEOs and leading environmentalists, 70 technical solution sessions, 300 exhibitors, 12 country pavilions 3 days in Abu Dhabi could change your business opportunities forever. REPRESENTATIVES FROM OVER 58 COUNTRIES ALREADY REGISTERED TO ATTEND.


SUMMIT OVERVIEW

BY LYNNE EVANS, EVENT DIRECTOR

After a hugely success inaugural event in 2008, we are now working hard to put together the programme and plans for the 2009 World Future Energy Summit. The conference will cover a wide range of themes including: � Energy policy � Investment and funding � Green buildings � Clean transport � Solar � Wind � Biofuels

� Ocean power � Geothermal � Waste to energy � Fuel cells � Carbon management � Environmental strategy

With over 15,000 attendees expected to attend in 2009, the summit will be the largest meeting of influential figures within the renewable energy industry.

Themes for the World Future Energy Summit

(http://www.worldfutureenergysummit.com/)


75

SISTEME MODULARE PENTRU CONSTRUCŢIA DE MAŞINI

Marin Gheorghe, Raluca Magdalena Niţă

SC. ICTCM SA, Bucharest, ROMANIA, [email protected]

REZUMAT Lucrarea se refera la sistemele modulare utilizate in constructia de masini in scopul crestererii gradului de modulizare a componentelor si dezvoltarea de noi caracteristici si functiuni, in vederea adaptarii la noi posibilitati de fabricatie, vizand cresterea productivitatii si a calitatii productiei. ABSTRACT The paper refers to the modular systems in the machine tools design in the purpose of modulisation improvement of the components and new characteristics development and new functions in order to adapt at new fabrication possibilities, taking in consideration the productivity and quality production improvement. KEYWORDS: technological system, modular system, production flexibility, agregation, cost optimization. CUVINTE CHEIE: sistem tehnologic, sisteme modulare, flexibilitate productie, agregatizare, optimizare costuri

1. INTRODUCERE

Teoria sistemelor tinde sa devina o metoda generala de gandire, comuna tuturor stiintelor, oferind posibilitatea de a realiza legaturi intre domenii aparent indepartate. In abordarea sistemica se acorda prioritate ansamblului fata de elementele sale componente si, in special, este studiata dinamica relatiilor dintre aceste elemente care genereaza o continua transformare a raporturilor dintre ansamblu si mediu.

2. CONDITII TEHNICE ALE SISTEMELOR

Ca urmare a acestei abordari este prezenta o

imagine sugestiva a unui sistem, ca fiind o cutie care inchide un numar de elemente, legate intre ele prin relatii bine stabilite. La randul lor, relatiile dintre sistem si mediu sunt intrarile (u) si iesirile (y); actiunile mediului asupra sistemului fiind intrarile „u” iar actiunile sistemului asupra mediului , iesirile „y” (Fig. 1).

Fig. 1. Relatiile dintre sistem si mediu

Functiunile sistemului sunt descrise de relatiile dintre intrarile si iesirile sistemului iar structura sa este definita de natura elementelor care il compun si relatiile stabilite intre acestea. Integrarea elementelor in cadrul sistemului genereaza legea conform careia valoarea unui sistem este mai mare decat suma valorilor partilor componente. Sistemul tehnologic este definit ca un ansamblu structurat de mijloace de productie, legate intre ele prin relatii bine stabilite, ale carui functiuni sunt sarcinile de munca avute in vedere. Notiunea de sistem tehnologic introduce in modul de gandire tehnic un concept unitar, valabil pentru orice proces de munca ce face sinteza intre metodele de munca si echipamentele necesare aplicarii lor, iar dezvoltarea acestui concept conduce la punerea in valoarea a numeroase cai de crestere a eficientei procesului de munca si de reducere a cheltuielilor de investitii.

Maniera de a gandi la nivel de sistem impune elementelor componente ale acestuia calitatea suplimentara de interconectabilitate. Astfel fiecare din echipamentele care functioneaza in sistem este prevazut cu o interfata ce asigura legatura intre partea functional-specifica a elementului si celelalte subsisteme. Optimizarea tehnologica nu se poate obtine decat prin adaptarea operativa a mijloacelor tehnice de productie la aceste cerinte de innoire (fig. 2).


76

In acest context, si datorita progresului tehnic accelerat, dinamismul sistemelor tehnologice impune flexibilitatea ca o caracteristica dominanta a industriei moderne.

Dupa legile teoriei modelarii dinamice a sistemelor in care marimile evolueaza exponential, ritmul de crestere a informatiilor tehnice determina o diversificare accentuata a produselor si tehnologiilor.

Fig. 2. Conditiile optimizarii tehnologice

O consecinta a diversificarii este cresterea

cheltuielilor de introducere a noii tehnologii pentru achizitionarea de masini, instalatii, utilaje, dispozitive, scule si sisteme de control. Cu cat aceste echipamente vor avea un grad de specializare mai ridicat (speciale sau unicat), costurile de pregatire a fabricatiei vor fi mai mari in masura gradului de diversificare (Fig. 3).

Fig. 3. Costurile de pregatire a fabricatiei

In aceasta situatie se impune, evident,

optimizarea, in functie de diversitate. Solutia optima se gaseste in punctul in care suma acestor cheltuieli este minima.

Importanta economica a optimizarii, dependenta de evolutia dinamismului tehnologic, este cu atat mai mare si este legata de structura costului produselor in care ponderea cheltuielilor de cercetare-proiectare este intr-o continua crestere.

Cheltuielile de dotare cu echipamente de fabricatie si cele pentru exploatarea lor scad considerabil daca acestea vor fi nediferentiate, universale si reutilizabile, pentru ca resursele financiare necesare reutilizarii acestora se vor imparti la o cantitate mai mare de produse, iar timpul de asimilare va fi mult diminuat.

Din aceste motive, consideram ca standardizarea, unificarea si tipizarea constituie solutia pentru rezolvarea contradictiei dintre diversificare si unificare.

3. DESPRE SISTEMELE DE MODULE

Unificarea si tipizarea tehnologiilor, crearea sistemelor de masini reprezinta nivelul superior al procesului de rationalizare a diversificarii, proces care se prelungeste pe masura dezvoltarii diferitelor subsisteme.

Daca unificarea si tipizarea tehnologiilor urmarea acoperirea cat mai completa a cerintelor economice cu un sortiment cat mai redus de utilaje diferite, tipizarea constructiva are ca obiect structura insasi a acestor utilaje, metodele prin care configuratia acestora poate fi mai bine adaptata cerintelor functionale, in conditiile unei diversitati cat mai restranse.

Procesul de tipizare constructiva poate incepe in momentul in care obiectivul unui proiect nu mai este un unicat ci o grupa de produse care au o functiune comuna. Trecerea de la proiectarea unui unicat la proiectarea unui sistem reprezinta saltul calitativ in activitatea de conceptie.

O grupa sau o familie de produse este o multime de elemente, subansambluri sau produse inrudite care au o functiune sau un parametru comun. Realizarea unei familii de produse astfel incat in constructia diferitilor membrii ai acesteia sa se regaseasca elemente sau componente identice defineste conceptia modulara.

Modulul este un element constructiv al unui sistem care indeplineste o functiune bine stabilita si formeaza un obiect fizic de-sine-statator. Conceptia modulara, ca element de baza al unificarii constructive, reprezinta una din caile prin care tehnologia contemporana incearca sa dea o solutie dilemei diversificare-unificare. O mare varietate de constructii, din orice domeniu, se realizeaza pornind de la un numar limitat de elemente care permit obtinerea unor structuri complexe de masini, dispozitive, utilaje si echipamente prin combinarea intr-o infinitate de variante ale acelorasi componente, denumite module.

Conceptul sistemelor de module reprezinta o investitie anticipativa de munca, care ocupa un loc important in efortul pe plan mondial de creatie tehnologica.

Procedura descompunerii unui sistem tehnologic intr-un numar de subsisteme, fiecare cu anumite functiuni permite atribuirea calitatii de modul pentru oricare din aceste subsisteme, ca ansamblu fizic de-sine-statator. El este capabil sa-si indeplineasca functiunea sa intr-o mare varietate de conditii exterioare si astfel sistemul tehnologic este rezultatul unei combinatii ale acestor module.

Ca orice subansamblu al unei masini, modulul indeplineste o anumita functiune dar prezinta urmatoarele caracteristici suplimentare:

- caracterul sau de-sine-statator care ii ofera posibilitatea de a functiona independent si deci de a fi testat in acest mod.

- capacitatea sa de a-si indeplini functiunea intr-o mare varietate de conditii externe, altfel spus, de


77

a fi interconectat cu alte module din cadrul unei multimi de sisteme de rang superior. Aceste caracteristici ale conceptului modern de

modul au efecte deosebit de favorabile asupra tehnologiei.

In toate domeniile constructiilor de masini, utilaje, aparate, echipamente, instalatii, nave, in constructia de locuinte, cladiri moderne, poduri, hale industriale se utilizeaza tot mai mult componente realizate pentru o familie de produse cu forme, dimensiuni si caracteristici prestabilite care alcatuiesc structuri mai mult sau mai putin complexe in functie de scopul urmarit.

4. DETERMINAREA UNEI

STRUCTURI MODULARE O masina-unealta de mare productivitate

conceputa pentru prelucrarea unei anumite piese (o masina unicat) este construita din componente si subansambluri pe care le regasim si la alte masini de acelasi tip sau diferite ca tipodimensiuni si caracteristici. In compunerea lor intalnim capete de forta, mese rotative cu indexare, sanii de avans, cutii de viteze, scule si portscule, blocuri hidraulice, dispozitive de orientare si fixare a semifabricatelor care pot fi realizate pe baza conceptului de modularizare.

Aceasta idee trebuie sa stea la baza celor mai variate si complexe structuri tehnologice, deoarece constructia modulara constituie solutia cea mai simpla si eficienta de a crea noul cu minimum de elemente de noutate.

Daca ne aflam in fata unei probleme de proiectare si constructie a unui sistem tehnologic, masina, aparat sau echipament, descrierea cea mai simpla este aceea a unei cutii S cu intrarile „u” si iesirile „y”. Rezolvarea problemei presupune determinarea unei structuri modulare corespunzatoare unei anumite descompuneri in subsistem ca cea din figura 4.

Exista posibilitatea de a defini un numar mare de variante privind descompunerea sistemului S in subsisteme.

Solutia optima de proiectare consta in alegerea acelei variante care corespunde cu disponibilitatea de a introduce un numar cat mai mare de subsisteme cunoscute, identificate sub forma de module existente si utilizabile

Fig. 4. Determinarea unei structuri modulare

In acest mod exista certitudinea ca sistemul va functiona bine, poate fi realizat in timpul cel mai scurt si are cele mai bune sanse de a fi un succes tehnico-economic.

Ca o concluzie, se poate spune ca , orice proces de proiectare a unui nou sistem trebuie sa parcurga urmatoarele etape: 1. definirea sistemului prin intrarile si iesirile sale. 2. descompunerea sistemului in subsisteme prin

evidentierea variantelor. 3. identificarea subsistemelor cunoscute, disponibile

sub forma de module. Legile dezvoltarii tuturor proceselor productiei

industriale conduc, odata cu cresterea nomenclatorului masinilor si mecanismelor, spre o generalizare a solutiilor constructive, tehnologiei de fabricatie, exploatarii si reparatiei acestora.

Un sistem tehnic complex se compune din zeci si sute de mii de elemente constructive finite, care se regasesc, in majoritatea structurilor, deja incorporate in mai multe produse destinate anumitor ramuri industriale sau in constructia de masini in general.

Din analiza structurilor produselor fabricate se desprind urmatoarele concluzii:

- cu cat gradul de separare al unui produs in parti componente este mai mare, cu atat creste posibilitatea de folosire a elementelor constructive in alte constructii.

- cu cat gradul de sinteza a elementelor unei constructii este mai ridicat, cu atat este mai mare varietatea de combinatii constructive ce poate fi conceputa din aceste elemente si cu atat sunt mai mari seriile lor de fabricatie si stabilitatea procesului de productie al acestora.

Aceste considerente conduc spre unificarea metodelor de realizare a masinilor, solutiilor si formelor constructive, a metodelor de exploatare si reparare.

Incepand cu specializarea pe produse, constructia de masini a trecut, pe baza folosirii principiilor unificarii si agregatizarii la specializarea pe subansambluri, agregate si componente.

Agregatizarea este organic legata de unificare, reprezinta o dezvoltare logica a acesteia si consta in folosirea de subansambluri (blocuri) unificate constructiv, combinate astfel incat sa formeze variante de echipamente tehnologice adaptate unor conditii de lucru cat mai diverse.

Modulele sunt interschimbabile functional si constructiv, au proprietati de convertibilitate si reversibilitate repetata. Agregatizarea este si ea o forma a conceptiei modulare.

Particularitatea elementelor unificate consta in aceea ca ele capata intrebuintari multiple care, de regula, depasesc granitele ramurii industriale unde au fost produse, avand loc astfel o unificare a masinilor in domeniile industriale invecinate, paralel cu unificarea masinilor din cadrul fiecarei ramuri in parte.


78

Unificarea masinilor, subansamblurilor, agregatelor si, crearea, intr-o faza superioara, a unor familii si sisteme de masini se bazeaza pe similitudinea cinematicii si sinteza mecanismelor acestora, a caror analiza permite sa se constate ca multe masini care, la prima vedere, par diferite, sunt, de fapt, identice din punct de vedere functional.

Elementele de baza care faciliteaza tipizarea si universalizarea echipamentelor sunt prezentate in figura 5.

Fig. 5. Elementele de baza care faciliteaza tipizarea si universalizarea echipamentelor

5. CONCLUZII

Progresul tehnologic accelerat si dinamismul sistemelor tehnologice impune ca, caracteristica dominanta a industriei moderne flexibilitatea.

Un sistem tehnic complex se compune din zeci si sute de mii de elemente constructive finite, care se regasesc, in majoritatea structurilor, deja incorporate in mai multe produse destinate anumitor ramuri industriale sau in constructia de masini in general.

Din acest motiv, cu cat gradul de separare al unui produs in parti componente este mai mare, cu atat creste posibilitatea de folosire a elementelor constructive in alte constructii.

Gradul de sinteza a elementelor unei constructii este mai ridicat, cu atat este mai mare varietatea de combinatii constructive ce poate fi conceputa din aceste elemente si cu atat sunt mai mari seriile lor de fabricatie si stabilitatea procesului de productie al acestora.

Din aceste considerente conduc unificarea metodelor de realizare a masinilor, solutiilor si formelor constructive, a metodelor de exploatare si reparare contribuie in mod semnificativ la cresterea productivitatii muncii si a calitatii productiei.

BIBLIOGRAFIE [1] Costea A., Rachieru N., Flexibilitatea şi performanţele echipamentelor de prelucrare – Optimizarea proiectării dispozitivelor, Ed. BREN 2005. [2] *** HALDER Vorrichtungs konstruction – System 70. [3] *** WDS Waharton Ltd. Modular Fixturing System – Anglia. [4] *** TECMA Attrezzature modulari – Italia. [5] *** PREMATEX Montages modulaires – Switzerland. [6] *** AMFO Modulares Vorrichtungssystem, Andreas Maier GmbH & Co – Germania. [7] *** SEM – 64 Dispozitive din elemente modulate, Universitatea Politehnica Bucureşti. [8] Ungureanu I., Iordache M., Dispozitive de fabricare, Editura Universităţii din Piteşti, 2002.

Quick Info ICT Call 4 now open, Deadline: 1 April 2009 The ICT theme was launched focusing on seven strategic Challenges for the seven years of this FP7. This Fourth call seeks proposals in nineteen areas that are part of the following challenges : • Challenge 1 : Pervasive and trustworthy network and service infrastructures • Challenge 2 : Cognitive systems, interaction, robotics • Challenge 3 : Components, systems, engineering • Challenge 5 : Towards sustainable and personalised healthcare • Challenge 6 : ICT for mobility, environmental stability and energy efficiency • Challenge 7 : ICT for independent living , inclusion and governance The call promotes research in 3 areas of Future & Emerging Technologies: 1.Concurrent tera-device computing; 2.Quantum information foundations&technologies; 3.Biochemistry-based information technology. The call also includes a number of Coordination & Support actions, with emphasis on international cooperation in ICT with partner countries overseas. The ICT theme has committed a budget of €801m for this call. It is expected that the first projects funded from this action will be launched in autumn 2009. The ICT theme has also on 19th November launched a call jointly with the ENERGY theme, covering Novel ICT solutions for smart electricity distribution networks. This call, budgeted with €10m from ICT and €10m from ENERGY, will close on 31st March 2009 with project launches also in the late autumn of 2009. Both of these calls will be featured strongly at the ICT 2008 Event, Lyon, 25-27 November. (http://cordis.europa.eu/fp7/dc/index.cfm?fuseaction=UserSite.FP7ActivityCallsPage&id_activity=3)


79

ELECTRIC ARC THERMAL SPRAYING OF CuAl9Fe3 AND CuSn6P ALLOYS, AN EFFICIENT SOLUTION TO OBTAIN REQUIRED COATINGS FOR SLIDER

BEARINGS

Valentin Mihailescu, Gheorghe Badea, Leonard Teodoru

Fundatia “Profesor Constantin Popovici”, Bucureşti, ROMANIA, e-mail: [email protected]

ABSTRACT: The article contains a synthesis of the results from tests on the mentioned alloy. Performed tests are grouped into two categories, namely:

a) tests that are specific to thermal spray deposition comprising optimal parameters for spraying depending on the pursued aim; b) tests that are specific to the deposition wear behaviour, respectively tribological tests.

The synthesis of these tests defines the behavior during service of mentioned alloy, therefore its fields of use.

KEYWORDS: thermal spraying materials, electric arc, coatings, slide bearings

1.INTRODUCTION The tests were conducted aimed at assimilation of internal production thermal spraying materials and determination of the main areas of use.

2. THE PROCESS OF THERMAL SPRAYING

The method used in the research was the electric arc.It consists of:

- melting the added material with an electric arc formed between two wires connected to a rectifier poles;

- spraying the fusion in very fine particles and transporting them to the loading area with compressed air;

Arc wire thermal spray process is one of the most used methods, because it allows solving a 60-70 -% of the issues regarding filling of mechanical parts and having the most accessible source of energy. But compared to the flame oxigaz process, for example, the electric arc process has the following additional advantages:

- Lower energy consumption; - High productivity; - Reduced maintenance expenses; - Increased adherence of material deposited

on the material basis; The sprayed metal is in terms of metallurgy, a new metal material with different physical properties

of the original metal before spraying it is generally more callous, more breakable,more porous than the original metal. Because during the sprayingt the heating temperature is controlled and does not exceed 1500-2000 the process is called "cold".

The experiments were made with an installation of thermal spraying with electric arc produced Romanian type Terospray E3 executed by IPEE SA Curtea de Arges with the following technical characteristics: - power-rated……………………15 KW - spray-voltage….…………….…24-35 V - intensity current spraying.......100-350 A - pressure compressed air……….. 4-6 bar - compressed air-consumption… .0,8 Nm3 - diameter of the wire………...1,6-2,5 mm 3. THE TEST METHODOLOGY

As for a particular material deposited by spraying the thermal characteristics depend mainly on the parameters used for spraying, the research laboratory has pursued on the basis of optimizing their measurements and physical characteristics of tribological layers deposited. Methodology testing included the following steps:

-preparation plant and test glass; -determination the minimum voltage

spray; -determination of the current tension

spray;


80

-determination of the air pressure spray; -determination of the distance spray; -determination of compressed air pressure.

4. PREPARATION EQUIPMENT AND SAMPLE TEST

For the sampling installation of thermal spraying has been verified, the wire electrical nozzles, were replaced and were adjusted, according to the technical equipment’s book and the correct functioning of the air regulators , was verified the compressed air filters were washed. Preparationof the test sample comprised two stages: a) degreasing area for filing;

b) increasing surface roughness for filing; The material of the test sample was OLC 45.

Degreasing surfaces was made by washing with toluene. Increased roughness was made by the blast corundum 125, in a absorption blast installation at pressure of 4.5 bar. After the blast remove dust gasp by compressed air. The same type of training also applies to parts that are submitted through the various layers of thermal spraying.

1. THE CHARACTERISTICS

OF INVESTIGATED MATERIALS

Table no.1. Composition chemical investigated materials.

2. DETERMINATION OF THE

MINIMUM SPRAY VOLTAGE Minimum spray voltage was determined using the devices for measuring the plant, respectively voltmeter, ampermeter and pressure gauges. For a given current chosen at a value of 180 A the tension at which the arch is still stable was determined. This is the minimum voltage of the spraying.

Minimum tensions caused such spraying were the following: 28V for bronze with aluminium CuAl9Fe3 and 24V for bronze with tin CuSn6P.

Current was elected to the amount mentioned by 180 A taking into account the ability to continue spraying the plant and previous experience long-lasting stability on the operation of this type of installation.

7. RESULTS OF THE TESTS

The tests were divided into two groups, namely: the first group for determining the specific

parameters of a maximum adherence and the second group for determining the best characteristics of resistance to wear.

There have been carried out series of three test samples simultaneously cooled with compressed air during the filling in order to maintain the temperature in the prescribed limits.

Table no.1 show the adherence values and the average adherence values based on CuAl9Fe3 spraying parameters.

The optimum values from maximum adherence point of new are obtain through the variation within certain limits of these parameters: spray voltage, compressed air pressure and spraying distance.

The average adherence value depending on variable parameters from our tests are indicated in diagram no.1. It is noticeable that we get the maximum adherence value for the following spraying parameters: U=32V, pa=2,5bar, h=80mm, using an amperage of 180A.

The adherence measurement has been conducted using the METCO initiated machine that measures adherence by detaching the layer through traction.

Compared to the standard method it has the advantage of not using adhesive. The adherence values from table no. 2 are similar to the values determined through the standard method by companies specialized in thermal spraying.

Table no.2. Values of the adherence for

various parameters of spraying bronze CuAl9Fe3

Parameters of spraying Adhesion for test glass No. (N/mm2)

Adhesion average

The name

U (V)

I (A)

H (mm)

pa (bar) 1 2 3 (N/mm2)

28 180 100 2,0 11,43 11,78 11,58 11,6 30 180 100 2,0 13,74 13,92 12,72 13,46 32 180 100 2,0 14,3 14,02 13,7 14,01

Determi nation of the

tension spray 34 180 100 2,0 12,74 12,24 12,1 12,36

32 180 100 1,8 12,84 11,60 12,60 12,35 32 180 100 2,0 13,83 14,10 13,67 13,87 32 180 100 2,5 14,72 14,92 14,8 14,81

Determination of the pressure

compressed air 32 180 100 3,0 12,6 11,8 11,8 12,07

32 180 60 2,5 12,24 12,30 11,92 12,21 32 180 80 2,5 15,35 14,96 15,67 15,33 32 180 100 2,5 14,60 14,71 14,85 14,72

Determination of the distance

spray 32 180 120 2,5 12,10 11,30 11,25 11,55

Composition % Material

Al Fe Sn P Cu Size Status

CuAl9Fe3 8,46 0,56 - - rest Ø2 ½ loudly

CuSn6P - - 6,71 0,2 rest Ø2 ½ loudly


81

Diagram.1. The value of adherence based on

voltage, air presure and distance for CuAl9Fe3 Table no.3 presents the adherence and average

adherence values based on CuSn6P bronze spraying parameters. The try outs have been carried out using the same optimization method for spraying parameters, through succesive selections in order to obtain the maximum adherence, as the aluminium bronze.

The values found in test were much smaller. The test carried out until this point were aimed at obtaining the best adherence value.

Table no. 3. Adherence values for diferent spraying

parameters for CuSn6P alloy

Spraying parameteers Aherence value for

speciment no. (N/mm2)

Average adherenceName

U (V)

I (A)

H (mm)

pa (bar) 1 2 3 (N/mm2)

24 180 100 2,0 3.45 4.12 4.00 3.86 28 180 100 2,0 4.93 5.02 4.81 4.92 30 180 100 2,0 5.29 5.17 5.17 5.21

Determination of the spraying tension 32 180 100 2,0 4.85 4.85 4.62 4.77

30 180 100 1,8 4,80 4,20 4,12 4,37 30 180 100 2,0 5,06 5,20 5,15 5,14 30 180 100 2,5 5,24 5,35 5,12 5,24

Determination of the

compressed air presure 30 180 100 3,0 4,50 4,12 4,20 4,27

30 180 60 2,5 5,15 5,06 5,06 5,09 30 180 80 2,5 5,84 5,53 5,65 5,67 30 180 100 2,5 5,30 5,10 5,10 5,17

Determination of the sprying distance 30 180 120 2,5 4,20 4,00 3,86 4,02

The second serie of tests was conducted aimed

at determining the parameters that provide the best behavior on wearing for these bronze coatings.

The coatings quality was shown by testing them on wear on a Timken stand. Since the spraying voltage has a powerful influence on all the coating features worsening then when its growing, we have tested the influence from other parameters by maintaining constant voltage level.

The minimum spraying voltage was used for both materials. From previous tests we know that the amperage variation causes minor changes, so the features tested for optimization were the compressed air pressure and the spraying distance. The following coating parameters were measured: friction coefficient, wear, durity and porosity.

The friction coeficient and wear have been determined following the tests done on Timken stand. The wear represents the lenght measured in mm of the spota left on the specimen. The friction coupling which have been tested on the Timken stand were as follows: OLC45/CuAl9Fe3 (sprayed), OLC45/CuSn6P (sprayed), OLC45/CuSn10 (laminated), OLC45/CuSn14 (laminated).

The mobile coupling was made from improved OLC45 with a hardness of 50HRc, and the fixed coupling were made from the studied materials.

Both the mobile specimens and the fixed ones, have been rectified in wet conditions, with a roughness of 1,6µm. The wear, fricton coeficient, degree of hardness and porosity, all have average

values on series of three specimens, made in similar technical conditions.

Diagram. no. 2. The value of adherence based on voltage, air presure and distance for CuSn6P alloy

In table no. 4, are shown the results measured for CuAl9Fe3 alloy, and in table no. 5 for CuSn6P alloy.

Table no.4. The main features, relative to the presure of compresed air for CuAl9Fe3 alloy

Spraying parameters

U(V) I(A) h(mm) pa (bar)

Hardness HV5

Porosity (%)

Average fricton coeficient

Wear (mm)

28 180 150 2,0 142 19-20 0,078 1,5 28 180 150 3,0 150 17-18 0,076 1,5 28 180 150 4,0 162 12-14 0,068 1,4 28 180 150 5,0 176 11-13 0,062 1,4 28 180 150 5,5 163 11-13 0,062 1,4

Table no.5. The main features, relative to the presure of compresed air for CuSn6P alloy

Spraying parameters

U(V) I(A) h(mm) pa(bar)Hardness HV5

Porosity (%)


Wear (mm)

24 180 150 2,0 78 18-19 0,060 3,3 24 180 150 3,0 86 15-16 0,060 3,2 24 180 150 4,0 91 11-14 0,056 3,1 24 180 150 5,0 98 7,0-8,0 0,048 3,1 24 180 150 5,5 96 7,0-8,0 0,048 3,1

For comparing, in table no. 6 are shown the results for the studied brass and another two clasical brass types, obtained lamination.

Table no. 6. Comparative features

Material Hardness HV5


Wear (mm)

CuAl9Fe3 (sprayed) 176 0,07 1,5 CuSn6P (sprayed) 98 0,055 2,5 CuSn10 (laminated) 100 0,078 3,2 CuSn 14(laminated) 120 0,075 3,0


82

3. CONCLUSIONS

In table no. 7 are shown the specific parameters for spraying, depending on the proposed goal, respetivly adherence or wear layer. Based on the research, it was shown that the spraying parameters are not identical for the both types of layers. Of the two studied materials, olny one of them has the tipical features of adherence material, namely the CuAl9Fe3 alloy. The adherence value of brass over tin shows that it is deep below the tipical values of an adherence material, and as such it can not be used by itself, but only with an aditional intermediary layer for adherence. Table no. 7. The optimum spraying parameters for

CuAl9Fe3 alloy and CuSn6P alloy

CuAl9Fe3 CuSn6P Parameter Adherence

layers Deposit layers

Deposit layers

Voltage(V) 32 28 24 Amperage(A) 180 180 180 Distance(mm) 80 150 150 Pressure(bar) 2,5 5,5 5,5

1. The research aimed to study the posibilitie of replacing clasical antifriction materials with new materials obtained through unconventional procedures. 2. It was studied the influence of the technological coating parameters on the functional features of those materials to determine their potential use. 3. The working parameters that ensures the specific properties required from an eficient antifriction coating have been detemined,. 4. It was noticed that those coatings can successfully replace clasical antifriction materials, having similar features, or even better when concerning resistance to wear.

REFERENCES

[1] Sulzer Metco, Thermal Spray Materials Guide, 2006 [2] Sulzer Metco, Equipment Guide, 2007 [3] Metallisation Limited, Technical Bulletin nr. 2.2.1.-2.2.8, 1995 [4]SR EN ISO 14921, SR EN ISO 14922-1, SR EN ISO 14922-2

Quick Info

Brokerage: Future Match’09, March 3, 2009, Hannover, Germany, during CeBIT

Future Match provides a platform for exhibitors and visitors at the fair to find partners in EU for technology-oriented partnerships, R&D cooperation in the field of information, communication technologies. In 2008 more than 500 participants from 37 countries used this opportunity to confer with potential cooperation partners in over 1200 bilateral meetings. Participants choose potential partners from the online-catalogue, request bilateral meetings, which take place at the event stand. Participation is free of charge. Deadline: 4 February 2009.

Since 1999 the brokerage event Future Match at CeBIT future parc has enabled exhibitors and visitors at the fair to find partners for technological cooperation, e.g. product development, research & development, joint ventures, manufacturing, marketing and/or licensing agreements.

Companies, universities and research institutes in the ICT sector are again invited to use this opportunity to establish new cross-border contacts for future collaboration at Future Match 2009.

Some facts and figures from Future Match 2008:

480 participants 39 countries represented 1,200 bilateral meetings

New at Future Match 2009 is the host organisation Enterprise Europe Network. This network is the successor to two very successful European networks: The former Innovation Relay Centres and the former Euro Info Centres.

Visit the Enterprise Europe Network booth at Future Match 2009 for additional information about how we can help your business flourish in Europe.

(http://www.futurematch.cebit.de/p_index.php?q=&q_offer=&q_request=&)


83

METODE ŞI INSTRUMENTE PENTRU TEHNOLOGII ECOLOGICE SI ECO-PROIECTARE

Alexandru Radulescu* , Mihaela Alina Aron*,

*Universitatea “POLITEHNICA” Bucuresti, ROMANIA, e-mail:[email protected],[email protected]

REZUMAT Inovarea in spiritul eco-eficientei poate consta in imbunatatiri incrementale ale proceselor sau produselor, dar si un salt mai radical catre o noua tehnologie. Eco-Eficienţa (EE), suprapusă deseori termenului de eco-inovare, constituie parte integrantă a Strategiei de Dezvoltare Durabilă (SDD), ţintind in principal componenta economică, componenta de mediu si evidentiind inter-relaţiile dintre acestea. Este insa in mod direct legata si de componenta sociala in forma cerintelor de consum ale societaţii.

ABSTRACT Innovation in the spirit of eco-efficiency may consist of incremental improvements in processes or products, but also a more radical leap to a new technology. Eco-efficiency (EE), often superimposed the term eco-innovation, is an integral part of the Strategy for Sustainable Development (SDD), targeting mainly the economy, the environment and highlight the inter-relationships between them. But is directly related to the social component in the consumer demands of society.

CUVINTE CHEIE: tehnologii ecologice, inovare, Eco-Proiectare, Eco- Eficienta, Dezvoltare Durabila KEYWORDS: eco-technology, innovation, Eco-Design, Eco-Efficiency, Sustainable Development

1. INTRODUCERE

Termenii legaţi de durabilitate (sustainability), clarificarea acestora si stabilirea relaţiilor dintre ei constituie si in prezent subiecte de cercetare. Lipsa unordefiniţii oficiale, pe de o parte, precum si continua apariţie de noi termeni pot crea confuzii in folosirea acestora, cu atat mai mult cu cat sensul acestora se intersecteaza sau difera in mod nesemnificativ.

2.PRINCIPII DE MEDIU

a) Principiul Ciclului de Viata: reprezinta elementul esenţial pentru implementarea dezvoltatii durabile in faza de concepere a produsului.

Termenul are in vedere toate etapele ciclului de viata si impacturile de mediu asociate lor, inclusiv procesul de decizie si este pus in practica prin Analiza Ciclului de Viata – ACV (Life Cycle Assessment – LCA). b) Controlul Poluarii rezulta din utilizari trecute ale termenului, cand poluarea era pur si simplu supravegheata. Tehologiile “capat de conducta” folosesc controlul poluarii in relaţie cu problemele generate de evacuari/emisii de poluanţi din surse industriale. Se admite ca aceasta abordare reprezinta doar o amanare temporara a problemelor de mediu , concentrandu-se pe “captarea poluarii” mai degraba decat pe reducerea acesteia.


84

Conform acestui principiu, poluarea este redusa dupa ce ea a fost generata si, alaturi de tehnologiile “capat de conducta” sunt incluse si investigaţiile privind natura si extinderea contaminarii . Trebuie recunoscut ca aceasta abordare presupune resurse si costuri suplimentare si nu este in acord cu viziunea dezvoltarii durabile. c) Reciclarea, Refolosirea si Regenerarea reprezinta termeni inrudiţi, deseori folosiţi pentru descrierea aceleiasi acţiuni. Reciclarea (EPA) reprezinta metoda de recuperare a unei resurse care presupune colectarea si tratarea unui deseu, in vederea folosirii lui ca materia prima pentru obtinerea aceluiasi produs sau a unuia similar. Strategia Europeana in domeniul deseurilor distinge intre recirculare si refolosire: refolosirea semnificand utilizarea deseului (proces diferit) ca materie prima fara modificari structurale, iar reciclarea semnificand schimbari structurale in cadrul aceluiasi proces. Regenerarea este activitatea de reinoire a unui material pentru a-l reda in forma primara utilizarii in acelasi proces sau unul diferit. d) Minimizarea resurselor nu are inca o definiţie consacrata. Principiul s-a cladit pe constientizarea faptului ca resursele (materii prime, purtatori de energie, rezerve de apa) nu vor fi disponibile la nesfarsit si este perceput drept un “demers pentru reducere ” aplicabil oricarei activitati consumatoare de resurse. Aceasta ar conduce la conservarea resurselor, imbunataţirea disponibilitaţii si menţinerii acestora. e) Reducerea surselor este definita (EPA) ca fiind practica de reducere a cantitatii de materiale care intra in fluxul deseurilor dintr-o anumita sursa prin regandirea produsului sau a practicilor de producţie si consum. Conform caracteristicilor definite, termenul este “ascuns” (inclus) in definitia Prevenirii Poluarii (care este totusi un concept mai larg). 3.TEHNOLOGII ECOLOGICE Ingineria ciclului de viaţă

Apariţia conceptului de dezvoltare durabilă a condus implicit şi la creşterea interesului pentru problemele ecologice (de mediu). Dezvoltarea durabilă a produselor şi proceselor presupune atingerea cerinţelor prezentului fără a compromite abilităţile generaţiilor viitoare de a întâlni propriile lor cerinţe (World Commission on Environment and Development, 1987).

Ecologia industrială se ocupă cu studiul

ciclurilor de viaţă ale produselor şi serviciilor, în relaţie cu o largă varietate de direcţii, incluzând analiza sistemelor de fabricaţie, analiza fluxurilor materialelor, prevenirea poluării, proiectarea ecologică, administrarea produselor, evaluarea tehnologiilor. Ea oferă perspective pe termen lung, încurajând produsele, tehnologiile şi politicile pentru utilizarea resurselor durabile şi protecţia mediului pentru viitor.

Ciclul de viaţă al unui produs (Fig.1) considerând ca având ca etapă de început preprocesarea materialelor în subproduse de tip semifabricate sau materiale primare, continuă prin procesarea acestora în elemente componente şi apoi prin asamblarea şi ambalarea ca produs final. În urma vânzării produsul intră în etapa de folosire (utilizare), în vederea satisfacerii cerinţelor consumatorilor, după care ajunge la ultima etapă, ceea a scoaterii din uz, care presupune operaţii de prelucrare a produsului uzat spre reutilizare, reciclare, remanufacturare, procesare a deşeurilor etc. Mult timp etapa finală a ciclului de viaţă a fost rezolvată simplist, cu precădere prin depozitarea în structură completă, ca subansamble sau ca elemente componente, ca deşeuri, în locuri special amenajate în mediul înconjurător. Uneori, în cazul materialelor inflamabile, s-au dezvoltat staţii de procesare a deşeurilor prin incinerare. Aceste moduri de dezafectare a produselor au evidenţiat implicaţii cu nivele ridicate de negativitate asupra mediului înconjurător, atât din punct de vedere al apariţiei materialelor incapabile de a intra în circuitul natural fără să-l deterioreze, precum şi prin dezechilibre energetice severe. În ultima perioadă de timp, pentru diminuarea sau chiar eliminarea acestor implicaţii negative asupra mediului, se urmăreşte diminuarea feedback-ului „negru” cu 5 ramuri de transmitere către mediul înconjurător de reziduuri (deşeuri) şi noxe – de la prelucrarea materialelor, de la prelucrarea părţilor, de la asamblare şi ambalare, de la folosire şi după scoaterea din uz – s-au dezvoltat bucle feedback „albe” de reprocesare a reziduurilor tehnologice, de întreţinere/reparare/service, de refolosire a unor componente sau subansamble, de reprelucrarea unor componente şi de reciclarea materialelor. Această tendinţă se poate evidenţia şi prin exemplul industriei europeane de automobile care asigură reciclabilitatea şi refolosirea a 75% din greutatea vehiculelor uzate. Acest procent trebuie să fie până în 2006, cel puţin de 80% şi să crească, până în 2015, la 95%. De asemenea, în ultima perioadă de timp, s-au evidenţiat expertize avansate din punct de vedere ecologic şi în alte domenii industriale (produsele electronice, produsele de uz casnic).


85

Reciclarea

Reprelucrarea

Refolosirea

FABRICAŢIE PRODUS

M E D I U L Î N C O N J U R Ă T O R

SFÂRŞITUL VIEŢII PRODUSULUI

Întreţinere/reparare

FOLOSIRE PRODUS

ASAMBLAREAPRELUCRAREA COMPONENTELOR

PREPROCESAREA MATERIALELOR

Reprocesarea

Fig. 1. Ciclul de viaţă al unui produs

Ingineria ciclului de viaţă a unui produs

sau proces are rolul de a optimiza etapele ciclului de viaţă, împreună urmărind să echilibreaze câştigurile şi pierderile legate de aspecte energetice, de materiale, de ambalare, chimice, biologice şi de prelucrare a deşeurilor. În acest sens se evidenţiază şapte direcţii de eco-eficienţă: reducerea consumulurilor de materiale, reducerea consumurilor energetice, reducerea materialelor toxice, creştereea reciclabilităţii materalelor, dezvoltarea resurselor regenerabile, creşterea durabilităţii produselor şi serviciilor.

Modelările matematice ale diverselor etape ale ciclului de viaţă a unui produs şi mai ales a întregului ciclul de viaţă sunt greoaie, datorită numărului mare de factori eterogeni, cu implicaţii şi efecte multiple dificil de cuantificat. Astfel, pentru aprecierea diverselor dimensiuni ale performanţelor ecologice au fost dezvoltate un număr mare de metode, mai puţin sau mai mult cuantificabile şi algoritmizabile. De exemplu, în ultima perioadă de timp, s-au dezvoltat multe metode cu eco-indicatori bazate pe punctaje şi pe strategii de măsuri de reducere a impactului ecologic general. Având la bază aceste metode, s-au dezvoltat algoritmi şi pachete software de evaluare a performanţelor ecologice introducând diverşi termeni specifici de la eco-eficienţă la ecologie industrială şi design pentru mediu. Pe de altă parte, s-au generat şi ipoteze specifice folosite pentru calcule şi analize (de ex. masa materialului are relevanţă asupra mediului dacă este de cel puţin 5%).

Evaluarea impactului unui produs, serviciu sau proiect asupra mediului, pe întreg ciclul de viaţă, incluzând fabricarea, folosirea şi postutilizarea, ca modelare, ca fundamentare

tehnică, ca formalism, ca metodologii de calcul, ca generare de soft-uri şi baze de date, a fost şi este o preocupare permanentă la nivel mondial, cu precădere, prin organizaţii ca ISO (International Organization for Standardization), SETAC, U.S. EPA etc.

Una din ţintele actuale ale procesului de design constă în îmbunătăţirea produselor existente prin realizarea adaptivităţii sau a noi variante. In direcţia realizării adaptivităţii, sunt preocupări intense legate de aspecte ecologice, pornind de la analiza punctelor slabe ale produsului existent. Aceasta se realizează cu ajutorul metodelor de evaluare a ciclului de viaţă (LCA- Lifle Cycle Assesment), în conformitate cu standardul ISO 14040 şi mai grosierele metode de estimare ca eco-indicatorii 99 sau cerinţele energetice cumulate (CED- Cumulated Energy Demand).

În ultima perioadă de timp au fost dezvoltate un număr impresionant de metode, instrumente şi pachete software de evaluare a impactului ecologic al materialelor, produselor şi proceselor. Aceste instrumente sunt diverse şi sunt asociate cu modele de la înalte nivele de cuantificare până la cele mai formale modele calitative. Pornind de la faptul că eco-instrumentele actuale au un caracter cvasigeneral, acoperind grupuri de produse sau procese, problema importantă a utilizatorilor (proiectanţi, designeri, manageri) este de a găsi instrumentul adecvat pentru problema specifică pe care o are de rezolvat. Pe de altă parte, ţinând cont de structura generală şi de problematică, în viitor, este posibil să se elaboreze instrumente specifice pentru principalele subsisteme ale produselor (mecanice, electrice, electronice, informatice etc.), luând în considerare şi interacţiunile dintre acestea.

În figura 2 se prezintă o sistematizare (Tischner, 2001) a diverselor metodologii şi instrumente folosite în cadrul ecologiei industriale pentru analiza impactului asupra mediului, determinarea priorităţilor şi


86

a direcţiilor principale de îmbunătăţire a performanţelor ecologice, sprijinirea activităţilor şi acţiunilor de proiectare, precum şi pentru corelarea cu alte criterii de proiectare (de performanţe şi de eficienţă economică).

Abrevierile folosite în această sistematizare au următoarele semnificaţii:

• LFA – Life Cycle Assessment (evaluarea ciclului de viaţă),

• CED -Cumulated Energy Demand (cerinţele energetice cumulate),

• MIPS – Materials Input per Service Unit (materiale folosite pe unitate),

• LiDS – Life-cycle Design Strategy (strategia proiectării pentru ciclul de viaţă),

• MET – Material Energy, Toxic emissions (emisii de materiale, energie, noxe),

• ABC – classification system: • probleme severe, necesită intervenţie,

B - nu sunt necesare intervenţii dar ar trebui monitorizare,

• C – nu sunt probleme) , • SWOT - Strengths , Weakness,

Opportunities, Threats (puncte tari, puncte slabe, oportunităţi, ameninţări),

• ELADA - End of Life Design Advisor (ghid pentru proiectarea pentru sfârşitul vieţii).

LiDS Wheel

SWOT-analysis

ELADA

Eco-indicator 99

Fig. 2. Metodologii din industria ecologică Pentru realizarea unui instrument complet, deci şi pentru LCA, de evaluare ecologică a ciclului de viaţă a unui produs, proces sau activitate se impune parcurgerea a trei etape principale Life Cycle Inventory (inventarierea ciclului de viaţă)- este procesul obiectiv de cuantificare a intrărilor şi ieşirilor; e generează baze de date obiective care structurează încărcărările asupra mediului – fluxurile energetice şi de materiale, emisiile şi deşeurile, pe întreg ciclul de viaţă. Life Cycle Analysis (analiza ciclului de viaţă) este procesul tehnico-ştiinţific calitativ şi/sau cantitativ care sistematizează şi analizează impactul asupra ciclului de viaţă pentru caracterizarea şi

evaluarea efectelor de mediu identificate în etapa de inventariere. Life Cycle Strategy – (strategia ciclului de viaţă) realizează studii de îmbunătăţire a efectelor ecologice care se sintetizează în strategii pentru folosirea oportunităţilor pentru a se reduce influenţele asociate asupra mediului pe întreg ciclul de viaţă; prin intermediul acestor strategii, pe lângă minimizarea impactului ecologic al ciclurilor produselor şi al proceselor, se evidenţiază şi efecte economice pozitive ca urmare a reducerii fluxurilor de materiale şi energetice.

Pentru aprecierea cantitativă a nivelelor de impact asupra mediului, în cadrul etapei a doua (Life


87

Cycle Analysis) se definesc şi se implementeză eco-indicatori prin parcurgerea următoarelor faze: Inventarierea presupune compilarea unei liste cu intrări şi ieşiri relevante pentru identificarea factorilor care contribuie la o problemă ecoloogică. Caracterizarea este procesul de descriere cuantificabilă a contribuţiilor. Cuantificarea presupune aprecierea cantitativă a caracterizărilor relativ una la alta.Instrumentul Eco-indicator 99 asigură estimări mai rugoase a performanţelor ecologice prin intermediul unui punctaj global, care include factori legaţi de materiale şi/sau consumul energetic.

Pentru aprecierea calitativă a produselor industriale durabile, sunt adecvate analizele SWOT, care evaluează starea curentă (puncte tari şi puncte slabe) şi starea viitoare (oportunităţi, ameninţări) privitor la aspecte de mediu, social etice, economice (pentru companie şi pentru consumator), tehnologie, legislaţie.

Instrumentul ecologic ELADA (End of Life Advisory Design) este implementat pe INTERNET şi ajută proiectanţii şi producătorii cu recomandări şi ghiduri privitor la strategiile legate de procesele de scoatere din uz privind: reutilizarea, service-ul, reprelucrarea, reciclarea, gunoaiele. ELADA este un mediu interactiv care oferă informaţii proiectanţilor pentru luarea deciziilor, precum şi instruirea acestora chiar şi pe cazuri de produse specifice.

MET Matrices - Materials, Energy and Toxic (materiale, energie, toxine) evaluează ecologic din punct de vedere materiale, energie şi oxine emante în etapele de fabricaţie, folosire şi scoatere din uz.

Pentru o implementare mult mai accesibilă utilizatorilor, s-au dezvoltat o diversitate de pachete software asociate multor metodologii şi instrumente ecologice cu aplicabilitate concrete pentru diverse grupuri de produse sau chiar pentru diverse subdomenii. În corelaţie cu aceste metode şi instrumente, utilizate pe durata procesului de dezvoltare, în plus, sunt utilizate strategii, ghiduri, liste de verificare, chestionare etc.

Strategiile ajută utilizatorii (proiectanţi, designeri, manageri) asupra îmbunătăţirii principalelor impacturi ecologice ale unei etape a ciclului de viaţă sau cu implicaţii generate în mai multe etape ale ciclului de viaţă.

Ghidurile, ca instrumente ajutătoare, mai ales pentru diminuarea prejudiciilor asupra mediului, pot fi structurate în diverse direcţii: corecţii (reutilizarea, reducerea, reciclarea, eliminarea, substituirea, reproiectarea, regândirea), consumuri (greutatea, masa substanţelor periculoase, energetice, masa ambalajelor), ciclul de viaţă (proiectarea, prelucrarea, ambalarea, distribuţia, folosirea, scoaterea din uz), chimico-biologice (noxe, solar, ciclic, siguranţă, eficienţă).

O listă de verificare pentru proiectarea unui produs sau proces industrial se poate referi la: faza de producţie (consumuri reduse de materiale, reziduuri tehnologice reduse, productivitate înaltă, diversitatea

materialelor redusă, minimizarea substanţelor emanate), faza de folosire (materiale consumabile reduse, consum energetic redus, micşorarea dimensiunilor şi volumului, uşor de curăţat, nivel ridicat de multifuncţionalitate, oportunităţi înalte de refolosire, nivel redus de deşeuri agresive, durabilitate ridicată, rezistenţă ridicată la coroziune, înalte posibilităţi de întreţinere, uşor de reparat, uşor de dezmembrat, robusteţe ridicată, puţine materiale predispuse la oboseală şi uzare, construcţii modulare, adaptabilitatea înaltă la progresele tehnice, opţiuni de recombinare în vederea reutilizării), faza de reciclare (uşor de dezasamblat/separat, uşor de curăţat, posibilităţi înalte de prelucrare a deşeurilor, continuarea utilizării, reutilizarea/reciclarea componentelor, utilizarea ulterioară a materialelor), faza deşeurilor (caracteristici pozitive de ardere, consecinţe scăzute asupra mediului). Uneori, propoziţiile din lista de verificare se pot evalua prin aprecieri calitative: foarte bine, parţial bine, rău, ne relevant; excelent, corespunzător, necorespunzător.

Fig. 3. Instrument de evaluare (1)

Fig.4. Instrument de evaluare (2)

În figurile 3 şi 4 se pot identifica şi instrumente (de ex. Life Cycle Costing, Total Costing Accounting) care permit evaluarea şi a aspectelor ecologice în corelaţie cu celelalte performanţe mai ales cele economice. Se evidenţiază prin intermediul figurii 4, proporţia mărită a costurilor ecologice în raport cu celelalte costuri.

Pentru identificarea căilor eficiente de îmbunătăţire a performanţelor ecologice, s-au dezvoltat metodologii specifice. Cele mai întâlnite în practica industrială sunt (fig. 3): LiDS - Life Cycle Design Strategy - wheel (Brezet and van Hemel, 1997) – roata strategiei la proiectrea pentru ciclului de viaţă, Spider-web diagrams (Tischner, 2001) – diagrame pânză de


88

paianjen, Strategy lists - liste cu strategii - and the Ecocompass (Fussler and James, 1996) . Acestea sunt generate utilizând metodele de evaluare a impactului asupra mediului sau a chestionarelor.

Graficele de tip roată (The LiDS wheel) reprezintă o metodologie ilustrativă, care permite utilizatorilor (proiectanţi, designeri, producători, manageri) să identifice priorităţile pentru o dezvoltare ecologică (fig. 3). Cele şase direcţii radiale au următoarele semnificaţii: 0-dezvoltarea unui nou concept: dematerializarea, lărgirea domeniilor de folosire ale produsului, integrarea funcţiilor, optimizarea funcţională a produsului; 1 - selectarea materialelor cu impact scăzut: puritatea, regenerabilitatea, energii scăzute la procesare, reciclabilitatea; 2 - reducerea materialelor utilizate: reducerea masei, reducerea volumului; 3 - optimizarea tehnologiilor de fabricaţie – tehnici de producţie alternative, număr de procese de producţie reduse, consumuri energetice scăzute, deşeuri reduse, materiale tehnologice (consumabile) reduse; 4 -optimizarea sistemului de distribuţie: ambalaje mai puţine şi reutilizabile, sistem eficient de distribuţie, transport eficient, logistică eficientă; 5 - reducerea impactului asupra mediului la folosire: consum energetic redus, surse de energie regenerabile, cantitatea consumabilelor redusă, consumabile ecologice, fără deşeuri şi consumuri energetice auxiliare; 6 - optimizarea timpului de viaţă iniţial: fiabilitate, durabilitate, întreţinere şi reparaţie uşoare, structură modulară, relaţie de ataşament a utilizatorului de produs; 7 - optimizarea sfărşitului vieţii: reutilizarea întregului produs, remanufacturarea părţilor, stimularea reciclării materialelor. Pe de altă parte, pornind de la aceleaşi motive de importanţă majoră asupra vieţii în ansamblu, în ultimii 10 ani au fost integrate în curriculele universitare module, cursuri sau chiar mastere pentru instruirea studenţilor în studiul şi managementul eco-industrial.

Optimizarea şi reproiectarea produselor- filozofia celor 6 RE : 1. RE-gândiţi produsul şi funcţiile lui (de exemplu, cum poate fi folosit mai eficient produsul) ; 2. RE-duceţi consumul de materiale şi de energie de-a lungul întregului ciclu de viaţă ; 3. RE-înlocuiţi substanţele periculoase cu alternative mai prietenoase pentru mediu; 4. RE-ciclare. Alegeţi materiale care pot fi reciclate şi gândiţi produsul astfel încât el să poată fi uşor dezasamblat pentru reciclare; 5. RE-folosire.Proiectaţi produsul astfel încât părţile lui componente să poată fi refolosite; 6. RE-parare. Gândiţi un produs uşor de reparat, astfel încât el să nu trebuiască să fie înlocuit prea repede.

Evaluarea ciclului de viata presupune:

• stabilirea sferei de cuprindere a ECV, a metodologiei şi a restricţiilor (cum sunt resursele, calitatea şi volumul de date);

• întocmirea unui inventar al intrărilor şi ieşirilor unui sistem (cuantificarea energiei şi a materiilor prime utilizate şi a deşeurilor evacuate în mediu) şi evaluarea acestora;

• identificarea şi evaluarea efectelor potenţale generate de respectivele intrări şi ieşiri asupra mediului (se au în vedere efectele generate prin folosirea resurselor, efectele generate asupra sănătăţii umane, asupra calităţii aerului, a apei şi a terenurilor şi asupra ecosistemelor);

• interpretarea rezultatelor obţinute în etapele de inventariere şi evaluare a efectelor prin prisma obiectivelor studiului.

4.CONCLUZII Pornind de la problematicile de mediu generate de produsele moderne, precum şi de tehnologiile aferente, în ultimii zece ani, şi proiectarea produselor s-a adaptat privitor la aspectele de mediu, care urmăresc, pe lângă obiectivul clasic de performanţe ridicate, la costuri reduse, şi ecoeficienţa cuantificabilă prin efecte reduse asupra mediului înconjurător. În ultima decadă, noile tendinţe, mai ales legate de ecologia industrială, concentrează pe reducerea impactului asupra mediului a bunurilor şi serviciilor, ţinând cont de fluxurile de viaţă ale materialelor, serviciilor şi produselor, în următoarele direcţii: schimbarea climei, managementul gunoielor, impactul asupra sănătăţii umane, folosirea mediului înconjurător şi urbanizarea. Respectarea legislaţiei conduce la conformitate, dar implicǎ şi un anumit grad de birocraţie care reduce valoarea adǎugatǎ. Descoperirea beneficiilor asociate strategiilor unui produs “verde” este primul pas spre dezvoltarea unei strategii pro-active şi depǎşirea unei abordǎri pasive, reactive. Deoarece numărul de instrumente disponibile pentru evaluarea ciclului de viaţă este mărit, este dificil pentru utilizatori să aleagă cel mai potrivit instrument pentru un caz particular de soluţionat. Instrumentele soft sunt adesea complexe, caracterizate de opacitate privitor la ipotezele considerate şi cu date încorporate dificil de verificat.

BIBLIOGRAFIE

1. Mogan, G., Studii ecologice, Universitatea Transilvania Brasov, 2001. 2. Konrad von Moltke, On clustering International

Environmental Agreements, International Institute forSustainable Development, 2001.

3. ***, Ghid pentru dezvoltarea industriala in spiritul ecoeficientei, 2003..

4. ***, 2005 EcoDesign Awareness Raising Campaign for Electrical & Electronics SME.


89

3D DIMENSIONAL CHAINS

Ştefan Tudorel Crăciunoiu*, Cristian Nicolau*, Ana-Maria Constantinescu*, Valeriu Avramescu*,

Serban Petrescu**, Laurentiu Bucur**, Paul Flondor**, Adrian Ghionea***, Irina Marcu****

* ICTCM - Mechanical Engineering and Research Institute Bucharest, ROMANIA, ** SCNeuron Group SRL ROMANIA,

*** University POLITEHNICA of Bucharest – CNCPST OPTIMUM, ROMANIA, **** ASRO, ROMANIA

E-mail: [email protected]

ABSTRACT This project aims to elaborate a methodology to establish spatial dimension chains, with a vectorial and statistic approach. This methodology will be set in an algorithm in order to issue a software product. A calculation method for dimensional chains treated statistically as vectors, along with a software structure for calculation, will be developed, and the program will be experimented on well-known modules in mechanical engineering-technical drawing and assembly parts – as well as on other technologies-tolerances and machine manufacturing. Regarding the application of the method in technology, the starting point is the well known fact that the processing on specific machine translates in the change of the reference system of the semi-fabricate from the functional–constructive reference system to the reference system of the processing automated tool.

KEYWORDS: methodology, spatial dimension chains, vectors, system, mechanical engineering, technology

1. INTRODUCTION

Dimensional chains appeared and developed related to the design and execution of constructions and industrial products, where the working dimension is the length. Nowadays, other dimensions are used too, such as time (see the Gant and Pert charts), or dimensionless dimensions such as ratio of transmission to mechanical systems, ratio of transfer to automatic systems etc.

That’s why a new definition of the dimensional chain has been proposed, together with two versions to solve them. The dimensional chain expresses the dimensional bond between the material and non-material parts of a product.

2. VECTOR INTERPRETATION

OF THE PLANE DIMENSIONAL CHAINS

For solving the dimensional chain, we propose the vectorial and statistic addition of two aleatory vectors a and b which have the tolerancesTa , Tb

respectively and the angle between them is Θ, with a tolerance TΘ. To determine the variation of the B point in plane, it’s necessary to build them in the extreme values of the a vector, that is in the points A0 Aa respectively, the additions with b vector, which has as maxim value a bN + Tb . For the closing point B we note the indexes in function of the aleatory variable a, b,Θ and we obtain a plane B0BbBbθBabθBaθBaB0, whose points satisfy the relation:

T + b + T +a = b + a = c bNaN (1) To solve the vectors addition problem according to the (1) relation, we must determine the following elements: c N - nominal quota of the variable vector c , Tc - the tolerance of vector c , $ψ N - nominal

value of the angle ψ, $Tψ - the tolerance of angle ψ. In diagram 1, we can see that the solution of the problem is not singular and if a value for NC is taken in the case of diagram cN BC 0= result

certain values of $Tψ , Tc respectively, which can integrate in the variation field B0BbBbθBabθBaθBaB0


90

The procedure for statistic resolution of the dimensional chains must accomplish the stages shown in fig. 2, which represent the tolerance field B0BbBbθBabθBaθBaB0 : a) we take the reference system of tolerances B0XTYT; b) we approximate ( fig. 1) the circle arcs with segments, towards the initial system XOY:

Figure 1.

c) we divide Ta in an integer number p of equal segments. We note:

pT = BB a

a0 1 and let k be the index of the current

point, where k ∈ {0,1,...,p}. d) we divide Ta in an integer number n of equal segments, from left to right, such that: L = θsin |BB| = |BB| a10bθθb

; )|BB||BB|

Int( =n bθθb

bθb , (2) and let j be the

index of the current point, where j ∈ {0,1,...,n}. e) we divide Tb in an integer number m of equal segments, starting from down upwards, from point B0, in the direction of increasing the tolerance Tb . To make the calculation easier we choose m such that the elementary surface be a square:

L = |BB| = |BB| bbb 110 θ , )|BB|

|T|Int( = mb

b

0 1

(3),

and let i be the factor of the current point, where i ∈{0,1,...,m}.

The last three operations are equivalent with the division of Tb , Tθ and Ta in the cvantiles necessary for the statistic combination of the three aleatory tolerances, to which we can consider that the distribution function either results from experiments, or follows a known repartition, usually Gauss for Ta and Tb and Rayleigh or Maxwell for Tθ ≈ Tθ .

f) in the first stage, we keep Ta = 0, which corresponds to a distribution density fa = fa0, as seen in fig. 2

Figure 2.

We vary Tb and Tθ according to the distribution functions measured or approximated by standard distributions, achieving for each elementary surface, either complete or not, noted as B0BbBbθBθ in the figure, a distribution computed with the formula: af f bf = f ojijio ⋅θ⋅ This way we obtain the matrix which corresponds to the variation of Tb andTθ , each element of the matrix representing the distribution function of the elementary surface, according to the fig. 2:

a a a a

a a a a

a a a aa a a a

m m mi mn

j j ji jn

i n

i n

1 2

1 2

21 22 2 2

11 12 1 1

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅

(4)

where ji jioa = f g) k translations are performed, where k ∈ {0,1,...,p}, for the rectangle B0BbBbθBθ, each corresponding to elementary displacements Ta /p.


91

h ) The situation presented in fig. 2 is for θ∈[3°, 177°], so the square B0Bb112 will take the position Ba1Bb1a11′2′ for an elementary translation Ta /p. By this translation, the distributions in the square 1,2,3,4 will be given by a sum of three distributions: the initial one, and two initial distributions transferred proportionally with the ratio of the rectangles areas relative to the area of initial square.

θθθ

1211,1,4,B

111,31,B2,210l

ffbfaR

+ffbfaR+ffbfa=c

b1a1

b1a1

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅⋅

′

′22 (5)

where

2,B ,1 ,32,B ,1 ,3

1,2,3,4b1a1

b1a1R = = 1 - ctg ′′Α

Αθ (6)

respectively b1a1

b1a1B ,1,4,1

B ,1,4,1

1,2,3,4R = = ctg′

′ΑΑ

θ

(7) In this case, the matrix elements will be computed with the following formula:

( )[ ] ( )

( )[ ] ( ) )}ctgFrac(kjkctgIntid)]ctgFrac(k[

jkctgIntidfa+ffbfa=d k

p

1=kji0jik

θθ

θ

θθ

⋅−++

+−⋅

−+⋅⋅⋅ ∑

1,1

1

1,{

(8) where θmin ≤ θ≤ θmax., and by interior we

symbolized integer and by Frac - Fractionary. For the draft in fig. 2, the matrix will have the

following configuration:

d...ddd...d...00

................

d...ddd...d...d0

d...ddd...d...dd

......d...d...dd

d...dd..........

......d...d...dd

0...0d..........

0...00d...d...dd

p+nr,-2+nr,-1+nr,-rn-rp-

p+n1,-2+n1,-1+n1,-1n-1p-12-

p+n1,2+n1,1+n1,1n1i1211

2n2i2221

p+nr,-m2+nr,-m1+nr,-m

jnjij2j1

1+n1,-m

mnmim2m1

|BB|Ta= ri

b0 1

cosΘ−= la i=m, j=1 la j=n+p si k=o la

k=p (9). For the general case, when θ∈[90°, 177°], in the formula we take in consideration the sign of cot θ.

3. SPATIAL DIMENSIONAL CHAIN. STATISTIC VECTORIAL INTERPRETATION

The dimensional chains that have more than two vectors, so three points, are spatial, because, even if the third vector is attached to the chain, theoretically it’s in the plane, for this forth point, the planar deviation plT must be added, corresponding to the initial three points which define two vectors. Vector interpretation of the spatial dimensional chains We choose an Oxyz system in which the vectors are represented, and another coordinating system C0XTYTZT in which the tolerance field (fig. 3) is represented. For the uniformity of the approach, we considered that the planar addition of the vectors a and b , in the plane xOy, was performed by preserving the prior notations and interpretations from chapter 5.4, resulting in the tolerance field B0BaBaθBabθBbθBb (fig. 2, 3 and 4). Relative to this field, we draw a cluster of collateral lines with the direction of vector dN , which is intersects the plane XTC0YT , situated at the distance d N , in the points C0,Ca,Caθ,Cabθ,Cbθ,Cb and a plane parallel with XTC0YT that is situated at the distance dN + Td in the points D0,Da,Daθ,Dabθ,Dbθ,Db.

But, in this case, was considered the ideal situation, in which the direction of vector d N is nominal, without taking into consideration the angular deviance of the direction of the aleatory vectordN . If, we take, for example, only the angular variation $T xγ relative to OX axis of the angle $γ x , we obtain the area D0DaD′aθD′abθD′bθD′b, and the tolerance area is defined by the body:C0CaCaθCabθCbθCbD0DaD′aθD′abθD′bθD′b.

Figure 3

F


92

Figure 4

So, the problem taken in consideration in the case of spatial dimensional chain is to determine the frequency function of distributions in the volume of the tolerance area, when the nominal values and deviances are known for:

- aN and Ta, aN Vaa +=

[ ]aa T,0V ∈

- bN and Tb , bN Vbb +=

[ ]bb T,0V ∈ - $θ and $Tθ , θ+θ=θ V

[ ]θθ ∈ T,0V

- dN andTd , dN Vdd +=

[ ]dd T,0V ∈ (10)

Vd is the variable part of the vector d , of nominal

value d N , where [ ]V Td d∈ 0, , - $ $,γ γxN yN and $γ zN are the nominal

angles of the positive direction d N with positive directions of the Ox, Oy and Oz axes. - γ x , γ y and γ z are the momentary angles

of the positive direction dN with positive directions of the Ox, Oy and Oz axes. - $γ1, $γ 2 and $γ 3 are minimal angles of the

positive direction dN ,with positive directions of the Ox, Oy and Oz axes, - $Vγ1

, $Vγ 2 and $Vγ 3

are the momentary variable parts of the angles $γ x , $γ y and $γ z .

4. STATISTIC INTERPRETATION OF THE SPATIAL DIMENSIONAL CHAINS

In the case of the statistical interpretation, we operate with the distributions of probability that correspond to the elementary cubes which than are translated, similar to the elementary squares in the planar addition and, in a similar way, the initial cubes will receive a supplementary distribution, given by the ratio between the cube volume translated which overlaps the initial cube, reported to the initial volume of the cube. The calculation formula of the elementary cubes' distributions is:

( ) ( ) ( )

⋅γ−γ⋅γ

⋅γγ−

= −+ XTZTYTd

j1iXT

3ZT

RP LT

hL1Lkjiw

1icoscos

coscoscos,, ,,

⋅γ

⋅

γ−⋅+

−γ⋅

γ⋅

LT

LT

L2hLL

T YTdZTdjiXT

ZTd coscoscos

cos,

( ) ( ) ⋅

γ−γ⋅

γ−⋅+γ−γ +− XTZT

YTd1j1iXTZT L

TLh coscos

coscoscos ,

⋅

γ⋅

γ−⋅+

−γ

γ+ XT

ZTd1jiXT

ZTd

LT

L2hLL

Tcos

coscos

cos,

( )

γ−γ

γ− XTZT

YTd

LT

L coscoscos

(11) So the distribution in the cube

1kk1jj2i1i KJI ++++ ,,, will be

( ) ( ) ( ) RP1RKJI 1i1kk1jj2i1ikjiwkjiwkjiw ,,,,,,,

,,, ++++++= + (

12) Where hij=dij1+eijγ and eijv represents the angular distribution due to the tolerances Tγx, Tγy that are planar interrelated by the addition of the angular tolerances projections on the plan.

The purpose of Tolerance Analysis is to study the accumulation of the resulting dimensional (geometric) variations. A dimensional chain is a set of dimensions connected to each other to create a closed circuit. By Tolerance we understand the limit of the deviations of a dimension from its nominal value (which results from the design phase). Of course, dimensions and parameters may change within different limits without affecting the full assembly of the components. We think it is useful to consider the following general frame for tolerance analysis (synthesis): Consider a monoid M (a non-empty set, together with an associative operation having a neutral element); in our case we shall denote the composed of x,y by xy. If A,B ⊆ M are non-empty subsets of M, we define AB = { xy ; x ∈ A, y ∈ B }. In the


93

same way (due to associativity) we can define in an obvious unique way the composition of any finite number of elements or subsets of M. Consider a pair (a,A) with a ∈ M and ∅ ≠ A ⊆ M; we can call this pair a tolerance element, the intuition being that a is a nominal “dimension” and A the admitted limit of deviation from the nominal dimension. So, if we denote by Ρ(M)* the set of non-empty subsets of M, we have that Cartesian product. M x P(M)* represents the set of all possible tolerance elements (in practice, we usually have also the condition that a ∈ A). Now we extend trivially the monoid operation to M x P(M)* as follows: (a,A) (b,B) = (ab, AB). By a “generalized” dimensional chain we mean a finite sequence ( (a1, A1), (a2, A2) … (an, An) ) of elements of M x P(M)*.

We call the terms of the sequence the partial components of the chain. Given a chain such as the above, we define the closed component of the chain as the composition with respect to the described law of the elements of the sequence: (a1 a2 … an, A1 A2 … An). More generally, one can consider that the closed component is a more general function of the partial components of the chain. In our study, the situation considered was that of a space vector (of low dimension), together with the vector addition as basic operation. The consideration of the vectors as “representing” dimensions has the advantage that it includes the so-called increasing or decreasing components in the description, so some methods (as indicator etc.) are part of the notion. The problem of the Tolerance Synthesis can be obviously described in the same terms, only by considering the problem of finding “acceptable” tolerance elements, given the closed component (and the nominal of partial components). Here we need also to consider some restrictions in the determination of the tolerance deviations, for which we can introduce various relations, as, for example, tolerance relations or standard type relations. The described context is closely connected with the so-called “Worst Case” method. Unfortunately, in practice, there are problems with the best description of the sets A1, A2, … An, in order to minimize the running time of the algorithms. In the following sections of this paper, some methods for describing the tolerance sets are given, using approximation techniques. One of the advantages of this general, abstract case is the possibility of considering the probabilistic, fuzzy and some other approaches, without changing the basic intuition of composing elements following given specific rules. Let’s consider the probabilistic approach.

In the probabilistic case, together with the tolerance element (a,A), a probability distribution is given on A (we won't consider any technical details

about probability fields, A being finite or not, and so on); in general, in practice normal or binomial distributions are used. For a given chain ( (a1, A1), (a2, A2) … (an, An) ) we can suppose that random variables X1, X2 .. Xn essentially supported in A1, A2, .. An are given. The composition (with respect to the given law) of these random variables will correspond to the probabilistic distribution of the closed component. In the concrete situations (vector spaces) we have the usual sum of the random variables. We can consider independent or dependent random variables. In the case of independent random variables, we have good results for the sum (for example, the sum of normals is normal), which simplifies computation. Maybe the case of dependent random variables could be of some interest, at least in the Markov type dependence. One is usually confronted with statistical methods in “Monte Carlo” methods, when the probability distributions shown above are determined from these simulations.

We can consider also the case of fuzzy tolerance chains. We mean that, in a tolerance element (a, A), the set A is not a fragile set, but a fuzzy one (described by a function f: M -> [0,1] ), where f(x) is, so to speak, the degree of membership, possibly conceived as a preference or expert knowledge. We have a definite method for computing the closed component of a fuzzy chain (a chain with fuzzy elements), using the following rule of composing fuzzy subsets: If f:M -> [0,1] , g: M -> [0,1], then the “product” f*g of these two functions with respect to the operation of M is given by:

(f * g)(z)= ∨ { f(x) ∧g(y) ; xy=z} (13)

Where ∧ , ∨ are the minimum (respective)

maximum in [0,1].

In general the fuzzy sets considered in applications

are of triangular form, so the computation of their

product is not a very difficult task.

Coming back to a general system of Tolerance Analysis, we think it is useful to take into account and to give mathematical models for :

- modeling the sources of the variation of dimensions

- modeling, if possible, the assembly conditions

- a user friendly model, compatible with other tolerance models

- an integrated graphical user interface compatible with CAD products.

-


94

5. THE UTILIZATION OF DIMENSIONAL CHAINS IN THE INDUSTRIAL PROCESSES SPECIFIC TO THE HARDWARE GENERAL PRODUCTS.

ISO9000 Standards divide the general products in four categories: hardware – consistent products such as constructions, automobiles, electronic instruments and computers. The manufacturing of hardware general products requires that the parts manufactured from different materials and of certain geometrical dimensions comply with the conditions of the subassembly or assembly they are part of. To solve the problem, the system of coordinates must be changed and the dimensional chains must be modified as follow: • The transition from the reference system of the

assembly to the reference system of the part which usually corresponds to the reference technological system;

• The processing of the parts requires the pieces to be included in the reference systems of the machine tools where the processing takes place, the systems differing from one machine to another;

• The assembly of the parts must lead to the fulfillment of the technical conditions needed by the system.

Each of the described stages is solved by solving

some dimensional chains. Furthermore, by using dimensional chains that are interpreted statistically and vectorially, we can add aleatory vectors given by the machine tools parameters and we can determine the processing accuracy of the machine in function of the real position of the machine. A virtual processing using the real machine parameters can be accomplished if the trajectory of the tool will range within a fraction resulted from the intersection of the part aura with the planes which contain the trajectory generators. In this way, after the achievement of the part processing plan, will result two limit parts - one with a maximum and the other with the minimum of material - or a piece with the minimum of material and an aura represented by the difference between the maximum and the minimum of material.

All parts which are within this aura are good parts. It’s important to be noticed that the aura has also orientation and position tolerances of surfaces which result also by dimensional chains. As regarding the manufacturing system, it’s normal that the processing of a part on a lathe will be performed in a cylindrical reference system, while the processing on a milling cutter is performed in a Cartesian reference system, these two being the simplest examples.

Figure 5

6. CONCLUSIONS The present project represents the work from The National Plan for Research, Development and Innovation of Romania, the International Society INFOSOC.( Reference [5],[6],[7]) The final result of the paper is the elaboration of a standard regarding the Dimensional Chains. Regarding the abstract of the paper, please contact us and tell us your standpoints, in order to include them in the standard. The measurements are accompanied by mistakes, even if you measure a quota for several times, this quota will have different values. In present, there is no tolerance standard considered from statistical point of view. Regarding this matter it is proposed that in the adding of quota vectors, to result a precise standard of measurement. Namely to be determined right away which is the probability that the closing vector of a dimensional chain to be found in a certain field. REFERENCES [1]. Ernest Baltaretu Les pompes centrifuges. 1975. Editura tehnica, Editions Eyrolles. [2]. Stefan Tudorel Craciunoiu, Contributii la studiul unitatilor de lucru in sistemele flexibile de prelucrare. Teza de doctorat. Bucuresti 1998. [3]. K. Uehara, M. Fujise. Fuzzy inference based on families of a-level sets. IEEE Transactions on fuzzy systems. Vol1. no 2 1993 pg. 111-124. [4]. Z. Zou, E. Morse Statistical tolerance analysis using GapSpace. 7th CIRP Seminar on Computer aided Tolerancing. France [5]. LANDIM Phase I report [6]. LANDIM Phase II report [7]. LANDIM Phase III report [8]. Kenneth W. Chase, Spencer P.Magleby - A Comprehensive System for Computer-Aided Tolerance Analysis of 2-D and 3-D Mechanical Assemblies. [9]. YNarahari, R.Sudarsan, K.W.Lyons, M. R. Duffey, R. D.Sriram - “Design for Tolerance of Electro-Mechanical Assemblies; An Integrated Approach” (http://citeseer.ist.psu.edu/335238.html) [10] R. Sudarsan, K. Lyons, M.Pratt (Editors) – Assembly


95

Level Tolerancing: Standards and Implementation Issues. Workshop Handout, National Institute of Standards and Technology, 1997. [11] MitCalc – www.mitcalc.com [12] Moroni, G., Polini, W., (2002), Machining and Tolerances in a Flexible and Integrated Manufacturing Context, 12th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing, Editor Sullivan, W., July 15-17, Dresden, Germany, pp. 268-277. [13] Motavalli, S., Zong, H., Falahi, B., (2002), A Linear Approximation Technique for Evaluation of Form Tolerances, 12th International Conference on Flexible Automation and Intelligent Manufacturing, Editor Sullivan, W., July 15-17, Dresden, Germany, pp. 735-742. [14] Zhang, G., Wang, H. P., (1992), Simultaneous optimization of design and manufacturing – Tolerances with process (machine) selection, Annals of the CIRP, vol. 41 (1), pp. 569-572. [15] Barlier, C., Paulet, B. (1999), Mematech, genie mecanique. Productique mecanique, Deuxieme edition. Editions Casteilla, Paris. [16] Militaru, C., (1987), Fiabilitate şi precizie în tehnologia construcţiilor de maşini. Editura Tehnică, Bucureşti. [17] Weck, M., (2001), Werkzeughmaschinen. Automatisierung von Maschinen und Anlagen. VDI. Springer, Berlin, Heidelberg, ISBN 3-540-67713-9. [18] ***, DIN 7186 Blatt 1, Statistische Tolerierung. Begriffe, Anwendungsrichtlinien und Zeichnungsangaben, august 1974. [19] ***, SR ISO 230-1:2000; SR ISO 230-2:2001 Cod de verificare pentru maşini-unelte. Partea 1 şi partea 2. [20] ***, STAS 7384-85, Abateri şi toleranţe geometrice. Terminologie.

Quick Info Future Match 2009 Event Type:

Brokerage Events

Start Date:

3-Mar-2009

End Date:

8-Mar-2009

City: Hannover Country: Germany Description:

During CeBIT 2009 the Enterprise Europe Network will organise the brokerage event Future Match in the Future Parc (Hall 9). Future Match provides a platform for exhibitors and visitors at the fair to find partners in Europe for technology-oriented partnerships and research cooperation in the field of information and communication technologies. In 2008 more than 500 participants from 37 countries used this opportunity to confer with potential cooperation partners in over 1200 bilateral meetings.

Starting on 1st December 2008 until 4th February 2009 interested companies and research institutes can register online for Future Match 2009 at www.futurematch.cebit.de. Participants choose potential meeting partners from the online catalogue and request bilateral meetings, which take place at the Future Match stand. Participation is free of charge. Future Match 2009 is organised by partners of the Enterprise Europe Network (former Innovation Relay Centre Network) with support from the Deutsche Messe AG. Contact: Annelies Bruhne N-Support - Enterprise Europe Network / Leibniz Universität Hannover Tel: +49 511 762 5724 [email protected] Nancy Smith Enterprise Europe Network Hamburg - Schleswig-Holstein/ WTSH GmbH Tel: +49 431 66666 865 [email protected] (http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/publicwebsite/calendar/viewdetails.cfm?EventID=1830&type=future) Enterprise Europe Network Partnering Event at MEDTEC 2009 Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 4-Mar-2009 End Date: 5-Mar-2009 City: Stuttgart Country: Germany Description: Enterprise Europe Network partner (Steinbeis-Europa-Zentrum) will organise the Brokerage Event at MEDTEC 2009 in Stuttgart on 4th March 2009. The MEDTEC Show itself takes place in Stuttgart from 3. - 5. March 2009 (http://www.medteceurope.com/). MEDTEC is mainland Europe’s only dedicated medical device manufacturers suppliers exhibition where design and manufacturing professionals from the medical device industry can source new technologies and suppliers. Over 5,000 such professionals attended the 2005 exhibition.


96

Steinbeis-Europa-Zentrum will organise a medical technologies brokerage event during the MEDTEC 2009 on 4-5 March in Stuttgart, Germany. Companies, research institutes and universities operating in the medical devices sector who are interested in transnational co-operation are invited to participate in the MEDTEC 2009 brokerage event. At the brokerage event companies and research institutes will have the opportunity to make contact with potential partners to discuss business partnerships. Topics covered at the event include: - Contract Manufacturing & Subcontracting - Component Fabrication - Tubing - Adhesives & Adhesive Products - Electronic Components - Production/Assembly - Packaging Equipment & Materials - Motors & Motion Control - Plastics - Testing Equipment & Services - Hardware & IV Components - Precision Metalworking, Tooling, and Machining for application in the following areas: - cardiovascular - orthopedics - critical and emergency care - surgery - personal care - physical medicine and rehabilitation - diagnostics as well as (http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/public/bemt/home.cfm?EventID=1790) Nanofibers for the 3rd Millennium - NANO FOR LIFE Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 12-Mar-2009 End Date: 12-Mar-2009 City: Prague Country: Czech Republic Description:

The international summit of the world´s leaders in nanofibers – Nanofibers for the 3rd Millennium - NANO FOR LIFE organized in the cooperation of Elmarco Ltd., Technical University in Liberec, North Carolina State University and Institute of Experimental Medicine AS CR, will take place on 11th and 12th March 2009 in Prague, Czech Republic.

The aim of the summit is to gather the best and brightest minds from industry and academia and to share the latest developments in the nanofiber production technologies, research and applications. Summit´s key topic is possible applications of Nanofibers in important areas of human activities - energy, water, cars, health, environment and building.

Participants will also have an opportunity to gather within the brokerage event organized on 12th March during the summit. Brokerage event aims at promoting matchmaking and bilateral meetings among research, scientific and industrial partners from all over the world in order to explore cooperation opportunities and facilitate transnational technology transfer and transnational scientific cooperation.

In addition to bilateral meetings, participants will be given the opportunity to attend thematic workshops dedicated to applications of Nanofibers with possible presentation of their research projects, results and activities.

The international brokerage event within the summit is organized with the support of the Enterprise Europe Network. More information on the international summit is available on its official website http://www.nano3millennium.com



97

MATHEMATICAL SIMULATION FOR THE DEVELOPMENT OF THE EQUIPMENTS

FOR PROCESSING MODULATION

Gheorghe Marin1, Valeriu Avramescu2, Aurel Costea3, Nicoleta Rachieru4

1,2S.C. ICTCM Mechanical Engineering and Research Institute S.A., Bucharest, ROMANIA, e-mail: [email protected], [email protected]

3,4S.C. AL PLAST CONF, Campulung, ROMANIA, e-mail: [email protected]

ABSTRACT: The modernization of the fabrication process of the machine construction domain enforce o reconsideration of the priorities regarding the evolution of the technological system. The elaboration and the utilization of some calculation methods, mathematical models and optimization algorithms have permitted us to develop new modular structures with characteristics and superior performances regarding the precision, productivity and the flexibility of the devices, equipments and other mechanical systems. KEYWORDS: mathematical model, optimization, modular structure, equipments, performances

1. INTRODUCTION

The principal characteristic of the modern engineering is the systemic approaching through the unification and the typification of the problems attached with the processes and the equipments of manufacture.

With out denying the important role of the choice liberty or to exaggerate, in the other extreme, the preoccupation for standardization, the speciality work (1), (4), (5) consider that, the technological progress it is conditioned by the adaptation of solutions that will assure the equilibrium of the two trends.

Standardization, unification, typification and universalization does not limited the technical progress but represent concrete solutions of the diversification in maximal unification conditions and determine modular conception and of technology as system.

2. GENERAL CONDITIONS

Actual situation in the domain, on national and international plane, enforces a reorientation of the priorities from the big flexible fabrication systems, that are very expensive and difficult to attend, to the maximization of the performances in the flexible fabrication cells through the growing of the modularization amount of the components and the

realizations of the characteristics and new functions of those [1].

Because of this reasons, we proposed the development of research and industrial applications capable to offer solutions of new modular structures, with superior characteristics and performances in comparison with the one we know for the machine construction, devices, equipments and flexible fabrication systems. 3. METHODS FOR ACCURACY CALCULATION FOR ORIENTATION AND POSITIONING OF THE DEVICE ARRESTER

3.1. Assignation of the cinematic and mathematical model for the errors calculation of orientation and positioning

In this paper and (2) we have proposed the identification and the calculation of the orientation errors in the construction of the devices arresters (εocs).


98

The most used arrester is the bolts type with different constructions in the guidance zone and at the contact with the half finished product. In the general case I have presented in the figure nr.1 the cinematic model on whose base we establish the calculation relations ships. The execution precision (or the position precision) of the LTL dimension it is influenced by the functional probabilistic game (jfp1) between the bolt and the socket wear and between the boring arrester ant the center of the arrester in the mother board. It was used as a notation lc for the length of guidance of the mobile bolt and Hc for the contact height of the bolts with the half finished product [2].

The error of orientation of the construction of the arrester for the LTL dimension, considering that the mobile bolt could be displaced in both directions:

εocs(L)=2(e1+e+Jfp1/2+HK) (1)

If you take in consideration that the dimensions aberrations and the positioning ones are not extreme values and could be probabilistic added, and in ∆ AHK exists the situation from figure 2, after calculating, the mathematic model that describes the case could be considered by the form:

εocs (L) = 2[ 221 ee + + Jfp1/2 + Hc ∗ tg

(2arcsin2ADDE )] (2)

This relation it is confirmed also by the equations of dimension chain established for the four cases of utilization in the arrester activity and of some similar mechanical subunits, from witch, one of the variants is the one from figure 3.

Another type of arrester, from the category with mobility is the conical mobile bolt, long or short what it is executed in constructive variance and concerned the same orientations errors as in the case of mobile cylindrical bolt, were we can add the positioning error specific for the element with con.(figure 4).

Another type of arrester, from those with mobility is the conic mobile bolt, long or short, after it is executed in constructive variance and concerned the same orientation errors as in case of the mobile cylindrical bolt, were it is added the poisoning error specific for the con element (figure 4).

e e1

LTL

A

GD E

C BF

K

Jfp1 d1min

1maxDγ

Hc

l c

H

Fig. 1. The cinematic model

Fig. 2. The calculus scheme 1

rest's bore

rest centering in the base plate

boltwear bushing

The reference axis

L

I

Fig. 3. The calculus scheme 2

Axa de referintaL

G

HIM

F

D E

C B Aγ

γγ

β

αd 0

d

Fig. 4. The cinematic model for the con element


99

In this case the final relation is:

εocs (L) = 2[ 221 ee + + Jfp1/2 + (d-d0)/2 –

AG•cos(β+γ) - HG•tg γ] (3)

In a similar way we established calculation relations ships in order to determine the orientation positioning precision for the most types of arrester: plane base, cylindrical bolt short or long, fixed prism short or long [3]. For the appreciation of the precision of positioning and working of the components elements of every mechanical structure (equipments, machines – tackles, plants, automobiles) it will be used the same calculations relations ships particularized at the surface of contact analyzed. 3.2. Orientation positioning errors dependence of the constructive variant of the arrester type and the specialization level of the device

A supplementary diminution of the orientation positioning errors of the construction that it could be obtained when the mobile bolt is blocked (fig.6), and has a better effect on the perpendicular direction of the L cote for special devices (DS) and in any direction of the modular devices (DEM) [4].

For DS the orientation positioning error is:

εmaxocs(L)DS=2e1+Jfp/2 (4)

and for DEM is: εmax

ocs(L)DS=Jfp/2 (5) For supplementary adjustments εocs (L) = 0. 4. MATHEMATICAL MODEL

FOR THE OPTIMIZATION OF THE CONSTRUCTION OF THE DEVICES AND THE EQUIPMENTS FINISHING In order to define the principal solutions and

the constructions of the devices, well technical and economical augmented, it is propose a complex algorithm of optimization, that could be particularized for every equipment, machine and mechanical system, structured on 3 stages [5]:

Stage I – establishing the orientation and optimal orientation scheme (SOF – O) or the cinematic scheme.

Stage II - constructive optimization of the devices of orientation and fixation and of the processing equipment used.

Stage III – optimization of the equipage of the technological process and system

For the presented case, drawing the technological graph, figure 7, permits the assignation and the resolving of the mathematical model for the optimization of the equipment construction used for processing, analyzed, were:

Eroarea de orientare a construcţiei reazemului funcţie de diametru şi lc

(H8/h7)

0,000000

0,050000

0,100000

0,150000

0,200000

0,250000

0 20 40 60 80 100

Diametrul

Ero

area

lc=D

lc=1,2D

lc=1,5D

lc=1,8D

lc=2D

Fig. 5. The dependence of the orientation errors in concordance with

the diameter and lc for H8/h7

1

2

L

Jl

J fp /2

F

F

Fig. 6. The mobile bolt is blocked


100

Min C = c11x11+ c12x12+ c13x13+ …. + c33x33

ε11x11+ ε12x12+…+ ε16x16 ≤ ε1max p11x11+ p12x12+…+ p16x16 ≥ p1min f11x11+ f12x12+… + f16x16 ≥ f1min t11x11+ t12x12+ …+ t16x16 ≤ t1max

1x6

1j1j =∑

=; x1j = 1sau 0; j∈{1,2,3,4,5,6}

ε21x21+ ε22x22+ ε23x23 ≤ ε2max p21x21+ p22x22+ p23x23 ≥ p2min f21x21+ f22x22+ f23x23 ≥ f2min (6) t21x21+ t22x22+ t23x23 ≤ t2max

1x3

1j2j =∑

=; x2j = 1sau 0; j∈{1,2,3}

ε31x31+ ε32x32+ ε33x33 ≤ ε3max p31x31+ p32x32+ p33x33 ≥ p3min f31x31+ f32x32+ f33x33 ≥ f3min t31x31+ t32x32+ t33x33 ≤ t3max

1x3

1j3j =∑

=; x3j = 1sau 0; j∈{1,2,3}

x11…x33, constructive solutions for the equipment; ε11…ε33, orientation-positioning errors of the construction; p11…p33, the productivity; f11…f33, the flexibility; t11…t33, the times of assimilation in manufacturing; c11…c33, the cost.

5. DEVELOPING OF NEW MODULAR STRUCTURES FOR THE CONSTRUCTION OF PROCESSING EQUIPMENTS The elaboration of the mathematical models at which we referred in the anterior chapters and the paper (2) have permitted to develop some new modular structures with characteristics and superior performances which have a pronounced character of originality. In figure 8 it is represented one of the constructive variance of a new type of multifunctional arrester with self disposal and blocking, in modular variance.

The solution presented in the figure 9, certificate by patent (3), it is a new modular system for guidance tool, with adjustment bidirectional, for single ax process or multi ax, adaptable for every type of device, equipment or universal machine, specialized, aggregate or processing center.

6. CONCLUSIONS

Our theoretical researches bended by the

assignation of same new calculation methods, mathematical models, optimizations algorithms and specialized programs for the computers, that will be the base for the development of some new modular structures with characteristics and superior performances. Those structures will permit the realization of components, subsets, devices and mechanics and mecatronics devices, with a high level of precision, productivity and flexibility for different domains of the machine construction. REFERENCES [1] Victoria Dobre, The designing methodology of the supporting elements, Machines Building Magazine, no. 7- 8, 1997. [2] Joon Chung and Tae-Cheol Jung, Optimization of an air cushion vehicle bag using genetic algorithms, Aerospace Science and Technology, April 2004 [3] Brăgaru, A., Picoş, C., Ivan, N.V., The technologic devices and processes optimization, Didactic and Pedagogic Publishing, Bucharest, 1996, ISBN 973-30-4447-4. [4] Crişan, I., The technology like a system, Scientific and Encyclopedic Publishing, Bucharest, 1980. [5] Ivan, N.-V., The technological processes otimization fundamentals, Univerity Publishing from Brasov, 1983.

Fig.7. The technological graph

2

1

(7)

(15)

15

Fig. 9. The modular system for guidance tool

Fig. 8. The multifunctional


101

METODE DE SIMULARE ŞI EVALUARE A ACCIDENTELOR PRODUSE

PRIN APRINDEREA FLUIDELOR HIDRAULICE ÎN CONTACT CU SUPRAFEŢE CALDE

Buzoianu Dragos1), Stancu Rodica1), Deleanu Lorena2), Ripa Minodora2)

1) S.C. ICTCM S.A., Bucuresti, ROMANIA, e-mail: [email protected]

2) Universitatea DUNAREA DE JOS, Galati, ROMANIA, e-mail: [email protected]

REZUMAT: Lucrarea prezinta un studiu privind cauzele incendiilor produse prin aprinderi accidentale a diverse materiale combustibile, precum si masurile intreprinse pentru evitarea acestor accidente. Sunt prezentate metodele de simulare si evaluare a accidentelor produse prin aprinderea fluidelor hidraulice in contact cu suprafete calde si instalatia realizata, pentru determinarea inflamabilitatii fluidelor in contact cu suprafete calde.

ABSTRACT: The paper presents a study on the causes of fires caused by accidental ignitions of various combustible materials, as well as measures taken to avoid such accidents. Are presented methods of simulation and evaluation of accidents caused by the ignition of hydraulic fluid in contact with hot surfaces and installation done to determine the fluids inflammability in contact with hot surfaces.

CUVINTE CHEIE: simulare, incendiu, materiale combustibile, inflamabilitate

KEYWORDS: simulation, fire, combustible materials, inflammability

1. INTRODUCERE In majoritatea ramurilor industriale sunt

expluatate diverse utilaje si agregate care folosesc lichide hidraulice care pot deveni inflamabile in diferite situatii. O statistica a cauzelor incendiilor produse prin aprinderi accidentale a diverse materiale combustibile, este cea din figura 1.

Se constata ca majoritatea incendiilor apar din cauze electrice in general scurt circuit, aproximativ 24 %, urmand cele produse prin supraincalzirea unor elemente datorita frictiunii produse intre unele elemente in miscare care nu au o lubrifiere corespunzatoare. O proportie destul de mare a incendiilor, aproximativ 8%, apar datorita diverselor suprafete incinse care vin in contact cu materiale inflamabile.

Aceasta situatie apare destul de frecvent in cazul utilajelor si autovehiculelor cu motoare termice care au si instalatii hidraulice sub presiune care folosesc fluide de actionare inflamabile.

Fig.1. Surse de aprindere in majoritatea incendiilor


102

Sunt situatii in care pot aparea autoaprinderi ale fluidelor lubrifiante si in cazul autoturismelor care prezinta scurgeri de ulei din carterul cutiei de viteze sau carterul diferentialului, datorita distrugerii unor inele de etansare , fisuri a diferitelor racoarde. Aceste fluide pot ajunge in contact cu suprafete fierbinti cum ar fi colectorul sistemului de evacuare ale gazelor de esapament, care poate ajunge la temperaturi de 700-900ºC in zona motorului (fig.2.).

Fig.2. Exemplu de scurgeri de ulei in cutia de viteze ce ajung in contact cu colectorul coloanei de evacuare.

Au fost situatii cand au aparut incendii si

chiar explozii din cauza deteriorarii unor racorduri sau chiar ruperea acestora si refularii unor cantitati de ulei pe componente fierbinti ale motorului utilajului ; situatia din fig .3 cand un autotren a explodat si a ars din aceasta cauza.

Fig.3. Autotren distrus de incendiu produs datorita unor scurgeri hidraulice.

Aceste dezastre pot aparea si in industria

miniera unde se utilizeaza diverse echipamente hidraulice care opereaza in spatii inchise (galerii de mina).

Situatiile in care pot aparea scurgeri de fluid pot fi :

- Datorita temperaturilor ridicate, piesele metalice se pot dilata diferit si isi modifica forma si dimensiunea .

- fluide la care variaza foarte mult vascozitatea in functie de diferenta de temperatura.

- Deteriorarea diverselor piese de legatura (nipluri, holendere, mufe), datorita utilizarilor repetate.

- Fisuri sau rupturi aparute la racorduri datorita viciilor de fabricatie.

- Pierderea etanseitatii elementelor datorita modificarilor in timp ale proprietatilor fizice si chimice.

- Strangerea defectuoasa a cuplelor si/sau deteriorarea sistemelor de autoblocare ale acestor.

Pentru evitarea acestor accidente se pot lua urmatoarele masuri :

- Proiectarea instalatiilor in asa fel incat traseul circuitelor hidraulice sa nu se invecineze cu subansamble care se pot incinge.

- Daca prima conditie nu se poate indeplini se vor utiliza fluide care chiar daca accidental ajung in contact cu suprafete incinse sa nu se autoaprinda.

- Monitorizarea etanseitatii sistemelor hidraulice prin folosirea garniturilor inteligente care sesiseaza scurgerile.

- Asigurarea unei mentenantei corespunzatoare prin inlocuirea furtunelor si garniturilor inainte ca acestea sa se deterioreze.

2. INCERCARI DE LABORATOR

PENTRU DETERMINAREA PUNCTULUI DE INFLAMABILITATE

Pentru a determina punctul de

inflamabilitate se pot face unele incercari de laborator reglementate prin doua stasuri :

• unul european –SR EN ISO 20823 :2003 ‘Petrol si produse inrudite – Determinarea caracteristicilor de inflamabilitate a fluidelor in contact cu suprafetele calde – Incercarea de inflamabilitate pe metal cald’

• si unul din SUA „Manifold Ignition Test (Federal Test Method 791, Method 6053.1)[28]”.

Conditiile de test conform stasului european sunt: - Structura care simuleaza piesa se incalzeste

la 700ºC - Temperatura se masoara in trei puncte - Volumul testat 10 ml - Timp incercare 40...60s - Distanta intre suprafata de incercare si

sistemul de dozare 300 mm - Incinta in care este montata piesa

300x300x450 mm. Conditiile de test conform stasului SUA sunt:

- Structura care simuleaza piesa se incalzeste la 704ºC

- Temperatura se masoara intr-un punct


103

- Volumul testat 10 ml - Timp incercare 40...60s - Distanta intre suprafata de incercare si

sistemul de dozare 300 mm - Incinta in care este montata piesa

300x300x460 mm. Interpretarea rezultatului se face in functie

de fiecare test incluzandu-l intr-una din categoriile: - Pentru varianta europeana:

o „I(T)” cand fluidul se aprinde sau arde pe tub, dar nu continua sa arda cand este colectat in tava de dedesubt.

o „I(D)” cand fluidul se aprinde si arde pe tub, si continua sa arda cand este colectat in tava de dedesubt.

o „N” cand fluidul nu se aprinde sau nu arde in nici un moment.

- Pentru varianta SUA: o a) se aprinde si arde pe suprafata de

incercare dar nu si cand se scurge dupa aceasta.

o b) nu se aprinde si nu arde pe suprafata de incercare dar arde si se aprinde cand se scurge dupa aceasta.

o c) fluidul nu se aprinde si nu arde nici pe suprafata nici cand se scurge dupa aceasta.

3. PREZENTAREA

FUNCTIONARII INSTALATIEI EXPERIMENTALE

Pentru a raspunde cerintelor s-a construit o

instalatie conform SR EN ISO 20823 :2003 pentru a realiza testul in deplina siguranta pentru operatorul uman.(fig.4).

Fig.4. Instalatie pentru determinarea inflamabilitatii fluidelor in contact cu suprafete calde.

Legenda: 1-manipulator 2-sistem de picurare 3-tub rezistenta

Aceasta este dotata cu geam securit si

termorezistent pentru protectia impotriva stropilor incinsi de ulei. Pozitionarea sistemului de picurare se face de catre un robot dedicat, astfel evitandu-se patrunderea utilizatorului in zona periculoasa. Datorita fumului degajat in timpul incercarilor, instalatia este prevazuta cu sistem de ventilatie.

Controlul temperaturii tubului care reprezinta suprafata de incercare se face prin intermediul unor senzori si unui regulator de temperatura. Pentru asigurarea temperaturii de maxim 700ºC pe suprafata tubului s-a realizat o rezistenta electrica montata in tuburi de cuart, rezistente la valori de peste 1200ºC. Puterea sistemului de incalzire a fost dimensionata astfel incat ca tubul sa nu depaseasca 750ºC ; daca aceasta este prea mare sistemul de comanda al incalzirii (regulator de temperatura – contactor static) s-ar suprasolicita iar reglajul temperaturii setate s-ar realiza in timp si cu o toleranta destul de mare (fig. 5).

Fig.5. Curba de reglaj a temperaturii.

Pentru protectia mecanica a rezistentei precum si a tubului care o protejeaza s-a ales un regim de incalzire in rampa (20ºC/min), fapt care diminueaza dilatarile puternice ale tubului si suporului mecanic al rezistentei evitandu-se distrugerea acestora. Daca s-ar depasi temperatura maxima a tubului de inox, acesta s-ar deforma ireversibil si ar distruge elementul de incalzire.

In prima faza s-a folosit un regulator de temperatura avand setarile necesare pentrul tipul de rezistenta folosit (fig.5.) obtinandu-se o precizie de reglaj de ± 0.5ºC. Acuratetea reglajului a ajuns la ±0.1ºC folosind in prealabil un regulator cu control « Fuzzy » care micsoreaza amplitudinea oscilatiilor curbei de reglaj fata de valoarea setata a temperaturii. Sistemul « Fuzzy » reface reglajul intr-un timp minim in cazul unor perturbatii, cum ar fi eliberarea cantitatii de ulei pe tub, deschiderea usilor sau pornirea ventilatiei standului.


104

Pentru citirea temperaturii s-au folosit trei termocupluri tip S cu o precizie de ±2ºC, care vin in contact cu suprafata exterioara a tubului de inox, montate pe un brat retractil.

Corectitudinea masurarii s-a realizat cu un senzor dublu montat prin sudare pe suprafata tubului ; acesta este de tip K cu o eroare de ±0.0040*[t], fiind contruit in functie de dimensiunile tubului. Prin acest senzor s-au comparat valorile citite de acesta cu cele masurate de senzorii mobili dand corectia necesara celor trei senzori montati pe bratul retractili, astfel realizandu-se masuratoarea corecta a temperaturii la suprafata tubului.

In prima faza s-au obtinut erori destul de mari datorita citirii punctiforme ; s-au construit adaptoare de cupru montate pe termocuplu, avand o fata de asezare pe suprafata tubului. Apoi s-au sudat pe tub bucse in care intrau termocuplurile, pentru a crea o atmosfera controlata in zona de citire. Erori de masurare s-au obtinut si din cauza acoperii cu funingine si cu reziduri petroliere ale tubului rezultate in urma functionarii standului.

Sistemul de dozare al fluidului este industrial, cu actionare pneumatica, partea de admisie/refulare fiind total reconstruita pentru a rezista fluxului de caldura radiat de rezistenta si concentrat de catre incinta de inox in care este montat acesta. Dozatorul a fost reproiectat si realizat din dural, protejat de un scut termic racit cu apa. Sistemul de pozitionare reprezinta un robot de tip antropomorf cu raport de amplificare 4. Aceasta solutie a fost ideala pentru aplicatia descrisa, avand un gabarit adecvat, in zona cu risc termic opereand numai bratele acestuia, celelalte echipamente sensibile la temperatura (motoare de actionare, senzori de pozitie, cabluri electrice) fiind situate intr-o zona sigura. Comanda acestuia se face cu motoare pas cu pas comandate de softul specializat avand posibilitatea de reprogramare simpla si rapida in cazul schimbarii procedurii de incercare.

4. CONCLUZII Cu aceasta instalatie se pot simula situatii

reale de accident, existand posibilitatea de a regla temperatura tubului, astfel determinandu-se limita superioara la care se poate folosi in siguranta acel fluid hidraulic.

Este necesara si in faza de proiectare, inainte de a se alege o solutie tehnica corecta, simuland cat mai aproape de realitate eventualele vicii de functionare sau conceptie.

BIBLIOGRAFIE [1] ***Approval Standard for Flammability Classification of Industrial Fluids (Class 6930), Factory Mutual Global, January 2002. [2] Yuan, L., 2006, Ignition of hydraulic fluid sprays by open flame and hot surfaces, Journal of Loss Prevention in Process Industry, vol.19 (4). [3] Deleanu, L., Rîpă, M., Drug, A., 2007, Flammability Testing in Risk Assessment, Proc. of European Conference on Tribology, ECOTRIB, Ljubljana, Slovenia. Quick Info Brokerage Event at "waste to energy" 2008 As part of the leading europeans trade show for energy from waste and biomass "waste to energy" 2008, the Enterprise Europe Network Bremen and Lower Saxony organises a Brokerage Event that will be held on the 10th and 11th of December 2008 in Bremen. For the fourth time the "Waste to Energy" opens its doors in Bremen and more than 160 exhibitors and 2000 delegates from all over the world are expected to come. The production of energy from all kinds of residues will be the main theme of the international fair and conference(www.wte-expo.com): - thermal and mechanical-biological waste treatment - material flow management - secondary fuels, biomass and biofuels - reduction of greenhouse gas emissions. Participants have the chance: ·to establish valuable contacts ·to meet potential co-operation partners and clients ·to identify partners for European research projects ·to create common development perspectives. Deadlines: Registration and submission of co-operation profiles: 17.11.2008 Booking of individual meetings: 26.11.2008 Further information: Enterprise Europe Network Bremen DD Die Denkfabrik Barbara Wernicke Phone: +49-421-20 15 60 eMail: [email protected] Enterprise Europe Network Lower Saxony NBank Steven Amenda Phone: +49-511-30031-361 eMail: [email protected] Costs: Participation in the Brokerage Event is free of charge.However, the entrance fee for "waste to energy" has to be paid.


105

Fig. 1. Schema procesului de forjare rotativă pe dorn a pieselor tubulare.

DETERMINAREA CORELATIEI PARAMETRILOR

PROCESULUI DE FORJARE ROTATIVĂ A PIESELOR TUBULARE PRIN MODELARE NUMERICĂ

V. Schiopu1, D. Luca2, I. Asandei1, C.Gentoiu3

1S.C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi, [email protected]; 2U.T. „Gh. Asachi“ Iaşi; 3S.C. ICTCM S.A. Bucureşti.

REZUMAT Deşi procedeul de forjare rotativă este utilizat de ceva timp, corelaţia dintre parametrii săi principali rămâne necunoscută, punerea la punct a aplicaţiilor făcându-se mai mult pe cale experimentală. Cercetările experimentale au dezavantajul de a nu putea asigura informaţii în privinţa unor parametri importanţi cum sunt tensiunile şi deformaţiile. Prin contrast, calculul numeric şi în special analiza cu elemente finite (AEF) asigură posibilitatea de a determina toţi parametrii relevanţi la costuri moderate.

ABSTRACT Although rotary swaging process is used from some time, the correlation between its main parameters remain unknown, the development of applications being done mainly through experimental ways. Experimental researches have the disadvantage of not being able to provide information about significant parameters, such as stresses and strains. In contrast, numerical calculations, like finite element analysis (FEA), provide the opportunity to determine all relevant parameters at moderate cost. CUVINTE CHEIE: forjare rotativă, modelare numerică, analiză cu elemente finite (AEF). KEYWORDS: rotary swaging, numerical modelling, finite element analysis (FEA).

1. INTRODUCERE Forjarea rotativă este un proces de deformare

plastică de precizie a tuburilor, barelor şi sârmelor. Aparţine grupului proceselor de prelucrare „net-shape” (aproape de forma finală) care sunt caracterizate de faptul ca forma finală a reperului prelucrat este obţinută fără, sau numai cu un minim de prelucrări de finisare.

Sculele de deformare ale maşinii de forjat rotativ (matriţele) sunt aşezate concentric în jurul semifabricatului, Figura 1. Aceste matriţe realizează mişcări radiale de înaltă frecvenţă, cu o cursă foarte mică. Frecvenţa cursei este între 1.500÷10.000 curse/min, funcţie de mărimea maşinii, iar lungimea totală a cursei are valori între 0,2÷5 mm. Mişcările radiale ale matriţelor sunt, pentru majoritatea aplicaţiilor, simultane. În mod obişnuit, un set de matriţe este compus din 4 astfel de segmente însă, în funcţie de aplicaţie şi de mărimea maşinii, pot fi folosite seturi de 2, 3 sau 6 matriţe.

Între matriţe şi semifabricat are loc o mişcare de rotaţie relativă pentru a împiedica formarea de bavuri longitudinale la interstiţiile dintre matriţe.

Semifabricatul este introdus axial prin împingere sau tragere în spaţiul dintre matriţe, până la lungimea necesară. Avansul axial are valori între 200÷600 mm/min.

Forjarea rotativă este un proces de deformare plastică incrementală la care forma finală a piesei prelucrate se obţine în numeroşi paşi mărunţi. Unul dintre avantajele procesului de deformare incrementală comparativ cu procesele continue este realizarea unei deformări omogene a materialului. Forjarea rotativă asigură grade mari de deformare într-o singură trecere iar deformarea materialului este distribuită uniform pe conturul secţiunii transversale.


106

Un alt avantaj al procesului de formare incrementală este minimizarea frecării. Durata contactului dintre matriţe şi semifabricat este foarte scurtă. În timpul contactului au loc doar mici mişcări relative.

Deşi procedeul de forjare rotativă este utilizat de ceva timp, corelaţia dintre parametrii săi principali rămâne necunoscută, punerea la punct a aplicaţiilor făcându-se mai mult pe cale experimentală. Cercetările experimentale au dezavantajul de a nu putea asigura informaţii în privinţa unor parametri importanţi cum sunt tensiunile şi deformaţiile. Prin contrast, calculul numeric şi în special Analiza cu Elemente Finite asigură posibilitatea de a determina toţi parametrii relevanţi la costuri moderate.

De aceea, în activităţile de cercetare legate de găsirea unor noi aplicaţii pentru procesul de forjare rotativă (în speţă placarea pieselor metalice de revoluţie), autorii au realizat un model numeric tridimensional pentru forjarea rotativă a pieselor tubulare pe dorn, urmărind determinarea corelaţiei parametrilor procesului de prelucrare: s-a avut în vedere înţelegerea elementelor de bază ale influenţei unui anumit parametru asupra curgerii materialului, tensiunilor, deformaţiilor şi puterii necesare pentru dezvoltarea forţelor de deformare.

Pentru a descrie corect parametrii procesului este necesară construirea unor modele 3D pentru semifabricate şi scule. Numai în acest fel forţele de lucru şi efectele ce apar pot fi redate pe direcţie tangenţială şi reproduse în mod realist. Particularităţile de care trebuie să se ţină seama la simularea 3D a procesului de forjare rotativă sunt:

- operaţia de deformare are caracter incremental cu frecvenţe între 1.500 şi 10.000 de curse duble pe minut;

- la fiecare ciclu are loc desprinderea sculelor; - calculul deformaţiilor mari (neliniaritate

geometrică); - plasticitate (comportament neliniar al

materialului); - contact şi frecare (condiţii de limită neliniare); - reprezentarea cinematicii complexe a sculelor.

2. MODELAREA NUMERICĂ

A PROCESULUI

2.1. Geometria procesului. Realizarea modelului CAD Aşa cum s-a menţionat anterior modelul numeric construit simulează procesul de forjare rotativă pe dorn, cu avans axial, a pieselor tubulare. Pentru obţinerea unei precizii de prelucrare ridicate s-a optat pentru varianta de forjare cu 4 matriţe. Deoarece cele patru matriţe sunt perfect identice, după cum se vede şi din Figura 1, procesul prezintă o simetrie axială „pe sfert“, fapt care poate fi folosit pentru simplificarea procesului de modelare şi reducerea timpului de calcul.

Dimensiunile de bază ale matriţelor şi cele ale bucşei-semifabricat sunt prezentate în Tabelul 1. Tabelul 1. Parametrii geometrici ai modelului.

Diametrul exterior al semifabricatului înainte de forjare (mm)

32

Diametrul interior al semifabricatului înainte de forjare (mm)

24

Lungimea semifabricatului înainte de forjare (mm)

25

Diametrul exterior al semifabricatului după forjare (mm)

27

Diametrul interior al semifabricatului după forjare = diametrul dornului (mm)

20

Numărul matriţelor 4 Cursa maximă a matriţelor (mm) 2,5 Unghiul conului de intrare al matriţelor (°) 13 Lungimea zonei de calibrare (mm) 25 Dimensiunile de gabarit ale matriţelor (mm) 50×30×23

Modelele tridimensionale pentru semifabricat şi

matriţe au fost realizate conform dimensiunilor prezentate anterior, într-un program specializat de modelare 3D, respectiv Autodesk Inventor, modelul matriţei fiind prezentat în Figura 2.

Aceste modele au fost exportate în format

standard IGS şi, în cele din urmă, importate în programul de analiză cu elemente finite prin intermediul interfeţei CAD a acestui.

2.2. Generarea reţelei de elemente finite Modulele de generare a reţelei de elemente finite

(mesh generation) specifice programelor AEF sunt utilizate pentru modelarea cu elemente finite a semifabricatului, obţinându-se aşa numita reţea iniţială. Această reţea iniţială este folosită de program până când criteriile de regenerare a reţelei (Remeshing Criteria) stabilesc că este necesar să se creeze o nouă reţea (actualizarea reţelei). Pentru cazurile când se doreşte calculul tensiunilor şi deformaţiilor şi în matriţe, trebuie ca şi acestea, la rândul lor, să fie modelate cu elemente finite, Figura 3.

Fig. 2. Modelul CAD 3D al matriţei.


107

Caracteristicile reţelei de elemente finite din Figura 3 sunt:

Numărul de noduri 2325; Numărul de elemente 9919, din care

- line2 290; - tria3 2076; - quad4 380; - tetra4 6755; - penta6 22; - hexa8 396.

2.3. Proprietăţile materialelor

Caracteristici mecanice şi fizice Materialul semifabricatului tubular este un

bronz cu staniu CuSn10, caracteristicile mecanice şi fizice ale acestuia, conform DIN EN 1982, fiind prezentate în Tabelul 2. Tabelul 2. Caracteristici fizico-mecanice CuSn10.

Denumire

Simbol și unitate

de măsură

Valoare

Limita aparentă de elasticitate

Rp0,2 (N/mm2) ≥ 170

Rezistenţa la tracţiune Rm (N/mm2) ≥ 280 Duritate Brinell (HB) ≥ 80 Alungirea la rupere A (%) ≥ 10 Rezistenţa la încovoiere Rbw (N/mm2) ± 100 Modulul de elasticitate longitudinală

E (N/mm2) ≥ 9·1010

Coeficient de dilatare (10-6/K) 18,5

termică Densitate ρ (Kg/m3) 8700 Coeficientul lui Poisson ν 0,30

Modelul numeric al comportării materialului În analiza cu elemente finite descrisă în prezenta

lucrare, s-a presupus că semifabricatul are o comportare elasto-plastică şi se supune criteriului de plasticitate Von-Mises şi regulii de curgere asociate acestuia. Procesul de deformare a materialului elasto-plastic s-a presupus a fi asociat cu problema valorii limită unde soluţiile câmpului de tensiuni şi deformaţii satisfac ecuaţiile de echilibru, ecuaţiile constitutive pe domeniul respectiv şi valorile limită prescrise.

Forma simplificată a ecuaţiei de echilibru, neglijând forţele interne, este exprimată prin:

∫ =v ijij dV 0, δνσ (1)

unde jij ,σ este componenta tensorului tensiunilor, iδν este o variaţie arbitrară a vitezei. Folosind teorema divergenţei şi simetria tensorului tensiunilor şi impunând condiţiile de limită esenţiale conform cărora

0=δν pe vS , unde vS este frontiera câmpului de viteze specificat, ecuaţia (1) devine:

( ) 021

,, =−+∫ ∫ dSndV jv S iijijjiijF

νσδνδνσ (2)

unde jn este unitatea normală la suprafaţă iar FS este suprafaţa pe care acţionează forţa tangenţială, adică:

ijij Tn =⋅σ pe FS . Prin descompunerea tensorului

tensiunilor în componenta deviatorică 'ijσ şi

componenta hidrostatică mσ , ecuaţia (2) devine:

Fig. 3. Generarea reţelei de elemente finite pentru modelul „pe sfert“ în pachetul de programe freeware SALOME MECA 2008 (EDF).


108

∫∫∫ =−+FS iiv vmv ijij dSTdVdV 0' δνεδσεδσ && (3)

unde ijε& este viteza de deformaţie iar vε& viteza de deformaţie volumetrică. Ecuaţia finală poate fi obţinută prin înlocuirea integralei primului termen cu tensiunea efectivă σ şi viteza de deformaţie efectivă

ε& . Condiţia de incompresibilitate pe câmpul de viteze admisibile din ecuaţia (3) poate fi înlocuită de o constantă K a funcţiei de penalizare astfel:

0=−+= ∫∫∫ dSTdVKdV iS ivv Fδνεδεεδσδπ νν &&& (4)

unde ''

23

ijij σσσ ⋅⋅= , ε& ijij εε && ⋅⋅=32

iar K este o

constantă pozitivă de valoare mare. Tensiunea efectivă pentru un anumit material poate fi determinată printr-o încercare uniaxială de întindere sau de compresiune ca o funcţie a deformaţiei efective şi a vitezei de deformaţie efective.

Ecuaţia (4) reprezintă forma finală a ecuaţiei de bază pentru discretizarea cu element finit. Odată ce soluţia pentru câmpul de viteze care satisface ecuaţia (4) este obţinută, tensiunile corespunzătoare pot fi calculate folosind regula curgerii şi distribuţia cunoscută a tensiunii medii.

Von Mises a fost primul care a venit cu o presupunere conform căreia comportamentul fundamental care defineşte incrementul deformaţiei plastice este legat de suprafaţa de curgere:

dFQhdij

Pij ⋅

∂∂

⋅=σ

ε (5)

Se presupune că pe durata unui increment infinitezimal al tensiunii, deformaţia totală poate fi împărţite în partea elastică şi cea plastică, astfel:

}{ } }{{ Pe ddd εεε += (6) dar

}{ [ ] { }σε dDd ee 1−= (7)

σλε∂∂

=Fdd P (8)

în care [ ]eD este matricea elasticităţii, σ este tensiunea

de întindere iar dλ este o constantă pozitivă de proporţionalitate, astfel că relaţia (6) devine:

{ } [ ] { }

∂∂

+− −

σλσε FddDd e

1 (9)

Când apare componenta plastică, tensiunile au valori pe suprafaţa de curgere, conform funcţiei de curgere (fluaj), care, atunci când este diferenţiată, devine:

{ } { } { } 0=

∂∂

+⋅

∂∂

= dKKFdFdF

T

σσ

(10)

În ecuaţiile (5)-(10) Q şi h sunt funcţii scalare ale invariantului tensiunilor deviatorice iar F este funcţia de curgere. Q este numit potenţial plastic. Din ecuaţiile (9) şi (10) rezultă:

{ } [ ] εσ dDd ep= (11) şi:

[ ] [ ] [ ] [ ]

[ ]1−

∂∂

∂∂

+⋅

⋅

∂∂

⋅

∂∂

−=

σσ

σσ

FDFH

DFFDDD

e

T

e

T

eeep

(12)

unde H este modulul plastic. Matricea de elasto-plasticitate [ ]epD înlocuieşte matricea de elasticite

[ ]eD în analiza incrementală. Ecuaţiile (11) şi (12) reprezintă relaţiile de bază ale tensiunii şi deformaţiei elasto-plastice.

Pentru o suprafaţă de curgere Von Mises, care se supune regulii de curgere asociate, F este dată de următoarea relaţie [10]:

( ) ( )

( ) y

F

στττσσ

σσσσ

−+++−+

+−+ −=

21

231

223

212

213

232

221

33321

21

21

(13)

unde σy este limita de elasticitate. În ceea ce priveşte comportarea materialelor

sculelor, în procesul de simulare s-a presupus că matriţele şi dornul sunt corpuri solide rigide cu o valoare foarte mare a modului de elasticitate.

2.4. Condiţiile de limită Condiţiile mecanice de limită sunt următoarele:

având în vedere natura deformaţiei la forjarea rotativă, deplasările radiale ale nodurilor situate pe axa semifabricatului şi deplasările nodurilor de pe capătul din dreapta al acestuia (Figura 3) sunt setate la valoarea zero. Condiţiile de contact la interfaţa semifabricat-matriţe şi semifabricat-dorn sunt descrise în subcapitolul următor.

La forjarea la rece, în mod obişnuit, se presupune că procesul se desfăşoară în condiţii izoterme, deşi în realitate procesul nu este izoterm. Această presupunere poate asigura rezultate preliminare destul de bune atunci când se aplică la procese care se desfăşoară atât de rapid încât efectul de încălzire a matriţelor este destul de redus [1]. În majoritatea analizelor procesului de forjare rotativă, efectul de încălzire a matriţelor s-a presupus a fi neglijabil din cauza timpului relativ scurt în care acestea se află în contact cu semifabricatul [3]. S-a estimat că sculele se află în contact cu semifabricatul mai puţin de 10-15% din fiecare ciclu de forjare.

2.5. Condiţiile de contact Frecarea dintre semifabricat şi matriţe joacă un rol

important în determinarea valorii forţei de deformare şi a distribuţiei deformaţiilor în piesa forjată.

De aceea, modul cum sunt tratate condiţiile de contact în MEF astfel încât să ţină seama de stratul de lubrifiant dintre suprafeţele semifabricatului şi cele ale sculelor, reprezintă un factor cheie în asigurarea unui model cât mai exact al procesului de deformare. Pentru a reflecta contactul şi frecarea dintre semifabricat şi matriţe şi dintre semifabricat şi dorn, a fost stabilită o relaţie elasticitate-plasticitate între cele două suprafeţe


109

de contact. Elasticitatea va reflecta o cantitate ∆ pentru care ecuaţia (14) este satisfăcută: ∆⋅= sKnF (14) unde Ks este constanta de elasticitate iar Fn este forţa normală la suprafaţa de contact. Această metodă de punere în ecuaţie a compatibilităţii contactului este denumită metoda penalizării. Valoarea penetrării sau incompatibilitatea dintre cele două suprafeţe este dependentă de rigiditatea Ks. Frecarea dintre suprafeţele de contact a fost simulată prin forţa tangenţială. Legea lui Coulomb stabileşte faptul că forţa de frecare dintre două corpuri nu poate depăşi o fracţiune din forţa normală astfel: nFsF µ−≤ (15) unde µ este coeficientul de frecare. Dacă Fs ar fi depăşită, cele două corpuri ar aluneca unul pe altul. În acest studiu a fost utilizat un model de frecare conform legii lui Coulomb împreună cu metoda de penalizare asociată, cu un coeficient de frecare de 0,15 (bronz/oţel).

2.6. Cinematica procesului În procesul de forjare rotativă, deformaţia

semifabricatului are loc ca urmare a unui număr foarte mare de lovituri scurte, de mare viteză, pe care le realizează matriţele prin curse repetate pe direcţie radială. Pe maşinile de forjat rotativ există un dispozitiv de avans axial cu mandrină de prindere a semifabricatului. Pentru a obţine forma circulară şi o calitate corespunzătoare a suprafeţei, între scule şi semifabricat exista o mişcare de rotaţie relativă (la unele tipuri de maşini se rotesc sculele antrenate de arborele principal, la altele se roteşte semifabricatul împreună cu mandrina dispozitivului de avans).

Tinând seama de cele de mai sus, se face următoarea ipoteză simplificatoare cu scopul de a uşura programarea mişcărilor în modelul AEF: realizarea mişcărilor relative dintre matriţe şi semifabricat se face numai prin mişcarea sculelor.

Reprezentarea mişcării sculelor Se consideră că traiectoria de mişcare a sculelor se realizează după o sinusoidă. Obiectivul acestei ipoteze este reducerea numărului de elemente şi de incrementări.

Parametrii reglabili ai maşinii - cursa matriţelor, c=2÷3 mm; - frecvenţa de forjare ff=1.620÷2.970 forj./min ; - viteza de rotaţie a rotorului extern (intern) ne (ni)= 300÷550 rot/min; - viteza de avans axial (forjare cu avans axial) vx=297÷742 mm/min.

Factori tehnologici - Viteza de rotaţie ni împreună cu frecvenţa de forjare ff determină unghiul de rotaţie la un pas αp=66,66°; - Viteza de avans + frecvenţa de forjare => avansul axial per pas (forjare) sx,p=0,1÷0,25.

Având în vedere ipoteza că semifabricatul este

fix (capătul din dreapta este considerat blocat conform condiţiilor de limită), cinematica procesului definită în prezenta modelare este următoarea:

1. Pornind dintr-o poziţie iniţială, cele patru matriţe efectuează cursa fixă c de avans radial spre axa semifabricatului, mişcarea fiind definită de o funcţie sinusoidală; la un moment dat acestea vor intra în contact cu semifabricatul pe care îl vor deforma;

2. După ce matriţele au străbătut întreaga cursa de avans c, urmează mişcarea de retragere în poziţia iniţială;

3. Matriţele efectuează mişcarea de avans axial intermitent cu valoarea sx,p (avansul axial per pas), concomitent cu mişcarea de avans rotativ intermitent cu unghiul αp (unghiul de rotaţie la un pas); poziţia obţinută este noua poziţie iniţială; se reia ciclul începând cu pct. 1 pentru următorul pas.

3. REZULTATELE SIMULĂRII

Pentru aplicaţia de faţă, respectiv forjare rotativă pe dorn a pieselor tubulare, după rularea analizei cu elemente finite pe baza modelului numeric descris în capitolul anterior, pentru deformarea unui semifabricat tubular din CuSn10, s-au obţinut rezultate interesante, care se încadrează în limitele de eroare prognozate.

S-a pus accent în special pe determinarea câmpurilor de tensiuni şi de deformaţii, Figura 4 şi Figura 5, însă analiza detaliată a tuturor rezultatelor este prezentată în continuare: sunt analizate efectele variaţiei diverşilor parametri geometrici ai matriţelor şi ai semifabricatului şi a parametrilor de mişcarea asupra tensiunilor reziduale, presiunii normale pe matriţe şi pe dorn şi asupra forţei necesare realizării deformării.

3.1. Tensiunile reziduale pe suprafeţele interioară şi exterioară ale piesei prelucrate

Fig. 5. Distribuţia deformaţiilor efective în semifabricatul tubular în timpul forjării.

Fig. 4. Distribuţia tensiunilor efective în semifabricatul tubular în timpul forjării.


110

Figurile 6 şi 7 prezintă profilul tensiunilor reziduale radiale, axiale, inelare (cele trei componente ale tensiunii σ descompusă în sistemul cilindric de coordonate) şi tensiunile de forfecare τ, în lungul direcţiei axiale, pe suprafeţele interioară şi exterioară ale piesei forjate, respectiv, pentru un avans axial de 2 mm/forjare. Distribuţia tuturor acestor tensiuni este aproape uniformă de-a lungul piesei tubulare cu excepţia capetelor acesteia. În comparaţie cu tensiunile axiale şi inelare, cele radiale şi de forfecare de pe suprafaţa exterioară sunt mici şi neglijabile. Acest fapt era de aşteptat deoarece, odată îndepărtate matriţele, această suprafaţă este liberă şi, de aceea, tensiunile radiale ar trebui să dispară. De asemenea, din cauza naturii simetrice a procesului şi a modelului, tensiunile reziduale tangenţiale trebuie să fie scăzute. Într-adevăr, tensiunile nodale mici dar diferite de zero obţinute din AEF sunt generate din cauză că tensiunile obţinute în punctele de integrare ale elementelor sunt calculate ca valori medii în punctele nodale de pe suprafaţă.

Tensiunile reziduale axiale şi inelare de pe suprafaţa interioară sunt de compresie şi de aceea pot ajuta la împiedicarea propagării fisurilor. Deoarece astfel de repere, de obicei, lucrează sub presiuni interne mari, tensiunile reziduale compresive de pe suprafaţa internă pot mări durata de viaţă a produsului. Pe de altă parte, tensiunile de pe suprafaţa exterioară sunt de întindere şi de aceea pot favoriza propagarea eventualelor fisuri şi ar trebui înlăturate (detensionate) înainte de utilizare.

Variaţia tensiunilor reziduale de pe suprafaţa

exterioară funcţie de avansul axial per forjare al semifabricatului este prezentată în Figura 8. Se poate observa că tensiunile radiale şi de forfecare sunt mici şi nu se schimbă cu creşterea avansului axial. Totuşi,

tensiunile axiale şi inelare cresc aproape liniar cu creşterea avansului axial per forjare. În consecinţă tensiunile mari sunt afectate semnificativ de variaţia avansului axial.

3.2. Presiunea pe matriţe şi forţa de forjare În această secţiune sunt analizate efectele formei

semifabricatului şi ale geometriei matriţelor asupra presiunii pe matriţe şi asupra forţei de deformare necesare. Pentru a studia efectele grosimii peretelui semifabricatului, geometria finală a piesei şi diametrul interior al semifabricatului sunt menţinute constante şi

numai valoarea diametrului exterior al semifabricatului este variată.

Variaţia presiunii medii pe suprafeţele active ale

matriţelor cu grosimea peretelui semifabricatului tubular este prezentată în Figura 9. Presiunea pe zona cilindrică a canalului activ este mai mare decât cea din zona conului de intrare, iar ambele presiuni se măresc odată cu creşterea grosimii peretelui semifabricatului, însă

Fig. 7. Distribuţia tensiunilor axiale, inelare, radiale şi de forfecare pe suprafaţa exterioară ,pe lungimea piesei tubulare.

Fig. 9. Variaţia presiunii pe suprafeţele active ale matriţelor cu grosimea peretelui semifabricatului.

Fig. 10. Variaţia presiunii pe matriţe cu unghiul conului de intrare al matriţelor.

Fig. 6. Distribuţia tensiunilor axiale, inelare, radiale şi de forfecare pe suprafaţa interioară, pe lungimea piesei tubulare.

Fig. 8. Variaţia tensiunilor reziduale radiale, axiale, inelare şi de forfecare cu avansul axial per forjare, pe suprafaţa exterioară a piesei tubulare forjate.


111

presiunea pe zona cilindrică variază cu o rată puţin mai mare. De aceea, din cauza valorii relativ mari, dar şi a variaţiei în limite largi a presiunii pe zona cilindrică, aceasta reprezintă un factor mult mai critic în privinţa limitării duratei de viaţă a matriţelor.

De asemenea, a fost studiat efectul modificării unghiului conului de intrare asupra presiunii pe matriţe. Figura 10 arată variaţia presiunii pe zona cilindrică şi pe conul de intrare pe măsură ce unghiul conului de intrare creşte. Se observă că unghiuri mai mari ale conului de intrare determină presiuni mai mici atât în zona conului cât şi în zona cilindrică, respectiv se obţine o reducere cu 50% a presiunii când unghiul conului creşte de la 4º la 10º. În consecinţă creşterea unghiului conului de intrare poate fi folosită pentru mărirea duratei de viaţă a matriţelor.

Aşa cum s-a menţionat la începutul secţiunii, au fost luate în considerare şi efectele parametrilor de forjare asupra forţei maxime de forjare. Pentru a calcula forţa maximă de forjare, presiunea medie pe matriţe obţinută din analiză este înmulţită cu suprafaţa zonei de contact dintre matriţă şi semifabricat la sfârşitul unei lovituri.

Variaţiile forţei de forjare funcţie de lungimea zonei cilindrice şi de avansul axial pe forjare sunt arătate în Figurile 11 şi 12. Relaţia dintre forţă şi aceşti parametri este aproximativ liniară iar forţa totală de forjare creşte cu creşterea acestor parametri.

Avansul axial per forjare are cel mai mic efect

asupra forţei de forjare. De aceea, se poate trage concluzia că avansul axial afectează puternic tensiunile reziduale critice, însă influenţa sa asupra forţei de forjare este nesemnificativă. În consecinţă, pentru optimizarea procesului, trebuie alese valorile cele mai potrivite pentru aceşti parametri.

3.3. Influenţa avansului de rotaţie Un parametru de proces important care nu a fost analizat în studiile anterioare este avansul de rotaţie al semifabricatului. Acest parametru nu poate fi modelat în studiile axial simetrice 2D. Prin utilizarea modelului 3D, este posibilă studierea influenţei mişcării de rotaţie relative dintre semifabricat şi matriţe.

Avansul de rotaţie al semifabricatului este intermitent şi are loc între două curse ale matriţelor. Astfel, viteza de rotaţie a fost aplicată ca unghi de rotaţie per forjare. Frecvenţa forjărilor şi avansul axial al semifabricatului a fost selectate la 800 curse/min şi respectiv 140 mm/min. Variaţia tensiunilor reziduale şi principale Von Misses pe suprafaţa exterioară a piesei tubulare funcţie de viteza de rotaţie este prezentată în Figura 13. Se observă în această figură că tensiunile maxime şi medii variază foarte puţin, în schimb tensiunea minimă descreşte de la -300 MPa la -200 MPa pentru o creştere cu 30 rot/min a vitezei de rotaţie. În consecinţă, creşterea vitezei de rotaţie determină descreşterea tensiunilor Von Misses reziduale de pe suprafaţa exterioară a piesei, care intră în contact cu matriţele. Acest fapt se poate explica printr-o mai bună uniformizare a deformaţiei pentru o viteză de rotaţie mai mare.

Variaţia presiunii normale pe matriţe şi pe dorn

într-o poziţie aflată la mijlocul zonei cilindrice a canalului activ al matriţelor, de la sfârşitul unei curse de lucru a matriţelor, este prezentată în Figura 14. Din acest grafic rezultă că presiunea pe dorn scade puţin odată cu creşterea avansului de rotaţie, iar presiunea pe

Fig. 11. Variaţia forţei totale de forjare cu lungimea zonei cilindrice a canalului activ.

Fig. 12. Variaţia forţei totale de forjare cu avansul axial per forjare.

Fig. 13. Distribuţia tensiunilor pe suprafaţa exterioară a piesei tubulare funcţie de viteza de rotaţie.

Fig. 14. Variaţia presiunii normale pe dorn şi pe matriţe funcţie de viteza de rotaţie.


112

matriţe arată o creştere semnificativă. Ca urmare, în timp ce tensiunile reziduale din

piesa prelucrată şi presiunea normală pe dorn nu se modifică semnificativ din acest punct de vedere, presiunea pe matriţe poate fi un factor de limitare în privinţa creşterii vitezei de rotaţie.

6. CONCLUZII

Pe baza modelului 3D cu EF dezvoltat au fost studiat efectele unor parametri ca avansul de rotaţie şi geometria semifabricatului asupra tensiunilor reziduale şi presiunii pe dorn. În plus au fost investigaţi şi alţi parametri cum ar fi avansul axial per forjare, lungimea zonei cilindrice a cavităţii active, unghiul conului de intrare şi grosimea peretelui semifabricatului. Cele mai importante concluzii sunt: • Modelul dezvoltat prezintă o bună concordanţă cu

datele experimentale publicate de alţi autori [4]; • Factorul care afectează cel mai puternic tensiunile

reziduale din piesa prelucrată este avansul axial per forjare;

• Creşterea lungimii zonei cilindrice a matriţelor, a avansului axial per forjare şi a grosimii peretelui semifabricatului determină creşterea presiunii pe matriţe şi a forţei de forjare, iar creşterea unghiului conului de intrare al matriţelor are un efect invers;

• Distribuţia tensiunilor reziduale pe suprafeţele interioară şi exterioară, pe direcţia axială a piesei tubulare, este uniformă cu excepţia zonelor de capăt ale piesei;

• Tensiunile reziduale de pe suprafaţa interioară a piesei sunt în mod semnificativ dependente de geometria şi dimensiunile profilului dornului. De aceea neglijarea detaliilor geometrice ale profilului interior conduce la subestimarea tensiunilor maxime;

• Presiunea pe matriţe poate fi un factor restrictiv pentru creşterea avansului de rotaţie, în timp ce tensiunile reziduale şi presiunea pe dorn sunt foarte puţin influenţate de avansul de rotaţie.

MULTUMIRI

Acest articol a apărut ca rezultat al Contractului

de cercetare nr. 71-085/2007 finanţat de Ministerul Educaţiei şi Cercetării prin Centrul Naţional de Management Programe.

BIBLIOGRAFIE

1. Altan T., Knoerr M., Application of the 2D finite element method to simulation of cold-forging processes, J. Mater. Process. Technol. 35,1992;

2. Chelu Gh. şi Bendic V., Tehnologii neconvenţionale de matriţare şi forjare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1996;

3. Domblesky JP, Shivpuri R, Mohamdein MK, FEM simulation of multiple pass radial forging of pyromet, Proceeding of the Int. Symp. on the Metallurgy and Applications of superalloys, Pittsburg 26-29 June 1994;

4. Hoffmanner A. L., Iyer K. R., Residual stress control in precision swaged rifle barrels, NAMRC IV (North American Manufacturing Conference), Gainesville, FL, 1978, pg. 180;

5. Jang D.Y., Liou H.J., Study of stress development in axi-symmetric products processed by radial forging using 3-D non-linear finite-element method, Elsevier, 1996;

6. Lahoti G.D., Altan T., Analysis of the radial forging process for manufacturing rods and tubes, J Eng Ind. 98, pg. 265-271, 1976;

7. Radiucenco Iu. S., Rotaţionnoe objatia , Maşinostroenie, Moskva, 1972;

8. Şchiopu V. ş.a., Cercetări privind elaborarea unui nou procedeu de fabricare prin deformare plastică de înaltă precizie a pieselor tubulare cu profil interior complex, S. C. PRESUM PROIECT S.A. Iaşi, Contract cercetare nr. 545/2000, cod temă B5;

9. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., The finite Element Method, Vol. 1

și 2, Ed. 6, Butterworth-Heinemann, USA, 2000;

10. Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., The finite Element Method for Solid and Structural Mechanics, Ed. 6, Elsevier, 2005;

11. Zimmerman W.B.J., Process Modelling and Simulation with Finite Element Methods, World Scientific, 2004;

12. *** Documentaţie oficială SALOME MECA, EDF France http://www.caelinux.com/CMS/index.php?option=com_content&task=view&id=41&Itemid=40;

13. ***Documentaţie oficială CODE ASTER, EDF France, http://www.code-aster.org/V2/doc/?lang=fr;

14. ***Documentaţie oficială MARC, MSC Software, http://www.mscsoftware.com;

15. *** Rotary swaging, HMP Maschinenfabrik & Umformtechnik, http://www.hmp.de/sprache2/n179093/n.html;

16. *** Rotary swaging, FELSS GmbH, http://www.felss.de/felssEnglish/siteStart.html;

17. *** Rotary swaging processes, Torrington Swager and Vaill Inc., http://www.torrington-achinery.com/process/rotary_swaging.html;

18. *** Rotary swaging, Metall Technik MENGES GmbH, http://en.metalltechnik-menges.de/swaging.html.


113

ASPECTS AND RESULTS OF THE NUMERICAL SIMULATION

OF THE DEEP-DRAWING OF BUTT-WELDED PARTS

M. Tera1, O. Bologa 2, V. Oleksik3

1 “Lucian Blaga” University of Sibiu, Sibiu, ROMANIA, [email protected] 2 “Lucian Blaga” University of Sibiu, Sibiu, ROMANIA, [email protected] 3 “Lucian Blaga” University of Sibiu, Sibiu, ROMANIA, [email protected]

REZUMAT Tablele sudate cap la cap prezintă multitudine de avantaje printre care scăderea greutăţii piesei, reducerea costurilor de fabricaţie şi o precizie dimensională ridicată. Pentru a beneficia de aceste avantaje este necesară o cunoaştere detaliată a comportării tablelor de acest tip la ambutisare. Lucrarea de faţă îşi propune să analizeze modelul analitic al ambutisării unui semifabricat obţinut prin sudarea cap la cap a două table metalice. O comparaţie între ambutisarea acestui tip de semifabricat cu ambutisarea unui semifabricat convenţional este de asemenea prezentată. ABSTRACT Butt-welded metal sheets have many advantages, such as decreasing the part’s weight, reducing the manufacturing costs and an increased dimensional precision. In order to benefit from these advantages, a detailed knowledge of this kind of sheet's behaviour during deep-drawing is necessary. The current paper aims to analyse the analytical model of deep-drawing a blank realized through the butt-welding of two metal sheets. A comparison between the deep-drawing of such kind of blank and the deep-drawing of a conventional blank is also discussed.

CUVINTE CHEIE: ambutisare, table sudate, simulare numerică, deformabilitate, subţierea materialului KEYWORDS: deep-drawing, welded blanks, numerical simulation, formability, material thinning

1. INTRODUCTION

Car manufacturers are at present in a steady search for obtaining finite products that remain competitive on the market and this requires the appearance of innovative manufacturing processes that are able to bring both reductions in the costs of processing and cars with a reduced weight [5].

The forming of metallic sheets is used on a wide scale in the car manufacturing industry, in the car-manufacturing industry and in other areas of applicative engineering, due to the high productivity, low production costs and optimal ratio between the strength and weight achieved at the finite product.

On the other hand, the various subassemblies of car bodies require different levels of stiffness, shock resistance and corrosion. Car manufacturers used to meet these requirements by introducing supplementary reinforcing, stiffening elements and by using parts

made of stainless steels in the car body areas demanding those requirements [4].

It is known that the car body and chassis must provide various performances, such as higher endurance, wear resistance, shock resistance etc., all these at the lowest possible weight. This leads to hundreds of smaller or larger panels forming the actual car body, all with precise specifications regarding the employed sheet thickness and the recommended steel type for each part. On the other hand, the number of parts must be kept as low as possible to improve the precision and the productivity [7].

In order to accommodate all the conditions and requirements mentioned before, to find a compromise that would provide reductions in the weight of products and finite products at the lowest possible price, but also high values of the mechanical, technological and corrosion properties, car manufacturers need to modify (or even to replace completely) the classical variant of using a conventional blank that implies numerous


114

processing stages and leads to an increase in processing times and to the usage of a number of supplementary cars and equipments and thus to high production costs.

Instead, a promising solution would be the usage of butt-welded blanks (BWB), due to the fact that, in the manufacturing of a car body, for example, it becomes possible to use one single welded part instead of using several distinct parts which would require a large number of processing stages and then of assembling stages. As can also be seen from figure 1, the blanks are butt-welded before the forming process, thus limiting the number of parts [6].

This brings about several important advantages, such as a significant reduction of costs, structural improvements and not least a reduction in weight for finite products obtained in this manner [4].

Figure 1: Example of the application of butt-welded blanks to an side-outer panel

Thus, it is necessary to gain complete information

on the various types and dimensions of parts that could be used for such a manufacturing process, in order to achieve its optimisation in all aspects, from the design of tools to determining the process parameters and then to the inspection of the finite part [2].

Elements such as car body parts can then be obtained by using a single tailor-welded (butt-welded) blank instead of several individual subassemblies that would be joined after the forming process.

The uniqueness of BWB applications that have begun to be employed in various parts of the world is given more by differences in the application objectives than by the possibilities offered for example by welding equipments or by deep-drawing techniques. Still, the exact scientific considerations for this manufacturing procedure that would result from a thorough study by numerical modelling and simulations are only in their beginnings.

Starting from all these considerations, the current paper aims to present a study of the deep-drawing process for tailor-welded blanks by numerical simulation. 2. GENERAL ASPECTS OF THE NUMERICAL SIMULATION

In the current study, the authors have chosen the

case of using a circular blank realised of two hemicircular metal sheets made of the same deep-drawing steel quality DC04 but with different thicknesses of 1 mm and 1,5 mm, respectively, joined by butt-welding, as shown in figure 2.

Figure 2: The butt-welded blank used for the deep-drawing tests.

The numerical simulation that was carried out was the

same as for the realising of any deep-drawn cylindrical, flanged part. A direct analysis method was employed, which required the modelling of the die, of the punch and of the blank holder, the introduction of contacts and of frictions between the active elements and the blank.

Table 1 presents the dimensional characteristics of the tools used for the simulation of the deep-drawing process described in this paper. It should be also mentioned that the allowance between the punch and the die is of 2.2 mm on the diameter, which the friction coefficient has a value of 0.1.

Table 1.Tthe dimensional characteristics of the tools Deep-drawing depth 20 [mm] Die diameter 60 [mm] Die fillet radius 6 [mm] Punch diameter 50 [mm] Punch fillet radius 3 [mm]


115

For this paper we used the Autoform 3.2 software. The main solution methodology is based on explicit time integration. Autoform has different formulations available for the Shell element use in this numerical simulation. The authors select in this case the Belytschko-Tsay formulation because is fast and use the reduced integration method [3].

The Belytschko-Tsay shell element was implemented in Autoform as a computationally efficient alternative to the Hughes-Liu shell element. This type of element is based on a combined co-rotational and velocity-strain formulation. The element's efficiency is obtained from the mathematical simplifications that result from these two kinematical assumptions. The co-rotational portion of the formulation avoids the complexities of nonlinear mechanics by embedding a coordinate system in the element.

In the numerical simulations presented in this paper we used an automatic surface-to-surface contact algorithm. The main difference between the automatic and general options is that the automatic contact algorithm automatically determines the contact surface orientation for shell elements. In automatic contact, checks are made for contact on both sides of shell elements.

For material model we used an anisotropic elasto-plastic model definition: 3 Parameter Barlat. Anisotropic plasticity model developed by Barlat and Lian is use for modeling material behavior in forming processes. Both exponential and linear hardening rules are available. The anisotropic yield criterion for plane stress is defined as:

mmmm

Y KcKKaKKa 22121 22 +−++=σ (1) where σY is the yield stress, a and c are anisotropic material constants, m is Barlat exponent, and K1 and K2 are defined by:

21yyxx h

Kσσ −

= (2)

222

12 xypKK σ+= (3)

where: h and p are additional anisotropic material constants. For the exponential hardening option, the material yield strength is given by (3):

( )npY k εεσ += 0 (4)

where: k is the strength coefficient, ε0 is the initial strain at yield, εp is the plastic strain, and n is the hardening coefficient.

The finite element network associated with the part’s geometry necessitates a re-discretisation because of its exaggerated distortions. A value of the friction coefficient of 0.1 was used.

3. ACHIEVED RESULTS With regard to the values of the force used for the

deformation of the butt-welded blanks, it can be seen that the values are similar, if not even identical to those needed for the deep-drawing of a conventional blank, which leads to the conclusion that the force is not influenced by the choice of the butt welded blank instead of a conventional blank. Figure 3 shows a graph of the deep-drawing force in the studied case.

Figure 3: Forces occuring at the deep-drawing process

Further, the material's formability was analysed, which shows the material's thickenning on two directions perpendicular to each other, located on the area of the flange filletting. This can be attributed to the material's anisotropy and can be identified in both sheet thicknesses, but is more obvious in the case of the sheet of 1 mm thickness, as shown in figure 4. At the same time, it is worth mentioning that no area of the part shows excessive thinnings or even a material failure.

Figure 4: Analysis of the part's formability


116

Following the analysis of plastic strain, it can be noticed also that in most areas of the part a state of plasticity is reached (figure 5), only the part bottom area remaining undeformed.

From the analysis of the part's thinning, it ca be noticed that both semicircles present thickenings of up to 20% of the part's thickness in the filleted area between the flange and the sidewall (figure 6) (which corresponds to value of +0.212609), these thickenings being marked in the figure with positive values. In the filleted area between the sidewall and the part's bottom, a phenomenon of thinning by up to 13% can be noticed in both parts used. These values for the material's thinning (13% of the part's thickness) and thickening (20% of the part's thickness) are maximal values and need to be taken into account for determining the finite part's mechanical strength.

Figure 5: Analysis of the plastic strains.

Figure 6: Thinning of the deep-drawn part

Figure 7: Part thickness

Figure 7 shows the values of the part's thickness, being emphasised the thickness differences due to using sheets of different thicknesses for manufacturing the initial blank. 4. CONCLUSIONS

The results show that during the deep-drawing process, the tailor-welded blank has a similar behaviour to that of conventional blanks, the resulting parameters being nearly identical.

Therefore, the choice of this type of metallic blanks as replacements for conventional ones is fully justified, taking into account the significant reduction achieved by using for 50% of the blank's area a material with a smaller thickness (1 mm), resulting in the reduction of the weight by about 20% compared to the case of a conventional blank with a constant, larger (1.5 mm) thickness.

Following the favourable results of these analyses, it is necessary to consider also studying the effects of using other types and dimensions of tailor-welded blanks. In particular, there need to be studied problems related to material failure criteria, design of the technological process and its control, as well as other details related to the deep-drawing of welded parts made of the same material but of different thicknesses but also of sheets made of different materials in order to achieve, on certain part areas, for example a higher wear resistance. REFERENCES

[1]. Bagger, C., Gong, H., Olsen, F.O., Formability of

Stainless Steel Tailored Blanks, Formability of stainless steel tailored blanks, Meisenbach Bamburg, 2004;

[2]. Bayraktar, E., Isac, N., Arnold, G., An experimental study on the forming parameters of deep-drawable steel sheets in automotive industry. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 162-163, 15 May 2005, p. 471-476;

[3]. Belytschko, T., Kin, J.I., Tsay, C-S., Explicits algorithms for the nonlinear dynamic of sheels. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 42(2): 225-251, 1984;

[4]. Cramer, D. R., Taggart, D. F., Design and Manufacture of an Affordable Advanced-Composite Automotive Body Structure, Proceedings of The 19th International Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium & Exhibition

[5]. Kinsey, B.L., Cao, J., “An analytical Model for Tailor Welded Blank Forming”, Journal of Manufacturing Science and Engineering, Vol 125, p. 334-351, May 2003;

[6]. Miyazaki, Y., Hashimoto, K., Kuriyama, Y., Kobayashi, J., Welding Methods And Forming Characteristics Of Tailored Blanks (Tbs), Nippon Steel Technical Report No. 88 July 2003;

[7]. Uno, K., “Mass Production of Tailored Blanks by Means of Multilinear Joining Technique”, Mitsubishi Motors Technical review, No. 17, p. 50-54, 2005.


117

STATIC BEHAVIOUR OF AN ADVANCED ULTRA-LIGHT SANDWICH COMPOSITE STRUCTURE FOR A WHEEL CHAIR

Florin Teodorescu, Condurache Dumitru, Grigore Stanca, Valeriu Avramescu, Raluca Magdalena Nita

Mechanical Engineering and Research Institute SC ICTCM SA Bucharest, ROMANIA E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]

ABSTRACT: A theoretical approach of an ultra lightweight sandwich composite structure with extreme rigidity is presented. The structure features two carbon/epoxy skins reinforced with twill weave fabric, and an expanded polystyrene (EPS) core. The structure is subjected to a biaxial field of normal loads combined with a shear load. An equivalent model of this structure is presented. It has been accomplished a comparison between this structure and a similar one with glass/epoxy skins reinforced with EWR-300 fabric. Sandwich structure’s strains, stresses, skins plies’ strains and a comparison between the rigidities of the structure’s components are presented. A theoretical approach regarding the bending of the structure is also shown.

KEYWORDS: sandwich structure, expanded polystyrene core, carbon/epoxy skins, twill weave fabric

1. INTRODUCTION The structure is a sandwich with two carbon/epoxy skins reinforced with a 300 g/m2 twill weave fabric, and an expanded polystyrene (EPS) 9 mm thick core with a density of 30 kg/m3. The final thickness of the structure is 10.4 mm (fig. 1).

Figure 1. The sandwich structure subjected to a biaxial field of normal loads combined

with shear load

The carbon-fiber fabric used in this structure is a very high rigidity one which presents a so-called twill weave. The main feature of this weave is that the warp and the weft threads are crossed in a programmed order and frequency, to obtain a flat appearance (see fig. 2). The skins were impregnated under vacuum with epoxy resin and stacked to the core with polyurethane adhesive. The equivalence model of the twill weave fabric skins is presented in fig. 3. According to this model, the skin with t thickness, reinforced with this weave can be equivalent to two t/2 unidirectional laminas. Data regarding the architecture of the sandwich structure: • Structure thickness: ts = 10,4 mm • Skins plies number: N = 4 • Thickness of each ply: t’1…4 = 0,35 mm • Skins thickness: tskin = 1,4 mm • Core thickness: h = 9 mm • Fibers disp ang of each ply: α1,3 = 90°;

α2,4 = 0° • Plies fibers volume fraction: φ1…4 = 60%


118

Figure 2. The architecture of carbon/epoxy twill

weave fabric skins

Figure 3. The structure with an equivalence model

of the twill weave fabric skins Data regarding the features of the sandwich structure: • Skins reinforcement: carbon fibers/glass fibers • Fabric type: twill weave/EWR-300 glass fabric • Specific weight of the fibers: 300 g/m2 • Matrix type: epoxy resin • Core type: expanded polystyrene (EPS) • Core density ρcore = 30 kg/m3 • Core Young’s modulus: Ecore = 30 MPa • Core Poisson’s ratio: υcore = 0,35 • Core shear modulus: Gcore = 11 MPa • Fiber Young’s modulus in longitudinal

direction: EF║ = 540 GPa/73 GPa for glass fibers • Fiber Young’s modulus in transverse direction: EF┴ = 27 GPa / 73 GPa for glass fibers • Fiber Poisson’s ratio: υF = 0,3 / 0,35 for glass fibers • Fiber shear modulus: GF = 10,38 GPa / 29,2 GPa

for glass fibers • Matrix Young’s modulus: EM = 3,9 GPa/3,75 GPa

for glass fibers • Matrix Poisson’s ratio: υM = 0,37 / 0,35 for glass

fibers

• Matrix shear modulus: GM = 1,425 GPa/1,39 GPa for glass fibers

Data regarding the loading of the sandwich structure: • Normal force in x-axis direction: nxx =100 N/mm • Normal force in y-axis direction: nyy =50 N/mm • Shear force: nxy = 25 N/mm In case of a sandwich plate with dimensions: 10.4 x 2350 x 4070 mm subjected to bending with a bending moment of mx = 5660 Nmm, the sandwich structure bending rigidity is computed at the theoretical approach. The structure subjected to bending is presented in fig. 4.

Figure 4. The sandwich structure subjected to bending

where: ρ – represents the curvature radius; mx – is the bending moment applied at the x-axis of the structure; l0 – the length of the neutral axis; ∆l – represents the lengthen of the structure due to the bending.

2. THEORETICAL APPROACH

The core rigidities can be computed as follows [1-8, 14-17]:

2core1

coreE22corer11corer

υ−== , (1)

coreG33corer;2core1

corecoreE12corer =

−

⋅=

υ

υ . (2)

The rigidities of the sandwich structure are [8]:


119

.sth

ijcorerN

1K skint

'Kt

ijKrijr ⋅+∑=

⋅= (3)

The sandwich structure compliances are obtained by reversing the rigidities:

.ijr1

ijc = (4)

The longitudinal stresses in x respective y directions and the skins shear stress according to x-y axis are [9-13]:

.skintxyn

xy;skintyyn

yy;skintxxn

xx === τσσ (5)

The stresses in skins plies are [8]:

,KKK1

KEKK

KK1KE

K ⊥⋅⊥⋅⊥−

⊥⋅⊥+⋅⊥⋅⊥−

= ευυ

υε

υυσ

CC

CC

CC

CC

,KKK1

KEK

KK1KEK

K ⊥⋅⊥⋅⊥−

⊥+⋅⊥⋅⊥−

⊥⋅⊥=⊥ ευυ

ευυ

υσ

CCC

CC

C

(6) ,GK ⊥⋅⊥=⊥ CCC γτ

and the core stress is:

.xxcoreEcore εσ ⋅= (7)

The relations regarding the structure’s bending are:

.l

l

;2

l

;2

zl

0

0

∆ε

ϕρ

ϕ∆

=

⋅=

⋅=

(8)

The curvature of the sandwich structure can be

computed as following: ,1ρ

κ = (9)

and the structure’s strain is: .z κε ⋅= (10)

The bending rigidity of the structure is [14-17]:

12hE

6t

2atEmR

3core

3s

2s

skinx

bending ⋅+

+

⋅⋅==

κ(11)

where: Eskin – represents the skins Young modulus; a – is the distance between the skins neutral axis; h – is the core thickness; κ – the curvature; ts – represents the sandwich thickness. The results of the theoretical approach are presented in tables 1 – 10 and in fig. 5 – 8.

3. RESULTS Table 1. The basic elastic characteristics of the skins plies Carbon-

fibers Glass-fibers

Young’s modulus E║ [MPa] 325560 45300 Young’s modulus E┴ [MPa] 14100.3 15800 Poisson’s ratio υ┴║[-] 0.328 0.29 Poisson’s ratio υ║┴[-] 0.014 0.101 Shear modulus G║┴ [-] 5212.4 5873

Table 2. The skins’ plies transformed rigidities Plies

1&3 (Carbon)

Plies 2&4

(Carbon)

Plies 1&3

(Glass)

Plies 2&4

(Glass) r11[MPa] 14165.3 327061.8 16276.7 46666.8 r22[MPa] 327061.8 14165.3 46666.8 16276.7 r33[MPa] 5212.4 5212.4 5873 5873 r12[MPa] 4646.2 4646.2 4720.2 4720.2 r13[MPa] 0 0 0 0 r23[MPa] 0 0 0 0

Table 3. Core rigidities Value rcore 11 [MPa] 34.18 rcore 22 [MPa] 34.18 rcore 33 [MPa] 11 rcore 12 [MPa] 11.96 rcore 13 [MPa] 0 rcore 23 [MPa] 0

Table 4. Sandwich structure’s rigidities Carbon fibers Glass fibers r 11 [MPa] 170643.12 31501.3 r 22 [MPa] 170643.12 31501.3 r 33 [MPa] 5221.9 5882.5 r 12 [MPa] 4656.5 4730.7 r 13 [MPa] 0 0 r 23 [MPa] 0 0

Table 5. Sandwich structure’s compliances Carbon fibers Glass fibers c11 [· 10-6 MPa-1] 5.86 31.7 c22 [· 10-6 MPa-1] 5.86 31.7 c33 [· 10-6 MPa-1] 191.5 169.9 c12 [· 10-6 MPa-1] 214.7 211.3 c13 [· 10-6 MPa-1] 0 0 c23 [· 10-6 MPa-1] 0 0

Table 6. Sandwich structure’s strains Carbon fibers Glass fibers Strain εxx [-] 0.00808 0.0098 Strain εyy [-] 0.01554 0.01622 Strain γxy [-] 0.00341 0.00303

Table 7. Skins plies’ strains Plies

1&3 (Carbon)

Plies 2&4

(Carbon)

Plies 1&3

(Glass)

Plies 2&4

(Glass) Strain ε║ [-] 0.01554 0.00808 0.01622 0.0098

Strain ε┴ [-] 0.00808 0.01554 0.0098 0.01622

γ║┴ [-] -0.00341 0.00341 -0.003 0.003


120

Table 8. Sandwich structure’s stresses [MPa] Plies 1&3

(Carbon)

Plies 2&4

(Carbon)

Plies 1&3

(Glass)

Plies 2&4

(Glass) σ║ 5120 2714.8 803.2 533.8 σ┴ 186.6 257.6 236 310.2 τ║┴ - 17.7 17.7 - 17.8 17.8 Core stress 0.24 0.29

Table 9. Constructive features of the structure

subjected to bending Value ρ [mm] 11443 z [mm] 5.2 κ [10-6 mm-1] 87.38 l0 [mm] 4070 ∆l [mm] 1.85 a [mm] 9.7 h [mm] 9 Table 10. Structure’s bending properties and loading Value mx [Nmm] 5660 Rbending [Nmm] 10741612.8

0

0,002

0,004

0,006

0,008

0,01

0,012

0,014

0,016

0,018

Twill weave carbon fabric skins

Sand

wic

h st

ruct

ure's

stra

ins [

-]

Strain in x-axis direction

Strain in y-axis direction

Strain in x-y directions

Figure 5. Sandwich structure’s strains, structure subjected to a biaxial field of normal loads combined

with a shear load

-0,005

0

0,005

0,01

0,015

0,02

Plie

s 1,

3

Plie

s 2,

4

Skin

s plie

s' st

rain

s [-]

Strain in fibers direction

Strain transverse to fibers

Strain #

Figure 6. Skins plies’ strains, sandwich structure subjected to a biaxial field of normal loads combined

with a shear load

-1000

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

Plies 1 & 3 Plies 2 & 4

Sand

wic

h st

ruct

ure's

stre

sses

[MPa

]Stress in fibers directionStress transverse to fibersShear stress

Figure 7. Sandwich structure’s stresses, structure

subjected to a biaxial field of normal loads combined with a shear load

Figure 8. A comparison between the rigidities of the structure’s components


121

Determinations were applied during a project for the ultra-light wheel chair structure for persons with locomotors disabilities. The main part to sustain the chair was executed from sandwich composites materials. For these parts was applied the finite element analysis method.

Figure 9. Structure for the wheel chair from polymeric composites materials

Figure 10. Main part to sustain the chair executed

from sandwich composites materials 4. CONCLUSIONS • The sandwich structure with two carbon/epoxy

skins reinforced with twill weave fabric, and an expanded polystyrene (EPS) 9 mm thick core, fulfils following special requirements: plate dimensions: 10,4 x 2350 x 4070 mm; overall weight: maximum 10 kg.

• The sandwich structure’s strains with skins based on twill weave carbon fabric reinforced epoxy resin are comparable with those of the structure with skins based on EWR-300 glass fabric/epoxy resin.

• Stresses in fibers direction in case of the sandwich structure with carbon fabric/epoxy resin reinforced skins, are up to six times higher than those existent in EWR-300 glass fabric/epoxy resin skins.

• Stresses transverse to the fibers direction in case of the sandwich structure with carbon fabric/epoxy resin reinforced skins, are 20% lower than those existent in EWR-300 glass fabric/epoxy resin skins.

• The shear stresses in carbon fabric/epoxy resin reinforced skins’ plies are almost identical with those existent in EWR-300 glass fabric/epoxy resin skins’ plies.

• Both sandwich structures’ core stresses are almost negligible, the loading is taken-over exclusively by the two structures’ skins.

• Using a 9 mm thick expanded polystyrene core (EPS), according to fig. 8, the rigidity of the sandwich structure with carbon fiber reinforced epoxy resin skins is more than ten times higher than the skins’ plies rigidity.

REFERENCES [1]. Benham, P.P., Crawford, R.J., Armstrong, C.G., Mechanics of Engineering Materials, second edition, Longman Group Ltd., 1996. [2]. Cristescu, N., Mecanica materialelor compozite, vol. 1, Politehnica University of Bucharest, 1983. [3]. Gheorghiu, H., Hadăr, A., Constantin, N., Analiza structurilor din materiale izotrope şi anizotrope, Printech, Bucharest, 1998. [4]. Goia, I., Teodorescu, H., Roşu, D., A Model of A Rigid Sandwich Composite Structure, The 1st International Conference on Computing and Solutions in Manufacturing Engineering CoSME’04, Sinaia, p. 297, 15th – 17th September, 2004. [5]. Goia, I., Teodorescu, H., Roşu, D., An Ultra Lightweight and Tough Sandwich Composite Structure. A Theoretical Approach and A Comparison. 10th International Symposium on Experimental Stress Analysis and Material Testing, Sibiu, p. 3-41, 22nd – 23rd October, 2004. [6]. Mallik, P.K., Fiber Reinforced Composite Materials. Manufacturing and design, Dept. of Mechanical Engineering, University of Michigan, Dearborn, Michigan, Marcel Dekker Inc., New York, Basel, Hong Kong, 1993. [7]. Murphy, J., Reinforced Plastics. Handbook, second edition, Elsevier Advanced Technology, Oxford, 1998. [8]. Puck, A., Grundlagen der Faserverbund-Konstruktion, Vorlesungsskript, Gesamthochschule Kassel, 1988. [9]. Roşu, D., Tomescu, T., Structures from Composite Materials in Aeronautical Constructions, Buletinul AGIR nr. 2, p. 70, 2000. [10]. Roşu, D., Tomescu, T., Constructive Elements Made From Composite Materials For Planes, Buletinul AGIR nr. 2-3, p. 70, 2001. [11]. Roşu, D., Teodorescu, H., Goia, I., A Rigid Sandwich Composite Structure. A Theoretical Approach and A Comparison, Proceedings of Scientific Session Constructions-Plants CIB 2004, Braşov, p. 63, 18th – 19th November, 2004. [12]. Teodorescu, H., Goia, I., Roşu, D., Birtu, C., Teodorescu, F., The increase of cracking limits of glass-fabric/polyester-resin composite tubes, Revista de Ecologie Industrială, nr. 10-12, p. 20, 23rd – 24th November, 2000. [13]. Teodorescu, H., Roşu, D., Teodorescu, F., The behaviour at temperature and humidity variations of fiber-reinforced composite structures, Revista Construcţia de Maşini, 56, nr. 7-8, p. 54, 2004. [14]. Tsai, S.W., Hahn, H.Th., Introduction to Composite Materials, Technomic Publishing Co. Inc., Westport, 1980. [15]. Wiedemann, J., Elastizität und Festigkeit von Bauteilen aus GFK. In: Ehrenstein, G.W. (editor) Glasfaserverstärkte Kunststoffe, Grafenau: Expert, 1981. [16]. Wiedemann, J., Leichtbau. Band 1: Elemente, Springer-Verlag, 1986. [17]. Wiedemann, J., Leichtbau. Band 2: Konstruktion, Springer-Verlag, 1989.


122

Quick Info BioWales 2009 Technology Brokerage event 18-19 March 2009 Event Type: Brokerage Events Start Date: 18-Mar-2009 End Date: 19-Mar-2009 City: Cardiff Country: United Kingdom Description: BioWales is the annual signature conference and brokerage event for the Welsh bioscience sector. The event will be held on the 18-19 March 2009 at the Vale Resort and Spa near Cardiff UK. The event will run over 2 days and will showcase and raise awareness of the Welsh, UK and EU bioscience sector to a commercial and academic audience. The event attracts world class speakers, researchers and companies who are able to network, ehhibit and take part in the technology brokerage event. To register for the BioWales event and see the full conference programme please visit www.biowalesevent.com BioWales delegates will have the opportunity to identify new business opportunities and collaborations at the Bioscience brokerage event running alongside the BioWales conference. The benefits of the brokerage/ partering event are: - To find new technologies or promote your own technologies - To network and find new business partners to develop your ideas - To meet companies and academics from Wales, UK and Europe - To promote your know-how and expertise - To find out more about the Bioscience sector in Wales, UK and Europe The brokerage/partnering event will provide delegates with the opportunity to meet potential business partners in pre-arranged on-to-one meetings, discuss collaborations and the take up of new technologies. BioWales 2008 hosted over 225 one-to-one meetings with many sucessful collaborations. If you would like to submit a technology profile for the BioWales 2009 brokerage catalogue please complete the on-line profile form or contact the Enterprise Europe Network for Wales, details below. The deadline for submission of profiles is 2 February 2009. Dr Sharon Thomas email [email protected] Tel +44 (0) 2920 828712 (http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/publicwebsite/bemt/home.cfm?EventID=1826)

4th International Taste-Nutrition-Health Congress Event Type: Brokerage Events Start Date: 18-Mar-2009 End Date: 20-Mar-2009 City: DIJON Country: France Description:

The brokerage event is organised within the framework of the 4th Internation Taste-Nutrition-Health Congress in Dijon. This Congress is organised by Vitagora competitiveness cluster.All information and registration (prior to brokerage event registration) can be found at www.taste-nutrition-health.com. This event targets agrofood industries, laboratories, technical centres dealing with food and nutrition. The highlight of this event compared to others events of similar topics is the sensory approach (taste, flavour, texturation...). Past editions of one-to-one meetings have generated each year over 300 appointments between participants.

EC Programmes:

• Innovation • Health, food and

environmental factors • Innovative products,

processes and organisation • Innovation and Participation

of SMEs

Industrial Sectors:

• Medicine, health • Biotechnology • Pharmaceutical/Cosmetics • Food - Agro Industry



123

ON THE PRE-TENSIONING TECHNIQUE OF PMC-TUBES FOR A ULTRALIGHT WHEEL CHAIR WITH APPLICATIONS

IN THE MEDICAL TECHNIQUE

* Grigore Stanca, * Florin Teodorescu, * Dumitru Condurache, ** Horatiu Teodorescu, * Stefan Craciunoiu

* Mechanical Engineering and Research Institute SC ICTCM SA Bucharest, ROMANIA, e-mail: [email protected] ** Transilvania University of Brasov, ROMANIA, e-mail: [email protected]

ABSTRACT: The paper presents an original method to increase the loading capability of PMC (polymer matrix composite) tubes used for ultralight wheel chair for persons with locomotors disabilities. The method involves the introduction of supplementary internal stresses in thin-walls cylinders with only a few wound layers. An original device has been developed to attain this end. Various tube specimens with different disposal of reinforced material were carried out. The specimens have been heated at a proper temperature and then an elastic material was pressed at the inner of the tubes. While keeping the internal pressure, the specimens were cooled and then discharged. Then, the pre-tensioned specimens were subjected to internal pressure until weeping occurs. Using this method of pre-tension, the loading capability of PMC-tubes is increased up to 43%. A theoretical approach regarding the cross-ply and balanced angle-ply composite tubes is presented. KEYWORDS: Pre-tensioning, Internal stresses, Loading capability, PMC-tubes, Weeping pressure, Cross-ply composite, Balanced angle-ply composite.

1. INTRODUCTION The purpose of pre-tensioning PMC-tubes for ultralight wheel chair for persons with locomotors disabilities is to introduce internal stresses in wall structure that can work against the operational stresses. These internal stresses increase the loading capability of PMC tubes and their cracking limits. To attain this aim, an original device has been designed and developed. In practice we can encounter two special cases of tubes: the cross-ply composite tube (denoted AC-tube) and the balanced angle-ply composite one (denoted ±E-tube). The AC-tube consists from unidirectional reinforced plies with the same basic elasticity constants. The entire thicknesses t1 (fibers on axial direction) and t2 (fibers on circumferential direction) can be different (fig. 1). We suppose that the individual plies of cylindrical tubes are orthotropic and the wall thickness is thin. Therefore, the loadings of the tubes wall are:

trpC ⋅=σ ,(1)

t2rpA ⋅=σ , (2)

,0AC =τ (3) where A and C represent the axial respective the circumferential direction of the tube.

Fig. 1. Cross-ply composite tube (AC-tube) For the AC-tube subjected to internal pressure, the elasticity laws for the entire wall thickness are [1, 2, 3, 4]:

⋅

⋅+⋅⋅+⋅=

⊥⊥

⊥⊥

C

A

II'2

'1II

II'2II

'1

C

Actctc

cctctεε

σσ , (4)

where IIc , ⊥c and IIc⊥ are the elastic constants and the relative thicknesses '

1t and '2t can be expressed as following:

ttt;

ttt 2'

21'

1 == . (5)


124

For the individual plies:

⋅

=

⊥⊥

⊥

C

A

II

IIII

1C

1A

cccc

εε

σσ

, (6)

⋅

=

⊥

⊥⊥

C

A

IIII

II

2C

2A

cccc

εε

σσ

. (7)

The tube strains are:

−

⋅+⋅⋅

⋅−= ⊥

⊥

⊥⊥II

II'2

'1

C

II

IIIIA 2

EEtt

K2ˆ

E1 υσυυε , (8)

−

⋅+⋅⋅

⋅−= ⊥

⊥

⊥⊥II

II'1

'2

C

II

IIIIC E

Ett2K2

ˆE

1 υσυυε , (9)

0AC =γ , (10) where:

⊥⊥⊥

⊥

⋅−+

−+⋅= IIII

II

II'2

'1 12

EE

EEttK υυ , (11)

IIE , ⊥E , II⊥υ represent the basic elasticity constants and

Cσ̂ is the stress that acts in the circumferential direction of the composite tube. At the Poisson ratio, the first index represents the shrinkage direction and the second one is the loading direction that produces this shrinkage. The stresses in each ply of the composite tube are expressed as following:

( )

−−−+= ⊥⊥⊥⊥

⊥IIII

'2IIII

II'2

'1

C1II t2

EEtt

K2ˆ

υυυυσσ ,(12)

( )

−−−+= ⊥⊥⊥⊥

⊥IIII

'1IIII

II'1

'2

C2II t)

EEtt(2

K2ˆ

υυυυσσ ,(13)

( )

−+−+= ⊥⊥⊥⊥

⊥⊥ IIII

'2IIII

II

'2

'1

C1 t)

EEtt(2

K2ˆ

υυυυσσ ,(14)

( )

−+−+= ⊥⊥⊥⊥

⊥⊥ IIII

'1IIII

II

'1

'2

C2 t2

EEtt

K2ˆ

υυυυσσ .(15)

In the case of the balanced angle-ply composite tube (±E-tube), the unidirectional reinforced plies present the same mechanical properties (fig. 2). The entire fibers quantity, fibers that are disposed under the angles α = +ω and –ω, is half the fibers quantity disposed on axial direction. In the case of ±E-tube subjected to internal pressure, the elasticity laws for the entire wall thickness are:

⋅

=

C

A

2212

1211

C

Acccc

ˆˆ

εε

σσ , (16)

For the individual plies:

⋅

=

00cc0cc0cc

C

A

2,1232,113

2212

1211

2,1AC

2,1C

2,1A

εε

τσσ

. (17)

Fig. 2. Balanced angle-ply composite tube (±E-tube)

From the concordance of the first two relations of the elasticity laws (16) and (17), it results:

C2C1CA2A1A ˆ;ˆ σσσσσσ ==== . (18) The tube strains are:

( )[ ]L22cosJH2sinDAF3N21

Eˆ 2

II

CA −⋅−+−⋅

= ωωσε ,(19)

( ) ( )[ ]L2cosJH22sinDAF3N21

Eˆ 2

II

CC −++−⋅

= ωωσε ,(20)

0AC =γ , (21) The stresses in each ply of the ±E-tube are:

A2,1A σ̂σ = , (22)

C2,1C σ̂σ = , (23)

( )[ ] C2,1AC ˆ2sin2cosAB1AJ3N21/ σωωτ ⋅−−⋅

+−= ,(24)

( )[ ] }2cos2sinAR2113{N2

ˆ 2C2,1II ωωσσ −−−= , (25)

( )[ ] }2cos2sinAP2113{N2

ˆ 2C2,1 ωωσσ +−−=⊥ , (26)

( ) ωωστ 2sin2cosJ3BAN2

ˆ/ C

2,1# +⋅+−= , (27)

where:

II

#

EGA= , (28)

IIII 21

EEB ⊥

⊥

++= υ , (29)

−+= ⊥

⊥II

II 21EE

21D υ , (30)

−= ⊥

⊥

2II

II

EE2F υ , (31)


125

1EEH II +=

⊥

(32) 1EEJ II −=

⊥

, (33) II2L ⊥= υ , (34)

( )[ ]ω2sinAB112N 2−−= ,(35) II1P ⊥+= υ , (36)

IIII

EER ⊥

⊥

+= υ . (37)

2. THE PRE-TENSION METHOD

The pre-tension method consists in the accomplishment of following successive steps. First, the PMC-tube is manufactured in the fabric-winding process. After curing, the tube is pulled-out of the mandrel. Second, the pre-tension device is positioned and fixed vertically. Third, at this stage, the tube is heated up to 10°C above the glass transition temperature TG. In this field of temperature, the resin elasticity modules decreased quickly and the resin matrix became highly elastic. Fourth, the heated tube is introduced into the pre-tension device and then the silicone rubber is pressed at the inner of the tube. Since during the heating the matrix elasticity moduli decrease, the inner pre-tension pressure will be taken over by the fiber network. Fifth, while keeping the inner pre-tension pressure, the tubes cooled at the environmental temperature. Sixth, after cooling, the tube is discharged from the inner pre-tension pressure. Now, the fiber network will relax and in wall structure will remain a status of internal stresses. After these six stages, the tube is removed from the device and it is stored 24 hours in a controlled atmosphere room (T = 20°C and 50% relatively air humidity). This is necessary to reduce the internal stresses relaxation.

3. MATERIAL AND METHOD

Six kinds of specimens have been used for the experimental tests, some of them presented in tables 1 – 5. The tubes material used in tests is a thermosetting compound based on polyester resin reinforced with EWR-300 and EWR-500 glass fabric. The tube wall structure was made in the fabric winding process. The specimens were heated at an average temperature T = 105°C in a temperature controlled oven. From every specimen type, two pieces were accomplished, one of them were subjected to pre-tension. All types of specimens were subjected to the same pre-tension pressure of 1,37 MPa given by the pre-tension device. This pressure has been kept at the inner of specimens for 900 seconds in an environmental temperature of about 2°C.

After 24 hours from this operation, both the pre-tensioned and non-pre-tensioned tube specimens were subjected to internal pressure until weeping occurs. This weeping pressure produces irreversible damages in the tube wall structure, such as micro cracks and delamination. Finally, the weeping pressure value of the pre-tensioned specimen is compared with the weeping pressure value of the non-pre-tensioned specimen.

Table 1. Characteristics of specimen type 1 (UP resin/Mat reinforcement)

Matrix UP resin Reinforcement E-glass fiber Tube diameter [mm] 80 +0,4 Tube length [mm] 100 Wall thickness [mm] 3,5 – 5 Number of plies 8 Plies thickness [mm] 0,43 – 0,62 Fibers volume fraction [%] 15 Pre-tension pressure [MPa] 1,37 Heating temperature [°C] 105 Cooling environment Air Pre-tension time [s] 900 Cooling environmental temperature [°C]

2

Table 2. Characteristics of specimen type 2

(UP resin/EWR-300 glass fabric reinforcement) Matrix UP resin Reinforcement E-glass fiber Type of fabric EWR-300 Tube diameter [mm] 80 +0,4 Tube length [mm] 100 Wall thickness [mm] 2 – 2,6 Number of plies 8 Plies thickness [mm] 0,25 – 0,32 Strip cutting angle [°] 0 (in length) Fibers volume fraction [%] 35 Pre-tension pressure [MPa] 1,37 Heating temperature [°C] 101 Cooling environment Air Pre-tension time [s] 900 Cooling environmental temperature [°C]

2


Matrix UP resin Reinforcement E-glass fiber Type of fabric EWR-300 Tube diameter [mm] 80 +0,4 Tube length [mm] 100 Wall thickness [mm] 2,5 – 3,6 Number of plies 8 Plies thickness [mm] 0,31 – 0,45 Strip cutting angle [°] 45 Fibers volume fraction [%] 35 Pre-tension pressure [MPa] 1,37 Heating temperature [°C] 100 Cooling environment Air Pre-tension time [s] 900 Cooling temperature [°C] 1


126

Table 4. Characteristics of specimen type 4 Matrix UP resin Reinforcement E-glass fiber Type of fabric EWR-500 Tube diameter [mm] 80 +0,4 Tube length [mm] 100 Wall thickness [mm] 3,4 – 4 Number of plies 8 Plies thickness [mm] 0,42 – 0,5 Strip cutting angle [°] 90 (in width) Fibers volume fraction [%] 35 Pre-tension pressure [MPa] 1,37 Heating temperature [°C] 104 Cooling environment Air Pre-tension time [s] 900 Cooling temperature [°C] 2


Matrix UP resin Reinforcement E-glass fiber Type of fabric EWR-500 Tube diameter [mm] 80 +0,4 Tube length [mm] 100 Wall thickness [mm] 3,1 – 4 Number of plies 8 Plies thickness [mm] 0,38 – 0,5 Strip cutting angle [°] 0 (in length) Fibers volume fraction [%] 35 Pre-tension pressure [MPa] 1,37 Heating temperature [°C] 107 Cooling environment Air Pre-tension time [s] 900 Cooling temperature [°C] 3

The high-pressure plant presents the possibility to adjust the pre-tension pressure up to 500 MPa.

4. RESULTS The increase of loading capability of PMC-tubes is presented in fig. 3.

8.7 9.4

8.6 10

.3

10.7

9.610

.5 12.7

12.3 13

.2

13.5

12.8

20%

35%

43%

28%

26%

33%

02468

10121416

1 2 3 4 5 6Types of specimens

Wee

ping

pre

ssur

e [M

Pa]

Non-pre-tensionedPre-tensionedIncrease of loading capability

Fig.3. Increase of loading capability of PMC-tubes

These experimental results and also a finite element modeling was realized for the sustain tubs for a ultra light structure from polymeric composites.

Fig. 4. Ultralight pretension tubes used for a wheel chair

structure

5. CONCLUSIONS

Using this original method of pre-tension, the increase of loading capability of PMC-tubes is situated between 20% (specimen type 1) and 43% (specimen type 3).

This method emphasized a low structure endowment with internal stresses, which suppose a reduced pre-tension process due to a prudent choice of the pre-tension pressure. This pressure can cause micro cracks and other damages in the tube wall structure.

REFERENCES

[1] Schürmann, H., Gezielt eingebrachte Eigenspannungen erhöhen die Belastbarkeit von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden, Kunststoffe 74, Nr. 9, 1984, pp. 520-526.

[2] Schürmann, H., Zur Erhöhung der Belastbarkeit von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden durch gezielt eingebrachte Eigenspannungen, Fortsch. Bericht, VDI Reihe 1, Nr. 170, VDI Publ., Düsseldorf, 1989.

[3] Mallik, P.K., Fiber Reinforced Composite Materials. Manufacturing and Design, Marcel Dekker Inc., New York, Basel, Hong Kong, 1993.

[4] Tsai, S.W., Hahn, H.T., Introduction to Composite Materials, Technomic Publishing Co., Westport, 1980.


127

THE SIMULATION OF THE LOADINGS APPEARED IN THE TIME OF PROCESSING

THROUGH THE FINITE ELEMENT METHOD FOR SOME OF THE COMPONENTS

OF AN ADJUSTABLE MODULAR SYSTEM OF TOOLS GUIDANCE

Gheorghe Marin, Valeriu Avramescu, Grigore Stanca, Raluca Magdalena Nita

Mechanical Engineering and Research Institute, Bucharest, ROMANIA, e-mail: [email protected]

ABSTRACT: The modular elements devices are more and more used within flexible production. The use of simulation by the finite element method allows settling the processing accuracy of such equipments since the designing level. This paper presents the main stages in simulating the behaviour of an adjustable modular system of tools guidance in processing holes and the influence of the system configuration, of the processed material and of the diameter of the hole over the strain of the slip bushing. The limits of the processing accuracy are shown, ensured by two configuration of the guiding unit of the tool. KEYWORDS: Simulation, MEF, Holes processing, Modular elements, Flexible production

1. INTRODUCTION

Within the context of the appearance and development of the flexible production systems, the achievement of the modular elements devices constituted a major preoccupation of technological equipment producers. These devices have a flexible structure which allows their adaptation to different processing types and ensuring of high degree of universality, within increased efficiency.

In the case of modular elements devices

for processing the holes by drilling, enlargement, counter-boring, boring there are several functional-constructive solutions for tools guidance. A high performance solution is the tools guidance AMSTG, fig. 1 [1]. The solution shown there is a reversible construction but it can be also used for multi-tool processing on holing ends. The modular elements system takes the form of a frame made up of four ledges 1 and 2 (two longitudinal and two frontal), reciprocally positioned by means of wedges secured with screws. Each ledge is equipped with channels T which allow the adjustment of the slip bushing bridle 3, 4 and 5 in length. The bridles have a longitudinal slot which allows adjusting the length in console.

Computer aided design of some components elements of the product „Adjustable Modular System of Tools Guidance” has as result them analysis through the finite element method in order to determine the processing precision. In order to achieve this objective it is necessary to fallow the next steps: 3D modeling of the system; simulation of the forces from the processing time using finite element method; interpretation of the results.


128

Fig. 2. Configuration of the analised unit As followed from existing set was

already modeled 3D the following elements: the slid bushing, the right bushing bridle, the stiffening element, the wedge and the longitudinal ledge.

With this components were realized an subassembly on which it was applied the finite element method.

2. SIMULATION

THROUGH THE FINITE ELEMENT METHOD

In general, through simulation it could be

verified the resistance at different solicitations of a subassembly or an assembly and it could be realized them dimensioning. Simulation permits to know even from the design phase if a subassembly or an assembly is working and if is capable to resist at the efforts at which is tested.

The principal advantage of the simulation is that the program of calculation once realized stays definitively. So, different factors of the influence is studied and could be easily replaced in the program and it could be realized many types of scenery.

Regardless of the computation program used, the simulation by the finite element is achieved in three stages: -pre-processing: preparing the model for analysis; - processing: analysis of the model; -post - processing: presentation of results.

Fig. 3. The preparation of the model for analysis – Pre-processing

Fig. 4. The preparation of the model for analysis – Processing

Fig. 5. The preparation of the model for analysis – Post-processing

The preparation of the model for analysis The preparation of the model for analysis

means to assembly the component elements for obtaining the model (the achieved unit) and to establish the boundary conditions and the loads.

The principal stages in this phase are: - Defining the geometry of the model - Defining the properties o the material; - Defining the boundary conditions; - Discrediting the model. The geometry of the modular elements has

been defined according to the data of execution designs. The mechanics properties of the modular elements material has been defined by Young’s modulus E = 2x10 11 [N/m2], Poisson’s number ν = 0.29 and density ρ = 7860 [kg/m3].

Defining limit conditions: these describe as well as possible the real conditions. Looking at the way of loading of slid bushing it will consider that the stiffening element is embedded at both ends, on OX direction it is imposed a displacement of 0.1mm, considered to be the maximum admitted imprecision of the system.


129

Fig. 6. Model discretisation

The discretization has influence on the

results through the fact that, if we impose very great displacement of the elements and the forces would not calculate correctly. This fact is because of the fact that the deformations obtained through simulation have the same values for a big entrance element that did not happened in practice.

On the other hand, the amount of parts is limited by the counting time which increases proportional to it.

Being a 3D simulation, the discretisation has to be performed so that the counting time will be reasonable, but the parts amount enough to deliver the right tension and deformation. For this reason, a TE4 tetrahedral discretisation has been performed, different for every part, overall 395322 parts.

The analysis of the model and the solution of the problem it is realized in Catia V5 through the finite element method in 2 steps: in the first step the equation it is laniaries starting with an approximate solution and in the second it is mineralized the number of successive iterations.

Results after the simulation After the simulation with the help of

Catia V5 program it could be obtain: the distribution and the deformity and also them numerical values for every element. Distribution of the equivalent stress Von Mises and the distribution of the deformity on Ox direction.

Fig. 7. Von Mises distribution

Fig. 8. Ox deformation

Fig. 9. Von Mises Stress (total values) For a imposed displacement 0,1 mm on

Ox direction (the most disadvantageous case) has resulted a reaction of the subassembly on this direction of 85,1 N. Results that rigidity of the subassembly is about 850 N/mm.

The calculation error estimated is 1,34x106mm, representing 0,001% from the imposed displacement.


130

Fig. 10. Estimated local eror

3. INTERPRETATION OF THE RESULTS

Using the rigidities determined for the two

units and the moments of cutting specific to processing holes of different diameters in representative materials, one can estimate the strain of the frill spindle which, in the most unfavorable case, is manifested on Ox direction:

RF x

x∆

=δ

(2)

the value ∆Fx is calculated from:

mx FF 5,0=∆ (3) Taking into account (1) it comes that:

DMFx 5,0=∆ (4)

The calculus relation for the moment of cutting at:

where: D [mm] is the diameter of the drill; s [rot/min] is the feed; CM, xM, yM are the coefficient and exponents of the moment; KM is the correction coefficient. A general calculus relation of the drill spindle strain is obtained:

As processing representative materials, the

aluminium alloy AlMn 1, the carbon steel OLC 45 and the alloy steel 41 MoCr 11 have been used.

Dimensions of the processed holes: φ4, φ6, φ8 and φ10 (the maximum diameter possible with existing modular elements)

The next table shows the dependence of the strain δx by holes diameter for each material considered for the unit.

Table 1. The dependence of the strain δx by holes diameter

The dependence of the strain δx by the

holes diameter for each material considered, are represented in the figure bellow.

00.010.020.030.040.050.060.070.08

3 5 7 9 11d[mm]

AlMn1 OLC45 41MoCr11

Fig. 11. The dependence of the strain by the holes diameter for each material

4. CONCLUSIONS

The presented way of calculation permits

the determination of the elastic deformation of “Adjustable Modular System of Tools Guidance”, from the phase of design. The elastic deformation is determined in function of the material to be processed, the diameter of the tool and the rigidity of the guidance subassembly (dependent of the system configuration).

This information brings to the appearance of the nominal position and perpendicularity tolerances for the auger’s ax, influencing in this way the holes’ processing accuracy. So, knowing the concrete processing conditions: the hole’s diameter, processed material and the geometric configuration of the subassembly, there can be estimated these tolerances.

For the system configures, analyzed by simulation, for the processing of holes with the diameter between 4 and 10 mm, there were resulted nominal position tolerances from the hole’s ax as the following: - using the unit 1 (bushing bridle – right): o 0,007 … 0,015 [mm] – processing of AlMn 1; o 0,013 … 0,069 [mm] – processing of OLC 45; o 0,014 … 0,075 [mm] – processing of 41 MoCr 11;

Significant increases have been noticed in the diameter of the hole, in processing holes in steel. Usually, for diminishing the size of these deviation, one increase the rigidity of the system, is done by introducing modular rigidity elements and by repositioning of the existing elements.

The re-dimensioning of the elements and the use of new materials, of a greater coefficient of

X[mm]


131

elasticity are secondary methods as they lead to an additional rise of costs.

REFERENCES

[1] Costea A., Rachieru N., Flexibilitatea şi performanţele echipamentelor de prelucrare – Optimizarea proiectării dispozitivelor, Ed. BREN 2005. [2] *** HALDER Vorrichtungskonstruction – System 70. [3] *** WDS Waharton Ltd. Modular Fixturing System – Anglia. [4] *** TECMA Attrezzature modulari – Italia. [5] *** PREMATEX Montages modulaires – Switzerland. [6] *** AMFO Modulares Vorrichtungssystem, Andreas Maier GmbH & Co – Germania. [7] *** SEM – 64 Dispozitive din elemente modulate, Universitatea Politehnica Bucureşti. [8] Ungureanu I., Iordache M., Dispozitive de fabricare, Editura Universităţii din Piteşti, 2002.

Quick Info

Brokerage Event at the "Forum robotic" - Germany/Bremen Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 12-Feb-2009 End Date: 12-Feb-2009 City: Bremen Country: Germany Description: As part of the forum robotic 2009 the European technology transfer network Enterprise Europe Network organises an international Brokerage Event that will be held on February 12, 2009. The event offers exhibitors and visitors the chance to precisely identify potential cooperation partners. It provides a platform for companies and research institutes that enables establishing initial contacts between potential business partners and developing common collaboration strategies. Registered participants submit cooperation profiles that will be published in a catalogue enabling them to select and meet potential partners. Those meetings will be arranged by the Enterprise Europe Network on the basis of participants‘ requests and will take place at the Network stand. Participants have the chance: -to establish valuable contacts -to meet potential cooperation partners and clients -to identify partners for European research projects -to create common development perspectives.

EC Programmes:

Industrial Sectors:

• Construction technology

(http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/publicwebsite/bemt/home.cfm?EventID=1853) INFACOMA 2009 - Building Materials Match-making event Event Type:

Technology Transfer Missions / Others

Start Date: 19-Feb-2009 End Date: 22-Feb-2009 City: Thessaloniki Country: Greece Description: CERECO SA and MIRTEC S.A. partners of the Enterprise Europe Network - Hellas are very pleased to announce an international match-making event in the field of building materials during the 26th edition of INFACOMA 2009, which will take place on the 19-22 February 2009, in Thessaloniki, Greece, at the venue of the exhibition center Helexpo. INFACOMA is an International Exhibition for building materials, construction, insulation, and pre-construction technologies. The main goal of the match-making event, during “INFACOMA 2009” is to encourage meetings between technology developers and technology users in order to foster technological and business co-operation in the field of building materials. This event is an ideal platform to: • Meet partners (especially from Balkan countries) • Talk to potential users of technologies, products or processes. • Get informed about the latest technological trends. • Develop trans-national business contacts. • Initiate technical co-operation or technology transfer. Participants will be able to schedule in advance and attend one-to-one meetings with pre-selected business partners. More specifically on pre-arranged dates and time, visitors from the Balkan countries will meet the exhibitors, in order to start new co-operations. The participation to business meetings is free of charge. Important dates: - Registration & submission of profiles: 30 January 2009


132

- Requesting meetings: 6 February 2009 - Confirming meetings: 12 February 2009 - Receiving meeting schedules: 16 February 2009. Information: - Nikos Kanatsoulis, +30 22620 71226, [email protected] - Elena Chrisikopoulou, +30 22620 71815, [email protected] - Alexandra Gika, +30 210 9948432, [email protected] Industrial Sectors:

� Industrial manufacture � Construction technology � Materials technology � Chemical industry � ENERGY

(http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/publicwebsite/calendar/viewdetails.cfm?EventID=1854&type=future)

BIOMATERIAL 2009 Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 19-Feb-2009 End Date: 20-Feb-2009 City: Erfurt Country: Germany Description:

Owing to the big success of the former sessions, the International Technology Transfer Days BIOMATERIAL will take place for the fifth time in February 2009.

The event will be organised by the Enterprise Europe Network, mainly by the partner organisation STIFT in collaboration with the Institute for Bioprocessing and Analytical Measurement Techniques Heiligenstadt (iba). BIOMATERIALS 2009 will provide several platforms: • Scientific presentations about research and development results in thefields of biomaterials for medical applications. • Face-to-face meetings based on a catalogue with profiles. • Exhibition and poster sessions. A wide range of participants from more than 10 European countries is expected, especially including those of Western Balkan Countries

(WBC) and Newly Independent States (NIS). The biomedical aspects cover a broad spectrum of subjects, such as bone tissue engineering, bioactive and biomimetic coatings, in-vivo and in-vitro testing, and quality assurance. Scientists, engineers and institutions active in the fields of biomaterial for medical application are heartily welcome to take part and use this unique platform to catch up on latest developments and explore cooperation opportunities. Please take your time and read carefully the technology profiles and choose your partners for the bilateral meetings. We will arrange your individual meetings according to your selection. Fees per participant: 250, 00 EUR incl. VAT One-Day ticket: 125, 00 EUR incl. VAT Additional exhibition Fee: 75, 00 EUR incl. VAT **ATTENTION: Special fees for participants from Eastern Europe (non-EU members) = 50,00 EUR inc. VAT = The prices include:

- conference participation - meeting schedules - catalogue profiles - evening reception and catering

Deadlines for registration: -for catalogue entries: 30th January 2009 -for visitors: 10th February 2009 (http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/public/bemt/home.cfm?EventID=1774)


133

MODELAREA MATEMATICA SI ANALIZA TENSIUNILOR REZIDUALE

IN STRATURILE DEPUSE PRIN PULVERIZARE TERMICA, UTILIZAND METODA ELEMENTULUI FINIT

SI FACILITATI ALE PACHETULUI DE PROGRAME ALGOR

Leonard Teodoru1, Valentin Mihailescu2, Gheorghe Badea3, Alexandru Ionescu4

1Fundatia “Prof. Constantin Popovici”, Bucuresti, Romania, [email protected]

2Fundatia “Prof. Constantin Popovici” Bucuresti, Romania, [email protected] 3 SC ICTCM SA Bucuresti, Romania, [email protected]

4Fundatia “Prof. Constantin Popovici” Bucuresti, Romania, [email protected]

REZUMAT : In cadrul articolului se face o referire la analiza tensiunilor remanente din depunerile realizate prin pulverizare termica, la nivelul particulei pulverizate, folosind metoda elementului finit si facilitati ale pachetului de programe ALGOR pentru modelarea matematica. ABSTRACT: The topic that the project aims to achieve is an original approach regarding the remanent tensions in the coatings obtained by thermal spraying, at the level of the sprayed particle, using the finite element method and the facilities of the program package ALGOR for mathematical modelling. KEYWORDS: Residual tension, thermal spraying, finite element method

CUVINTE CHEIE : Tensiuni reziduale, pulverizare termica, metoda elementului finit

1. INTRODUCERE In cadrul proiectului s-a realizat analiza tensiunilor

remanente din depunerile realizate prin pulverizare termica, la nivelul particulei pulverizate, folosind metoda elementului finit si facilitati ale pachetului de programe ALGOR pentru modelarea matematica.

S-a avut in vedere analiza mecanismelor intime care guverneaza procedeul de pulverizare termica (particula pulverizata), studierea rolului tensiunilor remanente din straturile depuse prin pulverizare termica.

Modelul propus a pornit de la particula pulverizata termic, analiza efectelor hidrodinamice care insotesc ciocnirea, deformatia si curgerea particulei in timpul pulverizarii si legatura cu nivelul tensiunilor remanente din depunerile realizate prin pulverizare termica (Fig.1; Fig 3).

Fig. 1. Aparitia tensiunilor remanente in particulele pulverizare termic la racire pe substrat

Metalizarea prin pulverizare termica reprezinta un proces cu multiple variante tehnologice, deosebit de interesant din punct de vedere teoretic si practic si care poate fi recomandat in scopul modificarii permanente a caracteristicilor superficiale ale produselor metalice, sau reconditionarii acestora (Fig.2; Fig.4).


134

Fig. 2. Pulverizarea termica cu arc electric

La aplicarea acoperirilor prin pulverizare termica apar tensiuni remanente care pot avea semne diferite, pot atinge marimi importante si se pot repartiza neuniform in stratul pulverizat si metalul de baza (Fig.7; Fig.8). Problemele deosebite legate de aplicarea diferitelor tehnici de pulverizare graviteaza permanent in jurul aderentei, tensiunilor reziduale si rezistentei la uzare a straturilor obtinute.

Fig. 3. Structura stratului obtinut prin pulverizare termica

Fig. 4. Instalatie de depunere prin pulverizare termica cu arc electric Pentru partea experimentala si de analiza cu element finit s-a ales procedeul de depunere prin pulverizare termica cu arc electric fiind cel mai raspandit la nivelul aplicatiilor industriale.

2. PROCEDEUL DE DEPUNERE PRIN PULVERIZARE TERMICA CU ARC ELECTRIC Pregatirea in vederea calcului prin Metoda Elementului Finit a cuprins mai multe faze (Fig. 5 ; Fig.6 ; Fig. 9): 1. Alegerea unui tip de element (strat metalizat prin

pulverizare termica +strat de baza) ; 2. Precizarea caracteristicilor de material (caracteristici

elastice, marimi de caracterizare a proceselor termice sau a proceselor de curgere etc) ;

3. Discretizare, adica obtinerea unei retele de lucru prin divizarea domeniului (strat + substrat) in elemente ;

4. Numerotarea nodurilor si elementelor ; 5. Impunerea conditiilor la limita.

Fig.5. Determinarea tensiunilor remanente in depunerile realizate prin pulverizare termica (epruvete tip ALMEN)

Fig. 6. Sectiune prin stratul depus prin pulverizare termica

Fig. 7. Deformatia piesei dupa pulverizare termica


135

Fig. 8. Desprinderea stratului pulverizat termic pentru

substraturi groase

Prin stabilirea caracteristicilor modelului matematic cu element finit a modelului simplificat al depunerii rezulta matricile conductibilitati, temperaturii, fluxului termic, deplasarilor si ce a incarcarilor.

Fig. 9. Modelul simplificat al depunerii realizat cu

ajutorul elementului finit

Prin stabilirea caracteristicilor modelului matematic cu element finit a modelului simplificat al depunerii rezulta matricile conductibilitatii, temperaturii, fluxului termic, deplasarilor si ce a incarcarilor.

{K=matrice rigiditatilor}{u = matricea

deplasarilor} = {F = matricea incarcarilor} (1)

Formularea elementelor limita si a sistemelor transferului de caldura conduc la o ecuatie conform:

{Matrice conductibiliţi} {Matricea

temperaturii}={Matricea fluxului termic} (2)

Prin soluţionarea sistememelor de ecuaţii rezultate se determină valorile mărimii caracteristice într-un număr finit de puncte şi respectiv coeficienţii care permit definirea concretă a funcţiei de aproximare.

Simularea si testarea modelului s-a realizat pentru determinarea tensiunilor remanente in stratul depus prin pulverizare termica prin utilizarea facilititilor pachetului de programe ALGOR de analiza cu element finit.

In cadrul programului ALGOR pentru analiza tensiunilor remanente s-a folosit modulul „Static Stress with Linear Material Models” iar pentru analiza temperaturilor modulul „Steady _State Heat Transfer”.

Modelul de analiza cu element finit poate fi imbunatatit prin abordari succesive, si coroborat cu rezultatele testelor experimentale.

In cadrul experimentarilor s-au efectuat urmatoarele analize: • Analiza tensiuni remanente in stratul de baza si

in stratul depus pentru doua tipuri de materiale (Al – Otel si Otel – Otel); • Analiza temperaturi in stratul de baza si in

stratul depus pentru doua tipuri de materiale (Al – Otel si Otel – Otel).

Pentru stratul de baza si stratul depus s-a ales ca tip de element – elementul membrana.

Pentru modelul de analiza cu element finit format din materialde baza si material depus un numar de 66 noduri si 86 elemente.

3. REZULTATE

In Fig. 10 – 15 sunt prezentate diverse

vizualizari realizate in programul ALGOR pentru modelele analizate iar in tabelele nr. 1 si 2 sunt centralizate rezultatele obtinute pentru cele doua tipuri de depuneri realizate in cadrul proiectului de cercetare.

Fig. 10. Vizualizarea curburii epruvetei in programul ALGOR

Fig. 11. Variatia temperaturii (noduri retea) in stratuldepus prin pulverizare termica –program

ALGOR


136

Fig. 12. Tensorul Y-Y in stratul depus prin pulverizare tremica pulverization - program de

ALGOR

Fig. 13. Tensiunile remanente (noduri retea) in sectiunea epruvetei si a stratului depus prin

pulverizare termica – program ALGOR (valori pentru modelul primar)

Fig. 14. Tensorul X_X in stratul de baza

Fig.15. Tensorul X-Y in stratul depus

Tab. Nr 1. Depunere Al pe substrat de Otel (OLC 65 A)

Depunere Al pe substrat de Otel (OLC 65 A)

Sum Min Max Min Max

Stress ALGOR

N/mm2 von Mises 0.23 2.7 5.3 62.4Tresca 0.25 2.81 5.7 63.4Minimum Principal -2.25 Intermediate Principal -0.41 -9.5 1.5

Maximum Principal 2.8 63 Tensor Y-Y -2.25 2.78

62.5

Tensor Z-Z -0.38 -8.6 2 TensorY-Z -0.17 0.12 -4 1.5 Aderenta la tractiune 13.76 Tab. nr. 2. Depunere Otel (40Cr 130 )pe substrat de Otel (OLC 65 A)

Depunere Otel (40Cr 130 )pe substrat de

Otel (OLC 65 A) Sum Min Max

Min Max

Stress ALGOR

N/mm2 von Mises 0.46 4.73 12.6 128 Tresca 0.5 4.79 13.7 130 Minimum Principal -4.08 -110 129 Intermediate Principal -0.58 0.12 -15.8 3.41

Maximum Principal 4.7 129 Tensor Y-Y -4.04 4.72 -109 128 Tensor Z-Z -0.57 0.15 -15.4 4.31TensorY-Z -0.33 0.11 -9.05 3.08Aderenta la tractiune 13.32


137

4. CONCLUZII • Intre cele doua metode de determinare a

tensiunilor remanente si anume metoda experimentala si de analiza cu element finit erorile calculate sunt sub 3%;

• Metoda de simulare cu element finit a tensiunilor remanente este folosita ca metoda predictiva de determinare si verificare a marimii tensiunilor remanente din straturile depuse prin pulverizare termica functie de grosimea de depunere ;

• Procesarea si prelucrarea datelor permit alegerea parametrilor optimi de depunere prin pulverizare termica pentru ca nivelul tensiunilor remanente de intindere din straturile depuse sa fie minime;

• Prin folosirea unor modele de depunere pentru diverse materiale la diverse grosimi de strat folosind metoda de simulare cu element finit se scurteaza procesul de proiectare si de alegere a solutiilor optime pentru straturile depuse prin pulverizare termica;

• Modelarea si analiza cu ajutorul elementului finit (program ALGOR) a tensiunilor remanente din straturile depuse prin pulverizare termica permite calcularea , analiza si predictia pentru un anumit material de depunere a marimii tensiunilor remanente in functie de grosimea realizata si implicit optimizarea parametrilor de depunere prin pulverizare termica.

• Modelul de analiza cu element finit poate fi imbunatatit prin abordari succesive, si coroborat cu rezultatele testelor experimentale. BIBLIOGRAFIE

1. Zhi-Qiang Feang -Sur la modelisation d’un probleme multi-physique:la projection a plasma-Laboratoire de Mecanique et d’Energetique d’Evry Val d’Essonne

2. G.Gromyko, G. Zayats, A.Sherbaf – Mathematical modeling of particle impact and solidification in thermal spray process

3. J.Mostaghimi – Modelling droplet impact in plasma spray processes

4. L. Teodoru (1997) Measurement of remanent stress in the depositions by thermal spraing, ICTCM, Bucharest.

5. L.Teodoru (1999) Reduction of residual stresses in thermal sprayed coatings, ICTCM, Bucharest.

6. Sohoran, St., Constantinescu, I.N., Practica modelarii si analizei cu elemente finite, Editura Politehnica Press, Bucuresti, 2003

7. Stokes, J., - The Theory and Application of the HVOF Thermal Spray Process.

Quick Info ENREG ENERGIA REGENERABILA, 26. - 28.03.2009, Expo Arad International

International Trade Fair and Conference for Renewable Energy and Energy Efficient Construction and Renovation

Exchange Know-How and Information with the Experts International and Romanian experts meet on ENREG

ENERGIA REGENERABILA® in order to exchange know-how, present experiences from the practice and offer advice gained through research and development and ensuring this knowledge is quickly transferred into action. The conference takes place over three days parallel to the trade fair.

What to expect

• Presentations about the new innovation theories and technologies

• Experiences from the practice • Top-class speakers from economics and

research • International meeting place for decision

makers and experts • Free entrance ticket to the trade fair when you

register for a conference

Profile Date

26th to 28th March 2009

Location

Expo Arad International Arad, Romania

Opening Times

Thursday, 26th March 2009Friday, 27th March 2009 Saturday, 28th March 2009

9.00 a.m. - 5.00 p.m. 9.00 a.m. - 5.00 p.m. 9.00 a.m. - 5.00 p.m.

Entry Fee

Thursday, 26th March2009Friday, 27th March 2009

10 RON; 5 RON* 10 RON; 5


138

Saturday, 28th March 2009 RON* free

*reduced price for students, retired, handicapped

Organizer

REECO RO EXPOZIŢII S.R.L. B-dul. Unirii Nr. 23, Bl. 13, Sc. Et. 6, Ap.16, Sector 4 040103 Bucureşti România Tel: +40 (0) 257 23 00 99 Fax: +40 (0) 257 23 00 98 [email protected] www.reeco.ro

Energy Services

• Education and Training • Operation Model • Contracting • Energy Supply Business • Energy and Emission Trading • Energy Distribution and Storage • Specialised Media • Facility Management • District Heating Network • Financing and Promotion • Research and Development • Network Access • Ancillary Sevices • Planning and Enigneering Company • Software Solutions

Trade Fair Themes

• Energy Services • Geothermal Energy • Wood Energy Supply • Energy Efficient Construction and Renovation • Cogeneration • Solar Technology • Heat Pump • Hydropower • Wind Energy

International International Market As a cross section fair ENREG ENERGIA

REGENERABILA® unites all ranges of the renewable energy and offers an optimal overview of the Romanian and international market.

Romania contains a large unused potential for the

use of renewable energy. All renewable energy sources (wind, sun, biomass, water and geothermal energy) are capable of development of both power and heat generation in buildings. At the moment the use of biomass, geothermal and solar energy have been constricted to the heat generation in buildings. In the sector of energy recovery from biomass, mainly in using of agricultural waste and wood lies a huge potential which should not be underestimated. The potential in wind energy and photovoltaic hasn’t been developed quite much.

Energy efficiency and renewable energy have

become important issues within the new EU Member, like Romania. Hence market potentials for energy technologies and services will increase enormously in the next years. Within this market, ENREG ENERGIA REGENERABILA® will serve as a contact point for all; visitors, participants, exhibitors and experts for important business-related networking, concrete orders, synergy opportunities and knowledge transfer.

ENREG ENERGIA REGENERABILA® is the

specialized trade fair and conference in the renewable energy field. Accompanying the trade fair, conferences based on the trade fair themes will take place.

The event draws significant numbers of specialized

interested parties. Multipliers and actors from the south-eastern European area, such as Hungary, Serbia, Ukraine, Moldavia, Bulgaria, Turkey, Russia and Georgia will be brought together at one central event. Therefore it is expected that, from Romania outwards, a clear market impulse will cover the entire south-east European area.

(http://www.enreg-expo.com/)


139

ASSURANCE IN FINANCIAL REPORTING, NEW INSTRUMENTS FOR A BETTER INFORMED

MANAGER

Monica Buga1, Sorin George Badea1, Cristinel Beşleagă1


ABSTRACT This paper aims to improve the quality of managers’ decisions due to better financial reporting, to find tools to enhance financial reporting and assurance processes, in order to reduce skepticism of all range of financial data users. The paper describes some of the benefits and opportunities in relation to the use of XBRL, as it exists today and suggests extension under Romanian accounting low.

KEYWORDS: manager’ decision, assurance services, audit, financial reporting, XBRL

1. INTRODUCTION

Managers, investors, analysts, financial institutions’ decision is related to information quality, emerging from high quality financial reports. A good manager’s decision relies on high quality for financial reports which is assured through assurance services, such as audit services.

Because of financial reporting scandals, investors have become increasingly skeptical of company-released information, and studies revealed the reporting and reviewing of financial information is fraught with problems and inefficiencies. Six years ago Forrester Research revealed that: “companies spent 404 billion $ paying workers to find and rekey information, representing 11% of all wages paid in the United States. According to the New York Post, the SEC reviewed only 16% of the 14,000 annual corporate filings in 2001, and it had not reviewed Enron’s annual report or corporate filings since 1997”. [1]

USA found a way to increase accuracy, transparency efficiency in financial reporting, in order to increase usefulness for managers by using Extensible Business Reporting Language (XBRL) [2], designed to easily allow the addition of new features at a later date. So, the quality of financial reporting, the assurance in financial reporting could be acquired using XBRL. “XBRL, a close relative of the more generic XML (eXtensible Markup Language), is an Internet-based technology that is rapidly emerging as an international standard for financial reporting”.

XBRL has been compared to the introduction of bar-coding and to the introduction of the ISBN number for books.

SEC (Securities and Exchange Commission) has taken steps toward requiring XBRL to be used in its filings. Investors are likely to demand assurance on the tagging process, once XBRL is required. The PCAOB (Public Company Accounting Over side Board) has issued guidance on attest engagements regarding XBRL financial information furnished under the SEC's current voluntary filer program, which relies on the auditor agreeing a paper version of the XBRL-related documents to the information in the official EDGAR filing [3].

2. FINANCIAL INFORMATION

ASSURANCE – ESSENTIAL FOR USER DECISION

A manager good decision is based on proper

and high quality financial information. Because of financial reporting scandals, investors have become increasingly skeptical of company-released information, especially financial information. Analysts consider as solution to the problem: assurance services, using XBRL eventually. XBRL permit more effective analysis of financial data for anomalies or fraud, compliance and other forms of audit assessments and may help auditors with some of the more labor-intensive aspects of their job.


140

Enhancing financial reporting means extend enterprise reporting transparency, comply with governmental reporting regulations, simplify and speed-up financial reporting. The quality of a financial report is stated after an assurance services.

2.1. XBRL - eXtensible Business

Reporting Language

XBRL, the eXtensible Business Reporting Language, is an open standards-based reporting system being built to accommodate the electronic preparation and exchange of business reports around the world.

In Europe, XBRL International worked with the International Accounting Standards Board (IASB) to ensure taxonomy compliance with the new International Financial Reporting Standards. XBRL can help managers, investors’ skepticism through increased transparency in financial reporting. XBRL has the “support of an international coalition of regulators, software companies, corporations, and the Big Four” [4]. Around the world, regulatory bodies in the U.K., Australia, China, Denmark, Germany, Japan, Korea, and The Netherlands are implementing XBRL; international and national accounting standards-setters are rapidly developing XBRL taxonomies, Argentina, Belgium, France, Hong Kong, India, Ireland, Italy, New Zealand, and Spain are among other countries that are also using XBRL or have recently announced projects to introduce it.

Many major corporations are using XBRL to publish business information, and in 2005 the Securities and Exchange Commission adopted a rule establishing a Voluntary Filer Program for companies to report XBRL-based financial information on the EDGAR system.

The introduction of XBRL tags enables automated processing of business information by computer software, cutting out laborious and costly processes of manual re-entry and comparison. Computers can treat XBRL data "intelligently": they can recognize the information in a XBRL document, select it, analyze it, store it, exchange it with other computers and present it automatically in a variety of ways for users.

XBRL relies on a simple idea. “Rather than treating financial information as a block of text (as in a printed or standard electronic document) XBRL, one of a family of “extensible” (tagged) computer languages, allows companies to use common “tags” to identify individual reporting concepts that exist in a corporate report, thereby communicating context and semantic meaning along with content (XBRL International 2007a) and… captures semantics encoded by standards such as GAAP (Generally

Accepted Accounting Principles) and IFRS (International Financial Reporting Standards)” [5].

XBRL greatly increases the speed of handling of financial data, reduces the chance of error and permits automatic checking of information. Companies can use XBRL to save costs and streamline their processes for collecting and reporting financial information. Consumers of financial data, including investors, analysts, financial institutions and regulators, can receive, find, compare and analyze data much more rapidly and efficiently if it is in XBRL format. Even if in 2002 SEC opinioned that regarding companies that reports using XBRL “it may be premature to make concrete suggestions regarding assurance, „and the question if auditors should review each data tag, in January 2008 Alan Rapeport found that SEC proves “relentless” in promoting XBRL, and showed that members of FASB traveled to SEC headquarters to discuss XBRL issues, in the same period of 2008. On 14 May 2008, SEC proposed the use of eXtensible Business Reporting Language for financial disclosure, beginning in 2009 for the largest companies, and by 2011 for all public companies. This announcement follows a series of decisions made by regulatory bodies and financial services organizations across the globe to standardize the way in which financial data is distributed. Momentum around XBRL has gathered steam over the last few years with the Federal Reserve and Federal Deposit Insurance Corporate (FDIC) mandating the use of XBRL for bank call reports of 8,200 US Banks with more than a trillion dollar in assets; the Shanghai Stock Exchange adopting XBRL for Chinese public companies; the banking communities in Spain, Belgium, and Japan adopting XBRL; the adoption of XBRL by the Committee of European Banking Supervisors using the Common Reporting Framework (COREP); and the Netherlands discussing the world's first full-circle implementation of XBRL for regulatory reporting for its federal and local government. XBRL is a freely available XML-based standard for the electronic communication of business and financial data is becoming a standard means of communicating information between businesses via the Internet and is being developed by an international non-profit consortium of approximately 450 major companies, organizations and government agencies.

James Gunn, the Deputy Director for the International Auditing and Assurance Standards Board found that XBRL offers opportunities and challenges in enhancing financial reporting and assurance processes.


141

3. ASSURANCE ON XBRL.

AMERICAN SOLUTION TO INCREASE ASSURANCE IN FINANCIAL REPORTING

Assurance on XBRL for financial reporting is

a much discussed matter today viewed as field for potential research for auditing academics. Currently the XBRL - based financial data under the SEC’s voluntary and test programs are furnished not filed; there is no requirement that independent assurance be provided, and the current audit guidance related to XBRL recommends that the auditor test whether data elements in the XBRL-related documents are appropriately tagged. The notion of control risk in case of an XBRL engagement pertains to the tagging process rather than the internal control over the accounting processes. Providing assurance on data level information, that would add an additional tag to the financial statement item that would include the nature and date of the assurance and the auditors’ digital signature along with other systems related information, has been recently proposed, starting for the need to clarify and identify the subject of assurance under XBRL. There is also an issue about providing assurance on the technical aspects of XBRL, and to fairly establish what constitutes an error, all this questions and issues are yet also depending on academic auditing research. Auditing academics can provide potential solutions to technical issues associated with providing assurance on XBRL related documents. For example, given the machine-readable nature of XBRL, it would seem that some form of automation as part of the assurance process would improve both the efficiency and effectiveness of these engagements. One technological development that has potential in this area, which originated in the academic community, is Financial Reporting and Auditing Agent with Net Knowledge (FRAANK) [6]. Anyway continuous development of XBRL expected, and these technological advantages could be utilized within assurance engagements to facilitate the process. Even when not directly associated with assurance on XBRL-related documents, technologies based on XBRL could be useful in performing other audit procedures, e.g. on the area of fraud risk assessment, or comparison on industry data for very specific types of measures. As a whole one benefit of XBRL is the increased efficiency in the audit process. If XBRL tags, in order to put reliance on them till the end of engagement, were examinated early in the process, providing assurance on XBRL as part of an integrated audit

might lead to efficiencies in other aspects of the engagement. Professors D. and M. Plumee presents in february 2008, XBRL schematically:

Assurance have received attention as conceptual level from data–level assurance, continuous assurance, or assurance on the integrity of XBRL documents. The importance of technical knowledge in conducticting an XBRL assurance engagement is to be taken into account. Providers of assurance services it seems clear to be the auditors, that will also be required to provide assurance on XBRL tags.

CONCLUSIONS

Managers an all sorts of financial data’users are paying attention both to quality of financial information and informational technology security, and both of theese aspects are emmerging and leading to the demand of assurance. A posibil solution offered by american specialists, worldwide expandable lately, is XBRL. The whole technology of XBRL demands assurance from tagging stage to technical aspects of using XBRL, as regarding security of informational technology that has as results reporting in XBRL format.

Using XBRL under actual international conditions, uder the diversity of financial reporting standards, also upon great linguistic diversity of financial data’users and creators (the system permits also to choose the filling/reporting language), brings to potential investor or manager benefits only:

- greater comparability for financial information (timely and in space)

- better managerial decision - enhanced credibility of financial information

Corporate Financial Facts

Instance Document

Presentation tools/style sheets

Final output

XBRL – specifications, an XML schema that provides the rules for valid XBRL instance documents and taxonomies

US GAAP taxonomies-standard elements -standard labels -standard calculations -standard references -standard presentations

Corporate extension taxonomies -unique elements -unique labels -unique calculations -unique references -unique presentation


142

As a whole XBRL enhance financial reporting and assurance process, so, why not make it extedable based on Romanian accounting low.

REFERENCES 1. Ronald F. Premuroso, University of Montana, Som Bhattacharya, Florida Atlantic University, “Do Early and Voluntary Filers of Financial Information in Xbrl Format Signal Superior Corporate Governance and Operating Performance?”, August 1, 2007 2. David Plumlee Professor of Accounting, Marlene Plumlee, Associate Professor of Accounting, School of Accounting, University of Utah, Salt Lake City, Assurance on XBRL for financial reporting, UT 84112, February, 2008 3. Automated XBRL Reporting for Financial Governance, http://www.fujitsu.com/global/services/software/interstage/xwand/Automated-XBRL-Reporting.html, consulted 01.10.2008 4.Stephanie Farewell, Robert Pinsker, XBRL and Financial Information Assurance Services, (2002), http://www.nysscpa.org/cpajournal/2005/505/essentials/p68.htm 5.James Gunn, XBRL: Opportunities and Challenges in Enhancing Financial Reporting and Assurance Processes, Current Issues in Auditing, Volume One, 2007, Pages A36–A43 6. Bovee, M., A. Kogan, K. Nelson, R. Srivastava, M. Vasarhelyi. 2005. Financial Reporting and Auditing Agent with Net Knowledge (FRAANK) and extensible Business Reporting Language (XBRL) Journal of Information Systems, Vol. 19. No. 1, Spring, pp. 19-41. Quick Info

EnergyMed 2009: Transnational Brokerage Event on Energy

Event Type:

Brokerage Events

Start Date: 26-Mar-2009 End Date: 27-Mar-2009 City: Napoli Country: Italy Description: On the occasion of the EnergyMed 2009 Exhibition (http://www.energymed.it/) the Enterprise Europe Network - BRIDG€conomies organizes a Transnational Brokerage Event on Renewable sources of Energy and Energy Efficiency.

At the event SMEs, Universities, Research Centres and public administration involved in energy efficiency and/or use of renewable sources of energy activities will have the opportunity to exchange information, present technology and cooperation profiles in one-to-one meetings in order to reach transnational partnerships.

In the framework of the Transnational Event the Campania partners of Bridg€conomies organize 3 Workshops which will take place on 26 March at the premises of the Expo.

EC Programmes:

Industrial Sectors:

• Materials technology • ENERGY • ENVIRONMENT

(http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/publicwebsite/bemt/home.cfm?EventID=1847) Brokerage Event during the STRATOFLIGHT 2008 European convention Event Type: Brokerage Events Start Date: 30-Mar-2009 End Date: 31-Mar-2009 City: Avignon, Palais des Papes Country: France Description: Med2Europe, the Enterprise Europe Network Consortium for French Mediterranean Area is organising a Brokerage Event during the STRATOFLIGHT 2008 European convention. The STRATOFLIGHT 2008 European Convention is organized by PEGASE, the French Competitiveness Cluster on Innovative space and aeronautics solutions for the protection of men and territories. This event will take place in Aix en Provence, France on November 20th and 21st this year and aims at gathering European players for partnership opportunities on stratospheric flights projects. Challenges go from the difficulties to overcome for the aircrafts and airships of all kinds to the constraints of the new missions that can be performed from the stratosphere. The convention is a real opportunity to set up the bases of ambitious R&D programs and collaborative projects for European firms and research laboratories. Who is this convention for? • Industrial and service companies which have an interest in stratospheric aeronautics • Industrial and service companies which master an advanced technology usable for such types of flights • Research laboratories ,• Design centers,• Aerospace operators.

EC Programmes:

Industrial Sectors:

• Transport • Aerospace technology • Materials technology • Automation/Robotics • ENERGY



143

TECHNOLOGICAL CHALLENGES IN ROMANIAN OIL MARKET

Mihai Dimian1, Gina Cristina Dimian (Bănică)2

1Academy of Economic Studies, Bucharest, Romania, [email protected]

2Academy of Economic Studies, Bucharest, Romania, [email protected]

REZUMAT Lucrarea de faţă îşi propune a defini locul biorafinăriei în sistemul economic românesc, prezentând atât plantele tehnice evaluate de autori a fi cele mai pretabile obţinerii de biocombustibili, cât şi, sintetic, tehnologia în domeniu. De asemenea, prin estimarea pieţei potenţiale în acest domeniu se evidenţiază posibilitatea dezvoltării unui avantaj competitiv pentru anumite regiuni ale României, în cazul în care integrarea noilor produse va fi făcută conform conceptelor de marketing şi calitate. ABSTRACT This paper aims to define the place of a bio-refinery into the Romanian economic system, presenting both the industrial crops considered by the authors to be the most recommended to obtain biofuels, and, synthetically the technology used in this area. Also, by estimating the potential market in this field there is pointed out the possibility to develop a new competitive advantage for certain regions of Romania, if the integration of the new products is undertaken according to marketing and quality concepts. CUVINTE CHEIE: plante tehnice, tehnologie, regiuni, marketing, biorafinărie KEYWORDS: industrial crops, technology, regions, marketing, bio-refinery

1. INTRODUCTION

One of the most important challenges for the Romanian industry is represented, according to the Directive 30/2003/EC by the necessity to assimilate biofuels, until 2010, in proportion of almost 5,75% of the fossil fuels’ volume, the intermediary stages being represented by the integration of a percentage of 2% biofuel in diesel until 01.07.2007, this one being raised at 4% before 01.07.2008, percentage that must be also achieved regarding the bio component for all oil derivatives used as fuel until 01.07.2009.

It worth to be noticed that all the oil companies present on the European market, including Romania, reported that they have fulfilled this legal condition. It is necessary to pay attention to the fact that, without having a compulsory character, by the European Commission Green Paper “Towards an European strategy for the security of energy supply”, it is fixed a substitution objective of fossil

fuels with the bio ones in proportion of 20% until 2020, Directive 30/2003/EC being conceived in this document’s spirit. [1,2]. 2. EFFECTS ON INDUSTRIAL AND

AGRICULTURAL SECTORS

For the oil traditional market, the appearance and development of the alternative energies presents special risks, owning to their indirect substitute goods character. We can appreciate that, in this period, the oil industry starts to confront with a special form of competition, mainly represented by the energetic raw materials’ diversification, phenomena generated from the technical progress and innovations, both being characteristics of knowledge-based economy, while we are the witnesses of the evolution to ecological forms of this economic sector. [3]

This is the reason for which we consider useful both to estimate the evolution of fuels and the necessary industrial crops (sorghum and rape - mainly used for obtaining biofuels) market until 2010


144

and, in the same time, to adapt and develop modern management concepts in order to use profitably the technologies from this area of activity.

As a consequence, it is necessary to make an analyse of the Romanian technological and agricultural potential and to conceive managerial models that can contribute to the efficient use of the mentioned resources in order to assure proportional regional development in the same time with the achieving of the major objective fixed by European documents.

Thus, according to the fact that the main biofuels are represented by bioethanol (which will be used blended with petrol) and biodiesel (used for diesel) it is necessary to present shortly the industrial crops cultivated in Romania, used as raw materials in order to obtain the mentioned biochemical products.

To produce bioethanol, the pedological and climatically conditions from Romania favour crops of: sweet sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench ssp. saccharathum), corn (Zea mays), inclusive sweet corn and sugar beet (Beta vulgaris).

The bioethanol resulted from sweet sorghum (both from plant’s stalk and seeds) has very high quality, its octane number - 113, being superior to the value of 93, recorded by the Premium petrol, contains 35% oxygen, is not toxic, easy biodegradable and replaces the benzene, representing the best substitute for petrol. [4]

Sorghum is a plant that can be entirely used, besides its quality of profitable renewable source of environmental friendly fuels (“the production of 6 tone of alcohol/ha – 80% concentration – offers the necessary conditions to obtain petrol at a price close to that resulted from oil” 1), has a high productivity (70-120 t/ha), large content of sugar (6-7 t/ha) and starch and, also, it records multiple auxiliary utilisations: fodders, cellulose, sweetener, manure, etc.

In the same time, from the biological point of view, it presents, compared to the corn, a sum of special advantages by the fact that it has a C4 photosynthesis cycle type (assimilate a larger CO2 quantity), self-pollination, is resistant at drought and high humidity, it can be cultivated on variant soils, with different acidity (PH higher than 6) or alkalinity, preferring, because of its subtropical origin the sandy ones (thus, it does not affects the areas dedicated to the cereal crops used for obtaining aliments for population) [4].

Related to sugar beet, sweet sorghum records a higher profitability and pedo-climatic advantages as: it does not emaciated the soil (its roots, very branched out, rich in nutritive elements, remain in the ground and contribute to fertilisation) and, much more, can be cultivated on impoverished and/or arid areas. The recommended ones for this plant’s crops are on the

fields from south Muntenia and Oltenia, Banat Plain and Central Plain of Moldavia.

To obtain biodiesel from plants in Romania is recommended to use the rape (Brassica napus), soya (Glycine max) and sunflower (Helianthus annus), the oils extracted from these being used as raw material for this type of fuel.

From the quality conditions’ point of view, in this case worth to be noticed that while the cetane number for diesel in Europe is 51 (EN ISO 5165), the biodiesel records values that reach almost 100. At this, there are added problems related to viscosity, sulphur content, point for inflammation, additives, etc.

Further, we are going to present rape properties, taking account of arguments as those already mentioned (its usage for producing biodiesel will not affect the balance of population’s food market). Is noticed the fact that this plant has a content of 33-49% fats, 19-20% brute protein and 17-18% not nitrated components. The seeds’ oil production is almost 3,2 t/ha from which results 1,21 t biofuel and 0,112 t glycerine. [5] The rape’s groats can be used as fodders, for heating, as manure or into the process of obtaining volatile bio insecticides [4].

From the cultivation area point of view it must be noticed the fact that the rape prefers both yellow soft soils and sandy ones, involving fertilizers, it being raised in the West Plain, Banat, Transylvania, Romanian Plane, Moldavia.

In the technology of production bioethanol and biodiesel are met all types of biomass conversion processes: physical (grinding, separation, briquette etc.), thermical (hydrogenation, gasification, combustion, pyrolyse), chemical or biochemical (fermentation).

Concrete, in order to obtain bioethanol from seeds of sorghum there are successively going through the stages of: grinding, leavening, dextrinise, starch liquefying and saccharify, alcoholically fermentation, distillation. From sweet sorghum’s groats, resulted after the process of sweet juice’s extraction by pressing plant’s stalks, can be obtained, through a specific technological process - pulp, raw material in the paper industry [4].

To produce biodiesel, the technological process includes among its main stages: sorting, pressing, neutralising extracted oils by sodium or potassium hydroxide, esterification with methylic alcohol and phases separation. The biofuel obtained has the main weight (over 80%) from the resulted substances [6].

3. EXPERIMENTAL

(APPLICATIVE) PHASE

By using a linear regression model having time as exogenous variable we have determined the evolution of Romania’s car park until 2010,


145

considering that the petrol and diesel production will be tightly linked to it, because the vehicles represent, by their consume, the fuels’ demand, while the producers will have to adapt to it, inclusive on the dimension of assuring the 5,75% bio component content. Working on the data gathered from Romanian Statistical Yearbook [7] for 1990-2006 years (Annex 1) and using the software E-views 4.1 has been obtained the next regression equation: Yt = 316,7041 + 13,92314Xt, t = 25,7 (1) (2,653686) (0,541681) F = 660,67 where:

Yt - the car park from year t Xt – the time factor Using Student Test we have checked the

signification of the model parameters, working with a threshold α = 0,05 and v = n-2 degrees of

freedom, resulting that the time factor has a significant influence on the dependent variable (t computed> t tabular, more precisely 25,70>1,75).

In order to validate the model we have used F Test, resulting that for a significant threshold of 5%, v1=1 and v2=n-2 degrees of freedom, the value of correlation report is significantly different from zero, fact equivalent to that the model is correctly specified, identified and estimated (F computed>F tabular, namely 660,67>4,543). The high value of R2 (0,977) indicates a strong dependence between the explanatory variable (X) and Y. [8]

The model results indicated the fact that the total number of cars in Romania could reach, in 2010, the amount of 4.837.831 pieces.

Figure 1. The estimated evolution of cars number until 2010

The evolution of the cars number Real/Estimated

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

1990-2010 Years

The

num

ber o

f car

s

Initial parkEstimated park

In order to estimate the probable quantity

of fuels necessary for this cars park we have ignored the technical progress (which can influence the average consume of vehicles), because both usage of biofuels and living standard increase will have as a consequence higher consumes, fact that annuls its effects. Simultaneously, we have considered that the cars park’s structure will be a comparable one.

Thus, computing related to 2005 values, when the total production of petrol and diesel was 9498 thou tonnes, from which 4956 thou tonnes petrol and 4542 thou tonnes diesel [7], for 2010 year we appreciate that the total fuels volume consumed in Romania will be almost 11222,92 thou tonnes, structured as petrol 5856,0542 thou tonnes and diesel 5366,868 thou tonnes.

Taking account of the fact that, for the moment, the whole domestic refining capacity of 24,4 millions tones yearly is used in average only at

a half, for the next three years it is sufficient to produce the estimated fuels quantities.

Much more, because these ones will have to contain minimum 5,75% biofuels, which can be assured on the domestic market, the refining effort will be lower, from this process resulting only 5519,33108 thou tonnes of petrol, respectively 5058,273 thou tonnes diesel.

The difference for petrol, in fact almost 336,72316 thou tonnes will be represented by the bioethanol, while for diesel, almost 308,5949 thou tonnes, will be formed by biodiesel, reasons for the Romanian agriculture to be prepared to assure the necessary of raw materials and for the industry to process it.

For the case when, according to the arguments enumerated at the introductory part, there is taken the decision for using preponderantly these plants at biofuels production, this equivalents with the fact according to, in 2010, in Romania, the areas cultivated with sorghum will be of almost 56,125 thou hectares, while those with rape of 255,037 thou hectares.


146

4. RESULTS AND DISCUSSIONS

From the presented data results the fact that in Romania, for the next 3 years exists a huge opportunity in agro-industrial sector, represented by the development of an important market for bioethanol and biodiesel, both products being dedicated to the energetic field, critical area for European Union’s economy.

Practically, the quantities in which must be produced bioethanol and biodiesel in order to satisfy the demand from the tertiary sector – auto transport services, make evident the necessity to build up some bio-refineries, as green field investment or as competitive reengineering of former sugar, respectively oil, plants. From the point of view of agricultural potential and the proximity to the strategic partners, in fact petroleum refineries or petrochemical plants, we appreciate useful to locate the new types of industrial installations in the next Regions: South Muntenia, West, South-West for bioethanol and in South-East, North-East and Centre for biodiesel.

The aspects mentioned put in evidence the fact that the investments in this field can become profitable, offering conditions favourable to develop new technologies of processing industrial crops and to improve their variety, simultaneously with the development of disfavoured regions of Romania.

In all this investment process, but also a knowledge accumulation one, it has to be paid attention to quality, understood through the dimension of total quality dynamic concept (Total Quality Management – TQM). Thus, from the managerial point of view, there appear new difficulties represented by the situations that can be met in the interference areas existing between the agriculture and the industrial sectors, with impact on consumers, inclusive from sustainable development point of view. [9]

The bio-refineries will represent hybrid economical units between the primary and secondary sectors of the economy and will have to work into integrated system, existing interferences at the level of some of the main firm’s functions with Agricultural Research Institutes, industrial crops producers and the big petroleum refineries.

Thus, as it can be observed from the Model, the main interactions will be recorded between Research&Development (R&D) and Marketing functions. These will have a strong cooperative character between the agricultural sector and the bio-refinery, which will act as in “symbiosis”. On the other hand, between bio-refineries and traditional plants of petroleum refining is going to develop, besides the supplier-client relationship, harmonised inclusive at R&D and Marketing functions level, a competitive side,

because of the finite products’ characteristics of the two economical unit types.

On long term, the bio-refinery will win, both because of the exhaustion of fossil resources and the change of consumers’ behaviour, who will prefer environmental friendly products, the aspects being mentioned, without exemplification, inclusive in Lindsay Meredith’s paper “Scanning for market threats”, where is mentioned that “the market threats can arise from shifts in consumers attitudinal trends, like environmentalism” 2, this thing being characterised as belonging to the derived demand, usually associated to a low level of risk.

The system has an open character, the feed-back mechanism being built up on consumer’s reactions and according to the shifts from the external environment, and from this perspective, we consider that the main competition between the new and the old type of industry will be undertaken on Customer Relationship Management (CRM) dimension, through Marketing function being quantified the consumers’ importance for a certain business, the market segmentation itself being made from LifeTime Value point of view, estimated on customers current value, potential and loyalty. [10, 11, 12]

On the same base is developed even the new concept of conceiving the marketing strategy, better focused and balanced, that has as a main objective the maximisation of the Net Marketing Contribution (NMC). [11]

In fact, CRM itself, part of the intangible goods, became a key-element of the company’s global strategy.

But, to assure the success, at the bio-refineries level will be necessary to apply modern concepts of organising, coordination and control of the activity in order to obtain high quality finite products (both the bioethanol and the biodiesel presenting some disadvantages from chemical composition and/or impurities point of view). Quality system has to adapt to sustainable development concept, which conditions the performance’s achieving with the environmental and social problems (inclusive regional development) properly approach.

Also, the concept of total quality system is substantiate at the level of internal processes of a firm, aspect naturally valid for a bio-refinery, on Just in Time (JIT) type of organisation, managed by specialised software on its three dimensions: Production-Marketing-Development. [13]


147

Model 1. The place of a bio-refinery in the agro-industrial system (own concept)

5. CONCLUSIONS

The present paper details the opportunity created for the Romanian agriculture and industry by the shifts from the European energetic policy and their impacts on our country’s regional development. Industrial crops, not so well known and cultivated, with major advantages from the point of view of profitability and pedo-climatic conditions that they need to grow up, can become source of competitive advantage for the Romanian regions ready to develop the new agro-industrial type. The estimation of car park’s evolution substantiate the necessity to intensify the researches undertaken in order to conceive new catalyst for gas emissions’ purification, as are those for Diesel

engines, in Romanian speciality literature being already proved the fact that if it is used a catalyst plated with platinum materials “the efficiency of pollutant reduction is practically equivalent to the catalysts with platinum materials” 3 in more advantageous cost conditions. The article also includes a management model in which are pointed out the interactions that are going to develop, horizontally and vertically, when the new type of commercial enterprise, the bio-refinery will be integrated in the economic system, emphasising the importance of approaching this aspect from marketing and total quality

Agricultural Research Institute

Bio-refinery Petroleum refinery

Agricultural producers

R&D

Producţion

Human resources

Finance & Accounting

Marketing

Experimental crops

R&D

Production

Human resources

Finance & Accounting

Marketing

Consumer

Bioethanol Biodiesel

Biogas Petrol

Diesel (5,75%)

Petrol (5,75%)

Manure Biofuels

External environment. Factors.


148

concepts perspective, both of them having implications on regional development dimension. REFERENCES [1] Directive 30/2003/EC, Official Journal of the European Union, L 123/42/17.05.2003; [2] Government Decision no. 1844/2005 and Government Decision no. 456/2007 from Official Journal no. 345/2007; [3] Dimian, M., Dimian (Bănică) G.C., Biofuels – source of competitive advantage for Romanian economy, scientific paper presented at the International Symposium „Superior utilisation of some renewable natural resources in order to obtain biofuels, glycerine, and ecological solvents”, ICECHIM, Bucharest, 2007; [4] Antohe, I., Tripşa, I., Sweet sorghum crops and its completely industrialisation. A perspective for sustainable development of Romanian agriculture, Second edition, Chiminform Data SA Publishing, Bucharest, 2006; [5] http://utcnrapita.wz.ro/rapita.php - site created in the grant „Rape’s production utilisation as fuel for tractors in Romania” – Coordinators CORDOŞ, N., BURNETE, N.; [6] Jianu, D., Biofuels production on industrial platforms, Oil and Gas Journal, no. 5, 2007, p. 52-56; [7] www.insse.ro - the electronic form of Romanian Statistical Yearbook; [8] Andrei, T., Statistic and Econometrics, Economical Publishing, Bucharest, 2003; [9] Isaksson, R., Total Quality Management for Sustainable Development – Process based system models, Business Process

Management Journal, 12, no. 5, 2006, p. 632-645, Emerald Group Publishing Limited 1463-7154; [10] Ryals, L., Knox, S., Measuring and managing customer relationship risk in business markets, Industrial Marketing Management, 36, 2007, p. 823-833, ELSEVIER Inc.; [11] Best, R., Market Based Management, 4th Edition, Pearson Prentice Hall Publishing, SUA; [12] Kim, S.Y., Jung, T.S., Suh, E.H., Hwang, H.S., Customer segmentation and strategy development based on customer lifetime value: A case study, Expert Systems with Applications, 31, 2006, p. 101-107, ELSEVIER Ltd.; [13] Amasaka, K., Applying New JIT – Toyota’s global production strategy: Epoch-making innovation of the work environment, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, nr. 23, 2007, p. 285-293, ELSEVIER Ltd.; [14] Meredith, L., Scanning for market threats, Journal of Business&Industrial Marketing, nr. 4/2007, volume 22, p. 211-219, Emerald Group Publishing Limited; [15] Sandu, V., Florea, D., Georgescu, L., Comănescu, M., Developing some catalysts in order to purify emissions gases from Diesel engines, The Chemistry Magazine, Bucharest, 58, no. 8, 2007, p. 760-764.

Annex 1

Years

Buses

Microbuses

Cars

Motor bicycles

Motorcycles

Merchandise motor vehicles

Total Auto Park

1990 24297 3975 1292283 206202 105444 258701 18909021991 25199 5956 1431566 207473 108006 259566 20377661992 26847 8232 1593029 214019 108737 275487 22263511993 28085 9646 1793054 212854 113651 298318 24556081994 28862 11155 2020017 204496 121205 322417 27081521995 30365 11682 2197477 205032 122692 343064 29103121996 27372 12143 2326177 160073 94923 376817 29975051997 27426 12532 2447087 153768 96742 390181 31277361998 27399 12986 2594571 146725 98994 405743 32864181999 27317 13305 2702071 141490 101093 417780 34030562000 27181 13535 2777594 137103 102105 427152 34846702001 26965 13826 2881191 134152 103749 437968 35978512002 26672 14108 2973390 132955 105525 447299 36999492003 25829 16118 3087628 132880 102970 463099 38285242004 25421 17771 3225367 130193 104509 482425 39856862005 21976 17297 3363779 103556 93845 493821 40942742006 4104835*Source: Processing on Romanian Statistical Yearbook, NIS 2006

*Official press release of MIAR, www.mai.gov.ro


149

ABORDĂRI MODERNE PRIVIND RELAŢIA DINTRE MĂRIMEA FIRMEI

ŞI CONŢINUTUL MANAGEMENTULUI RESURSELOR UMANE

Ana-Maria Grigore*, Mitulescu Aurelia-Mihaela**

* Universitatea Hyperion, Bucuresti, ROMANIA, ** Fundaţia “Profesor Constantin Popovici”, Bucuresti, ROMANIA

e-mail: [email protected] REZUMAT Aplecarea sistematica si profunda asupra managementului resurselor umane( MRU) in IMM-uri este un fenomen relativ nou. Cercetarile realizate in IMM-uri indica faptul ca marimea firmei, informalitatea structurii si a proceselor, precum, si valorile si atitudinile intreprinzatorului-manager au impact semnificativ asupra modului in care practicile RU sunt adoptate. ABSTRACT: Thoroughful and systemic approach upon MRU in SME’s it’s a relatively new phenomena. Research and studies carried in SME’s point to the fact that the firm size, the informality of the structure and of the processes on one side, and the atitude and values of the owner-manager, have a significant impact upon the ways to adopt RU practices. CUVINTE CHEIE: managementul resurselor umane, IMM, structura, proces, manager KEYWORDS: human resources management, structure, process, manager

1. INTRODUCERE

Aplecarea serioasa asupra MRU in IMM-uri este un fenomen relativ recent, cercetarea in domeniu fiind inca intr-un stadiu explorativ. Cercetatorii au ignorat multa vreme sectorul IMM-urilor si pentru ca, cei tentati sa investigheze aceasta topica s-au confruntat cu acces dificil la informatii, in primul rand pentru ca intreprinzatorii sunt oameni foarte ocupati si privesc, probabil, domeniul academic cu oarecare suspiciune.

Desi IMM-urile sunt considerate a avea un rol important in economiile lumii, iar acestea sunt constituite in mare majoritate din IMM-uri, totusi Hendry et al.(1995) sugereaza ca multe teorii ale managementului continua sa aiba in vedere firmele mari, care au structuri de personal recunoscute, cu toate ca importanta lor economica a scazut in ultimii ani. De fapt, ei afirma ca sunt prezente doua implicatii des intalnite in literatura care afecteaza cercetarea in IMM-uri. Una dintre ele este ca IMM-urile sunt mai putin importante decat firmele mari, si a doua ca IMM-urile ar trebui sa invete de la firmele mari.

O serie intreaga de probleme apar cand se presupune ca firmele mici sunt la fel ca firmele mari. Welsh si White(1981) afirma ca mentalitatea generala a managerilor a fost ca firmele mici trebuie conduse la fel ca firmele mari, la o scara mai mica. Ei pun in evidenta principiul din spatele acestui mod de gandire: ca micile companii sunt la fel ca firmele mari, numai ca au vanzari mai mici, mai putini angajati si active mai mici. Autorii sublininiaza dificultatile acestei abordari:

“Noi am argumenta, totusi, ca o dimensiune

redusa a unei firme creaza o conditie speciala – pe care o putem denumi “saracia resurselor” – care le distinge de oponentii mari si care impune o abordare manageriala foarte diferita. Saracia resurselor este consecinta unor conditii unice in care se afla companiile mici”.


150

2.CARACTERISTICI ALE MANAGEMENTULUI RESURSELOR UMANE ÎN IMM-URI

Este evident că natura MRU în IMM-uri variază foarte mult, dar tendinţa generală este să fie caracterizat de un număr de factori ilustraţi în figura următoare:

Fig.1. Managementul resurselor umane in IMM-uri

Sursa: A. Price, Human Resources Management in a Business Context, Second Edition, Thomson, 2004, p. 220.

A. Control centralizat. O pânză de păianjen, cu

proprietarul în centru. Resursele financiare şi organizaţionale limitate impun ca managementul resurselor umane să fie o activitate de amator. Mica afacere tinde să fie directă şi informală, caracterul întreprinzătorului determină climatul, morala forţei de muncă şi dacă este un loc de muncă prietenos sau ostil. Angajaţii au responsabilităţi slab definite şi puţină autoritate. Întreprinzătorul-manager controlează toate funcţiunile majore. Sarcinile de lucru, salariile şi beneficiile sunt negociate cu acesta. Întreprinzătorul-manager este cel care angajează şi concediază, determină salariul şi condiţiile şi solicită maximă flexibilitate de la muncitori.

Strategie. Există puţină planificare pe termen lung. Deciziile sunt luate la apariţia problemelor. Dezvoltarea personalului şi trainingul sunt adesea neglijate. Dezvoltarea şi planificarea carierei sunt rare. Măsurarea performanţei este rudimentară şi arbitrară.

C.„Stingerea focului” sau managementul crizei.

Angajaţii trebuie să fie flexibili, gata să lucreze în salturi. Trebuie să îndeplinească o multitudine de sarcini fără să aibă neapărat pregătirea necesară.

D. Funcţiunea de personal. Firmele cu mai puţin de

50 de angajaţi nu au de regulă o funcţiune distinctă de resurse umane.

Alan Price propune o listă cu 10 principii, care în opinia lui sunt esenţiale pentru înţelegerea MRU şi evidenţiază poziţia IMM-urilor în relaţia cu cele 10 principii ale MRU. Precizăm că, deşi sunt multe principii, în fapt ele se referă la aspectele majore ale MRU. Dată fiind pertinenţa celei mai mari părţi a elementelor cuprinse în tabelul 1, oferim exemplul acestei abordări.


151

Tabelul 1. Elemente de specificitate ale MRU în IMM-uri MRU în IMM-uri Nr.

crt.

Elementul

Scop

Punere în practică Specificitate Comentariu

1 Sfera de cuprindere

Include toate aspectele MRU

MRU trebuie organizat, nu lăsat la voia deciziilor ad-hoc la nivel local

Tot MRU este efectuat de întreprinzator/ mica echipă de şefi

Tendinţa către extrem: întelegător şi bun, sau total ineficace.

2 Coerenţa

Activitătile legate de MRU formează un întreg coerent

O legatură clară între relaţia performanţă/ răsplată şi nevoile firmei

Dependent de personalitatea întreprinzătorului

Poate fi hazardat şi subiectiv

3 Control

Asigură consistenţă performanţei cu obiectivele afacerii

Management participativ/ cu delegarea modului în care este atins un obiectiv

Adesea complet centralizat

Poate fi hazardat şi subiectiv

4 Comunicare

Obiective înţelese şi acceptate de toţi angajaţii; cultură deschisă fără bariere

Strategii clare, simple şi justificate; proces de comunincare în cascadă cu feed-back către vârf

Foarte diferit; obiectivele pot fi un mister pentru oameni

Depinzând de proprietar; adesea o cultură deschisă cu o comunicare directă

5.

Credibilitate

Personalul are încredere în managementul de top şi crede în strategia sa

Managerii de vârf sunt sinceri, cinstiti şi consistenţi

Foarte variabil, angajaţii tind către o opinie fixă faţă de proprietar

Personalitatea proprietarului este vizibilă pentru toţi

6. Dedicare

Angajaţii motivaţi să atingă scopurile organizaţiei

Managerii de vârf sunt devotaţi staffului lor

Poate fi interesantă şi provocatoare, pentru tipul potrivit de om

Oamenii care se „leagă” de întreprinzător vor rămâne, ceilalţi nu prea.

7. Schimbare

Progres continuu şi dezvoltare esenţială supravieţuirii

Oameni flexibili şi sisteme de lucru; cultura inovării; dezvoltarea abilităţilor

Variază între staţionare şi creşterea afacerii

Schimbare mai degrabă ca reacţie, decât ca opţiune strategică

8. Competenţă

Organizaţie competentă să-şi atingă obiectivele – dependenţă de competenţele individuale

Strategii pe resurse, tehnici de selecţie şi sistem de resurse umane implementat

Periculos de dependentă de abilităţile şi cunoştinţele întreprinzătorului şi ale unui nucleu de angajaţi

Adesea întâmplătoare; dezvoltarea nesistematică şi restrânsă la câţiva aleşi


152

9. Creativitate

Avantajul competitiv derivat din strategii unicat

Sistem de a încuraja şi răsplăti ideile salariaţilor

Majoritatea IMM-urilor îşi copiază concurenţa; puţinele excepţii sunt destinate succesului

Întreprinzătorii creativi îşi folosesc de regulă propriile idei

10. Eficienţa costurilor

Sisteme competitive, recompense corecte şi sisteme de promovare

Managerii de vârf sunt retribuiţi pe o bază echivalentă cu personalul

Adesea se desfăşoară pe o singură notă: oameni puţini şi salarii mici

Majoritatea întreprinzătorilor nu folosesc, în ceea ce-i priveşte, acelaşi sistem de recompensă ca pentru angajaţi

Sursa: Adaptat după A. Price, Human Resources Management in a Business Context, Second Edition, Thomson, 2004, p. 79, 219.

3. LEGATURA DINTRE MARIMEA FIRMEI SI CONTINUTUL MRU

Există o certă legătură între mărimea firmei şi practicarea unui management al resurselor umane formalizat.

Spre deosebire de situaţia din firmele mari, unde practicile managementului resurselor umane sunt formale, managementul resurselor umane se schimbă, în funcţie de dimensiunea firmei, de la practicile informale regăsite cu predilecţie în microfirme, spre practicile prescrise şi mai clar formulate, specifice întreprinderilor mijlocii şi mici spre mijlocii.

Recomandările şi instruirea în managementul pentru IMM-uri se bazează în mare măsură pe prescripţiile din manualele de specialitate, care cer adoptarea practicilor formalizate ale managementului, mai potrivite însă firmelor mari.

Aşa cum s-a arătat, presupunerea că micile organizaţii ar trebui conduse la fel ca şi cele mari, dar pe o scară mai mică, duce la o blocare a înţelegerii proceselor distinctive şi practicilor specifice IMM-urilor.

Ar trebui să se ia în considerare dimensiunea firmei, precum şi implicaţiile strategice ale creşterii dimensiunii, atunci când se definesc nivelurile adecvate şi zonele practicilor formalizate ale managementului resurselor umane, recomandabile fiecărei firme.

Recomandările pentru IMM-uri care pun accentul pe procedurile formale pot fi contraproductive la anumite dimensiuni ale firmelor. Astfel de recomandări pot reduce flexibilitatea firmei şi pot obstrucţiona răspunsul rapid la schimbarea viziunilor strategice şi variabilelor de mediu. Practicile managementului resurselor umane, cum ar fi sursele formale de recrutare, testarea extensivă a candidaţilor şi instruirea intensivă a angajaţilor, nu sunt neapărat necesare în microfirme, unde numărul angajaţilor

este mic şi unde majoritatea provine fie din familie, fie din rândul prietenilor, unde întreprinzătorul este în situaţia de a exercita un control direct asupra activităţilor din firmă. În afară de acest aspect, întreprinzătorii-manageri s-ar putea să nu aibă resursele necesare pentru implementarea practicilor extensive ale managementului resurselor umane.

Întreprinzătorul–manager trebuie să fie conştient de importanţa păstrării unui echilibru în practicile managementului resurselor umane care să asigure responsabilitatea şi controlul adecvate, care să reducă riscul litigiilor, să asigure că sunt satisfăcute cerinţele statutare şi, în acelaşi timp, să ofere flexibilitatea pentru răspunsul la strategiile în schimbare. Echilibrul adecvat va diferi în funcţie de mărimea firmei şi strategia acesteia.

Atunci când luarea deciziilor se limitează la întreprinzătorul-manager, se reduce nevoia pentru sisteme, proceduri şi documente scrise, iar necesitatea pentru personal specializat, care să menţină şi să opereze sistemul stabilit, se diminuează.

La microfirme, relaţia apropiată dintre angajator şi angajat înlocuieşte controlul formal şi reduce nevoia de documentaţie detaliată, lăsând firma maleabilă la schimbările frecvente care caracterizează managementul acestor organizaţii. La această dimensiune strategia firmei este de cele mai multe ori intuitivă şi orientată spre căutările agresive de oportunităţi şi spre dezvoltarea produsului. Pe măsură ce firma se dezvoltă, este nevoie de mai mulţi manageri pentru a-l completa pe întreprinzătorul-manager în responsabilitatea operaţiilor zilnice ale firmei. Acest lucru este în conformitate cu transferul responsabilităţii de instruire şi evaluare la eşalonul următor întreprinzătorului-manager. Controlul şi procedurile administrative înlocuiesc controlul direct exercitat de întreprinzător.


153

4. CONCLUZII

Întreprinderile mici şi mijlocii sunt complexe, variate şi influenţate de o gamă de factori. Întreprinderile mici şi mijlocii se referă la firme de dimensiuni diferite, cu grade variate de complexitate în practicile managementului. Totuşi, acestea sunt tratate adesea ca o entitate omogenă. Nici un sistem de organizare şi de management nu poate servi ca model pentru toate organizaţiile, cu atât mai mult în ceea ce priveşte managementul resurselor umane, care operează cu fiinţa umană, ce posedă caracteristici diferite, în continuă schimbare. Există o presiune în direcţia nuanţării managementului, şi acest lucru exercită la rândul său presiuni asupra practicilor tradiţionale universaliste de personal şi asupra politicilor respective. Are loc îndepărtarea de la un model universal spre o abordare situaţională.

BIBLIOGRAFIE

[1]. Bacon, N., Ackers P., Storey J., It’s a Small World: Managing Human resources in Small Business, „The International Journal of Human Resource Management”, 7(1), 1996 [2]. Grilo I., Thurik R., Latent and actual entrepreneurship in Europe and US: some recent developments, „EIM Business&Policy Research”, January, 2006. [3]. Heneman, R.L., Tansky, J.W, Camp, S.M., Human resource management practices in small and medium-sized enterprises: unanswerd question and future research perspectives, „Entrepreneurship Theory and Practice”, Fall, 25(1), 11-26, 2000. [4]. Hendry, C., Arthur, M. B., Jones, A. M., Strategy through People: Adaptation and Learning in the Small and Medium Sized Enterprise, Routledge, London, 1995. [5]. Kotey B., Slade P., Formal Human Resource Management Practices in Small Growing Firms, „Journal of Small Business Management”, January, p.16-40, 2005 [6]. Price A., Human Resource Management in a Business Context, 2nd Edition, Thomson Learning, 2004. [7]. Wesh, J.A, White, J.F., A small business is not a little big business, „Harvard Bisiness Review”, July-August, p. 18-32, 1981.

Quick Info Innovact - the European forum for Young Innovative Enterprises

For 13 years, this event has celebrated European innovation, ideas and entrepreneurs providing them with an exhibition space, a meeting point and a range of services to help them develop their business: information on funding, support, hosting, networks and partnerships. Innovact 2009, ready and waiting! The European launch of the 13th edition of Innovact was held on Monday 6 October at L’Echangeur in Paris in the presence of financial partners, network actors, experts and young entrepreneurs. Everything is ready and you can now register online: http://www.innovact.com - and the program will be available on the website soon.

Participate Innovact • Project carriers and young innovative

enterprises • Experts and Institutions • Investors • Visitors • Partners / Sponsors • Journalists

(http://www.innovact.com/-Innovact,65-)

FET’09: The European Future Technologies Conference, 21-23 April 2009, Prague The conference provide the wider future, emerging technologies research community with the opportunity to reflect together on future challenges, to engage in focused debate, and to understand and to help to create what is ahead of us. FET’09 fulfil two goals:

• to foster a dialogue between science, policy and society on the role and challenges of interdisciplinary ICT related long-term research towards the development of policy options for increasing Europe's creativity and innovation base

• to bridge European research communities and disciplines and to stimulate the creation of new research collaborations empowering Europe to take the lead in future information technologies.


154

A call for sessions and a call for

exhibits are open until 15/12/08, inviting session abstracts and targeted at projects that can demonstrate the transformative potential of foundational research.

Welcome to "Science beyond Fiction" The European Future Technologies Conference

The European Future Technologies Conference, FET09, is a new European forum dedicated to frontier research in future and emerging information technologies. Leading scientists, policy-makers, industry representatives and science journalists will convene over 3 days to discuss today's frontier science, tomorrow's technologies and the impact of both on tomorrow's society.

FET09 is jointly organized by:

The Future and Emerging Technologies research scheme of the European Commission

The Academy of Sciences of the Czech Republic

The Czech Technical University

FET09 is organised under the auspices of the Czech Presidency of the European Union. Target Audience The future of ICT will rely increasingly on input and interaction within a wide range of disciplines. FET09 targets open-minded scientists and thinkers - young and established - who are willing to think out of the box of established disciplines, technologies, practices or theories. Whether you're a scientist, a policy maker, an industry representative or a journalist, the multidisciplinary creative process that is at the heart of FET09 will challenge conventional boundaries and take you beyond them. FET09 is also a place to learn about success stories in frontier research and to communicate these to a broader public. An exhibition of current results and work in progress in the research labs will provide science journalists with a good overview of what we can look forward to in the years ahead.

You should attend FET09 if you want to:

• engage and participate in discussions about future directions for frontier research in ICT;

• shape new scientific disciplines in the information sciences, disrupt established technologies and practices;

• learn about the state-of-the-art and thinking in disciplines other than your own, and explore new synergies and inspirations;

• understand how our society can get the best out of new future and emerging technologies.

About the European Future & Emerging Technologies scheme – FET FET is a unique European scheme for funding multidisciplinary frontier research into ICTs. FET is an integral part of the ICT theme of the Collaboration Programme of the 7th Framework Programme for Research and Technological Development. FET is proving to be a very successful pathfinder for identification and development of future industry-relevant ICT frontier research agendas. FET is an incubator and a pathfinder for new ideas and themes for long-term research in the area of information and communication technologies. Its mission is to promote high risk research, offset by potential breakthrough with high technological or societal impact. To pursue these objectives, FET implements two complementary approaches, known as FET-Open and FET-Proactive.

• FET-Open is a 'roots-up' approach for exploring promising visionary ideas that can contribute to challenges of long term importance for Europe. The scheme stimulates non-conventional targeted exploratory research cutting across all disciplines. It acts as a harbor for exploring and nurturing new research trends and helping them mature in emerging research communities.

• FET-Proactive is a 'top-down' approach fostering novel non-conventional approaches and foundational research in selected themes in response to emerging societal and industrial needs. The scheme supports initial developments on long-term research and technological innovation, and helps related research communities to develop and mature.

(http://ec.europa.eu/information_society/events/fet/2009/aboutfet09/index_en.htm)


155

CLUSTERELE – GENERATORI DE PROSPERITATE IN INDUSTRIA PRELUCRATOARE DIN ROMANIA

R. Stancu, G. Diacov S. C. ICTCM Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructii Masini S. A., Bucuresti,

ROMANIA, [email protected]

REZUMAT Articolul de fata urmareste sa ofere o baza metodologica si pragmatica pentru cei interesati sa infiinteze clustere in regiuni tinta din Romania. Se adreseaza cu precadere: IMM-urilor, administratiilor publice locale, comunitatii de cercetare (institutii de cercetare, universitati), institutiilor financiare, institutiilor de cooperare (camere de comert, organizatii ale mediului de afaceri, etc).

ABSTRACT This article plans to offer a methodological and pragmatic base for those interested to establish clusters in all regions of Romania. It is addressed mainly: SMEs, local public administration, research community (research institutes, universities), financial institutions, institutions of cooperation (chambers of commerce, organizations of business, etc.).

CUVINTE CHEIE: clustering, pol de competitivitate, strategie

KEYWORDS: clustering, pol of competitivity, strategy

1. INTRODUCERE In contextul concurential al pietei unice, o componenta importanta a eforturilor de crestere a competitivitatii economice a Romaniei este existenta unei infrastructuri de afaceri care sa contribuie la o mai buna integrare a economiei nationale in cea europeana, o crestere a atractivitatii Romaniei la locatie pentru investitii si la o stimulare a mediului de afaceri. Astfel de infrastructuri de afaceri de anvergura nationala, cunoscute in unele tari europene sub denumirea de „ poli de competitivitate”sau clustere, bazate pe sectoare industriale cu avantaj competitiv sau potential cert de dezvoltare, permit o concentrare de resurse tehnologice, umane si financiare intr-un areal dat, care le confera atat atu-ul efectelor sinergice cat si masa critica in vederea operarii cu succes pe piata europeana si nu numai.

Clusterele contribuie la reducerea diferentei intre intreprindere, cercetare si resurse, permitand astfel intrarea pe piata a cunoasterii si inovarii. Clusterele care reusesc favorizeaza o concurenta intensa paralel cu cooperarea.

Ele accentueaza productivitatea, atrag

investitiile, incurajeaza cercetarea, consolideaza baza industriala si dezvoltarea de produse sau servicii specifice si devin un centru de dezvoltare a competentelor.

Concentrarile economice competitive reprezinta un efort organizat de stimulare a cresterii si competitivitatii la nivel regional si implica foarte multi factori din sectorul public si privat.

Experienta mondiala arata cu tarie faptul ca aglomerarile economice au succes datorita unei cooperari stranse intre membrii si de asemenea datorita sprijinului puternic a actorilor implicati. Tarile si regiunile europene au lansat o gama larga de initiative de cluster. Unele dintre acestea au demarat politica de clustere de mult timp-Catalonia si Tara Bascilor in Spania, Veneto in Italia, Scotia in Marea Britanie, Sophia Antipolis in Franta, Danemarca, Olanda, in timp ce altele au demarat actiunea doar in ultimii ani- un numar de regiuni din Austria, Republica Ceha, Marea Britanie, Suedia – sau le-au dezvoltat mai departe prin initiative nationale-Franta, Germania.


156

In baza unor analize cantitative a clusterelor europene efectuate de European Cluster Observatory, bazata pe o metodologie cantitativa completa comparabila, se poate spune ca in jur de 38% din angajatii din Europa muncesc in intreprinderi care fac parte din sectorul clusterelor. In unele regiuni aceasta merge pana la 50%, in timp ce in altele scade la 25%. Astfel au fost identificate clustere in 32 de tari ( in 27 state ale UE, Irlanda, Israel, Norvegia, Elvetia, Turcia). ca si politici de cluster care s-au dezvoltat la nivel regional si local in aceste tari.

Relatia intre clustere si inovare este in mod evident complexa. O comparatie intre regiuni cu cele mai performante regiuni de inovare din Europa arata ca 7 din 19 regiuni au un puternic portofoliu de clustere(European Cluster Observatory).

2. DEFINITIE; AVANTAJE; CARACTERISTICI

Clusterele - concentrari regionale de companii

specializate si institutii legate prin conexiuni multiple si interdependente dintr-un anumit domeniu ( serviciu, produs, cunostinte) sau domenii interrelationate ( Michael Porter), reprezinta un mediu favorabil pentru dezvoltarea regionala a unei tari.Regiunile care combina cercetarea de excelenta, competentele cu portofolii de clustere puternice au mai multe oportunitati de a se dezvolta, in timp ce regiunile fara clustere risca sa ramana in urma.

Clusterele sunt “motorul cheie al inovarii si prosperitatii, ajutand regiunile sa construiasca profiluri unice de aptitudini specializate care sa le permita sa-si consolideze rolul de parteneri activi si atractivi in economia globala.

Clustering-ul poate reprezenta pentru Romania o piatră de temelie pentru dialogul constructiv dintre reprezentanţii mediului de afaceri şi sectorul public, mediul educaţional, societatea civilă, etc, astfel făcând posibilă creşterea eficienţei parteneriatelor orientate către inovaţie la nivel local.

Clusterele se pot dezvolta in regiuni care ofera avantaje specifice ca locatie pentru activitatile companiilor dintr-un anumit domeniu si pot sa permita stabilirea de legaturi de colaborare.Clusterele ating intregul potential economic daca sunt bine conectate la piete si la clustere din alte locatii, ele devenind factori cheie in atragerea capitalului, fortei de munca si cunoasterii.

Scopul infiintarii clusterelor este crearea si perfectionarea relatiilor de colaborare intre mai multe firme dintr-un anumit domeniu sau domenii diferite sub acelasi brand. Cooperarea se desfasoara in mod intens pe mai multe planuri: managerial, productiv, de aprovizionare, de marketing, financiar, de utilitati si servicii logistice, etc.

In ultimii ani se observa necesitatea unei

tendinte de proliferare a clusterelor in Romania, datorita multiplelor avantaje care le sunt proprii, dintre care amintim:

cooperare intre firme la costuri mai reduse; crearea de posibilitati mai mari de inovare

pentru firme si specialistii din cadrul lor; divizarea si diminuarea costurilor si riscurilor

pentru activitatile de cercetare-dezvoltare; realizarea unei flexibilitati tehnice, economice

si organizationale superioare; reducerea perioadei necesare pentru fabricarea

produselor; diminuarea timpului de comercializare a

produselor; realizarea de costuri unitare mai reduse datorita

economiilor de scara la nivelul clusterului; amplificarea capacitatii de patrundere pe piete

si de mentinere in cadrul acestora. crearea unei infrastructuri de afaceri, ca o

componenta importanta a eforturilor de crestere a competitivitatii economice a Romaniei si care sa contribuie la o mai buna integrare a economiei nationale in cea europeana;

cresterea atractivitatii Romaniei ca locatie pentru investitii;

concentrarea de resurse tehnologice, umane si financiare intr-un areal dat, care sa ofere Romaniei, ca stat al Uniunii Europene, oportunitati pentru accesarea instrumentelor structurale, sprijin financiar din surse publice ( comunitare si nationale).

Este acceptat faptul ca aglomerarile economice, clusterele, cresc competitivitatea companiilor aflate intr-o regiune, deoarece:

a. pot transforma puncte slabe si probleme

comune ale unor IMM-uri izolate aflate in aceeasi zona.

b. pot creste puterea de negociere a firmelor atat pe piata interna, in operatiuni in amonte pe lantul valoric cat si in activitati in aval pe pietele straine;

c. permit intreprinderilor mici si micro-intreprinderilor sa penetreze in mod colectiv si cu succes in piete tinta unde un IMM individual nu poate; incurajeaza intreprinderile sa lucreze impreuna la criterii de calitate agreate, in conformitate cu standardele internationale;

d. ofera oportunitatea pentru transferul de cunostinte.


157

Principalii actori ai clusterului (fig.1) sunt:

• IMM-uri din anumite sectoare economice/industriale

• administratii publice centrale/locale • firme de consultanta si training si furnizoare

de servicii • comunitatea de cercetare (institutii de

cercetare, universitati) • institutii financiare • institutii de cooperare (camere de comert,

asociatii profesionale, etc). Principalele caracteristici ale unui cluster / pol de crestere economica sunt:

a. strategia Clusterul trebuie sa identifice amenintarile

si oportunitatile pe segmentul sau de piata si apoi sa stabileasca modul de actiune in functie de aceste elemente.

Acest lucru presupune, pe de o parte, sa aiba permanent in atentie intentiile concurentei, iar pe de alta parte, sa raspunda clientilor sai, atat cei principali cat si cei potentiali. Mai presupune de asemenea o supraveghere atenta a tot ce se intampla pe piata furnizorilor, legat de concurenta, alti cumparatori, furnizori principali, precum si alternative posibile in ce priveste furnizorii.

Totodata, aceasta mai inseamna sa fii constient de implicatiile pe care le au schimbarile pe un plan mai larg cum sunt cele din domeniul relatiilor industriale, legislativ, tendintelor economice si noilor tehnologii si materiale.

Fiecare dintre factorii ( input-urile) mentionati mai sus trebuie sa fie evaluati cu acuratetea necesara in ce priveste impactul pe care il are asupra intregii activitati a clusterului.

b. organizarea flexibila

Fiecare firma indeplineste anumite activitati in functie de cerintele pietei si de strategia clusterului. Pe acest plan intervin frecvente schimbari in ceea ce priveste generarea, obtinerea, utilizarea, stocarea, protejarea si vanzarea cunostintelor clusterului.

Elaborarea unei strategii nu isi gaseste utilitatea daca nu exista mijloace pentru aplicarea ei efectiva. Organizarea clusterului trebuie sa includa toate functiile necesare ( lista acestora poate fi lunga) si sa le concentreze asupra scopului comun care este satisfacerea clientilor clusterului. Managementul trebuie sa asigure comunicarea intre membrii clusterului astfel incat fiecare dintre acestea sa stie ce se lucreaza in celelalte si sa se coordoneze intre ele.

Toate functiile trebuiesc sa contribuie la elaborarea si implementarea strategiei clusterului.

Tratarea functiilor ca fiind independente una de alta duce la performante slabe si nu solutioneaza decat partial problemele aparute.

c. concentrarea pe satisfacerea clientilor

Cele mai multe clustere stiu ca partea financiara a activitatii lor trebuie sa fie in buna regula. In primul rand, pentru ca au nevoie de clienti.

Proiectarea unui produs inovativ si tehnologia de producere a acestuia trebuie sa fie dezvoltate impreuna pentru a cunoaste costurile efective de productie. Achizitionarea materialelor este un factor care influenteaza design-ul produsului, iar managementul pe lantul de aprovizionare este important pentru stabilirea metodelor de productie si de control al proceselor. Conceptul de ’’calitate totala’’trebuie aplicat atat pentru produs in sine cat si pentru restul activitatilor din cluster. La toate acestea se adauga imbunatatirea service-ului asigurat clientului.

d. mobilitatea in stabilirea tintelor

Concurentii clusterului investesc in idei noi, produse noi, precum si in noi procedee de a le introduce pe piata - toate acestea urmarind satisfacerea clientilor.

Strategia, structura de organizarea si produsele clusterului trebuiesc permanent imbunatatite pentru a merge cu un pas inaintea concurentei de pe piata.

e. flexibilitate

Clusterele de succes au demonstrat ca daca ai succes pe pietele mondiale si iti imbunatatesti transportul si comunicatiile, succesul depinde mai mult de flexibilitatea raspunsului la rapidele schimbari in cererea clientilor dacat de localizarea geografica a clusterului.

Factori favorizanti in dezvoltarea si

functionarea clusterelor sunt: implicarea administratiei locale si centrale

(propuneri specialisti, utilizatori, finantarea intreprinderilor etc)

resurse umane calificate resurse de capital infrastructura fizica, administrativa, stiintifica

si tehnologica industrii conexe: furnizori locali.

Activitati comune desfasurate in cluster

• productie in comun • construire de infrastructura si utilitati • cumparare de mijloace fixe si mobile • marketing - vanzari • training • consultanta • servicii juridice etc.


158

3. METODOLOGIE DE INFIINTARE CLUSTERE

Pentru infiintarea clusterelor in Romania se recomanda o metodologie care sa preia elemente din metodologii deja utilizate in Europa.

De ce aceasta metodologie: a. exista deosebiri de performanta si productivitate intre sectoarele industriei prelucratoare b. specificitatea pietelor de desfacere c. structura intreprinderilor pe sectoare d. reteaua de aprovizionare diferita pentru ramurile industriei prelucratoare

Pentru ca aceasta metodologie de infiintare a clusterelor in Romania sa fie aplicabila ar fi necesara: - o colaborare stransa in interiorul grupului de lucru interministerial ( conform schema fig.1) bazata pe inovare conform prevederilor Strategiei Lisabona revizuite.

- o colaborare a acestui grup de lucru interministerial cu asociatiile profesionale si patronatele din sectorul industrial pentru o analiza sectoriala detaliata ( strategia sectorului) care sa identifice necesitatea creearii de clustere. - un schimb de documentatie de baza privind sectorul industrial (productie, comert, forta de munca, tendinte ale pietei, etc).

Colectivele de evaluare sectoriala vor realiza o analiza diagnostic a sectorului industrial cu accent pe problemele specifice ale sectorului, puncte tari, si puncte slabe, perspective interne si internationale, oportunitati si provocari si vor elabora un plan de actiune privind crearea si dezvoltarea de clustere in vederea cresterii competitivitatii sectorului respectiv.

Totodata aceste colective datorita componentei lor vor media formarea de parteneriate public private potentiale privind finantarea clusterelor sau atragerea de fonduri structurale europene.

In vederea stabilirii indicatorilor de performanta legati de clustere consideram ca ar fi util un schimb de cele mai bune practici cu alte tari europene privind o analiza de benchmarking.

Continut metodologie

a. initiativa crearii clusterelor Pentru industria prelucratoare din

Romania, initiativa crearii de clustere ar putea apartine urmatoarelor organizatii si organisme:

Consiliilor judetene si – pentru orasele mari – municipale, care realizeaza analize

economice ale zonei respective, adopta strategii si aproba proiecte de dezvoltare locala, fiind astfel in postura de a identifica necesitatea si posibilitatea clusterului si de a elabora si finanta partial proiecte care sa contribuie la constituirea lor;

Agentiilor de dezvoltare regionala, care, pe baza analizelor si strategiilor realizate, pot identifica cu usurinta oportunitatea constituirii de clustere

Organizatiilor de IMM si alte organizatii patronale regionale si judetene sau filialele locale ale patronatelor de ramura , care au ca membrii firme din industria prelucratoare din acelasi domeniu si din ramuri complementare, universitati, centre de formare profesionala, centre de cercetare, camere de comert, etc, ale caror interese se satisfac la un nivel superior prin participarea la un cluster.

b. crearea structurii asociative locale

Strutura asociativa locala – entitate juridica distincta, pentru fiecare pol, care va intocmi solicitarile de proiecte de clustere si vor cuprinde principalii parteneri industriali si promotorii institutionali (companii, autoritati locale, camere de comert, institute sau universitati relevante, etc).

c. elaborarea strategiei de dezvoltare a clusterului Aceasta structura va elabora strategia de dezvoltare a clusterului care va fi supusa evaluarii de catre un grup de lucru interministerial.

d. proiectarea sistemului managerial al clusterului

e. elaborarea proiectelor pentru

finantare din surse publice si transmiterea catre grupul de lucru interministerial.

Grupul de lucru interministerial( infiintat prin Ordin al Ministrului Economiei si Finantelor) cuprinde o echipa multidisciplinara cu reprezentarea, alaturi de Autoritatea de Management a POS CCE, a Directiei Generale de Politica Industriala si Competitivitate din MEF, a Autoritatii Nationale de Cercetare Stiintifica, a MIMMCTPL, MDLPL, si a MIRA.

Crearea de clustere si cooperarea intre ele poate fi finantata si stimulata prin politicile regionale, politicile industriale, cele de sprijinire a IMM-urilor, de atragere a investitiilor directe si de sustinere a cercetarii, dezvoltarii si inovarii.


159

4. CONCLUZII

Clusterele pot fi parti care fac o regiune prospera, dar ele nu sunt numai o explicare pentru avantajele competitive. Prezenta si intensitatea clusterelor intr-o economie regionala este un aspect de mediu de afaceri cu care companiile se confrunta in localizare. Conditiile factor, contextul pentru rivalitate, conditiile de cerere sunt alte aspecte care trebuiesc luate in consideratie. Clusterele si specializarea regionala sunt asociate empiric cu niveluri inalte ale inovarii si prosperitatii.

In industria prelucratoare din Romania se recomanda utilizarea clusterelor de productie, clusterelor de export si a celor mixte. Forma care genereaza cele mai ample performante este clusterul mixt, care cuprinde activitati de productie si de export.

Fiind considerat un model de success la nivel European in domeniul sprijinirii mediului de afaceri, clusterele vor fi promovate in Romania in anii urmatori datorita posibilitatii de a finanta integrarea intreprinderilor romanesti in lanturi de clustere.

Lipsa unui sistem de clustering in Romania are efecte negative asupra cresterii economice si a competitivitatii si anume:

forta de munca se mentine ieftina, slab calificata si valorificata sub nivelul pietei; Densitatea firmelor mici si mijlocii din tara este redusa in comparatie cu restul Europei. Unele firme sunt slab dezvoltate si incapabile sa iasa pe piata.

migrarea fortei de munca.

Cea mai buna practica recomanda pentru

perfectionarea si dezvoltarea clusterelor, urmatoarele:

Elaborarea de sisteme care sa masoare performanta in fiecare din domeniile cheie ale activitatii clusterului;

Fixarea de tinte de performanta pe plan intern si extern, in cadrul domeniilor clusterului si in afara acestuia;

Invatarea din practica adoptata de alte clustere;

Actiuni practice intreprinse la timp si in deplin acord cu rezultatele masuratorii.

BIBLIOGRAFIE

[1]. Asociatia pentru studii si prognoze Economico sociale, “Avantajele competitive ale industriei prelucratoare din Romania”, vol.5, 2007, Bucuresti, [2]. Business clusters in the UK- a first assements, vol 1- main report 2001 [3]. European Cluster Observatory. ISC/CSC cluster codes1.0, dataset 2007 [4]. Proiect:sectorial Ministerul Economiei si Finantelor-”Dezvoltarea sectorului industriei prelucratoare pe baza celor mai bune practici in uniunea europeana ( clustere, networking-uri, spin-off-uri )”, 2007, Bucuresti.


160

Fig. 1. Schema structurilor implicate la infiintarea clusterelor si principalele atributii

Initiatorii clusterului

• Consiliile judetene si municipale

• Agentiile de dezvoltare regionala

• Organizatiile de IMM si alte organizatii

Partenerii clusterului

• IMM-uri

• Administratia publica( locala, central)

• Comunitatea de cercetare (universitati, centre de cercetare)

• Institutii financiare

• Centre de formare profesionala

• Institutii de cooperare (camere de comert, organizatii ale mediului de

afaceri)

Structuri asociative locale

Principalii parteneri industriali-IMM-uri

Promotorii institutionali (autoritati locale, camera de comert, institute de cercetare, universitati relevante)

Vor elabora strategia de dezvoltare a clusterului si vor intocmi solicitarile de proiecte de clustere/ poli de crestere economica.

Grup de lucru interministrial

• Autoritatea de Management

• Directia Generala de Politica Industriala si Competitivitate din MEF

• Autoritatea Nationala de Cercetare Stiintifica

• MIMMCTPL

• MDLPL

• MIRA

Va evalua si selecta proiectele de clustere/poli de crestere economica.


161

RETEAUA CENTRELOR “INNOVATION ROMANIA” RETEAUA NATIONALA A CENTRELOR DE INFORMARE

SI ASISTENTA IN C-D -I SI TT Proiectul “INFOAS" – PNCDI/Modul 1

Catalin SFETCU

Fundatia “Profesor Constantin Popovici”, Bucureşti, ROMANIA, e-mail: [email protected] REZUMAT: Incepand cu anul 1992 (Programul PHARE pentru Restructurarea Sistemului Stiinta si Tehnologie in Romania- faza 1) si continund cu 1996 (Programul PHARE pentru Restructurarea Sistemului Stiinta si Tehnologie in Romania- faza 2) precum si prin Programele Cadru, Comisia Europeana a facut eforturi pentru implementare in Romania a unui sistem de C-D-I si TT coerent si compatibil cu sistemul european. Comisia European a reusit prin proiectele cofinantate sa sprijine construirea acestui sistem numai pana la un anumit nivel. Consideram ca nefinalizarea acestui sistem a dus o neeficenta a cercetarii romanesti in particular si o eficenta scazuta a sistemului economic romanesc in general. Eforturile din ultimi ani ai Autoritatii Nationale pentru Cercetare Stiintifica prin Programul INFRATEC nu au reusit sa rezolve problema definitivarii acestui sistem, ci doar completarea acestuia. Consideram ca toate demersurile si realizarile Comisiei Europene cat si a Autoritatii Nationale pentru Cercetare Stiintifica au fost corecte si necesare, dar mai lipseste ceva, lipsesc din acest sistem cei interesati direct in realizarea in Romania a unei economii sustenabile bazata pe cunoastere, a unei economii bazate pe dezvoltare. ABSTRACT: Since 1992 (PHARE Program for Restructuring the System Science and Technology in Romania-phase 1) and continuing 1996 (PHARE Program for Restructuring the System Science and Technology in Romania-phase 2) and the framework programs, the European Commission has made efforts to Romania in implementing a system for Research – Development - Innovation and TT consistent and compatible with the European system. The European Commission has succeeded in co-financed projects to support the construction of the system only to a certain level. Non-finality of this system has led a Romanian non- efficiency of the Romanian research, in particular and a low efficiency of Romanian economic system, in general. Efforts in recent years of the National Authority for Scientific Research Program, using INFRATECProgram, have not managed to solve the problem of the system definitization, only supplement it. We believe that all the steps and achievements of the European Commission and the National Authority for Scientific Research have been correct and necessary, but something is missing – the interested parts of the system, which are directly interested in Romania’s achievement of a sustainable economy, based on knowledge, of an economy based on development. CUVINTE CHEIE: Cercetare – Dezvoltare – Inovare, Transfer Tehnologic, retea nationala, sistem KEYWORDS: Research – Development – Innovation, Technological Transfer, national network, system 1. INTRODUCERE.

CADRUL GENERAL

În martie 2000, la Consiliul European de la Lisabona, şefii de stat şi de guvern au stabilit pentru Uniunea Europeană obiectivul de perspectivă, până în anul 2010: „o economie a cunoaşterii cea mai competitivă şi mai dinamică din lume, capabilă de o creştere economică sustenabila, însoţită de o ameliorare cantitativă şi calitativă a ocupării forţei de muncă, o mai profundă coeziune socială si o mai buna protectie a mediului”.

Doi ani mai târziu, la Consiliul European de la Barcelona, în cadrul căruia s-au examinat progresele realizate pe linia obiectivului Lisabona, ei au convenit că investiţiile pentru cercetarea şi dezvoltarea tehnologică (CD) din UE trebuie să crească, tinzând să se apropie de 3% din PIB până în anul 2010, faţă de 1,9% în anul 2000. Totodată, ei au mai propus o creştere a finanţării din partea întreprinderilor, pentru a o aduce de la nivelul actual de 56% la două treimi din investiţiile totale pentru CD, o proporţie existentă deja în SUA şi în unele ţări europene.


162

Acest dublu obiectiv este ambiţios dar realist: astăzi, mai multe ţări europene sunt aproape de acest nivel sau l-au depăşit deja. Marile direcţii ale politicii economice a statelor membre şi a Comunităţii pentru anul 2000 recunosc importanţa acestui obiectiv şi recomandă ameliorarea măsurilor de încurajare a întreprinderilor pentru a investi în CD, menţinând totodată un cadru sănătos de politică fiscală.

Obiectivele privind CD stabilite la Barcelona rezultă din recunoaşterea faptului că întărirea sistemelor noastre de CD şi inovare este esenţială pentru atingerea obiectivului strategic de la Lisabona. Realizarea lui este compromisă de diferenţa importantă şi în creştere care separă UE de SUA în privinţa acestui tip de investiţii. Această diferenţă, care a atins 120 milioane euro în anul 2000, se datorează celor 80% investite mai puţin în CD de întreprinderile din Europa.

Rolul CD în calitate de motor al unei economii bazate pe cunoştinţele competitive şi dinamice este legat de capacitatea economiei de a transforma noile cunoştinţe în inovare tehnologică. Cu toate că multe întreprinderi recunosc importanţa tot mai mare a investiţiilor în CD, ele nu vor recurge la acestea decât în măsura în care vor putea exploata eficient rezultatele şi vor putea estima o recuperare satisfăcătoare pentru a contrabalansa riscul inerent al acestei forme de investiţii.

2. TRANSFERUL TEHNOLOGIC

Exista numeroase definitii valabile ale transferului tehnologic, dar totusi, din punct de vedere al Retelei CIR acesta poate fi cel mai bine descris ca o aplicare cu succes si/sau ca o adaptare a unei tehnologii inovative dezvoltata intr-o organizatie pentru nevoile uneia sau a mai multor alte organizatii. Tinta pentru Reteaua CIR este comercializarea rezultatelor inovative de la organizatiile de cercetare la IMM-uri. Transferul de la IMM la IMM constituie acum o parte esentiala a ecuatiei transferului tehnologic. Trebuie specificat, de asemenea, ca transferul tehnologic include nu numai transferul intre organizatii, dar si intre diferitele sectoare industriale. Transferul tehnologic este considerat ca a dobandit o data cu acordul de licenta un acord de societate comerciala, un acord industrial de fabricatie si/sau un acord comercial de asistenta tehnica, care a fost semnat. 3. SARCINILE CHEIE

ALE RETELEI CENTRELOR INNOVATION ROMANIA

Sarcina 1: sa promoveze transferul tehnologic transregional al tehnologiilor oricare ar fi originalitatea lor, in concordanta cu nevoile sistemului local industrial, economic si social. Sarcina 2: sa promoveze diseminarea transregionala si exploatarea rezultatelor cercetarii comunitatii.. Sarcina 3: sa stimuleze capacitatea firmelor in adaptarea noilor tehnologii stabilind nevoile lor si abilitatea pentru cooperare transregionala si parteneriat.

Sarcina 4: sa promoveze initiativele de inovare transregionale comune ale regiunilor romanesti si, de asemenea, sa sprijine finantarea inovarii, dezvoltarea companiilor etc. Sarcina 5: sa promoveze informatii despre actiunile inovative ale programelor nationale si europene de cercetare. Sarcina 6: sa indice altor entitati din sistemul de inovare romanesc potentialii participanti care cer asistenta.

4. CHEIA SARCINILOR

DE TRANSFER TEHNOLOGIC

a) Promovarea inovarii prin serviciile de transfer tehnologic: identificarea nevoilor tehnologice in industriile locale, care ar putea sa beneficieze de integrarea inovatiilor non-locale si de combinarea lor cu alte tehnologii de la alte CIR-uri sau alte surse, pentru a stimula inovarea transregionala, cooperarea si conventiile. CIR-urile trebuie sa fie constiente de cerintele stiintifice si tehnologice ale industriei locale astfel incat activitatile diseminate sa poata fi indeplinite in industria locala. CIR-urile trebuie sa identifice in cooperare si cu alti actori importanti rezultatele si ofertele tehnologice relevante pentru nevoile industriei locale in contextul cerintelor de dezvoltare ale Romaniei europene si pentru a le promova in regiunile lor, ajutand clientii locali in integrarea noilor rezultate si tehnologii. CIR-urile pot da de asemenea, daca este nevoie, ajutor clientilor in procurarea serviciilor specializate in aceste probleme, posibil in cadrul planurilor nationale existente sau de sprijinire a comunitatii din aceasta zona:

- Cunostinte: promovarea ajutorului prin mijloace telematice, publicatii, seminarii sau vizite si prin publicarea oportunitatilor tehnologiei in media.

- Contact: audite tehnologice sau intalniri ale grupurilor sectoriale pentru identificarea cerintelor locale. Organizarea evaenimentelor de transfer tehnologic. Dezvoltarea bazelor de date referitoare la cerintele companiilor locale.

- Asistenta: cautarea tehnologiilor externe pentru a armoniza nevoile identificate prin lucrul in retea si actiunile transregionale comune. Asistenta in pregatirea si finalizarea acordurilor si asistenta pentru planurile tehnologiilor care trebuie inglobate, cautarea planurilor financiare pentru sprijinirea transferului.

b) Promovarea inovarii in cadrul serviciilor de transfer tehnologic exterior: identificarea tehnologiilor exploatabile si a rezultatelor cercetarii in regiunea lor pentru a le promova cu ajutorul retelei si pentru a incheia acorduri referitoare la inovatiile transregionale. CIR-urile vor ajuta acei posesori locali ai rezultatelor si tehnologiilor C-D in promovarea exploatarii rezultatelor C-D si in transferul de tehnologii in context national si european. Rolul CIR ar putea fi, dupa aceea, de a furniza sfaturi si ajutor in exploatarea si transferul tehnologic, in rezultatele inovarii (proprietate


163

intelectuala etc.) si de a ajuta clientii locali in procesul de transfer tehnologic. Ei pot, de asemenea, daca este necesar, sa ajute clientii in procurarea de servicii expert suplimentare pentru aceste probleme, posibil in cadrul planurilor nationale existente sau al planului de sprijinire a comunitatii in aceasta zona:

- Cunostinte: promovarea ajutorului prin intermediul mijloacelor telematice, publicatiilor, seminariilor sau vizitelor.

- Contact: examinarea tehnologica sau intalniri ale grupurilor sectoriale pentru identificarea tehnologiilor exploatabile. Organizarea de evenimente de transfer tehnologic, misiuni in alte regiuni ale ofertantilor de tehnologii locale.

- Asistenta: diseminarea tehnologiilor-profil si ale partenerilor in cercetare pentru exploatarea tehnologiilor identificate cu ajutorul cooperarii transregionala. Lucrul in retea si actiuni transregionale comune. Asistenta in pregatirea si finalizarea conventiilor si in exploatarea tehnologica. Cercetarea planurilor financiare pentru a sprijini transferul.

c) Stimularea capacitatii firmelor in adoptarea noilor tehnologii: CIR-urile trebuie sa fie constiente si responsabile de cerintele tehnologice si stiintifice ale organizatiilor locale astfel incat o tehnologie ceruta sa fie stabilita pentru ei. CIR-urile trebuie sa stabileasca totusi abilitatea clientilor locali pentru a fi inclusi in cooperarea transregionala si pentru a se face pasi importanti pentru a stimula parteneriatele de cooperare. Actiunile pot include:

- Vizitarea companiilor Audite tehnice Imbunatatirea bazelor de date pentru

cerintele companiilor locale - stabilirea misiunilor comerciale si vizite

reciproce.

5. ROLUL CENTRULUI INNOVATION ROMANIA (CIR)

Rolul CIR poate fi simplu descris ca promovare a solutiilor inovative prin adunarea tuturor oraganizatiilor si companiilor care au cerinte tehnologice. Comparand aceste nevoi si oferte, sansele transferului tehnologic pot fi marite. Desi descrierea activitatilor este simpla, procesul si metodologiile din spatele transferului tehnologic sunt mari consumatoare de timp si adesea sunt complexe.

6. ELEMENTELE TRANSFERULUI

TEHNOLOGIC TRANSREGIONAL

Expeditorul: proprietarul sau sursa tehnologiei inovative, produsului, procesului, expertizei sau a cunostintelor. Acesta poate fi:

- o companie privata - o organizatie de cercetare - o universitate

- un individ Destinatarul: organizatia sau compania care achizitioneaza tehnologia inovativa, produsul, procesul, expertiza sau cunostintele. Acesta poate fi:

- o companie privata - o organizatie de cercetare - o universitate - un centru tehnologic - un individ.

7. INOVATIA

Din punct de vedere al Retelei CIR, inovatia poate fi definita in termenii urmatori:

• noutate pentru Romania • noutate pentru zonele destinatare ale Romaniei • noutate pentru alt sector industrial sau

commercial; o noua utilizare pentru o tehnologie existenta.

8. IMPACTUL ECONOMIC

AL CONVENTIEI TT Pentru ca acordul TT sa fie valid trebuie sa existe cateva elemente ale avantajului economic ale acordului TT cand se completeaza Raportul Acordului TT. Aceste avantaje pot fi definite in 3 moduri:

• crearea de servicii • cresterea cifrei de afaceri a companiei • venituri generate de transferul de

cunostinte sau brevete.

9. TIPURI VALIDE DE ACORDURI TT IN RETEAUA CIR

In majoritatea cazurilor, TT include transferul de

cunostinte, tehnologie sau expertiza de la Expeditor la Destinatar. De exemplu, elementul transferat poate sa descrie tehnologia din spatele unui proces care va permite expedierea catre fiecare producator a produsului sau implementarea unui nou proces sau sistem. Acord de brevet Transferul anumitor drepturi de la cel care dezvolta tehnologia, procesele sau cunoasterea, catre destinatar in schimbul unei recompense sau a unei parti din dreptul de autor. O franciza industriala poate fi privita ca un tip de acord de brevet. Acest tip de acord permite posesorului francizei (destinatarului) sa obtina cunoasterea francizei (expeditorului) sau expertiza cu scopul de a fabrica un produs care va fi distribuit sub brandul francizei intr-un domeniu dat. Cooperare tehnica Urmatoarele tipuri de acord de cooperare sunt considerate valide:

• intre parti pentru a adapta o tehnologie la o noua aplicatie sau un nou sector

• intre parti pentru a dezvolta o tehnologie care sa rezolve noile cerinte ale pietei (poate duce la joint venture)


164

• co-dezvoltare a unui nou produs folosind cunostintele tehnice ale expeditorului si avantajele de productie ale destinatarului

• intre parti pentru a dezvolta o noua versiune a unui produs existent, pentru a rezolva nevoile pietei.

Acordurile de consortiu, joint venture, si acordurile tehnologice intre client si furnizor pot de asemenea sa fie clasificate drept cooperare tehnica. Joint venture. Aceste tipuri de acorduri, dovedesc forma cea mai completa de acord intre companii. Ele implica crearea unor legaturi corecte intre companii cu un castig al informatiei comerciale precise pentru a permite dezvoltarea de noi tehnologii, procese si produse. Acorduri comerciale cu asistenta tehnica Stipularea unui numar de servicii pentru sprijinirea unui transfer de tehnologie:

• asistenta pentru inceperea unei instaltii • sfaturi despre utilizarea unui nou proces • controlul de calitate • traininguri tehnice • intretinere si reparatii masini

Asistenta tehnica asigura inceperea efectiva si /sau intretinerea tehnologiei transferate, dar acopera de asemenea instalarea tehnologiei (asamblare, munca de inginerie, testare, training). Acordul de prelucrare (subcontractare & co-contractare) Aceste tipuri de acorduri sunt valabile numai daca cuprind unele elemente ale transferului expertizei, cunoasterii, tehnologiei si/sau trainingului. Exista 2 exemple clare in care aceste tipuri de acord sunt valide: a) capacitatea de subcontractare – Expeditorul

transfera o parte din cunoastere subcontractorului, pentru a permite subcontractorului sa execute lucrul cerut.

b) Particularitati ale subcontractarii : partea contractanta selecteaza subcontractorul pe baza abilitatilor, a cunostintelor tehnice pe care le poseda pentru a dezvolta noi procese si tehnologii. 10. ALTE ELEMENTE

ALE ACTIVITATILOR CIR

• Asistenta si durata pentru negociere In aceasta faza, adesea, companiile au nevoie de sfaturi despre cele mai bune proceduri care trebuie urmate si de metode permise pentru a duce acordul TT catre o concluzie favorabila. In mod normal, CIR-urilor li se cere sa furnizeze informatia despre planurile de finantare sau despre dreptul de proprietate intelectuala referitor la rezultate. Cand CIR-urile nu au competenta proprie pentru a furniza informatia ceruta, ele trebuie sa ajute companiile in a le indruma catre actorii cei mai indicati sa-i sprijine.

• SBA Sistemul Buletinului de Afaceri este baza de date tehnologica a CIR-urilor care include Ofertele

Tehnologice (OT) si cerintele tehnologice (CR) si metodele de management ale datelor raportate.

• Intrari Valide in SBA OferteleTehnologice (OT) care includ rezultatele CDI si cerintele tehnologice (CT) inregistrate in Sistemul Buletinului de Afaceri (SBA) de catre CIR-uri si difuzate la toti membri Retelei CIR

• Rezultate SBA Rezultate SBA constau in: CT–uri supuse interesului clientilor Retelei CIR care cauta tehnologii si combinate de catre companii cu tehnologia ceruta, OT supuse interesului clientilor Retelei CIR care ofera tehnologii, incluzand rezultatele CDI, asociate de companii cu nevoia de tehnologii. O combinare este creata cand un CIR care expediaza o OT/CT primeste o confirmare a interesului de la alt CIR. Dupa primul schimb al informatiilor de baza (detalii despre companie etc) companiile sunt puse in contact si negocierea poate incepe.

• Evenimente de brokeraj Evenimente de baza care permit companiilor sa se intalneasca fata in fata pentru a discuta posibilitatea transferului tehnologic si semnarea acordurilor. Forma acestor evenimente este in general aceeasi, companiile interesate in participarea la eveniment, supun profilul companiei CIR-ului care organizeaza evenimentul. Profilurile companiei sunt adunate in mod normal intr-un catalog sau plasate pe un web site pentru a permite partilor interesate sa organizeze intalniri intre companii. Membrii Retelei CIR participa in mod normal cu companiile la evenimente de brokeraj.

• Profilul clientului Acest profil este stabilit in mod normal urmarind o vizita la companie sau un audit tehnologic. Profilul contine in general urmatoarele informatii:

11. detalii despre contact 12. informatii detaliate despre activitatile

companiei, produse, procese si tehnologii 13. informatii despre tehnologiile oferite sau

tehnologiile care trebuie cercetate 14. tipul de companii cercetate 15. tipul de acord cautat

Profilul clientului poate sa faca parte din baza de date a clientului sau pot sa fie pregatite adhoc pentru un eveniment special. In acest exemplu, compania poate sa fie de acord cu continutul profilului.

• Rezultate contractuale O data ce companiile s-au intalnit si au discutat o posibila cooperare mai ramane doar rezultatul despre cum poate fi realizata aceasta cooperare. Multe companii nu poseda in mod necesar o expertiza interna pentru a elabora astfel de acorduri. In acest exemplu, rolul CIR-ului ar trebui sa fie furnizarea de informatii despre tipul de cooperare permis si sfaturi despre principalele probleme care trebuie luate in considerare.

• Indicatori despre impactul economic Din punct de vedere al TT, pentru CIR indicatorii sunt definiti ca:

1. numar locurilor de munca nou create; 2. cresterea cifrei de afaceri a companiei;


165

3. beneficii ca urmare a transferului de know how sau a unui brevet

• Evaluarea pre-protectie Aceasta initiativa este luata de CIR dupa ce a primit o confirmare de interes (CI) de la alt CIR. Inainte de trimiterea informatiei la compania client (indicatorul de CT sau OT), CIR va evalua validitatea si consistenta acestui CI cu referire la CT/OT. Numai daca este considerata relevanta pentru interesele clientilor sai, informatia va fi trimisa la client. Pentru a indeplini aceasta sarcina CIR trebuie sa fie constiente de tipul de tehnologie luat in discutie. Totusi, daca este posibil, trebuie sa se gaseasca unele forme de protectie pentru a imbunatati calitatea informatiei care ajunge la companie.

• Buna practica O buna practica a CIR inseamna o metoda, o tehnica sau un procedeu inovativ care are o dovada a succesului in aducerea unei imbunatatiri semnificative pentru cost, bilant, calitate, performanta sau alti factori masurabili care influenteaza bunul mers al unui CIR.

• Contact initial Acesta reprezinta numarul de clienti contactati la telefon, seminarii, conferinte si alte evenimente ca si vizite ale companiei. A= contacte (apeluri telefonice, vazite ale companiei) cu rezultat pozitiv. In acest exemplu, pozitiv, inseamna ca clientul va utiliza in viitor serviciile Retelei CIR. B= contacte cu rezultate negative. In acest exemplu, negativ, inseamna faptul ca clientul nu va utiliza serviciile Retelei CIR.

• Interactiune initiala Aceasta este faza cand companiile incep sa comunice direct. Acest proces poate incepe cu un apel telefonic si conduce la o intalnire fata in fata. In general, in timpul acestor discutii, CIR-ul are rol de monitorizare numai daca clientul lor cere includerea lui.

• Tehnologie inovativa/Know-how O tehnologie inovativa / know how reprezinta o tehnologie care a fost dezvoltata recent de catre un IMM sau o organizatie si care ofera o valoare alternativa semnificativa pentru toate tehnologiile valabile existente.

• Transferul tehnologic regional Un TO din reteaua de lucru care este asociata cu o nevoie locala, ori o tehnologie de oriunde in reteaua de lucru care este infiintata pentru a se combina cu un TR local

• Investitie FORA Aceasta prezinta o oportunitate pentru companiile client de a se intalni cu companii de varf pentru a investi in inovatie. Aceste evenimente sunt in general segmentate. Initial, CIR identifica companiile care doresc sa participe la forum. Companiile cele mai inovative sunt apoi selectate de un grup de experti pentru a prezenta produsele lor, procesele si tehnologiile investitorilor. O data ce companiile au fost selectate, CIR-ul poate oferi sprijin viitor oferind:

1. sfaturi despre cum treabuie intocmit un plan de afaceri

2. sfaturi despre cum sa se prezinte un plan de afaceri investitorilor

• IPR scanarea inventiei Pentru a da clientului detalii despre aplicatiile brevetului, care sunt relevante pentru inventia lor ori portofoliu de C&D. Cercetarile trebuie sa fie duse la bun sfarsit inaintea unei cereri pentru investitie si/sau daca inventia este considerata noutate, o cerere pentru un brevet.

• Initiative transregionale comune Orice eveniment sau actiune organizata in comun de catre CIR-uri cuprinzand intalniri intre companii si/sau schimbul profilelor companiei. De exemplu evenimente de brokeraj, misiuni ale IMM sau activitati comune pentru a promova parteneriate sau infiintari de companii. CIR-urile au la dispozitie metode specifice pentru a gasi parteneri in cadrul Retelei CIR cu scopul de a organiza aceste evenimente comune.

• Analiza competitorilor pietei Analiza competitorilor pietei identifica actorii principali ai pietei. Analiza este importanta pentru patrunderea companiilor in sectoare noi sau noi zone geografice.

• Transfer tehnologic transregionala Un CT pentru lucrul in retea care este strans legata de o tehnologie locala sau un OT local care este strans legat de nevoia tehnologica oriunde in reteaua de lucru.

• Cautarea partenerilor Cautarea activa de parteneri: un serviciu dedicat cautarii partenerilor. Acest serviciu trebuie sa intensifice posibilitatea de a gasi parteneri buni si sa scurteze timpul pentru stabilirea contactului intre potentiali parteneri. Acest serviciu asigura asistenta in identificarea partenerilor, validarea partenerilor si asistenta la prima intrevedere. Aceasta inseamna o relatie comuna inchisa intre CIR si client. Cautarea pasiva de parteneri: diseminarea unuia din clientii proprii CIR cerceteaza profilul altor CIR-uri in SBA sau diseminarea cautarilor de parteneri din alte CIR-uri catre CIR-urile proprii regiunii in reteaua de lucru existenta.

• Exploatarea rezultatelor CDI • Analiza noutatilor stiintifico-tehnologice

Pentru a evalua noutatea stiintifica/valoarea unei oferte sau a unei cereri. Este aceasta la nivelul ultimelor aparitii in sector sau nu? Alt aspect al acestui serviciu este sa ajute clientul in gasirea celor mai potrivite domenii de aplicare pentru oferta lui/ei sau cel mai bun sector pentru a dirija cererea lui/ei.

• GIS – Grupuri de Interes Special GIS sunt grupuri de sectoare – baza companiilor care sunt interesate in dezvoltarea afacerilor lor in alte parti ale Romaniei. GIS sunt create de CIR-uri si furnizeaza o serie de servicii catre membri incluzand: 1. intalniri regulate pentru a discuta rezultatele transregionale referitoare la un sector special 2. Accesul la reteaua CIR 3. Organizarea de misiuni de transfer tehnologic . Aceste

grupuri lucreaza in mod efectiv cand sunt legate de grupurile tematice care reprezinta acelasi sector.


166

• Marimea clientilor principali ai CIR Numar de IMM-uri/organizatii cu care lucreaza CIR dupa un plan stabilit dezvoltand servicii speciale.

• Misiunea IMM-ului Misiunea de a organiza intalniri fata in fata transregionale intre companii. Companiile trebuie sa calatoreasca spre o regiune din Romania unde sunt organizate o serie de intalniri intre companii. Aceste misiuni reprezinta sectorul de baza. Cu astfel de evenimente de brokeraj, companiilor care calatoresc catre noi piete li se cere sa modereze profilul companiei. Acestea sunt utilizate apoi de catre proprietarul CIR pentru a fortifica companiile din propria lor regiune si pentru a se intalni cu companiile vizitatoare. Aceste intalniri pot sa aiba loc in directia aranjarii de la companiile expeditor la oficiile CIR-ului destinatar. Principalele diferente intre acest tip de activitate si un eveniment de brokeraj sunt: - misiunea nu este stabilita in jurul unui eveniment, conferinta sau expozitie - misiunea cuprinde in mod normal numai CIR-uri din 2 regiuni - misiunea dureaza in mod normal 2-3 zile si poate de asemenea sa cuprinda grupuri vizita la organizatii, institutii de cercetare etc.

• Indrumator Ajuta un client sa gaseasca ajutor corespunzator de la alte retele de lucru si sprijina organizatiile.

• Marimea bazei de clienti • Numar de companii/organizatii, prezente in

aria geografica cuprinsa de CIR, care pot fi interesate in utilizarea serviciilor de transfer tehnologic al CIR. In general aceste companii sunt inovative si sunt deja prezente in baza de date a clientilor CIR.

• Vizite la firme Personalul CIR intalneste personalul managerial al companiei la compania expeditor. Aceasta permite CIR-ului sa obtina informatii despre companie, structura sa, activitati, produse si procese. De asemenea, permite companiei sa isi dea seama de serviciile oferite de reteaua de lucru CIR. In majoritatea cazurilor este putin probabil ca, clientul va fi pregatit sa permita ca un audit tehnologic sa aiba loc la prima vizita, totusi aceasta prima vizita poate fi considerata ca o treapta catre un audit sau alte servicii CIR.

• Audit tehnologic Aceasta pentru a evalua cum utilizeaza compania tehnologia din punct de vedere al activitatilor sale, obiectivele si pietele. Rezultatele auditului ar putea permite masurarea potentialului companiei si ar ajuta la identificarea factorilor care pot limita inovatia si abilitatea companiei de a realiza transferul tehnologic. Acestea sunt utilizate pentru a evalua utilizarea de catre o companie a tehnologiei din punct de vedere a activitatilor sale, obiectivele si pietele. Rezultatele auditului ar putea permite masurarea potentialului companiei si ar ajuta la identificarea factorilor care pot

limita inovatia si abilitatea companiei de a realiza transferul tehnologic. AUDIT-urile TEHNOLOGICE POZITIVE: audite care conduc catre un pas viitor in procesul TT (de exemplu o companie care cauta o oferta de tehnologie care poate fi identificata sau o cerinta tehnologica pentru a fi inserata in baza de date SBA etc.) AUDIT-urile TEHNOLOGICE NEGATIVE: audite care conduc la concluzia ca:

a. compania nu are nevoie de serviciile CIR, dar are nevoie de alte tipuri de sfaturi care sa fie prevazute cu alt sprijin din reteaua de lucru

b. nu este nevoie de actiuni viitoare • Planul de implementare tehnologica (PIT)

Acesta este planul pentru exploatarea rezultatelor proiectului. PIT –ul se ocupa nu numai cu aspectele tehnice ale rezultatelor proiectului, dar in special cu potentialul exploatabil al cercetarii si cum va fi realizat acest potential.

• Grup tematic Grup de CIR-uri care ajuta un important sector industrial din regiunea lor sa-si concentreze activitatile. Aceste grupe sunt foarte mult incluse in evenimente transregionale comune.

• Negociere TT Aceasta este definita ca un dialog referitor la aspectele detaliate financiare/proprietatii intelectuale/tehnice ale transferului tehnologic. CIR poate acorda ajutor prin scrierea unui acord secret, sfat despre rezultatele relatate la IPR, finantare etc.

• Grupuri de lucru Grupuri mici ale CIR-urilor care sunt interesate sa lucreze impreuna pentru un subiect specific pentru imbunatatirea performantei propriului CIR. 11. OBIECTIVELE CENTRELOR

“INNOVATION ROMANIA”

OBIECTIV 1: Promovarea inovarii prin servicii pentru transfer tehnologic din Romania si din tarile UE in regiunile deservite de Centrele pentru Informare si Asistenta in C-D-I si TT (CIR) din Reteaua „Innovation Romania”. a) Descrierea obiectivului 1: Centrele pentru

informare si asistenta in C-D-I si TT (CIR) din Reteaua „Innovation Romania” vor urmari un proces de depistare a nevoilor economice ale industriei locale, care vor fi confruntate de CIR-uri cu ofertele care vin de la membrii din reteaua „Innovation Romania”. sau de la alte surse cum ar fi IRC, BIC, TTI.

b) Justificare obiectivului 1: În martie 2000, la Consiliul European de la Lisabona, şefii de stat şi de guvern au stabilit pentru Uniunea Europeană obiectivul de perspectivă, până în anul 2010, „o economie a cunoaşterii cea mai competitivă şi mai dinamică din lume, capabilă de o creştere economică sustenabila, însoţită de o ameliorare cantitativă şi calitativă a ocupării forţei de muncă şi o mai profundă coeziune socială”.


167

A construi o economie bazată pe cunoaştere a devenit un scop raţional pentru orice stat. Acesta reprezintă drumul către competitivitate, creştere şi prosperiatate economică. Rolul CD în calitate de motor al unei economii bazate pe cunoştinţele competitive şi dinamice este legat de capacitatea economiei de a transforma noile cunoştinţe în inovare tehnologică. Cu toate că multe întreprinderi recunosc importanţa tot mai mare a investiţiilor în CD, ele nu vor recurge la acestea decât în măsura în care vor putea exploata eficient rezultatele şi vor putea estima o recuperare satisfăcătoare pentru a contrabalansa riscul inerent al acestei forme de investiţii.

OBIECTIV 2: Promovarea inovarii prin servicii pentru transfer tehnologic din regiunile deservite de Centrele pentru Informare si Asistenta in C-D-I si TT (CIR) din Reteaua „Innovation Romania” in intreaga tara, precum si promovarea rezultatelor cercetarii din regiunile deservite de CIR-uri catre retelele europene de transfer tehnologic transnational. a) Descrierea obiectivului 2: Centrele Retelei

„Innovation Romania” vor promova produse si tehnologii inovative dezvoltate de IMM-urile nationale, organizatiile de CDT, universitati sau companii catre potentiali beneficiari din tara precum si catre retelele de transfer tehnologic transnational europene. Se va da prioritate pentru a raspunde solicitarilor primite prin retea.

b) Justificare obiectivului 2: Spatiul European al Cercetarii combina resursele Comunitatii, pentru a fi coordonate mai bine cercetarea si inovarea, atât la nivelul statelor membre cât si la nivelul UE. Acest concept a fost lansat de Comisie, având drept baza ideea dezvoltarii de oportunitati cu adevarat atractive pentru cercetatori. În preajma noului secol, Uniunea Europeană a dezvoltat si lansat un concept provocator: aria europeană de cercetare (the European Research Area - ERA), introdus de Comisarul pentru cercetare Philippe Busquin, in ianuarie 2000. Pâna in acel moment cercetarea la nivel european a avut mai multe dezavantaje: fragmentarea activitatilor, izolarea sistemelor de cercetare nationale, nepotriviri intre cadrele de reglementare si cele administrative, un nivel scazut de investitii in cunoastere. Prin resursele puse la dispozitie, ERA ar trebui sa faca posibila folosirea in comun a informatiilor, compararea rezultatelor, intreprinderea de studii multidisciplinare, transferul si protejarea noilor descoperiri stiintifice si usurarea accesului la centrele de excelenta si echipamente de ultima generatie.

O problema importanta a cercetarii romanesti il constitue nivelul scazut de vizibilitate si o slaba promovarea a rezultatelor cercetarii catre potentialii beneficiari din tara si din Europa. Obiectivul 2 deriva in principal din necesitatea integrarii cercetarii romanesti in spatiul european de cercetare ERA.

OBIECTIV 3: Promovarea rezultatelor exploatabile ale CDT catre si de la furnizori nationali de tehnologie de catre Reteaua „Innovation Romania”. a) Descrierea obiectivului 3: Se va urmari o

diseminare proactiva a informatiilor catre clientii Retelei „Innovation Romania” (RIR) si membrii retelei RIR. Se va aplica o abordare in doua etape-identificarea rezultatelor care vin in principal din proiectele finantate de UE si promovarea rezultatelor

b) Justificare obiectivului 3: A construi o economie bazată pe cunoaştere a devenit un scop raţional pentru orice stat. Acesta reprezintă drumul către competitivitate, creştere şi prosperiatate economică.

Întărirea Ariei Româneşti a Cercetării, creşterea finanţării pentru cercetare, stabilirea şi planificarea priorităţilor pentru cercetarea românească astfel încât unităţile şi instituţiile din România să facă faţă nivelului de performanţă în acest domeniu precum şi cerinţelor impuse de statutul de ţară membră a Uniunii Europene începând cu 2007, constituie directii prioritare in cadrul relatiei ARC si ERA. Pe termen scurt, racordarea la cercetarile Europene este sloganul cel mai adecvat iar pe termen mediu, integrarea in ERA (European Research Area).

OBIECTIV 4: Stimularea capacitatii firmelor de a adopta noi tehnologii. a) Descrierea obiectivului 4: Acest obiectiv va fi

atins dupa o evaluare a sectorului IMM la nivel regional care va permite Centrelor pentru informare si asistenta in C-D-I si TT (CIR) din Reteaua „Innovation Romania” sa aibe o imagine clara asupra sectorului, puncte tari, probleme si tendinte de dezvoltare. In afara de asta, se va face o evaluare directa a capacitatii IMM-urilor de a adopta noi tehnologii prin proiecte de TT.

b) Justificare obiectivului 4: Rolul CD în calitate de motor al unei economii bazate pe cunoştinţele competitive şi dinamice este legat de capacitatea economiei de a transforma noile cunoştinţe în inovare tehnologică. Cu toate că multe întreprinderi recunosc importanţa tot mai mare a investiţiilor în CD, ele nu vor recurge la acestea decât în măsura în care vor putea exploata eficient rezultatele şi vor putea estima o recuperare satisfăcătoare pentru a contrabalansa riscul inerent al acestei forme de investiţii.


168

OBIECTIV 5: Sprijinirea promovarii initiativelor transnationale comune din domeniul inovarii ale regiunilor europene ca si schemelor de sprijin in ariile prioritare ale Comisiei Europene. a) Descrierea obiectivului 5: Centrele pentru

informare si asistenta in C-D-I si TT (CIR) din Reteaua „Innovation Romania” vor sprijini initiativele eligibile pentru partenerii romani (existente la nivel european si regional) pentru a facilita accesul la instrumentele care sprijina inovarea si pentru a ajuta IMM-urile sa creeze retele transregionale.

b) Justificare obiectivului 5: Intr-o lume a concurentei, competitivitatii, creşterii şi prosperiatatii economice este impetuos necesar ca firmele romanesti sa beneficeze de acelas sprijin ca si firmele europene pentru o concurenta loiala.

OBIECTIV 6: Furnizarea de informatii despre actiunile Programului Cadru 7 al Comisiei Europene privind inovarea. a) Descrierea obiectivului 6: Informatii asupra

programelor PC7 vor fi furnizate la cerere catre clientii RIR. Un accent special va fi pus pe programul de "Inovare si incurajarea participarii IMM-urilor".

b) Justificare obiectivului 6: Programul Cadru 7 reprezinta principalul instument al Europei unite pentru atingerea obiectivelor Lisabona, realizarea „unei economii a cunoaşterii cea mai competitivă şi mai dinamică din lume, capabilă de o creştere economică sustenabila, însoţită de o ameliorare cantitativă şi calitativă a ocupării forţei de muncă şi o mai profundă coeziune socială”.

OBIECTIV 7: Orientarea catre alte servicii a acelor potentiali participanti care solicita asistenta pentru participare in programele tematice din Programul Cadru 7. a) Descrierea obiectivului 7: Centrele pentru

informare si asistenta in C-D-I si TT (CIR) din Reteaua „Innovation Romania” (RIR) vor sprijini si conlucra cu Punctele Nationale de Contact ale PC7 pentru a sprijini si incuraja participarea la Programul Cadru 7.

b) Justificare obiectivului 7: Programul Cadru 7 reprezinta principalul instument al Europei unite pentru atingerea obiectivelor Lisabona, realizarea „unei economii a cunoaşterii cea mai competitivă şi mai dinamică din lume, capabilă de o creştere economică sustenabila, însoţită de o ameliorare cantitativă şi calitativă a ocupării forţei de muncă şi o mai profundă coeziune socială”.

12. ACTIVITATILE CENTRELOR

“INNOVATION ROMANIA”

Serviciile ce vor fi furnizate sunt definite pe trei nivele, in concordanta cu aria lor de adresabilitate:

a) Activitati de constientizare - activitati adresate unui numar mare de clienti : • Organizarea unor prezentari generale si

conferinte - despre oportunitati de cooperare ; • Dezvoltarea si actualizarea unei paginii web; • Pregatirea si distribuirea de publicatii - tiparite

sau in forma electronica ; • Elaborarea si distribuirea de rapoarte – despre

sectorul IMM, despre ofertele tehnologice ale sectoarelor economice ;

• Trimiterea de scrisori cu destinatie tinta - despre oportunitati de cooperare, cautare de parteneri, cereri si oferte de tehnologie ;

b) Activitati de contact - activitati adresate unui numar limitat de clienti, raspunzand intr-un mod mai specific anumitor nevoi specifice : • Organizarea unor prezentari de programe

specifice sau seminarii sectoriale in Bucuresti sau regionale adresate potentialilor participanti in programele nationale si ale Uniunii Europene;

• Organizarea de zile dedicate transferului tehnologic si de evenimente de parteneriat - acestea se vor realiza in cooperare cu membrii retelei „Innovation Romania”;

• Organizarea de vizite la companii - acestea se vor realiza de catre conducerea;

• Dezvoltarea si reactualizarea bazelor de date - despre companii, experti, tehnologii si programe nationale si europene.

c) Activitati de asistenta - activitati restranse la nivelul clientului, raspunzand la o nevoie specifica, clar definita : • Furnizarea de informatii pe profil - in functie

de nevoile specifice prin posta, e-mail sau prin intalniri bilaterale ;

• Furnizarea de asistenta la pregatirea propunerilor de proiecte ;

• Sprijin in cautarea de parteneri prin utilizarea retelei „Innovation Romania” - pregatirea si distribuirea de chestionare.

Activitatea 1: Promovarea cererilor de tehnologie. • activitatea 1.1: Identificarea nevoilor tehnologice

ale întreprinderilor din regiunile deservite de Centrele pentru Informare si Asistenta in C-D-I si TT (CIR) din Reteaua „Innovation Romania” , prin audit tehnologic;

• activitatea 1.2: Identificarea ofertantilor de tehnologii pe plan national si international, prin folosirea retelei RIR si a altor retele conexe nationale si transnationale;

• activitatea 1.3: Asistenta în derularea negocierilor între ofertantul de tehnologie si întreprinderea partenera ;

• activitatea 1.4: Asistenta în procesul de implementare a transferului de tehnologie în întreprinderile românesti ;


169

Activitatea 2: Promovarea ofertelor de tehnologie. • activitatea 2.1: Identificarea tehnologiilor

românesti care pot fi transferate catre întreprinderile din România sau din U.E;

• activitatea 2.2: Promovarea ofertelor regionale de tehnologie, în Romania prin reteaua RIR si spre retelele de transfer tehnologic transnational;

• activitatea 2.3: Asistenta în derularea negocierilor între ofertantul regional de tehnologie si întreprinderea partenera;

• activitatea 2.4: Asistenta în procesul de implementare a transferului tehnologic.

Activitatea 3: Asistenta si consultanta. • activitatea 3.1: Consultanta privind transferul de

tehnologie si exploatarea rezultatelor cercetarii; • activitatea 3.2: Informare si asistenta pentru

gasirea schemelor de sprijin financiar pentru implementarea rezultatelor cercetarii;

• activitatea 3.3: Informare si asistenta juridica pentru contracte de transfer tehnologic;

• activitatea 3.4: Informare privind programele de cercetare cofinantate de autoritatea nationala de cercetare si/sau de U.E;

• activitatea 3.5: Asistenta pentru elaborarea propunerilor de proiecte dedicate dezvoltarii IMM-urilor prin procesul de inovare tehnologica.

13. MANUALUL DE INSTALARE SI FUNCTIONARE AL CENTRULUI “INNOVATION ROMANIA”

Proiectul se va finaliza prin realizarea unui manual de instalare si functionare al centrului. Manualul va contine urmatoarele capitole: 1. Introducere:

• Scop; • Necesitate; • Obiective.

2. Organizare (Instalare) centru: • Necesitati anterioare organizarii

(instalarii) centrului; • Instalare tehnica de calcul (hardware,

software); • Organizare structurala – proceduri

coerente pentru derularea activitatilor sustinute de sistemul informatic.

3. Centrul in cadrul retelei • compatibilizarea centrului cu restul retelei

I.R. • reguli si standarde

14. CONCLUZII. CUI NE ADRESAM?

Incepand cu anul 1992 (Programul PHARE pentru Restructurarea Sistemului Stiinta si Tehnologie in Romania- faza 1) si continund cu 1996 (Programul PHARE pentru Restructurarea Sistemului Stiinta si Tehnologie in Romania- faza 2) precum si prin Programele Cadru, Comisia Europeana a facut eforturi pentru implementare in Romania a unui sistem de C-D-I si TT coerent si compatibil cu sistemul european. Comisia European a reusit prin proiectele cofinantate sa sprijine construirea acestui sistem numai pana la un anumit nivel. Consideram ca nefinalizarea acestui sistem a dus o neeficenta a cercetarii romanesti in particular si o eficenta scazuta a sistemului economic romanesc in general. Eforturile din ultimi ani ai Autoritatii Nationale pentru Cercetare Stiintifica prin Programul INFRATEC nu au reusit sa rezolve problema definitivarii acestui sistem, ci doar completarea acestuia. Consideram ca toate demersurile si realizarile Comisiei Europene cat si a Autoritatii Nationale pentru Cercetare Stiintifica au fost corecte si necesare, dar mai lipseste ceva, lipsesc din acest sistem cei interesati direct in realizarea in Romania a unei economii sustenabile bazata pe cunoastere, a unei economii bazate pe dezvoltare. Centrele de informare si asistenta sunt proiectate in asa fel in cat sa genereze o retea si nu invers, care sa poata functiona fara un centru. De ce un manul si nu un centru? Pentru ca aceste centre trebuie infintate si controlate de actorii principali interesati in dezvoltare din zonele deservite de aceste centre. Costurile pentru infintarea centrului vor fi minime. Principalele eforturi de conceptie si financiare au fost concentrate in cursul derularii proiectului. Cine sunt acesti actori principali: IMM-uri, Administratia locala, Centre de cercetare, Sucursale bancare locale, Organizatii patronale, Intreprinderi mari (pentru ca sunt interesate in dezvoltarea IMM-urilor), etc. REFERINŢE [1]. Sistemul de transfer tehnologic din Uniunea Europeana; [2]. Experienta Kansas Enterprise Corporation – USA; [3]. Proiectul: Planul de actiune 3%.


170

Quick Info 2nd Conference of entrepreneurship innovation & regional development, 24-25 April 2009, Thessaloniki ICEIRD’09 aims to provide an effective channel of communication between decision-makers (government, ministries and state agencies), researchers (universities, research, development centres, start-up centres, incubators), practitioners (SME leaders, managers) persons concerned with the latest research, scientific development, practice on innovation, entrepreneurship in order to discuss topics that are of currency, relevance for national competitiveness as well as sustainable, robust, equitable regional development. ICEIRD’09 aims to: • address key factors in regional economic development, entrepreneurial vitality, innovation processes • raise the level of awareness about innovation, entrepreneurship and competitive advantage • strengthen the regional, international network among representatives from SEE and EU member states • consolidate intra-SEE networks of SMEs, Start-up Centers and Incubators • understand cultural and national barriers of entrepreneurship in the global economy • promote best practices in innovation research and business development • facilitate regional partnerships and innovation networks.

SCOPE AND AIMS

ICEIRD 2009 aims to provide an effective channel of communication between decision-makers (government, ministries and state agencies), researchers (universities, research and development centres, start-up centres and incubators), practitioners (SME leaders and managers) and persons concerned with the latest research, scientific development and practice on innovation and entrepreneurship in order to discuss topics that are of currency, relevance and significance for national competitiveness as well as sustainable, robust , and equitable regional development. ICEIRD09 aims to:

• address key factors in regional economic development, entrepreneurial vitality and innovation processes

• raise the level of awareness about innovation, entrepreneurship and competitive advantage

• strengthen the regional and international network among representatives from SEE countries and those from EU member states

• consolidate intra-SEE networks of SMEs, Start-up Centers and Incubators

• understand cultural and national barriers of entrepreneurship in the global economy

• promote best practices in innovation research and business development

• facilitate regional partnerships and innovation networks

Target Audience:

The conference is addressed at regional and international level and is targeted to academics, entrepreneurs, policy-makers, researchers and students who are involved in the latest research, scientific development and practice on innovation and entrepreneurship.

Organized by:

• City College – Affiliated Institution of the University of Sheffield, Thessaloniki, Greece

• South East European Research Centre (SEERC), Thessaloniki, Greece

Annual TII Conference: ICEIRD 2009 will be organized in conjunction with the 2009 ANNUAL Technology Innovation International (TII) Conference, hosted by SEERC, April 23-24, 2009 in Thessaloniki, Greece.

(http://www.seerc.org/iceird2009)


171

CONCEPTE ECONOMICE APLICATE ÎN DEZVOLTAREA DE PRODUSE COMPETITIVE

Ioan Dan Filipoiu*,. Cristian Alionte*,

Stephan Műller**, Alexandra Műller ***

*Universitatea “POLITEHNICA” Bucureşti, România, e-mail: [email protected] **EMC2 Computer Systems AG Zűrich, Elveţia, e-mail: [email protected]

***Credit Suisse Zűrich, Elveţia, e-mail: [email protected]

REZUMAT Scopul acestei lucrări este pe de-o parte de a sprijini utilizatorul în selectarea variantei optime dintre mai

multe alternative, iar pe de altă parte oferă producătorilor metodologii aplicabile în dezvoltarea de produs pentru obţinerea unor configuraţii inovative de echipamente de producţie, raportate la calculul costului ciclului de viaţă. În comercializarea eficientă a produselor noi, inovative, o importanţă deosebită trebuie acordată marketingului inovării. Fundamentarea economică a deciziilor tehnice luate în dezvoltarea produselor reprezintă de cele mai multe ori cheia succesului lansării şi promovării produselor pe piaţă. Acest lucru este posibil prin aplicarea metodei de analiză a valorii în dezvoltarea de produs. Se urmăreşte astfel, ca funcţiile produsului studiat să fie concepute şi realizate cu cheltuieli minime, în condiţiile de calitate care să satisfacă necesităţile utilizatorilor şi să asigure păstrarea echilibrului ecologic.

ABSTRACT The goals of this paper are, on the one hand, supporting the operator in making a selection between

various and on other hand for manufacturers provides a methodical framework for the development of innovative configurations of production equipment against the background of life cycle costs calculation. This paper is presents the costs basics regarding the technical decisions of products innovations. In the efficient selling of new innovative products, the main issue is marketing of innovation. The economical fundaments of the technical decisions must be a part of the product development cycle and represents the key of success when the product is promoted and sold on the market. Therefore, this is possible using the analysis of added value method applied on product development. This analysis aims for design and costs of product functions to be done with minimal effort but they must fulfil the client’s needs and must have a low ecological impact.

KEY WORDS: Marketing; Product development; Life Cycle Costing; Manufacturer; Innovation.

1. INTRODUCERE

Promovarea cu succes a unui produs pe piaţă de către un agent economic reprezintă un proces complex. Colectivul de lucru care dezvoltă noul produs trebuie să cunoască, în prealabil, aspecte legate de marketingul inovării de produs. În consecinţă, deciziile tehnice luate în etapa de cercetare – dezvoltare trebuie să conducă la optimizarea costului pe întreg ciclu de viaţă al noului produs. Apare astfel, necesitatea, ca în faza de concepţie a noului produs, echipa de lucru a proiectului să folosească metode moderne de analiză morfologică a funcţiilor produsului, de materializare a funcţiilor, de analiză a funcţiilor purtătoare de costuri, cărora li se pot aplica metode de optimizare (cum ar fi metoda ABC), de analiză a valorii produsului şi de estimare a costurilor pe întreg ciclu de viaţă inclusiv a celor legate de scoaterea din funcţionare şi dezmembrare.

2. MARKETINGUL INOVĂRII

Iniţial conceptul de marketing, reprezenta doar activităţile de vânzare, distribuţie fizică şi publicitate. În evoluţia sa, acest concept, s-a orientat spre dezvoltarea managerială a marketingului, exprimată prin mixul de marketing, adică prin trecerea de la concepţia tradiţională de marketing reflectată de optica de producţie (orientarea spre producţie, specifică perioadei 1900-1930) şi optica de vânzare (orientarea cu predilecţie spre desfacerea, din perioada 1930-1950), la optica modernă de marketing a cărei specificitate este orientarea spre piaţă. În viziunea modernă, marketingul reprezintă una din activităţile esenţiale ale agentului economic. Sfera sa de cuprindere vizează integrarea rezultatelor cercetării – dezvoltării în toate fazele vieţii unui produs. Începe cu ideea de dezvoltare a unui nou produs şi se termină cu scoaterea lui din funcţiune la


172

încheierea ciclului de viaţă la consumator. Pilonii activităţii de marketing sunt: consumatorul care trebuie să fie în centrul atenţiei activităţii întreprinderii, cu nevoile şi dorinţele sale; profitul net care reprezintă scopul final ce se realizează prin satisfacerea nevoilor consumatorilor; organizarea de marketing ce permite adoptarea deciziilor în funcţie de cerinţele pieţii. Marketingul inovării particularizează pentru procesul de inovare principiile clasice ale marketingului. Acesta este focalizat pe optimizarea utilizării resurselor şi pe diminuarea riscurilor şi a incertitudinii. Dezvoltarea unei noi filozofii de marketing aplicat procesului de inovare urmăreşte procesele de cercetare – dezvoltare a produselor pentru a crea un mediu favorabil proceselor inovative. Marketingul inovării are ca scop comercializarea eficientă a unui produs inovativ. Ciclul de dezvoltare a unui produs inovativ este format din etape discrete, uşor de identificat. Fiecare etapă este multifuncţională în sensul că nu există o delimitare clară între procesele specifice cercetării – dezvoltării şi cele de marketing. Prin adaptarea produselor la cerinţele clienţilor, producătorul va deţine controlul odată cu lansarea pe piaţă a noilor produse. Trebuie amintit că există o strânsă legătură între marketingul unui produs existent şi marketingul de lansare a unui produs inovativ asemănător, dar cu caracteristici de calitate net superioare. O astfel de formă de marketing se mai numeşte şi „marketing de laborator” fiind orientat spre client prin acţiuni vizibile de promovare a produsului inovativ. Elaborarea şi aplicarea planului de marketing al inovării de produs presupune parcurgerea următoarelor etape: Ancheta preliminară – studiu preliminar de definire a scopului proiectului. Acest proces constituie prima decizie de a merge mai departe şi de angajare iniţială a resurselor. Chiar dacă această decizie este luată în prima etapă, dacă nu se asigură o fundamentare şi rigurozitate corespunzătoare, se ajunge la pierderi la nivelul organizaţiei economice. Etapa presupune realizarea unor activităţi în principiu necostisitoare: o analiză a experienţei acumulate din alte proiecte, contacte cu utilizatori cheie, focalizare pe grupuri şi conceperea un chestionar adresat potenţialilor utilizatori. Analiza în detaliu – prin care se defineşte în mod clar produsul şi se verifică gradul de atractivitate al proiectului înainte de angajarea altor cheltuieli. În această etapă este realizată o cercetare de marketing: studii de piaţă detaliate, teste, studii de poziţionare competitivă şi de analiză tehnico – economică. Analiza presupune activitate în teren şi interviuri cu clienţii. În acelaşi timp sunt definite: piaţa ţintă, conceptul de produs, strategia, beneficiile lansării noului produs, caracteristicile esenţiale ale produsului şi se încheie cu elaborarea referenţialului iniţial (caietul de sarcini). Etapa are trei componente principale:

• Definirea – răspunsuri la „ce produs şi pentru cine?” constituie unul din factorii cheie ai succesului. Produsul este definit prin: cerinţe, caracteristici de proiectare, beneficii.

• Justificarea – răspunsurile la „de ce compania ar trebui să investească în acest proiect?” conduc la elaborarea planului de afaceri, a modului de finanţare, la analiza rentabilităţii şi la estimarea riscurilor.

• Planul de realizare a proiectului – răspunsuri la „cât, cum şi de către cine?” se stabilesc: resursele financiare, umane, de timp, materiale şi echipamentele necesare, se elaborează planul de acţiune, pornind de la dezvoltarea conceptuală la lansarea pe piaţă luând în considerare drepturile de proprietate asupra produsului inovativ.

Analiza nevoilor utilizatorului – prezintă detaliat studiul de piaţă cu scopul de a „sonda” nevoile clientului şi de a pune în practică ideea de dezvoltare a noului produs luând în considerare: factorii de mediu şi piaţa căreia îi este adresat produsul, caracteristicile de performanţă şi cerinţele de design ale acestuia, beneficiile aduse atât producătorului cât şi utilizatorilor. Problema esenţială constă în a ştii ce îşi doreşte clientul pentu a-i satisface nevoile (acest lucru reprezintă obiectivul principal). Un produs inovativ este acela care oferă beneficii şi satisfacţie unică clienţilor. Numai înţelegerea relaţiilor dintre caracteristicile produsului şi percepţiile clientului conduc la luarea unei decizii corecte de a concepe un nou produs. Analiza concurenţei – este necesară pentru elaborarea un standard de comparaţie a noului produs cu produsele concurenţei urmărindu-se printre altele două obiective. Primul este acela de a înţelege produsele concurenţei, punctele tari şi punctele slabe ale acestuia, iar în al doilea rând, intuirea modului de comportare şi de acţiune a potenţialilor concurenţi. Astfel pot fi descoperite unele „chei de succes” de diminuare a riscurilor şi de evitare a eşecului în momentul lansării pe piaţă a noului produs. Analiza pieţei – studiile de analiză competitivă sunt „cruciale” pentru cel care concepe şi va realiza produsul inovativ. Scopul analizei este de a elabora un portret detaliat al pieţei care include: mărimea pieţei, dimensiunile şi perspectivele acesteia; segmentele de piaţă, creşteri şi tendinţe; comportamentul cumpărătorului: „cine, ce doreşte, când, unde şi cum?”; poziţionarea şi situaţia potenţialilor concurenţi. Această analiză trebuie să aibă o componentă tehnică, iar soluţiile alese să fie fezabile din punct de vedere economic. O metodă frecvent utilizată este Descrierea Funcţiei Calităţii (Quality Function Deployment – QFD) prin care se aplică modelul celor patru domenii: cercetare – dezvoltare, inginerie, informaţional (despre piaţă) şi de management. Conceptul QFD a fost dezvoltat în Japonia, şi introdus în SUA de către Ford şi Xerox în 1986 [3]. Metoda ajută la traducerea nevoilor clienţilor într-un concept tehnic şi de design.


173

În prezent, este adoptată şi aplicată, de un număr mare de firme inovative. Analiza financiară – are drept ţintă dimensiunea pieţei, estimările costurilor încă din faza de concepţie care împreună cu analiza preţului de vânzare/cumpărare al noului produs, conduc la stabilirea rentabilităţii activităţilor producătorului, la estimarea efectelor economice şi a veniturilor obţinute prin introducerea în fabricaţie. În acest sens se folosesc tehnici detaliate de evaluare a randamentului şi de estimare a unor costuri rezonabile, împreună cu proiecţia marjelor de profit. Stabilirea planurilor de acţiune – constituie componenta finală a marketingului inovării. De obicei, planurile de acţiune se întocmesc în detaliu pentru fiecare etapă analizându-se fiecare plan secvenţial al proceselor specifice managementului proiectelor de dezvoltare de produse pornind cu activităţi precompetitive, până la trecerea la activităţi competitive ale agentului economic şi la lansarea pe piaţă a produsului inovativ. Urmând această logică, planul de acţiune va cuprinde: - recomandări viitoare cu privire la derularea

proiectului; - elaborarea, detalierea şi realizarea planului de

cercetare – dezvoltare; - planuri de testare şi experimentare a modelelor

experimentale şi funcţionale, a prototipurilor; - protejarea drepturilor de proprietate intelectuală; - transferul tehnologic şi introducerea în fabricaţie

a seriei zero; - elaborarea planurilor de operaţii tehnologice, de

aprovizionare, testarea şi calibrarea fabricaţiei curente, şi comercializarea produselor;

- stabilirea şi aplicarea planului de marketing prin care se definesc obiectivele, strategiile de aplicare şi programele de marketing (reprezentanţă, vânzări, garanţii, service etc.) dezvoltate la nivelul unităţii economice.

3. DEZVOLTAREA DE PRODUS

În dezvoltarea de produs se urmăreşte ca funcţiile noului produs să fie concepute şi realizate cu cheltuieli minime, în condiţiile de calitate care să satisfacă necesităţile utilizatorilor şi să asigure păstrarea echilibrului ecologic. Pentru îndeplinirea acestor obiective, echipa de lucru, trebuie să aplice principiile enunţate în Metoda de Analiză a Valorii. Conform normei franceze NF X 50-150 analiza valorii este definită astfel: ”metodă de competitivitate organizată şi creativă, vizând satisfacerea nevoilor utilizatorului printr-un demers specific de concepţie atât funcţional, cât şi economic şi pluridisciplinar”. Standardul [8] se referă la etapele şi fazele recomandate privind aplicarea metodei de analiză a valorii (ingineriei valorii), în dezvoltarea de produs, în cercetarea şi proiectarea de produse noi sau modernizate aflate în producţia curentă a unei unităţi economice. Tehnicile şi procedeele de lucru, precum

şi gradul de aprofundare al etapelor şi fazelor de aplicare a analizei valorii se stabilesc de către echipa de lucru, având în vedere complexitatea produsului studiat, mărimea seriei de fabricaţie, posibilităţile tehnice, economice şi organizatorice ale agentului economic. Obiectul analizei valorii poate fi un produs sau părţi componente ale acestuia, care îndeplinesc una sau mai multe funcţii. Principalele caracteristici ale metodei sunt: - utilizează analiza sistemică a funcţiilor; - se bazează pe un plan de cercetare – dezvoltare

bine definit la nivelul echipei interdisciplinare de lucru;

- membrii echipei apelează la metode şi tehnici analitice şi intuitive, precum şi la alte metode, tehnici şi procedee de lucru specifice cercetării – dezvoltării, ca: analiza tehnico-economică, sondajul statistic, modelarea matematică, metode operative şi previzionale de gestiune a costurilor, metode de organizare a producţiei şi a muncii etc.

Prin aplicarea analizei valorii se stabilesc în funcţie de indicatorii tehnici, economici, financiari şi sociali specifici domeniului, de natura şi complexitatea produsului studiat, o serie de obiective: - creşterea valorii de întrebuinţare a noului produs

şi reducerea cheltuielilor de producţie, în special a celor materiale, astfel ca, în final, raportul dintre valoarea de întrebuinţare şi cheltuielile de producţie să fie maximizat;

- îmbunătăţirea calităţii produselor şi serviciilor; - creşterea productivităţii muncii; - creşterea eficienţei investiţiilor şi a rentabilităţii

generale la nivelul organizaţiei. În acest sens se definesc funcţiile elementare ale produsului care conferă acestuia valoarea de întrebuinţare în raport cu utilizatorul şi mediul. Echipa de lucru elaborează nomenclatorul funcţiilor produsului din punctul de vedere al satisfacerii cerinţelor sociale pentru care se dezvoltă noul produs luând în considerare nivelul de importanţă al fiecărei funcţii prin compararea aportului la realizarea valorii de întrebuinţare generale a produsului. De asemenea, se stabileşte dimensiunea tehnică a fiecărei funcţii (unul sau mai mulţi parametri tehnici sau/şi de altă natură, prin care este caracterizată funcţia), dimensiunile economice ale funcţiilor (părţi din costul produsului aferente funcţiei respective, sau costul purtător al acelei funcţii). Analiza sistemică a funcţiilor, ca parte a planului de lucru, permite studiul comparativ, nivelurile de importanţă, dimensiunile tehnice şi economice ale funcţiilor produsului. Se compară unele funcţii cu altele, cu caracteristicile unor produse cu destinaţii similare precum şi cu cerinţele utilizatorului. Se stabileşte costul limită (costul maxim admis pentru realizarea unei funcţii), se analizează şi se elimină costurile inutile (costuri aferente elementelor componente care nu contribuie efectiv la realizarea


174

Dezvoltarea de produs

Analiza pieţei

Dezafectare/transport

Tehnologie

Producţie

Susţinere

Studiu de piaţă Studiu de brevete Produse existente

Cheltuieli exploatare

Materiale

Prototip Tehnologii

Producţie şi distribuţie

Management proiect

Logistică Concepţie

Înlăturare

Distribuţie

Materiale

Montaj Fabricaţie

Marketing

Transport Vânzare

Utilizare

Reciclare

Demontare produs Sortare componente

Taxe de înlăturare

Transport

Cheltuieli indirecte Întreţinere/reparaţii

După realizare produs

Recondiţionare

Costul ciclului de viaţăLCC

Fig. 1. Costul ciclului de viaţă al unui echipament (Live Cycle Costing – LCC)

funcţiilor produsului studiat, sau acele costuri care sunt consumate în cazurile de supraevaluare). În momentul efectuării analizei se definesc funcţiile noi atribuite produsului inovativ rezultate din cerinţele utilizatorilor şi funcţiile existente necesare sau inutile pe care le au produsele similare. În acest sens, prin aplicarea analizei valorii deciziile tehnice pot fi optimizate şi fundamentate economic astfel încât costurile pe întreg ciclu de viaţă al produsului să fie minim [2].

4. COSTURILE CICLULUI

DE VIAŢĂ AL UNUI PRODUS

Pentru a optimiza din punct de vedere economic echipamentele de producţie, adiţional costului de achiziţie, în decizia de cumpărare, trebuie să se ia în considerare – acolo unde performanţa echipamentelor variază – diferite costuri şi venituri specifice diverselor stadii ale ciclul de viaţă al produsului. Pe lângă specificaţile tehnice şi a datelor legate de performaţă, mai trebuie analizate condiţile de funcţionare, precum şi durata de exploatare a

acestuia. De aici rezultă mai multe interdependenţe, care vor fi explicate pe scurt în cele ce urmează. Condiţile de funcţionare specifice pot fi caracterizate prin: frecvenţa şi intensitatea utilizării, mediul de lucru şi condiţile ambientale. Aceşti factori influenţează fiabilitatea produsului şi în mod direct mentenaţa, costurile de întreţinere, de reparaţii şi de producţie ale echipamentului. Costurile de mentenanţă pot fi previzionate pe baza cerinţelor de mentenanţă specifice. Descrierea condiţilor de funcţionare este de asemenea necesară pentru a previziona costurile de operare, ca şi beneficiile din diversele stadii ale ciclului de viaţă al produsului. Pentru a simplifica analiza Costurilor Ciclului de Viaţă (Life Cycle Costing – LCC) al unui echipament se poate face ipoteza prin care condiţile de funcţionare rămân constante de-a lungul duratei de funcţionare. Cu toate acestea, ele nu reprezintă condiţii în sine ci doar ridică semne de întrebare cu privire la durata şi condiţiile de lucru ale echipamentului.

Condiţiile de funcţionare relevante pentru mentenanţă pot fi descrise în concordanţă cu ghidul VDI 2885. Informaţile din fişa tehnică şi specificaţile producătorului se folosesc pentru determinarea condiţilor de funcţionare. Descrierea condiţilor de funcţionare trebuie privite de către cumpărător ca un îndrumar preliminar, care permite producătorului să furnizeze date concrete despre mentenanţa produsului

(echpamentului). Durata de funcţionare planificată este principala referinţă legată de timp pentru o aplicaţie de analiză a LCC, şi un factor decisiv când vine vorba de a opta între diversitatea de oferte ale producătorilor. Acest factor care intervine în planificare, determină de exemplu, dacă un echipament de producţie cu un preţ de achiziţie mai mare dar cu costuri mai mici de operare, întreţinere şi


175

casare, reprezintă o alternativă viabilă din punct de vedere economic faţă de procurarea unui echipament la preţ iniţial mai redus, dar cu costuri de întreţinere mai mari. Determinarea duratei de viaţă planificate a echipamentelor de producţie este influenţată de o gamă largă de factori, cum ar fi: prognoza legată de marketing şi vânzare, avantajele tehnologice, sau deciziile strategice. Din această cauză, determinarea duratei de funcţionare trebuie acceptată ca un criteriu de comparaţie. Cum în determinarea duratei de funcţionare planificată a echipamentelor de producţie, intervin numeroşi parametrii se recomandă ca toţi factorii de decizie dintr-o companie să fie implicaţi în estimarea duratei de funcţionare planificate. În prezent, orice producător competent, care este orientat spre client, trebuie să furnizeze aceste date. Necesitatea producătorilor de a ţine cont de costul pe întreg ciclu de viaţă al echipamentului în faza de dezvoltare de noi produse devine importantă, deoarece tot mai mulţi clienţi decid să cumpere bazându-se pe analiza LCC şi cer informaţii legate de LCC de la producători [4], [5]. Selectarea variantei optime dintre mai multe alternative, trebuie să se bazeze pe metodologii aplicabile în dezvoltarea de produs pentru obţinerea unor configuraţii inovative de echipamente de producţie, raportate la calculul costului pe întreg ciclu de viaţă al produsului. Metoda LCC a fost dezvoltată în SUA, în managementul

proiectelor complexe de dezvoltare de produs, pentru calculul fezabilităţii economice a unor noi produse aflate în faza de concepţie [4].

Ciclul de viaţă al unui produs se constituie începând cu: formularea ideii şi a formulării temei de produs, conceperea produsului realizarea şi experimentarea lui. Se continuă cu instalarea la beneficiar, cu exploatarea şi întreţinerea produsului şi se încheie cu scoaterea din funcţionare şi dezafectare a acestuia. Toate aceste etape sunt incluse în ciclul de viaţă, ele participă la definirea caracteristicilor tehnice şi economice ale produsului [1]. O structurare a LCC, din punctul de vedere al producătorului, este prezentată în figura 1 şi cuprinde: Costurile care preced producţia curentă – sunt specifice unor procese ca de exemplu: - analiza pieţii, cercetarea pieţii, cercetarea

brevetelor existente, analiza produselor asemănătoare executate de concurenţi;

- aplicarea tehnologiilor existente, dezvoltarea unor noi tehnologii, realizarea prototipului, materiale, pregătirea fabricaţiei;

- susţinere: managementul proiectelor, concepţie, logistică etc.

Costurile de producţie şi de distribuţie cuprind: - producţia: aprovizionarea cu materiale materii

prime, fabricaţie, pregătirea şi încheierea fabricaţiei, montaj, calibrare şi testare;

Tabel 1. Estimarea costurilor necesare înainte de utilizarea echipamentului

Costuri înainte de utilizarea echipamentului

Informaţii prevăzute de

utilizator

Informaţii prevăzute de producător

Costul alternativei A

[euro]

Costul alternativei B

[euro] Costuri de achiziţie generale Costuri de identificare a cerinţelor X Costuri de analiză a pieţei X Preţ de achiziţie per echipament X Costul necesar achiziţiei X Cheltuieli pentru transport X Costuri pentru asigurarea garanţiei X Costuri pentru modificări constructive X Costuri de instalare X Costuri de punere în funcţiune X (X) Costuri pentu piese de schimb X Costul echipamentelor periferice (X) X Costul planificării achiziţiei Costuri ulterioare achiziţionării Costuri cu angajarea personalului X Costuri cu personalul auxiliar X Costuri pentru pregătirea personalului X X Costuri pentru deplasări (X) X Costul software-ului (X) X Costul hardware-ului (X) X Costuri pentru consultanţă X Alte criterii de evaluare Timpul de livrare X - - Poziţia pe piaţă a producătorului X - - Orientarea către client X - - Garanţii X - - Costul total


176

- distribuţia: marketing, promovare, vânzare, transport.

Costuri ulterioare producţiei formate din: - suportul utilizatorilor: servicii (trening personal,

şcolarizări, cursuri, consultanţă, piese de schimb etc.), cheltuieli de exploatare (consum de energie, materii prime, materiale), service (întreţinere, reparaţii,

garanţie), diverse (garanţii, costuri administrative), taxe şi accize pentru protecţia mediului;

- reciclare (demontare şi dezmembrare produs, sortare şi valorificare componente, dezafectare / transport recondiţionare)

- costuri de înlăturare a produsului ( costuri de transport, costuri şi taxe de înlăturare) [1], [2].

Tabel 2. . Estimarea costurilor pe durata utilizării echipamentului

Costuri specifice utilizării echipamentului U.M.

Cerinţe pe ora de

funcţionare

Costuri per unitate [euro]

Costuri recurente

[euro]

Costuri singulare

[euro]

Costuri totale [euro]

Câstiguri / Profit [euro]

Resurse şi combustibili Apă m3 Gaz m3 Aer m3 Lichid hidraulic m3 Lubrifianţi m3 Agenţi de răcire m3 Consum electric atunci când nu există activitate kWh

Consum electric la sarcina maximă kWh Cheltuieli de personal euro Calificarea necesară Costul spaţiului /m2 Costul total Costuri cu mentenaţa / piese de schimb

Curăţenie Întreţinere Verificare Reparare Revizie generală Costul pieselor de schimb Costul service-ului Garanţii Costuri cu software-ul Costuri de protecţie a mediului Costuri datorate poluării Date despre performanţă şi calitate

Capacitatea de producţie Disponibilitatea tehnică garantată Timpul mediu între defectări Timpul mediu de reparare Timpul de lucru efectiv Timpul de răspuns al serviciului post – vănzări

Total

Tabel 3. Estimarea costurilor necesare după utilizarea echipamentului Costuri după utilizarea echipamentului Costuri [euro] Căştiguri/Profit [euro]

Scoaterea din uz Înlăturarea resurselor energetice - Costuri de dezmembrare - Costuri de demontare - Costuri cu sortarea componentelor - Costurile de recondiţionare - Costuri pentru avizarea scoaterii din funcţiune - Recuperarea materialelor Costuri finale de înlăturare a deşeurilor - Costuri pentru transport / Vănzare Costuri cu reciclarea / refolosirea Închiderea inventarului/reciclarea pieselor de schimb Valoarea folosirii ulterioare Total


177

Înregistrarea informaţilor necesare despre costurile şi veniturile aşteptate reprezintă unul din cei mai complexi paşi în aplicarea analizei LCC. Evaluarea tehnico – economică a echipamentelor de producţie alternative se bazează în principal pe compararea costurilor şi veniturilor anticipate pe întreg ciclu de viaţă, aşa cum sunt prevăzute în Tabelele 1; 2 şi 3 [6]. Evaluarea cantitativă foloseşte metode tradiţionale de analiză a investiţilor. Metodele statice de analiză a investiţilor sunt folosite frecvent în practica industrială datorită aplicării relativ simple; există totuşi dezbateri despre avantajele lor. Metodele statice de analiză, se aplică pe o perioadă de referinţă a duratei totale de viaţă, care de cele mai multe ori se limitează la un an. Această abordare conduce la o situaţie în care numai veniturile şi cheltuielile care intervin în această perioadă de timp sunt luate în considerare. Totuşi, în realitate, veniturile şi cheltuielile nu sunt uniform distribuite pe durata de viaţă. În aceste condiţii calcul corespunde unei valori medii de exploatare, iar această perioadă medie nu oferă concluzii despre plăţile pe durata întrgului ciclu de funcţionare. În consecinţă, dobânda şi lichidităţile rezultate în urma plăţilor şi veniturilor sunt ignorate, deoarece această metodă nu ia în considerare factorul timp. În contrast cu metodele statice, metodele dinamice se bazează pe observarea duratei de utilizare totale. Această abordare corespunde unei viziuni mult mai largi a metodei LCC, deoarece timpul total de funcţionare este luat drept bază de calcul. O caracteristică a metodelor dinamice este înregistrarea veniturilor şi cheltuielilor pe durata de viaţă a echipamentului. Momentele din timp diferite la care s-au făcut plăţile sau încasările sunt luate în considerare, prin actualizarea costurilor folosind metodele clasice. Factorii calitativi, cum ar fi timpul de livrare, poziţionarea producătorului pe piaţă, certificarea furnizorilor, trebuie aplicate prin alte metode de evaluare. Pentru evaluarea factorilor calitativi, literatura de specialitate descrie metode – de analiza beneficilor – care şi-au demonstrat utilitatea în practica industrială. Este de notat faptul că, prin comparaţie cu analiza LCC, evaluarea factorilor calitativi trebuie făcută pe baza unui consens între părţile implicate. Evaluarea aspectelor economice şi strategice la nivelul utilizatorului reprezintă o bază temeinică în luarea unei deci decizii în alegerea, unei alternative potrivite de achiziţie. Decizia de a cumpăra un echipament se bazeză pe un pronostic, şi de aceea de multe ori poate să nu fie cea mai bună soluţie. Modelul de analiză prezentat poate fi văzut de ca o contribuţie la diminuarea riscurilor şi este potrivit pentru a reduce gradul de incertitudine, şi pentru a lua în considerare aspectele importante legate de mentenanţă [5]. Pentru creşterea fiabilităţii metodei LCC, se poate aplica analiza sensibilităţii. Scopul analizei sensibilităţii este de a demonstra cum sunt interconectaţi parametrii folosiţi în analiza LCC şi rezultatele obţinute. Pentru a putea decide asupra aplicării metodei LCC, trebuie răspuns la următoarele întrebări: • Va genera echipamentul de producţie costuri

recurente mari şi costuri ulterioare comparabile cu costurile de achiziţie?

• Echipametul de producţie are o durată de folosire îndelungată?

• Costurile ulterioare achiziţiei devin mai importante pe măsura trecerii timpului de exploatare?

• Scoaterea din folosinţă şi înlocuirea echipamentului de producţie necesită cheltuieli mari?

• Există factori potenţiali de reducere a costurilor care să poată fi identificaţi prin aplicarea LCC?

Dacă la aceste întrebări se răspunde mai mult cu „da”, atunci se poate presupune că este utilă utilizarea LCC. Trebuie notat faptul că răspunsurile depind în mare măsură de subiectivizmul celui care ia decizia.

5. CONCLUZII

Agentul economic care concepe un nou echipament de producţie trebuie să ia în calcul nu numai costul de producţie şi preţului de vânzare, ci şi costul total pe întreg ciclu de viaţă. El trebuie să aplice principiile marketingului inovării pentru a fi orientat asupra pieţei, a potenţialilor clienţi, a condiţiilor ecologice şi a implicaţiilor utilizării produsului asupra mediului. În condiţiile globalizării şi a tehnologiei informatice existente, cel care concepe şi realizează noul produs trebuie să facă o analiză tehnico – economică punânduse în poziţia pe care o are utilizatorul în relaţiile cu furnizorii. Acesta în procesele de achiziţie şi aprovizionare va elabora o analiză temeinică a LCC pentru variantele alternative de echipamente de producţie existente pe piaţă abordând aspectele precizate în Tabele 1; 2 şi 3. Tabelele din secţiunea 4 pot fi folosite pentru colectarea datelor într-o manieră sistematică. Aceste tabele furnizează date verificate despre costurile anticipate. Ele sunt de un real ajutor pentru comunicarea între utilizator şi producător şi pentru stabilirea preţului de vânzare / cumpărare.

BIBLIOGRAFIE

1. Filipoiu, I.D., Müller, St., Müller, D.A., Dezvoltarea de produs

orientată asupra costurilor pe întreg ciclu de viaţă al echipamentelor, TEHNOLOGIA INOVATIVĂ – Revista construcţia de maşini nr. 4/2007, ISSN 0573-7419, pp.13 – 18.

2. Filipoiu I.D., Meier M., Kunz A., Müler St., - Tehnologii şi utilaje tehnologice * Fabricaţie şi costuri, ed. PRINTEH Bucureşti, 2003.

3. Griffin, Thomas P. Hustad Evaluating QFD´s Use in Firms as a Process for Developing products The journal of Product Innovation Management 9 (3) 1992

4. Gűnther, T., Life Cycle Costing, WISU Das Wirtschaftsstudium, 10/1997, pp. 900-912.

5. Kremin-Buch, B., Strategisches Kostmanagement – Grundlagen und moderne Instrumente. Wiesbaden, Gabler Verlag, 1998.

6. * * * DIN EN 13306:2001 – 09 Begriffe der Instandhaltung, Dreisprachige Fassung EN13306:2001 (Maintenance terminology, Trilingual version EN 13306:2001),Berlin, Beuth Verlag.

7. * * * VDI 2884:2005 Beschaffung, Betrieb und Instandhaltung von Produktionsmitteln unter Anwendung von Life Cycle Costing (LCC), Berlin, Beuth Verlag.

8. * * * STAS 11272/2 – 79 Analiza valorii. Aplicarea metodei la produse.


178

Quick Info MicroMountains iNNOVATION fORUM for MicroTechnology 2009

Event Type: Technology Transfer Missions / Others Start Date: 21-Jan-2009 End Date: 21-Jan-2009 City: Villingen-Schwenningen Country: Germany Description:

The iNNOVATION fORUM is a new platform to transfer latest research results to market in the field of Microsystems Technology or MEMS. The forum is organised and held by MicroMountains Network in close cooperation with the Chamber of Commerce and Industry Schwarzwald-Baar-Heuberg, and supported by several well-known partners and institutions active in Microsystems Technology. The main topics presented are: · Micro Medical Applications and Microfluidics · Sensors and Systems for Industrial Applications · Micro Energy Harvesting Event: During ‘MicroMountains iNNOVATION fORUM for MicroTechnology’, international experts and researchers in the field of micro technology present latest market related research and developments results, new strategies and current project ideas to decision makers from various European industry sectors who are looking for new cost cutting applications and/or new markets for their products. You’ll learn firsthand which potential lies in the various technologies. You’ll discuss about the possible utilization right on the spot or about any further cooperative development steps with experts. Here, you’ll be given time and opportunity to discuss with speakers from various scientific areas. You’ll be able to arrange one-to-one meetings, selectively and according to your interests, with speakers and other participants of your choice. New partnerships, new networks, and new chances will arise … and also bring about successful new products. For more information about this forum and for registration please visit: www.innovation-forum.eu Location: Congress and Culture Center of Villingen Bertholdstrasse 7 78050 Villingen-Schwenningen, Germany Deadline for registration: 10 January 2009 Conference language: English Industrial Sectors: • Industrial manufacture

• Materials technology • Automation/Robotics • Electronics, microelectronics

• ENERGY • Medicine, health

(http://www.enterprise-europe network.ec.europa.eu/publicwebsite/calendar/viewdetails.cfm?EventID=1862&type=future)


179

CICLUL DE VIAŢĂ – ÎNTRE PRODUS ŞI IMPACTUL SĂU ASUPRA FACTORILOR DE MEDIU

Ana Maria Onu, Ioan Piturescu, Emilia Stanescu

Institutul National pentru Intreprinderi Mici si Mijlocii, Bucuresti, ROMANIA, e-mail: [email protected] Institutul National pentru Intreprinderi Mici si Mijlocii, Bucuresti, ROMANIA, e-mail: [email protected] Institutul National pentru Intreprinderi Mici si Mijlocii, Bucuresti, ROMANIA, e-mail: [email protected]

REZUMAT In activitatea oricarei firme, mediul sau ambiant joaca un rol esential in definirea strategiilor sale, in sesizarea si folosirea oportunitatilor de dezvoltare, constituind practic suportul realizarii obiectivelor de crestere economica, de profitabilitate sau doar de supravietuire. In opinia lui Phillp Kotler, produsul, pe care acesta il numeste “global” poate fi definit ca fiind “ansamblul factorilor si fortelor externe intreprinderii care sunt in masura sa ii afecteze acesteia maniera de dezvoltare”. PRODUSUL este rezultatul material al unei activităţi umane, destinat satisfacerii unei nevoi şi reprezintă o sumă de componente materiale şi imateriale, şi caracteristici interdependente ce alcătuiesc un tot unitar. Produsul adus pe piaţă trebuie abordat într-o concepţie de sistem, care înglobează alături de substanţa materială a bunului şi o componentă ambientală formată din elemente imateriale. Astfel, pentru a defini produsul ca obiect al schimbului, acesta trebuie abordat din mai multe puncte de vedere, conturându-se concepţiile următoare :

1. Concepţia integratoare asupra produsului priveşte produsul ca un sistem complex de componente materiale şi imateriale, de natură informaţională şi subiectivă.

2. Concepţia valorică 3. Concepţia funcţională 4. Concepţia privind statutul schimbător al produsului pe piaţă.

ABSTRACT In the activity of a firm, the environment plays an essential role in defining its strategies, using the development opportunities, forming the realizing support objectives for economic increasement, profitability or only surviving. In the opinion of Phillip Kotler, the product, named “global” can be defined as being “the assembly of the external enterprise’s forces and factors that are able to affect the product’s development manner”. The PRODUCT is the material result within a system concept, addressed to satisfy a need and represents a sum of material and immaterial components and independent features that form a total unit. The product brought on the market has to be tackeled within a system concept, that englobes the good’s material substance and also an ourside component, it has to be tackled from different points of view, framing the following conceptions:

1. The integrating conception towards the product concerns the product as a complex system of material and immaterial components.

2. The valuable conception 3. The functional conception 4. The conception that regards the changing status on the market.

CUVINTE CHEIE: ciclu de viaţă, produs, factori de mediu KEYWORDS: life cycle, product, environment agents

1. INTRODUCERE

Agenţii economici îşi desfăşoară activitatea într-un anumit mediu îmbinand factori de natură economică, socială, politică, ştiinţifico – tehnică, juridică, geografică, demografică. Putem evidenţia următoarele trei tipuri de mediu:

Stabil. Schimbările în acest mediu sunt rare, de mică amploare şi uşor previzibile. Schimbător. Modificările sunt frecvente, de o amploare variată şi, în general, previzibile. Turbulent. Modificările sunt foarte frecvente, de amploare variată cu influenţe profunde asupra

activităţii firmei şi greu de anticipat.


180

În condiţiile actuale activitatea întreprinderilor se desfăşoară preponderent într-un mediu de un dinamism accentuat.

2. MEDIUL AMBIANT

AL UNUI PRODUS

Mediul ambiant al unui produs poate fi divizat în Micro şi Macromediu.

Micromediul cuprinde acele elemente ale mediului cu care întreprinderea intră în relaţii directe. Ca exemplificare: Furnizorii, care în baza contractelor asigură întreprinderea cu materie primă, materiale, echipamente, resurse energetice, forţă de muncă. Pentru încheierea contractelor cu furnizorul, întreprinderea are nevoie de informaţii referitoare la dimensiunile şi calitatea ofertei, preţurile practicate, politicile comerciale utilizate, cunoaşterea unor aspecte privind climatul intern al întreprinderii furnizoare (stabilitatea economică, disciplina tehnologică etc.). Prestatorii de servicii. Ultimii pot fi firme sau persoane particulare, care oferă o gamă largă de servicii necesare pentru activitatea întreprinderii. Clienţii. Această categorie include: consumatorii, utilizatorii industriali; întreprinderile comerciale, agenţiile guvernamentale, utilizatoare de serviciile produse de întreprindere. Concurenţii. Acestea sunt firmele sau persoanele particulare care îi deservesc pe aceiaşi clienţi şi au aceiaşi furnizori sau prestatori de servicii.

Organismele publice reprezentate de asociaţiile profesionale, asociaţiile consumatorilor, mediile de informare în masă, organele de stat (financiare, fondul social, vamele, de justiţie etc.) faţă de care întreprinderea are obligaţii legale. Distributia veniturilor in societate. Cu cat este mai bine consolidata si bine reprezentata in structura societatii o categorie de consumatori cu venituri medii-mari, cu atat nivelul consumului este ridicat, rotatia bunurilor si serviciilor, precum si a masei monetare este accelerata; acestea constituie atributele unei piete bogate pentru toate tipurile de produse, o piata care contine in dezvoltarea actuala sursele dezvoltarii viitoare. Nivelul fiscalitatii este un alt factor economic important, care influenteaza viata produsului. Cursul de schimb al monedei nationale este o alta variabila economica ce afecteaza mediul in care se desfasoara produsul. Legea cererii reprezinta relatia conform careia cantitatea ceruta dintr-o anumita marfa este invers proportionala cu pretul produsului respectiv. Veniturile consumatorilor. O crestere a veniturilor pe care consumatorii pe pot cheltui contribuie la sporirea posibilitatii lor de a cumpara, daca ceilalti factori raman constanti.

Macromediul cuprinde elementele structurale

Factori demografici

Factori naturali

Factori economici

Factori tehnici si tehnologici

Factori socio-culturali

Factori politici si legislativi

Concurentii

Furnizorii

Sindicatele si actionarii

Media

OPC

Consumatorii finali si intermediarii

PRODUS

Figura 1. Mediul unui produs


181

ale mediului cu acţiune indirectă şi pe termen lung asupra activităţii întreprinderii. Macromediul include: Mediul demografic caracterizat de numărul populaţiei, structura pe vârste şi sexe, dimensiunea medie a unei familii, repartizarea teritorială, populaţia urbană şi rurală. Analiza indicatorilor mediului demografic permite o evaluare corectă a dimensiunilor cererii la producţia întreprinderii. Mediul economic reprezintă spaţiul în care activează întreprinderea: structura pe ramuri a economiei, nivelul de dezvoltare a economiei naţionale în ansamblu şi pe fiecare ramură în parte, gradul de ocupare a forţei de muncă, situaţia financiar – valutară. Mediul tehnologic se evidenţiază prin invenţii şi inovaţii, mărimea şi orientarea fondurilor destinate cercetării – dezvoltării, asimilarea de produse noi şi modernizarea produselor tradiţionale, reglementării orientate spre eliminarea sau restrângerea efectelor poluante ale proceselor de producţie. Mediul cultural caracterizează sistemul de valori,

obiceiurile, tradiţiile şi normele de convieţuire în societate. Mediul cultural are o influenţă substanţială asupra compartimentului consumatorilor, asupra segmentării pieţelor, asupra comunicării întreprinderii cu piaţa. Mediul politic influenţează asupra activităţii întreprinderii prin structura societăţii, forţele politice şi raporturile dintre ele, prin gradul de implicare a statului în economie, gradul de stabilire a climatului politic intern, zonal, internaţional. Mediul juridic îmbină reglementările de natură juridică prin intermediul cărora este vizată în direct activitatea întreprinderii. Mediul natural (climă, relief, zăcăminte etc.) În condiţiile economiei de piaţă principala componentă a mediului în care apare firma, atât în calitate de producător cât şi de consumator, este piaţa. Aceasta din urmă, fiind un sistem de coordonare a activităţii economice a agenţilor economici, mijloceşte legăturile multiple ale întreprinderii cu mediul ambiant.

Realizarea obiectivelor întreprinderilor (creşterea rentabilităţii şi a eficienţei economice pe baza sporirii cifrei de afaceri pe seama fiecărui produs) este în funcţie de sporirea supleţei, adaptabilităţii şi flexibilităţii firmei în raport cu mediul.

3. CONCLUZII Intregul profit al factorilor care afecteaza

calitatea serviciilor si produselor (factori tehnici, administrativi si umani) trebuie orientat spre reducerea, eliminarea si cel mai important, prevenirea deficientelor de calitate.

Pentru a obtine maximul de eficacitate si pentru a satisface asteptarile cumparatorului, este esential ca sistemul de conducere a calitatii sa fie adecvat tipului activitatii si produsului sau serviciului oferit.

Un sistem de conducere a calitatii are doua aspecte interdependente si anume:

1). Nevoile si interesele companiei respectiv atingerea si mentinerea calitatii dorite la un cost optim.

2). Nevoile si asteptarile cumparatorului; pentru cumparator exista o nevoie de incredere in posibilitatea firmei de a furniza calitatea dorita.

Calitatea produsului se realizeaza in procesul de productie insa se constata in procesul de consumare a acestora. De aceea se impune

evidenţierea deosebirilor dintre calitatea producţiei şi calitatea produselor.

Obţinerea unei calitati satisfacatoare implica parcurgerea ansamblului de activitati din “spirala calitatii”, pornind de la prospectarea pietei si sfarsind cu activitatea de analiza, incercari, desfacere si service.

Spirala calitatii reprezinta un model conceptual al activitatilor interdependente care isi exercita influenta lor asupra calitatii unui produs sau servicii in intreaga desfasurare a fazelor incepand cu identificarea nevoilor pana la evaluarea satisfacerii lor. REFERINTE [1] Duma, M., Tranziţia spre economia de piaţă, Tribuna economică, 2003, nr. 26 [2] Henke, Steve, Privation and Development, Centrul Internaţional pentru Creştere Economică, San Francisco, S.U.A., 2000. [3] Magliaho, Bruno , Les petites et moyennes entreprises, Editura Hatier Paris, 1995 [4] Scarlat, C., Initierea, dezvoltarea si managementul afacerilor mici si mijlocii, Editura Conphys, Ramnicu Valcea, 2001. [5] Strickland, T., Strategic management, concepts and cases, Editura BPI/Irwin, 2003. [6] Paina, N., Întreprinderea şi piaţa, Tribuna Economică, 2003, nr. 17, pg. 14.

Flux de aprovizionare Productie Desfacere

Figura 2. Mecanismul pietei pentru un produs


182

C L I A T E D U S O R

Documentarea in domeniu Macroclimatul in unitate

Gradul si nivelul de cunostinte al proiectantilor

Microclimatul in fluxul de fabricatie

Proiecrarea tehnica tehnologica a produselor functie de resurse

Calitatea resurselor materiale si a materiilor prime

Pregatirea tehnica a fabricatiei si organizarea fluxurilor de

fabricatie

Gradul de organizare a productiei functie de caracteristicile acesteia

Nivelul de pregatire a personalului

Planificarea functie de resurse a productiei si programarea in timp

pentru utilizarea integrala a dotarii

Gradul de dotare cu SDV si AMC-uri

Starea tehnica a utilajelor si instalatiilor

Calitatea reparatiilor si a intretinerii fondurilor fixe

Organizarea structurilor de productie functie de cerinte

Organizarea controlului calitatii in unitate

Controlul indeplinirii sarcinilor de serviciu

Calitatea deciziilor

Organizarea fluxului informational si informatic

Gestionarea produselor

Aprovizionarea cu materii prime si materiale conform cerintelor

Respectarea documentatiei tehnice si tehnologice

Ergonomia muncii

Figura 3. Fluxul unui produs in cadrul unei intreprinderi


183

CERCETARE STIINTIFICA operatori de “service” la

Livrarea produselor cumparator si suportarea logisticii catre beneficiari Analize, incercari, probe(verificarea fiabilitatii) Control final conformare fata de Efectuarea contracte calculelor CERCETARE STIINTIFICA tehnico-economice Controlul proceselor si comerciale tehnologice (conformare fata de Proiectarea si executarea prototipului doc. tehnica Procesul de productie Omologarea prototipului Asigurare, aparate de Stabilirea masura, standuri Aprovizionarea tehnologiilor pentru probe functionale materialelor, si asigurarea receptie calitativa masinilor, disp., calificare cadre

Quick Info

ISPIM’09 Conference, The Future of Innovation, Vienna, Austria, 21-24 June 2009 Organised by ISPIM, hosted by The Austrian Federal Economic Chamber, and supported by DANUBE - European Programmes for Training, Research and Technology and Ratio Strategy & Innovation Consulting, this conference will bring together about 300 academics, business leaders, consultants and other professionals involved in innovation management. The conference will include facilitated themed sessions for academic practitioner presentations together with interactive workshops and discussion panels. The ISPIM’09 Conference will be held along side The R&D Management Conference allowing delegates to move freely between conferences and connecting the ISPIM and R&D Management networks.

Figura 4. Spirala calitatii unui produs


184

ISPIM 2009 Conference – Call for Papers The 2009 ISPIM Conference - The Future of Innovation - will be held in Vienna, Austria on 21-24 June 2009. Organised by ISPIM, hosted by The Austrian Federal Economic Chamber, and supported by DANUBE - European Programmes for Training, Research and Technology and Ratio Strategy & Innovation Consulting, this conference will bring together about 300 academics, business leaders, consultants and other professionals involved in innovation management. The conference format will include facilitated themed sessions for academic and practitioner presentations together with interactive workshops and discussion panels. Additionally, the conference will provide excellent networking opportunities together with a taste of local Viennese culture. The ISPIM 2009 Conference will be held along side The R&D Management Conference 2009 allowing delegates to move freely between conferences and connecting the ISPIM and R&D Management networks. Globalisation is one of the major forces that have made innovation imperative for any industry. No organisation, business nor government, can afford to leave innovation to a few motivated individuals. The future of innovation revolves around the paradox of managing the unmanageable. What processes can ensure an uninterrupted flow of new creative ideas? How can we entice all employees to be part of this effort? How do we select and develop the most promising ideas? How can we speed up this process? How do we balance radical and continuous innovation? How do we manage the dependence on internal and external knowledge sources? Finding answers to these questions is crucial for the future success of innovation. Submissions from academics, consultants and managers on innovation-related topics are strongly encouraged and should focus on the following:

• _ Commercialising and financing innovation • _ Methods and tools for innovation • _ Measuring and managing innovation • _ Organisational creativity & idea generation • _ Networks and clusters of innovation • _ Collaboration for innovation • _ Culture & diversity management in innovation • _ Entrepreneurship & intrapreneurship • _ High growth venturing • _ Innovating business models • _ Innovation training & education • _ Innovation policy and global competitiveness • _ Managing virtual innovation • _ Value creating networks and communities.

Important Submission Deadlines: _ 31 December 2008: Outlines Only (All Academic, Practitioner and Workshop Submissions) _ 31 January 2009: Acceptance Notification _ 30 April 2009: Final Submissions (including papers, slides, profiles & photos) together with registration and payment.

(http://conference.ispim.org/files/ISPIM_2009_Call_for_papers.pdf)


185

RESEARCHES CONCERNING APPLICATION OF LIFE CYCLE ASSESSMENT

TO PROCESS INDUSTRY PRODUCTS

Irina RĂDULESCU

1 S.C. ICTCM S.A., Bucharest, ROMANIA, e-mail: [email protected]

REZUMAT Lucrarea prezintă conceptul de ciclu de viaţă al unui produs şi analize privind Evaluarea Ciclului de Viaţă. Autorul subliniază câteva aplicaţii privind aplicarea conceptului de Evaluare a Ciclului de Viaţă la produsele industriale. Piaţa actuală îndeamnă clienţii, factorii de decizie şi investitorii să devină din ce în ce mai interesaţi de protejarea mediului, de dezvoltarea durabilă- să asigure un bun impact al afacerii asupra mediului înconjurător.

ABSTRACT The paper presents the concept of lifecycle product and considerations about Life Cycle Assesment. The author emphasizes some applications of life cycle assessment to process industry products. Today’s market prompts customers, decision makers and investors to become more and more interested in environment protection, in sustainability - to assure a good impact of the business on the environment.

KEYWORDS: Product lifecycle, Life Cycle Assessment, Eco-Design process, Business, Application CUVINTE CHEIE: Ciclu de Viaţă, Evaluarea Ciclului de Viaţă, Eco - proiectare, Afaceri, Aplicaţie

1. INTRODUCTION

Considering the product notion as departure

for the researches, it must be analysed the concept in business situation, as an economic good and accounting good or service, which can be bought and sold; the manufacturing situation analyses the products as raw materials and sold as finished goods.

In our days, a modern enterprise must include the eco - conception in its developing products process; product design has effects over the environment and over the costs, during its life cycle, [1], [2].

Producing, distribution, employment and the end of life cycle of products, which are energy consumers, have environment impact. It is a fact that 80% of environment impact of a product can be determined during product design phase.

For an efficient influence in products improvements it has to consider environment aspects. The impact over environment must be applied during all product life cycle, using a better product design. This is the elementary philosophy of Eco-Design, from ecological point of view.

A product lifecycle includes the raw materials acquisition, the components production, the products assembly, the distribution, the product utilization; also it may be included the modernization, the reutilization – and the end – with all corresponding traffic. The life cycle concept can be understood as a set of necessary steps for a product to perform its function, including the attainment of natural resources and its final disposal, soon after it has exhausted its function. Therefore, activities like manufacture, distribution, usage, and the post-usage recycling of the product are considered within this spectrum [3]. Figure 1 presents the five stages that generally constitute the life cycle of any product.


186

Figure 1. Stages of the life cycle of products, [3] The life cycle of a product can be divided into stages:

1. Resource extraction and processing of raw materials,

2. Product manufacture, 3. Distribution and use of the product, 4. Processing of the disposed product.

Each stage may consist of a number of processes which each uses one or more inputs from previous processes and gives outputs to one or more next processes. Each input can be followed upstream to its origin and each output downstream to its final end. The total of connected processes is called the product system, process tree or life cycle. Observation: Transport is considered a stage of the life cycle because it is an activity that can potentially impact the environment and permeates practically the entire lifecycle of products [4].

Considering the approach of Life Cycle Design, new politics of Product Eco-Design give a direction over strategies, concerning new affairs opportunities and actions according to legislation and market demands. It must develop own ideas for Eco-Design strategies, practical ways of approach to Eco-Design and new views for own products and processes [5], [6].

Strategic approach considers all enterprise levels. There must be consider all potential environment impacts for a product; engaged actions are an integrated element in enterprise politics [7].

Considering the eco- conception of the products it is recommanded to manage the products technological amelioration, which imply the integration of environment parameter in products development process. The objective is to reduce the product impacts over environment during all its life cycle. Life Cycle concept implies that all entries (materials, energy) and all exits (polluting emissions and wastes) must be identified and considered, in all process phases, also in distribution, utilization and elimination phases.

The enterprise management must focus the objectives for Eco – Development, reaching one or more strategies: resources protection, wastes prevention, product service working optimization [7].

2. CONSIDERATIONS ABOUT LIFE CYCLE ASSESSMENT

Life Cycle Assessment (LCA) as a technique to evaluate the environmental performance of a product throughout its life cycle. This assessment is conducted both by identifying all interactions occurring during the life cycle of product and environment, as well as by the evaluation of the environmental impacts potentially associated with these interactions [8]. Figure 2 presents the ISO framework for LCA (ISO 14040 1997) with an important notion of the iterative character of LCA. All phases may have to be passed through more than once due to new demands posed by a later phase. Though decisions and actions may follow the interpretation phase, these decisions and action in itself are outside the framework of LCA [9].

Figure 2. The phases of an LCA according to ISO 14040 (1997), [9].

Considering the goal definition, it clarifies the initial reasons, the intended application and the audience of the LCA. In cases which require a comparison of different products that are functionally equivalent, or


187

a comparison of the processes within the life cycle of one product, it must apply LCA. The scope definition specifies the object of the LCA and directs the specific methodology to be followed in the next phases. Because a particular product can provide different services and a given service can be provided by different products, LCA object of study is a product service rather than a product itself. The comparison of products is made on a common basis, using the methodological choices about boundaries and procedures for the other phases, which are according to ISO 14040. Inventory analysis identifies and quantifies the resource extractions and consumptions, and the releases to the environment relating to the processes that make up the life cycle of the examined products; they are also referred to environmental interventions, [10].

Figure 3. Life Cycle Assessment, [5] Life-cycle analysis (LCA) has become one of the most actively considered techniques for the study and analysis of strategies to meet environmental challenges [11]. It has as basic objective the guidance of decision makers, government policy makers and also consumers in order to devise and select actions with minimal environmental impacts, following technical objectives and including economic, engineering and social goals. The main purpose of an LCA is to provide a quantitative assessment of the environmental impact of products over their entire life cycle, with a view to making improvements. Traditional engineering and process analysis must interfere with environmental considerations; so the main concepts diffuse into industrial and technical decision making and LCA will enable industry and government to find ways to both increase efficiency and reduce harm to the environment [11].

The wide spectrum of interests of LCA potential users give information about product developers, consumers and policy makers point of view. Process and product developers view LCA as a way to incorporate environmental considerations into their design process, making it possible to anticipate and avoid potential pitfalls. Consumers and consumer interest groups see LCA as a way to better inform the customer of the relative environmental impact of alternative products; regulators and policy makers see LCA as a tool to guide the development of environmental policy and also provide a mechanism to enforce legislative objectives [11]. Because environmental objectives have a growing social importance, it is a must to develop special tools to collect environment relevant information. It is also the problem of the complexity of the modern industrial economy, which makes difficulties to know how any individual action affects the environment. So, LCA is being developed to produce a framework within which this information can be collected, refined, and acted on [11]. Life-cycle analysis is a three-step process: • inventory analysis, considering the identification

and quantification of energy and resource use and environmental releases to air, water, and land;

• impact analysis, considering the technical qualitative and quantitative characterization and assessment of the consequences of resource use and environmental releases for the environment;

• improvement analysis, considering the evaluation and implementation of opportunities to reduce environmental burdens.

The three stages of LCA reflect classical technical decision-making procedures. In each case, a control volume is identified. Resource flows into the control volume and waste emissions from the control volume are then measured. The next step is to determine the relationship between these resource and waste fluxes and the underlying scientific and technological principles. Finally, the problem is solved based on the insight gained from these principles and the objectives of the analyst [3].

3. APPLICATION OF LIFE CYCLE ASSESSMENT TO PROCESS INDUSTRY PRODUCTS

In our days a successful business is one that has

the ability to change in order to meet market demands – using sustainability as a competitive advantage in the marketplace.

Today’s market prompts customers, decision makers and investors to become more and more interested in environment protection, in sustainability - to assure a good impact of the business on the


188

environment. A modern business is adjusted to the organization profile, adopting new processes and developing sustainable business practices; so, it will have an improved efficiency and a good reputation. This policy is concentrated in “Sustainable Businesses Are Competitive Businesses”.

Public conscience acts on different levels: companies managers are choosing suppliers with environmental, social and cultural values and practices that match their own, government is applying environmental criteria when selecting a supplier, consumers are selecting more and more ecological products [12].

By knowledge and experience it can be obtained effective strategies to choose right technologies and processes to maximise the efficiency of an enterprise. To achieve productivity and profitability goals it is important to have a corporate culture, that is willing to accept the need for change and adapt new strategies. Some examples of good practice and special interest in environmental protection, applying life cycle assesment, are presented.

Application of life cycle assessment (LCA) to process industry products and particularly to chemical processes has an important role. Considering this domain, application to processes is important in the context of process design and development, and in the analysis of processing chains. Reference is made to some important techniques for environmental assessment, which interface with LCA, when evaluating processes. The essential features of the LCA methodology are reviewed and some specific difficulties in the application of LCA are identified and discussed: include allocation of impacts to multiple products, the definition of system boundaries, the quality of data, temporal and spatial characteristics, and impact assessment methods. Consideration is given to the combined use of LCA with economic evaluations, which is important in the process industry context [13].

There are more and more manufacturing companies which adopt a policy of Design for Sustainability, because it becomes a moral obligation to take environmental and socio-cultural issues into account when developing products, esspecially for design engineers. Day-to-day work activities of design engineers and design managers give the opportunity to have a better appreciation of the resources that are required to manufacture products and of the finite nature of the world's resources; they have control and decision-making power, by materials selection.

Because sustainability issues in supply chains are considered complex, subjective and difficult to manage, it is important to conceive tools to translate the complexity into pragmatic issues, offering scientifically valid answers. A good example in this domain is PRé Consultants, from Netherlands, which

is in the forefront of LCA development, since 1990, with state of the art methods, consultancy and software tools. They develop and supply the worlds most widely used LCA software SimaPro and one of the most widely recognized and applied impact assessment methods; the Eco-indicator 99. PRé Consultants insist on the idea of Life cycle thinking, as the basis for environmental policy development in companies and governments, as reflected in the Integrated Product Policy of the EU. By developing LCA as a scalable concept, the specialist can choose how detailed and precise he wants to be. He can go from a full, ISO compatible, peer reviewed study to a screening, that takes only a few days. An important factor is how much of the data is needed; this is already available in the database of LCA tool. Analysing LCA, there are two main steps:

1. Describe which emissions will occur and which raw materials are used during the life of a product (the inventory step); 2. Assess what the impacts of these emissions and raw material depletions are (the impact assessment step).

The screening LCA is a useful step to check the goal-definition phase. After screening it is much easier to plan the rest of the project. So, SimaPro can be a very convenient tool for both screening LCA's and full LCA's [14].

4. CONCLUSIONS

Considering decision makers and government actions over LCA domain, a new approach must be emphasized through Kopernikus, which is the new name of the European Commission’s earth observation activities, previously known as GMES (Global Monitoring for Environment and Security) so far. The name Kopernikus was announced by Commission Vice-President Günter Verheugen, at a dedicated conference in Lille, organised in cooperation with the French presidency of the EU. The objective of Kopernikus is to monitor the state of the environment on land, at sea and in the atmosphere and to improve the security of the citizens in a world facing an increased risk of natural and other disasters. Information gathered and relayed by Kopernikus helps to improve the management of our natural resources, monitor the quality of our waters and air, plan our cities and prevent urban sprawl, ease the flow of transportation, optimise our agricultural activities and promote renewable energy.

An important direction is bringing sustainability into the education and industry mainstream. Considering that, Deeds (Design Education and Sustainability) aims to integrate sustainability into mainstream design education and practice in the EU. It is being funded by the European Leonardo Da Vinci


189

program, which is part of the European Commission’s Lifelong Learning Program, and is designed to build a skilled workforce through European partnerships. By October 2008 it is intended that the Deeds website (www.deedsproject.org) has downloadable teaching modules for use in educational establishments, as well as further modules that practicing designers can download to teach themselves. Furthermore, people using the website will be able to participate in developing the teaching modules and upload their own case studies, thereby joining the debate and helping others to learn from their own experiences [15], [16], [17]. REFERENCES [1] Box, J. , Extending product lifetime: Prospects and opportunities, European Journal of Marketing, vol. 17, 1983. [2] Cornescu V., Marinescu P., Curteanu D., Toma S., (2004), MANAGEMENT – de la teorie la practică, Universitatea din Bucureşti, Editura Universităţii, ISBN 973-575-831-8, varianta electronica http://www.unibuc.ro/eBooks/StiinteADM/cornescu/ [3] Fava, Weston, Denison, Dickson, Mohin, Vigon, . A Conceptual Framework for Life-Cycle Assessment Hardback, 1993 [4] Emilia Satoshi Miyamaru Seo; Luiz Alexandre Kulay. Life Cycle Assessment: Management Tool For Decision-Making, INTERFACEHS - A Journal on Integrated Management of Occupational Health and the Environment - v.1, 2006. [5] http://www.EcoDesignARC.info [6] *** (2006), ECOMECA, Universitatea TRANSILVANIA din Brasov [7] „Implementarea eco-conceptiei in intreprinderi - imperativ al protectiei mediului inconjurator si al capitalului natural”, Contract: 306/ 25.09.2003, Programul MENER [8] Curran, M.A., Environmental Life Cycle Assessment. McGraw-Hill: New York, 1996. [9] http://www.iso.org/iso/iso_catalogue/management_standards [10]. José Potting, Michael Hauschild, Background for spatial differentiation in LCA impact assessment - The EDIP2003 methodology, Danish Environmental Protection Agency, 2005. [11] http://ec.europa.eu/environment/ipp/ [12] http://www.level.org.nz/other-resources/business-sustainability-tools/ [13] A. A. Burgess and D. J. Brennan, Application of life cycle assessment to chemical processes, Chemical Engineering Science Review – volume 56, issue 8, April 2001, Australia [14] http://www.pre.nl/default.htm [15] http://www.engineerlive.com/ [16] Fuad-Luke, A., The Eco-design Handbook, Thames & Hudson Ltd, 2005. [17] http://ec.europa.eu/kopernikus

Quick Info

Energy Technologies in Verona Event Type: Brokerage Events Start Date: 8-May-2009 End Date: 8-May-2009 City: Verona Country: Italy Description:

Veneto Innovazione, ENEA, Trentino Sviluppo, Unioncamere del Veneto and AREA Science Park, North East Italy references of the Enterprise Europe Network under the Friend Europe consortium, are organising a brokerage event during the 10th edition of SOLAREXPO –The International Conference & Exhibition on Renewable Energy, Distributed Generation and Green Building – which will take place on May 07th-09th in Verona, Italy (www.solarexpo.com). Solarexpo represents the main conference & exhibition event in Italy on renewable energy sector. The objective of the event is to provide companies, universities and research institutes with assistance in technology transfer process meeting international partners for product development, manufacturing and licensing agreements, joint ventures or similar partnership. Companies, universities and research institutes will be able to promote their own technology offers and requests, which will be collected in the online catalog; at the same time it will be possible to request direct meetings with the proposers of the other technology profiles contained in the catalog.

EC Programmes:

Industrial Sectors:

• ENERGY

(http://www.enterprise-europe network.ec.europa.eu/publicwebsite/bemt/home.cfm?EventID=1809)

Brokerage Event "Transport & Logistics" Event Type: Brokerage Events Start Date: 13-May-2009 End Date: 13-May-2009 City: Munich Country: Germany Description:


190

The EU Cooperation Unit and the Cluster Logistic of Bayern Innovativ organizes a technology brokerage event in the field of transport logistic, particularly logistics services, telematics, inhouse transport, materials flow and freight transport systems. The event will be held on 13 May 2009 in Munich, Germany. The event will take place during the International fair Transport Logistic 2009(http://www.transportlogistic.de/link/en/15972762, the 12th international exhibition for logistics, telematics and transport in Munich. We would like to invite you to join and support the event as co-organizers. Main topics: Freight and passenger transport services Freight transport systems Intralogistics, warehouse management systems, auto ID, packaging Telematics, e-business, telecommunications Navigation, RFID TEchnology Satellites For the brokerage event a catalogue of company profiles will be available electronically and will allow participating companies and organisations to organise their individual meetings in advance. ONLINE REGISTRATION VIA THE FOLLOWING LINK: http://www.bayern-innovativ.de/logistics-brokerage Benefits for companies: Technological partnerships (license, manufacturing agreements, commercial agreements with technical assistance, joint venture), European R&D projects, finding partners to build a solid base from which to approach new markets, making international contacts to promote innovative technologies and know-how, or find ideas or technologies as innovation boosters. Detailed information about the programme will be given as from October, 2008. Industrial Sectors:

• Transport • Aerospace technology

(http://www.enterprise-europe-network.ec.europa.eu/ public/calendar/viewdetails.cfm?EventID=1788&type=future)

DERBI 2009 International Conference: International Business and Techno Event Type: Brokerage Events Start Date: 11-Jun-2009 End Date: 13-Jun-2009 City: Perpignan Country: France Description:

Med2Europe, the Enterprise Europe Network Consortium for French Mediterranean Area, is organising a Brokerage Event focusing on: - Renewable energies - Eco-buiding and energy efficiency. The DERBI 2009 International Conference, for companies and research centers involved in the thematics of renewable energies (solar, photovoltaic, wind, biomass, biofuels...) applied to industry and construction, will take place in Perpignan on the 11, 12 and 13 June. After North Africa and California on previous editions, Japan will be this year's guest host. Subscription to the conference offers access to: - the permanent exposition - conferences - workshops - B2B and technological meetings - social events (gala dinner, visits of installations using renewable energies) Some figures from the 3rd edition in 2008: - more than 1000 participants to the conference - more than 120 companies involved in the International Business Meetings, representing 14 different countries - 348 realised meetings

EC Programmes:

• Environment • Quality of life and

management of living resources

• Cleaner energy systems, including renewables

Industrial Sectors:

• Construction technology • Materials technology • ENERGY • Waste management

(http://www.enterprise-europe-

network.ec.europa.eu/publicwebsite/bemt/home.cfm?EventID=1840)

TEHNOLOGIA INOVATIVĂ – Revista „Construcţia de maşini” nr. 3 -4 / 2008

191

DECONTAMINANTI BIO-CHEM PE BAZA DE COMPUSI OXIDANTI SI SARURI CUATERNARE DE AMONIU

Stefan T.Craciunoiu1, Emilia Barbulescu1,. Carmen Raducanu1, Viorel Ordeanu2, Marius Necsulescu2

1 - Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructia de Masini – ICTCM 2 - Centrul De Cercetari Stiintifice Medico-Militare – CCSMM

REZUMAT S-au sintetizat si s-au testat o serie de noua substante, recomandate ca agenti

decontaminanti. Aceste substante sunt caracterizate prin stabilitate chimica mare. Produsele sunt solubile in apa si in diferiti solventi organici. Acesti produsi sunt biocide cu actiune bactericida, fungicida, care au multiple utilizari. Substantele sunt caracterizate prin toxicitate mica pentru animale si oameni.

ABSTRACT A series of substances recommended as biological and chemical decontamination

agents and new synthetized substances were tested. The substances are characterized by a high chemical stability. The products are soluble in water and in different organic solvents. It is a universal biocide with bactericide, fungicide effects with multiple uses. These substances are characterized through a low toxicity for mammals and human subjects.

CUVINTE CHEIE: desinfectanti, decontaminanti, atac bio-chimic KEYWORDS: desinfection, decontamination, bio-chem attach

INTRODUCERE

Decontaminarea compusilor chimici toxici se poate realiza prin reactii de oxidare, prin reactii de hidroliza in diferite conditii experimentale( in special in mediu alcalin), reactii cu aminele sau amoniacul, cu alcoolati si fenolati etc si transformarea in produsi de degradare mai putin toxici.

Oxidarea cu oxidanti puternici (solutii de peroxizi, permanganat de potasiu, hipoclorit de calciu) conduce la distrugerea structurii molecular a compusului toxic sau in cazul moleculelor care contin atomi de sulf sau azot la formarea sulfoxizilor sau N-oxizilor corespunzatori.

Contaminarea cu agenti biologici se refera la bacterii sau virusi care pot cauza diferite boli precum antraxul, ciuma, variola, botulismul etc.

Din punct de vedere al structurii chimice gama produselor folosite in decontaminarea microbiana este larga dar foarte putine indeplinesc conditiile unui bun decontaminant.

In cadrul prezentei lucrari s-au avut in vedere doua categorii de produse:

• Compusi cu actiune oxidanta de tip peracizi organici (in special acid peracetic) obtinuti

prin oxidarea alcoolului polivinilic in prezenta de acid acetic si perhidrol in mediu apos.

• Saruri cuaternare de amoniu obtinute prin tratrarea aminelor tertiare cu halogenuri de alchil, in special cloruri de alchil sau clorura de benzil. Acesti compusi sunt cei mai numerosi si importanti agenti cu actiune biocida.

1. PREPARAREA

DECONTAMINANTILOR BIO-CHEM PE BAZA DE COMPUSI OXIDANTI SI SARURI CUATERNARE DE AMONIU

1.1 Prepararea produselor pe baza de

compusi oxidanti

Metoda se bazeaza pe oxidarea alcoolului polivinilic in prezenta de acid acetic si perhidrol in mediu apos sau de perhidrol si acid sulfuric in mediu apos. Astfel alcoolul polivinilic in prezenta oxidantilor sufera o scindare oxidativa a legaturilor


192

carbon-carbon si carbon-hidrogen cu formarea unor compusi hidroxicarbonilici si hidroxicarboxilici.

Suspensia concentrata de alcool polivinilic se obtine prin amestecarea sub agitare a pulberii de alcool polivinilic cu apa incalzita la temperature de 40-45°C. Agitarea se continua, iar in vasul de reactie se adauga acidul acetic concentrat si perhidrol.

Amestecul de reactie se mentine sub agitare timp de 1 ora la temperature de 82-86°C dupa care produsul de reactie se mentine sub agitare pana se raceste la temperature de 40°C. Dupa racirea produsului de reactie la temperature camerei, se scoate din vasul de reactie prin sifonare si se analizeaza.

Produsul se prezinta sub forma de lichid limpede, incolor, cu miros intepator de acid acetic, avand densitate (20°C) = 1.04 – 1.05; pH = 2 – 3; carboxyl % = 14-16. 1.2 Prepararea sarurilor cuaternare de amoniu

Sarurile cuaternare de amoniu se obtin prin

tratarea aminelor tertiare cu halogenuri de alchil conform reactiei:

(R)3 N: + R”Cl (R)3 R’’N+Cl-

In care: R si R’ pot fi radicali alchil C1 – C2 R” poate fi radical alchil C1 – C8 pana la C18 – C20, benzil X=halogen(de preferinta clor)

In locul clorurilor de alchil se pot folosi ca agenti de achilare pentru reactia de cuaternizare si clorura de benzil.

Reactia este aplicabila si in cazul in care atomul de azot face parte din ciclu, piridina, chinoleina, morfolina, piperazina. 1.2.1 Sinteza clorurilor de tetraalchil amoniu

Intr-un balon de reactie cu doua gaturi, prevazut cu termometru si palnie de picurare se introduce 1mol amina tertiara (trimetilamina, trietilamina) si 1,5 moli clorura de alchil proaspat distilata. Se obtine o solutie omogena care se lasa timp de 20-25 ore la temperature camerei. Reactia de cuaternizare a aminei tertiare cu clorura de alchil are loc in timp cand se observa formarea cristalelor de compus cuaternar de amoniu. Aceste cristale se filtreaza in sistem inchis, deoarece sunt foarte higroscopice si capteaza apa din atmosfera, formand un lichid vascos. Produsele de reactie au puncte de topire scazute 40-60°C foarte greu de determinat. 1.2.2 Sinteza sarurilor de N-alchil-piridiniu

Intr-un vas de reactie prevazut cu agitare mecanica, termometru si refrigerant ascendant se introduce 1 mol derivat de piridina si 1,1 moli derivat halogenat intr-un solvent adecvat (acetona, alcool, metiletilcetona etc).

Amestecul de reactie se incalzeste sub agitare timp de 10-15 ore, in functie de reactivitatea componentilor de reactie. Dupa aceea se indeparteaza solventul prin distilare iar produsul de reactie se recristalizeaza dintr-un solvent adecvat sau din amestec de solventi.

Randamentele in produs finit sunt de 80-90%. Produsele de reactie sunt caracterizate prin puncte de topire si dozari de halogen (in special clor).

2. CARACTERIZAREA FIZICO-CHIMICA A PRODUSELOR PREPARATE

Produs Cod DC – 1 Solutie apoasa de acizi organici obtinuti prin reactii de oxidare (conc. 26 - 27%)

Densitate (20°C) 1,03 – 1,05 pH 2 – 3 COOH, % 14 - 16 Indice de refractie 1.3590

Produs Cod DC – 1a Solutie apoasa de acizi organici si peracizi obtinuti prin reactii de oxidare (conc. 20%)

Densitate (20°C) 1,027 pH 2 - 3

Produs Cod DC – 1b Solutie apoasa de acizi organici si peracizi obtinuti prin reactii de oxidare (conc. 10%)

Densitate (20°C) 1,012 pH 2 - 3

Produs Cod DC – 3 Solutie apoasa pe baza de clorura de tetraalchilamoniu (conc. 15%)

Densitate (20°C) 1,06 – 1,08 pH 9 – 9,5 Cl-, % 10,5 - 11


193

Indice de refractie 1.3777 Produsul Cod DC – 14 Solutie apoasa de peracizi organici obtinuti prin reactii de oxidare ale polialcoolilor (conc.20%)

Densitate (20°C) 1.02 pH 3,0 -3,5 Carboxil % 7 – 7,5

Produsul Cod DC – 15 Solutie apoasa de acizi organici obtinuti prin reactii de oxidare ale polialcoolilor (conc. 20%)

Densitate (20°C) 1,03 pH 0,5

Produsul Cod DC – 16 Solutie apoasa pe baza de saruri de amoniu cuaternar si acizi organici (conc. 25%)

Densitate (20°C) 1,025 pH 3,0 – 3,5

Produsul Cod DC – 17 Solutie apoasa pe baza de sare de piridiniu si substanta tensioactiva cationica (conc. 25%)

Densitate (20°C) 1,03 pH 2,5 – 3,0

Produsul Cod DC – 18 Solutie pe baza de sare de chinoliniu si substanta tensioactiva cationica (conc. 20%)

Densitate (20°C) 1 pH 1,05 - 2

Produsul Cod CD – 19 Solutie pe baza de derivat heterocarbonic cu azot (conc. 20%)

Densitate (20°C) 1,04 pH 3,0 – 3,5

Produsul Cod CD – 20 Solutie apoasa pe baza de compus cuaternar de amoniu (conc. 20%)

Densitate (20°C) 1,07 pH 1,0

3. CONDITIONAREA

COMPUSILOR SINTETIZATI IN VEDEREA TESTARII

Datorita structurii lor chimice de sare cuaternara

de amoniu, majoritatea substantelor decontaminante sintetizate la ICTCM sunt solubile in apa si au putut fi conditionate sub forma de solutii apoase avand diferite concentratii.

Aceasta reprezinta un avantaj pentru aplicarea si protectia mediului. Toti decontaminantii sintetizati si conditionati in diferite forme au fost conceputi in conformitate cu legislatiile nationale si ale Uniunii Europene privitoare la ecologie si protectia mediului.

Substanta decontaminanta trebuie sa dispuna de spectru larg de actiune si de capacitate penetranta pentru a putea patrunde si anihila agentii contaminanti.

Aceasta calitate poate fi potentata cu o substanta tensioactiva, care reducand tensiunea superficiala va facilita udarea, spumarea, aderarea si deci contactul dintre celula microbiana si compusul decontaminant.

Alegerea substantei active sau a produsului decontaminant se face in functie de calitatile sale

antimicrobiene, de scopul urmarit, de conditiile in care va putea fi folosit.

Timpul de contact in care actiunea distructiva a decontaminantilor asupra contaminantilor biologici devine eficienta reprezinta un moment important al decontaminarii.

Fiecare substanta sau produs decontaminant are un anumit timp de contact care trebuie studiat si cunoscut prin determinari experimentale. Concentratia solutiilor decontaminante este un alt factor care influenteaza eficienta decontaminarii. De asemenea, cantitatea de solutie utilizata pe unitatea de suprafata determina eficienta decontaminarii. Modul de aplicare a agentului decontaminant influenteaza efectul acesteia. Astfel se impune ca solutiile de lucru sa fie foarte fin dispersate in spatiile greu accesibile.

4. TESTAREA PRODUSELOR

PREPARATE 4.1 Testare screening

Testele au fost efectuate la Laboratorul de

Microbiologie-Epidemiologie, in laboratorul pentru diagnostic pentru agenti biologici (cu nivel de biosecuritate 2+).


194

Pentru screeningul substantelor potential decontaminante s-au efectuat teste de sensibilitate bacteriana prin metoda antibiogramei difuzimetrice, in mai multe loturi. Bacteriile au fost cultivate pe mediul de cultura solid Mueller-

Hinton, incubate aerob 72 ore la temperatura de 37°C, cu citire zilnica. Masurarea a fost efectuata cu precizie de 0,1 mm (cu sublerul sub lupa) pe mai multe teste pentru a calcula media aritmetica a fiecarei substante pe fiecare specie.

Tabel nr. 1 Rezultate testare screening Nr.crt.

Substanta Staf.a. mm

B.ant. mm

E.coli mm

Ps.aer mm

V.hol. mm

Mixtura mm

Total mm

Media mm

Observatii

1 DC1 5.7 10.5 MR

21.5 MR

8.0 15.0 18.7 MR

79.4 13.2 Bun Sinergic cu DC7

2 DC1a 8.5 7.0 12.6 MR

0 15.0 11.3 MR

54.4 9.1 Sinergic cu DC7

3 DC1b 5.5 0 10.0 MR

0 11.0 9.0 MR

35.5 5.0 slab

4 DC3 0 6.6 0 10.1 0 4.5 21.2 3.5 slab 5 DC7 22.5

MR 27.5 MR

24.1 30.0 31.3 28.3 173.7

28.9 Foarte bun

Produsele cod DC1, DC1a si DC 1b au fost

realizate pe baza de compusi oxidanti. Produsele cod DC3, si DC7 au fost realizate pe

baza de saruri cuaternare de amoniu si N-alchil-piridiniu.

Dintre produsele testate cea mai buna activitate microbiologica o manifesta produsul DC7 care are si un efect sinergic in amestec cu alte produse.

O alta categorie de decontaminanti cu actiune promitatoare o reprezinta produsele DC1, DC1a, DC1b cu specificatia ca au un spectru mai restrains de actiune.

De asemenea au fost testate ca substante potential antimicrobiene produsele pe baza de saruri de amoniu cuaternar si compusi oxidanti , prezentate in tabelul 2

Testarea efectuata a avut in vedere efectul bactericid al substantelor fata de un set de bacterii standard (aerobe gram-pozitive si gram-negative, anaerobe si spori bacterieni) si pe alte microorganisme patogene.

Tulpinile bacteriene utilizate Escherichia coli CIP54 127(1) (ATCC 10536); Pseudomonas aeruginosa CIPA 22(1); Staphylococcus aurus Oxford CIP 53 154(1) (ATCC9 144); Bacillus anthracis 34F2 Sterne; Vibrio cholera EL Tor; Chostridium botulinum (anerob strict). Rezultatele de sensibilitate bacteriana au fost citite dupa 24 si 48 ore de incubare si dupa pastrarea la temperatura camerei la 24 si 48 ore, pentru a urmari efectul in timp.

Cuantificarea efectului antimicrobian, prin media zonelor de inhibitie bacteriana (in milimetri) fata de substantele testate si calculul concentratiei bactericide (in grame la litru) calculat prin catul dintre cantitatea de substanta utilizata respectiv 20.000 micrograme si volumul de mediu in care difuzia a avut efect antimicrobian cert (prin formula de volum a cilindrului).Rezultatele obtinute sunt prezentate in tabelul nr.2.

Tabel nr. 2 Cuantificarea efectului antimicrobian Nr. SUBST. MΦmm MΦmm MΦmm MΦmm MΦmm Media Efect OBS. Crt. Staf.a. E.coli Ps.aer. B.ant. V.hol. g/l 1 DC-14 24.0 20.0 20.0 25.0 23.5 22.5 11.02 satisf 2 DC-17 30.0 30.0 25.0 30.0 30.0 29.0 6.34 Bun 3 DC-18 25.0 30.0 25.0 30.0 30.0 28.0 6.80 Bun 4 DC-19 25.0 25.0 17.0 25.0 30.0 24.4 9.26 Bun 5 DC-20 26.5 20.0 21.0 22.0 25.0 22.9 11.00 satisf 6 DC-21 26.5 22.0 24.5 25.0 22.0 24.0 9.20 Bun 4.2 Experimentarea produselor decontaminante in conditii naturale

Dupa testarea screening si selectionarea celor mai eficiente produse din punct de vedere al activitatii antimicrobiene, acestea s-au experimentat si in conditii naturale.

Tulpinile microbiene utilizate reprezinta principalele grupe de bacterii patogene: • -coci gram-pozitivi: Staphylococcus aureus,

Streptococcus pneumoniae, Enterococcus fecalis; • -bacili gram-pozitivi: Bacillus anthracis (tulpina

vaccinala), Bacillus cereus, Bacillus subtilis;


195

• -bacili gram-negativi: Escherichia coli, Proteus vulgaris, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa;

• -vibrioni: Vibrio cholerae. Exteriorul autovehiculului a fost marcat cu suprafete numerotate, de cca. 0,1 mp, pentru contaminare si decontaminare. Suprafetele au fost alese astfel:

− tabla vopsita verticala, pentru decontaminantii solutie apoasa;

− ferestre de sticla, pentru decontaminantii solutie apoasa;

− anvelope de cauciuc, pentru decontaminantii solutie apoasa.

Contaminarea microbiana s-a facut prin stropire pe suprafata alocata, separat cu fiecare tulpina si cu mixtura rezultata din amestecul lor. S-a utilizat suspensia microbiana cu cca. 1 milion de germeni vii pe mililitru, cate 1 ml pe dmp.

Pentru decontaminante lichide s-a efectuat pulverizarea solutiei apoase 10% pana la acoperirea completa a zonei contaminate si inceperea curgerii excesului de lichid, in medie cca. 10 ml pe dmp la suprafete netede (geam, tabla vopsita) si cca. 20 ml

pe dmp la suprafete rugoase (tabla scorojita, pneuri). Au fost recoltate probe microbiologice prin metoda tamponului igienico-sanitar. Momentele de recoltare au fost: inainte de contaminare (pentru a stabili nivelul initial de contaminare naturala), imediat dupa contaminare (pentru a verifica nivelul de contaminare experimentala), dupa decontaminare la fiecare decontaminant cu fiecare agent biologic, la interval de 10 minute (conform cerintei pentru decontaminantele de uz militar) si la interval de 45 minute (ca pentru dezinfectante de uz general). In plus, la terminarea experimentului au fost recoltate probe de pe diferitele piese ale echipamentului de protectie al operatorilor si din mediul ambiant pentru a detecta eventuala contaminare reziduala.

Toate probele recoltate au fost imediat transportate, in conditii de biosiguranta, testate in laboratorul de microbiologie nivel 2+

Rezultatele de decontaminare obtinute dupa 45 minute sunt prezentate in tabelul nr.3

Tabel nr.3 Nivelul de contaminare dupa decontaminare cu solutii 10% dupa 45 minute Nr. crt.

Decontaminant Agent bio

Suprafata Timp min

Crestere tub

Crestere placa

Scor Obs.

1 DC 14 ICTCM mixt Geam 45 + dep ++ hem contaminat 2 DC 14 ICTCM B.cer. Geam 45 + dep + hem contaminat 3 DC 14 ICTCM mixt Tabla

vertical 45 + val

dep + hem contaminat

4 DC 14 ICTCM B.cer. Tabla vertical

45 + dep + hem contaminat

DC 14 ICTCM mixt Cauciuc 45 +/- +/- contaminat 5 DC 14 ICTCM B.cer. Cauciuc 45 + dep - contaminat 6 2,5 7 DC 17 ICTCM mixt Geam 45 - ++ hem contaminat 8 DC 17 ICTCM B.cer. Geam 45 - - necontaminat 9 DC 17 ICTCM mixt Tabla

vertical 45 + dep - contaminat


45 +/- - necontaminat

11 DC 18 ICTCM mixt Geam 45 - - necontaminat 12 DC 18 ICTCM B.cer. Geam 45 +/- - necontaminat 13 DC 18 ICTCM mixt Tabla



45 + dep - contaminat

15 DC 19 ICTCM mixt Geam 45 - - necontaminat 16 DC 19 ICTCM B.cer. Geam 45 +/- - necontaminat 17 DC 19 ICTCM mixt Tabla



45 + val dep

+ contaminat

19 TOTAL 1,4

Efectul antimicrobian se mentine si este mai evident dupa 45 minute, fapt care sugereaza ca toate aceste produse pot fi propuse ca eventuale

dezinfectante de uz medical sau igienico-sanitar, conform Legii Medicamentului


196

5. CONCLUZII

1. S-au efectuat cercetari stiintifice teoretice si experimentale in vederea conceperii si realizarii de decontaminanti BIO-CHEM polivalenti pentru distrugerea unor agenti chimici toxici si biologici, periculosi pentru sanatate.

2. S-au elaborat tehnologiile de laborator pentru obtinerea decontaminantilor polivalenti selectionati in urma testelor de eficienta efectuate.

3. S-a realizat modelul experimental polivalent de decontaminare chimica si biologica pentru decontaminanti de tip compusi oxidanti si saruri cuaternare de amoniu.

4. Dintre produsele testate cea mai buna activitate antimicrobiana o manifesta produsele pe baza amestecului de compusi oxidanti si saruri de amoniu cuaternar care au si un efect sinergic la utilizare, largind spectrul de actiune.

BIBLIOGRAFIE 1. Jungerman, E. Cationic Surfactants, Marcel Dekker Inc. New York 1970 2. Jackson.J.B., Decontaminting solution, Brevet SUA nr.3.079.346, 1963 3. Giletto, A., Brevet SUA nr.6569353, 2003 4. Cronce, D.T. Brevet SUA nr. 6376436, 2002 5. Wagner, G.W. si colab. , Brevet SUA nr.6723891, 2004 6. Scott, Y.; Osterloh, Y., Brevet SUA nr. 6462249, 2002 si nr. 666.900, 2003 7. Gormani, W si colab, Brevet Rusia nr.2178719, 2003 8. Rosenmbaum, B.M., Eur. Pat. Appl. 1338307, 2003 9. Somariney, H.,Growe, Y., PCT Int.Appl. 1338307, 2003 10. Okura, H., Hill, C.L., PCT Int. Appl Wo 0394777, 2003 11. Ordeanu,V., Luta, N., Voicu, V., Taralunga, Gh., Mircioiu, Ctin., Neamtu, Ctin., Andries, A.A., Irimia, A., Alkyl-Phosphates as New Substances for Desifection and Decontamination “Bio-Chem”, Rev. Chim. Bucuresti, 59, nr. 6 2006.

Quick Info

The European Technology Platform for Sustainable Chemistry

SusChem brings together a wide spectrum of organizations and individuals looking to boost sustainable chemistry, industrial biotechnology and chemical engineering research, development and innovation in Europe.

Three working groups coordinate the SusChem activities: R&D&I, Advocacy/Outreach and Coordination. The R&D&I group includes the three key SusChem technology areas: Industrial Biotechnology, Materials Technology, and Reaction & Process Design. The Advocay/Outreach group covers overarching innovation related issues, and the Cooperation group is responsible for SusChem's relation to other groups, bodies and networks relevant to the achievement of SusChem's vision.

The technologies and activities covered by SusChem will be at the heart of future sustainable development initiatives and are critical to continuing and increasing competitiveness of European enterprises across all sectors.

The research topics brought forward by SusChem address the great challenges and needs faced by our society today including energy use, transport, health, and communication technology. Our fundamental goal is to contribute to a sustainable quality of life for all Europe’s citizens.

As part of this goal SusChem is working to build a supportive environment in Europe for innovation and research in partnership with society.

(http://www.suschem.org/content.php)

TEHNOLOGIA INOVATIVĂ – Revista „Construcţia de maşini” nr. 3 – 4 / 2008

197


SERIE NOUĂ

îşi propune să prezinte cele mai valoroase realizări din domeniul

Cercetării - Dezvoltării româneşti şi internaţionale.

Revista oferă specialiştilor

posibilitatea de a publica articole şi studii, de a-şi prezenta produsele realizate

şi de a face cunoscută activitatea firmei sau instituţiei

în paginile Revistei.

Instrucţiunile privind redactarea şi trimiterea lucrărilor pot fi obţinute la adresa:

Irina Rădulescu S.C. ICTCM S.A. Bucureşti Şos. Olteniţei nr. 103 Sect. 4 Bucureşti Tel: 021 3321870, Fax: 021 3323195 E-mail: [email protected]


SERIE NOUĂ

S. C. ICTCM S. A. Bucureşti şi OID – ICTCM

vă oferă posibilitatea unui abonament pentru 4 numere revistă ⁄ an

la preţul de 60 lei ⁄ an. Pentru detalii şi informaţii suplimentare vă rugăm să luaţi legătura cu:

Irina Rădulescu S.C. ICTCM S.A. Bucureşti Şos. Olteniţei nr. 103 Sect. 4 Bucureşti Tel: 021 3321870, Fax: 021 3323195 E-mail: [email protected]

REVISTA CONSTRUCŢIA DE MAŞINI SERIE NOUĂ

Pentru a face cunoscute realizările din cercetare şi productie, Oficiul de Informare Documentară pentru Industrie, Cercetare, Management

din cadrul Centrului Incubator Tehnologic de Afaceri

S.C. ICTCM S.A. BUCUREŞTI

publică revista "Tehnologia Inovativă” – seria nouă a Revistei "Construcţia de maşini", realizează prospecte, cataloage, postere, la comandă,

în condiţii grafice deosebite, cu macheta beneficiarului sau cu design şi machete proprii.

revista construcŢia de maŞini anul 60, nr. 3 - 4/ 2008

Documents