Castro Lacroze, Santiago (2019) Diseño conceptual y prototipo de conformador de haz de neutrones, para proyecto ANDES. / Conceptual design and prototype of a neutron beam conformer, for ANDES project. Integration Project in Mechanical Engineering, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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Abstract in Spanish
En este trabajo se muestra el proceso para el diseño conceptual y construcción de prototipo de un dispositivo conformador de haz de neutrones, también llamado slit, para el instrumento ANDES. El mismo es un dispositivo capaz de controlar el área de salida de un haz de neutrones. Para ello fue necesario el aprendizaje en software de diseño CAD, Solid Edge ST9, y de impresión 3D, Ultimaker- Cura; así como también aprender técnicas de impresión 3D para la construcción del prototipo. Se obtuvo información sobre parámetros generales del slit en base a planos con que se dispuso al comienzo del trabajo, y se identificaron las necesidades a resolver. El principal problema a resolver fue el mecanismo de accionamiento de las ventanas del slit que se resolvió mediante un proceso de selección de ideas. Se diseñó y construyó un prototipo integral del slit. Luego, se adaptó el mismo a un diseño final, teniendo ciertas consideraciones ya que el prototipo se construyó en PLA y el diseño final es en su mayoría aluminio. Se generaron múltiples retroalimentaciones al diseño tanto con el diseño virtual como con la construcción del prototipo. Se automatizó el dispositivo utilizando dos motores paso a paso, dos drivers, un microcontrolador y una CPU. Se programó una interfaz gráfica, en Python, con el fin de operar el slit desde una sala de control. Finalmente se comprobó, a través del prototipo, que el principio de funcionamiento del mecanismo de las ventanas funciona.
Abstract in English
In this work, it is shown the process for the conceptual design and construction of a prototype of a neutrons flow shaper, also know as slit, for ANDES instrument. It is a device capable of controlling the exit area of a neutrons flow. Learning of software of CAD design, Solid Edge ST9, and 3D printing, Ultimaer-Cura, was necessary; also learning 3D printing techniques was necessary for the construction of the prototype. Information about general parameters was obtained base on planes available at the beginning of the work, and needs to resolve were identified. The principal problem to solve was the drive mechanism of the slit’s windows that was solved with a selection process of ideas. An integral slit’s prototype was designed and built. Then, this model was adapted to a final design, taking into account that the prototype was built in PLA and the final design is almost all aluminum. Multiply feedbacks were generated to the design by virtual design as well as prototype’s construction. The device was automated using two stepper motors, two drivers, one microcontroller and a CPU. A graphic interface was programmed, on Python, with the purpose to operate the slit from a control room. Finally the prototype was checked that the working principle of mechanism for the windows works.
| Item Type: | Thesis (Integration Project in Mechanical Engineering) |
|---|---|
| Keywords: | Neutrons; Neutrones; Automation; Automatización; RA-10 reactor; Reactor RA-10; Design; Diseño; 3D printing; Impresión 3D |
| References: | [1] DD-LAHN-004: “DESCRIPCIÓN DE SUB-SISTEMAS Y COMPONENTES PRINCIPALES DEL DIFRACTÓMETRO DE NEUTRONES MULTIPROPÓSITO PARA EL REACTOR RA-10”, Capítulo 6.3 – Componentes principales. [2] Sitio web oficial Comisión Nacional de Energía Atómica. Link: https://www.cab.cnea.gov.ar/index.php/proyecto-ra-10. [3] Sitio web oficial LAHN, Instrumentación, ASTOR. Link: http://www.lahn.cnea.gov.ar/index.php/instrumentacion/tomografo. [4] Sitio web oficial LAHN, Instrumentación, ANDES. Link: http://www.lahn.cnea.gov.ar/index.php/instrumentacion/escaner-de-tensionesdifractometro. [5] RQ-LAHN-001/0200: “Especificación de Requerimientos para el Diseño Mecánico del ANDES”, Capítulo 5.6 – Requerimientos. [6] IN-LANH-001/0200: “INGENIERÍA CONCEPTUAL DE DIFRACTÓMETRO DE NEUTRONES MULTIPROPÓSITO PARA EL REACTOR RA-10”, Capítulo 6.3 – Descripción de la óptica neutrónica. [7] “Teoría de máquinas y mecanismos”, J. E. Shigley, J. J. Uicker Jr. McGraw-Hill, 1ra Edición. [8] “Diseño de máquinas, un enfoque integrado”, R. L. Norton. Perason, 4ta Edición. [9] “Roark’s Formulas for Stress and Strain”, Warren C. Young, Richard G. Budynas. McGraw-Hill, 7th edition. [10] LDO Motors 42mm Hybrid Stepper Series, Information Sheet. Link: http://ldomotors.com/uploads/product_attachment/path/6/LDO- 42STH_Info_Sheet.pdf. [11] Driver A4988 Datasheet. Link: https://www.datasheetspdf.com/pdf-file/788474/Allegro/A4988/1 [12] Sitio oficial Arduino Leonardo. Link: https://store.arduino.cc/usa/leonardo |
| Subjects: | Mechanical engineering > Diseño mecánico |
| Divisions: | Gcia. de área de Energía Nuclear > Gcia. de Ingeniería Nuclear > Termohidráulica |
| ID Code: | 840 |
| Deposited By: | Tamara Cárcamo |
| Deposited On: | 15 Mar 2021 08:57 |
| Last Modified: | 15 Mar 2021 08:57 |
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