Mnogi draguljari u svom radu uspješno koriste softverski upravljane glodalice, koje melju vosak za lijevanje, a neki uređaji - i odmah metalne dijelove. U ovom članku ćemo se osvrnuti na 3D printanje kao alternativu i dodatak ovom procesu.

Ubrzati

Prilikom izrade dijela u jednoj kopiji, CNC glodalica pobjeđuje u brzini - rezač stroja kreće se brzinom do 2000-5000 mm / min, a gdje glodalica to može obraditi za 15 minuta, pisač može ispisati dio do sat i pol, ponekad i više.

To vrijedi, međutim, samo za jednostavne i glatke proizvode, kao što je vjenčani prsten jednostavnog oblika i bez uzorka, koji ne zahtijevaju visoku kvalitetu površine, jer. lako se brzo poliraju. Usmjerivač izrezuje složene proizvode sporije kao što ih ispisuje 3D printer, a često i duže - vrijeme obrade može doseći i do šest sati.

Fotografija @ FormlabsJp

Prilikom izrade niza proizvoda odjednom, situacija se dramatično mijenja - u jednom prolazu pisač može ispisati punu platformu šablona - ovo je platforma (na primjer, pisač Form 2) 145x145 mm, i tamo stanu ovisno o veličini modela do 35 komada. Uz brzinu ispisa od 10-30 mm/sat (i ispisuje u slojevima, odmah po cijeloj površini platforme), to daje osjetnu prednost u odnosu na usmjerivač koji izrezuje samo jedan po jedan model – ovaj je ili jedan složeni dio ili više jednostavnih, ravnih, iz jednog cilindričnog voštanog obrasca.

Osim toga, 3D printer može ispisati stablo modela za lijevanje odjednom, bez potrebe da ga sastavite iz zasebnih praznina. Ovo također štedi vrijeme.

Fotografija @ 3d_cast

Točnost i kvaliteta

Točnost pozicioniranja rezača u CNC strojevima doseže 0,001 mm, što je više od one kod 3D pisača. Kvaliteta površinske obrade glodalom ovisi i o veličini samog glodala, a radijus vrha glodala je minimalno 0,05 mm, ali se pomak glodala postavlja programski, obično je to korak trećine ili polovica rezača, odnosno - svi prijelazi su izglađeni.

Fotografija @ slobodni vosak

Debljina sloja pri ispisu na Form 2, najpopularnijem, ali daleko od najpreciznijeg pisača, a time i vertikalna točnost, iznosi 0,025 mm, što je pola promjera vrha bilo kojeg rezača. Promjer njegove zrake je 0,14 mm, što smanjuje razlučivost, ali također omogućuje glatku površinu.

Fotografija @ landofnaud

Općenito, kvaliteta proizvoda dobivenih na fotopolimernom pisaču i vrhu glodalice usporediv. U nekim slučajevima, na jednostavne forme, kvaliteta mljevenog dijela bit će veća. Sa složenošću formi, priča je drugačija - 3D printer je u stanju isprintati nešto što niti jedan router nikada neće izrezati, zbog ograničenja dizajna.

Ekonomija

Fotopolimeri koji se koriste u stereolitografskim pisačima skuplji su od običnog voska za nakit. Veliki komadi voska nakon glodalice mogu se pretopiti u nove zaprege, iako je to također vrijeme i dodatni koraci, ali i ušteda. Mljeveni vosak je jeftiniji, u smislu cijene svakog pojedinačna stavka sličan volumen.

Vosak nije jedini potrošni materijal u radu glodala, rezači se također postupno troše i zahtijevaju zamjenu, traju 1-2 mjeseca intenzivnog rada, ali to ne smanjuje značajno razmak.

Rad glodalice, u smislu cijene proizvedenih proizvoda, je jeftiniji.

Fotografija @ 3DHub.gr

Praktičnost i mogućnosti

Specifičnost glodanja je takva da čak ni na petoosnom stroju glodalo ne može svuda stići. To tjera draguljare da stvaraju kompozitne modele od nekoliko dijelova, koje zatim treba lemiti ili čak prethodno doraditi ručno. 3D printer, s druge strane, može ispisati model proizvoljno složenog oblika, uključujući unutarnje šupljine i složene spojeve, u jednom prolazu.

Kako se ovo događa

Tiskani modeli zalemljeni su na bačvu od voska, zatim se dobivena struktura prelije gipsom ili posebnom otopinom, nakon čega se gotovi oblik zagrijava u peći i zatim puni metalom.

Voštani materijal izgara bez ostataka, dopuštajući metalu da zauzme sav prazan prostor i točno ponovi oblik izratka.

Više detalja:

1. Proces lijevanja započinje ispisom modela i standardnom naknadnom obradom - otisnuti dio se odvaja od nosača, pere, podvrgava ultraljubičastom stvrdnjavanju, po potrebi lagano polira.

2. Nadalje, postupak je sličan onom koji se koristi za lijevanje pomoću uobičajenih šablona. Praznine su zalemljene na voštanu kapiju koja će ih držati u ispravnom položaju i stvoriti kanal za distribuciju metala.

Ako broj i veličina proizvoda dopuštaju, možete preskočiti ovaj korak - ako proizvode tiskate zajedno s lijevom u cjelini.

3. Lijevnik je fiksiran u tikvici za lijevanje. Ako je boca perforirana, rupe treba zatvoriti, na primjer, trakom za pakiranje.

4. Otopina za punjenje se miješa u omjerima koje je naveo proizvođač.

Zatim se ulije u tikvicu s izljevom iznutra. Ulijte pažljivo da ne oštetite model i da ne pomaknete božićno drvce.

5. Tikvica se stavi u vakuumsku komoru na najmanje 90 sekundi kako bi se uklonio sav zrak iz otopine. Zatim se prenosi na mjesto zaštićeno od vibracija, radi brzog skrućivanja.

6. Posude za lijevanje stavljaju se u pećnicu, hladnu ili zagrijanu na 167ºC, te se temperatura postupno podiže dok plastika modela potpuno ne izgori.

Predgrijavanje - predgrijavanje.

Umetnite tikvicu - stavite tikvicu u pećnicu.

Rampa - podići (promijeniti) temperaturu.

Zadrži - zadrži temperaturu (primjer: 3h = 3 sata)

7. Po završetku ovog procesa, metal se ulijeva u kalup.

8. Nakon izlijevanja, kalup se hladi, materijal za punjenje se ispire.

9. Ostaje samo izvući gotova roba, odvojiti ih i lagano ispolirati.

Fotografije proizvoda koje je izradio Top3DShop:

Zaključci:

Obje tehnologije imaju svoje prednosti i nedostatke. Ako zlatarska radionica već ima CNC glodalica, tada će se nositi s većinom zadataka za proizvodnju pojedinačnih primjeraka. Štoviše, ako se izrađuju samo pojedinačne kopije i ne vrlo često, tada stroj pobjeđuje ovdje iu brzini.

Ako nema zadaće razvijanja proizvodnje, povećanja obima posla, obrtaja sredstava, podizanja razine složenosti proizvoda, tada će 3D printer biti samo dodatni financijski teret.

Povećanjem tempa i obima posla, stalnim uvođenjem novih modela, prednosti 3D printera bit će vidljive odmah, u serijska proizvodnja razlika u brzini je značajna. Pisač je teško precijeniti u brzoj izradi prototipa i proizvodnji serija praznina.

Ako poduzeće ispunjava obje vrste narudžbi - i pojedinačne i serijske - bit će učinkovitije i ekonomski isplativije imati oba uređaja na farmi, jer različiti tipovi djela, organski se nadopunjuju.

Oprema

Formlabs obrazac 2

Tehnologija: SLA

Radna komora: 145 x 145 x 175 mm

Debljina sloja: 25-100 mikrona

Laserski fokus: 140 µm

Snaga snopa: 250mW

Cijena: 320 000 rubalja

Form 2 je kompaktni stereolitografski 3D printer koji lako staje na vašu radnu površinu.

Zbog svoje točnosti (25-100 mikrona), vrlo je popularan kod ortodonata i draguljara, jer može ispisati mnogo proizvoda u jednoj sesiji.

Fotografija @ FormlabsJp

Fotopolimer za ispis izgorjelih modela košta 46.000 rubalja za uložak od 1 litre.

3D sustavi Projet MJP 2500

Tehnologija: MJM

Radna komora: 295 x 211 x 142 mm

Razlučivost: 800 x 900 x 790 dpi

Debljina sloja: 32 mikrona

Cijena: 3 030 000 rubalja

Multi-jet printer tvrtke 3D Systems, dizajniran za ispis kalupljenih proizvoda s VisiJet materijalima i funkcionalnih dijelova s ​​plastikom.

MJP je inferioran u odnosu na stereolitografske pisače u pogledu kompaktnosti - puno je veći i ne može se postaviti na radnu površinu, ali to se nadoknađuje brzinom ispisa i većim radnim područjem.

3D sustavi ProJet MJP 3600W Max

Tehnologija: MJM

Radna komora: 298 x 183 x 203 mm

Rezolucija: do 750 x 750 x 1600 DPI

Debljina sloja od: od 16 µm

Točnost ispisa: 10-50 mikrona

Cijena: 7 109 000 rubalja

ProJet 3600W Max je nadograđena verzija ProJet 3500 CPX, specijaliziranog 3D pisača za ispis lijevanog voska. To su industrijski 3D pisači koji se koriste u tvornicama u kontinuiranom radu, s velikom platformom i visoke performanse. Printeri ove serije koriste tehnologiju višemlaznog modeliranja (Multi Jet Modeling, MJM) koja povećava brzinu rada i omogućuje korištenje za to posebno dizajniranih VisiJet materijala.

Tehnologija: DLP (digitalna obrada svjetla)

Područje ispisa: 120×67,5×150mm

Debljina sloja: 25-50 µm (0,025/0,05 mm)

Razlučivost: 62,5 µm (0,0625 mm)

Cijena: od 275 000 rubalja

Hunter je novi DLP 3D printer tvrtke Flashforge. DLP je stereolitografska tehnologija koja koristi projektor umjesto lasera.

Ova tehnologija ima svoje prednosti - DLP ispis je brži i može dati velike detalje u ultra-malim razmjerima. S druge strane, DLP projekcija sastoji se od piksela, ako vam je potrebna savršeno glatka površina, bolje je odabrati SLA pisač, na primjer, Form 2.

Flashforge ​Hunter DLP 3D kompatibilan je s trećom generacijom stereolitografskih smola, što korisniku daje širok izbor materijala za ispis.

Pisač koristi DLP modul vlastiti dizajn proizvođača čije su karakteristike optimizirane posebno za 3D ispis. Ova komponenta ima veću linearnu točnost od konvencionalnog DLP-a dizajniranog za potrošačke video projektore.

Wanhao Duplicator 7 v1.4

Tehnologija ispisa: DLP, 405n

Maksimalna brzina ispisa: 30 mm/sat

Maksimalna površina tiska: 120x68x200 mm

Rezolucija: 2560x1440 piksela po sloju

Točnost: 0,04 mm

Debljina sloja: 0,035-0,5 mm

Težina: 12 kg

Cijena: 35 900 rubalja.

Wanhao Duplicator 7 je jeftin fotopolimerni pisač za isprobavanje stereolitografije. Nedostaci ovog modela su niska stabilnost, niska razlučivost i problemi s ponovljivošću izvan okvira.

Fotografija @

Tehnologija DLP (digitalna obrada svjetla) je u službu 3D printanja ušao relativno nedavno, a prije toga imao je brojne primjene u raznim područjima znanosti, tehnologije i proizvodnje.

DLP je izumljen 80-ih u utrobi tvrtke Texas Instruments, jedan od svjetskih lidera u području mikroelektronike. Bit tehnologije je dobiti takav svjetlosni tok, koji, kada se projicira na određenu površinu, daje željenu sliku poznate rezolucije, uključujući boju. Intuicija sugerira da je za to potrebno sastaviti određeni sustav zrcala i izvora svjetlosti. Samo kako?

Opis tehnologije 3D ispisa Digital Light Processing (DLP).

Srce DLP sustava je poseban uređaj veličine konvencionalnog računalnog procesora - DMD čip (Digitalni mikrozrcalni uređaj). Ovo nije samo silikonski čip, kako se može činiti iz reklamnih brošura, već vrlo složena struktura, koja se odnosi i na tzv. razred mikroelektroničko-mehaničkih sustava (MEMS - Micro-Electronic Mechanical System). Ovaj čip ćete pronaći u mnogim potrošačkim uređajima koji se temelje na ovoj tehnologiji DLP kao što su projektori i televizori. Osim, DLP uspješno se koristi u mjernim i senzorskim uređajima, pametnim sustavima rasvjete, pa čak i za dobivanje svjetlosnih tokova s ​​kontroliranom valnom duljinom. Kao izvor svjetlosti mogu djelovati i svjetiljke (sa žarnom niti, fluorescentne ili LED) i laseri. Valna duljina proteže se od ultraljubičastog do infracrvenog područja. Na industrijskoj razini DMD čipovi proizvodi se od 1996.

Pogledajmo pobliže DMD čip, koji se ponekad naziva i prostorni modulator svjetla. Vizualno, ima ravni pravokutni dizajn:

Stavljajući ga pod mikroskop, vidjet ćemo matricu od milijuna mikrozrcala, od kojih svako ima dimenzije reda veličine 10 mikrona, što je desetina debljine ljudske vlasi.

Evo shematske slike Texas Instruments DLP ćelije:

Svako mikroogledalo može reflektirati nevidljivi i vidljivi spektar svjetlosti i reflektira svjetlost u jednom od dva smjera. Smjer je određen kutom zakreta zrcala. u čipsu Texas Instruments ovaj kut ima vrijednosti -12 ili +12 stupnjeva. Sam smjer se postavlja učitavanjem bita "0" ili "1" u memorijsku ćeliju. Tako se u svaku ćeliju dovodi neovisni tok bitova frekvencije od nekoliko kiloherca, uslijed čega na jednom od izlaza imamo korisnu sliku, a na drugom izlazu se obično nalazi apsorber svjetla.

Vladar DMD čipovi obično uključuje standardni niz dozvola: WVGA (608×684), WXGA (912×1140), XGA (1024×768) i 1080p (1920×1080). Za kontrolu svjetline i boje koriste se različiti rotirajući filtri čija je brzina rotacije sinkronizirana s protokom bitova, no to se ne odnosi izravno na 3D ispis.

Temeljen na 3D printanju DLP pripada klasi aditivnih metoda za stvaranje objekata i vraća se na tehnologije litografije bez maske (Maskless Lithography) s kojim rasti tiskane ploče. Kao što znate, elektronički uređaji svakim danom postaju sve minijaturniji, a za njih je sve teže izraditi tiskane ploče, a tu u pomoć dolazi litografija bez maske. "Prazno" se stavlja u posebnu otopinu do dubine od nekoliko mikrona, nakon čega DLP izvor projicira sliku prema željenoj stazi i rasporedu igle. Na onim mjestima gdje je otopina izložena svjetlu, formira se čvrsti sloj. Za usporedbu, s tehnologijom SLA (Stereolitografija, stereolitografija) laser sekvencijalno zaobilazi zadani presjek, dok u DLP pritom nastaje presjek. Slično tome, uzgaja se trodimenzionalni objekt DLP pisač, kao rješenje koristi se samo tekuća plastika koja se stvrdnjava na svjetlu.

Ljevaonica je jedan od najstarijih tehnoloških procesa poznatih čovječanstvu. Još u brončano doba naši su preci znali promijeniti agregatno stanje rude, rastaliti je u tekući metal, izliti u kalup i dobiti željeni odljev. Krajem 20. stoljeća, pojavom digitalnog modeliranja, a potom i naglim razvojem aditivnih tehnologija, ocrtavaju se kardinalne promjene.

Uloga aditivnih tehnologija

Uzgoj modela i oblika 3D printanjem omogućuje dobivanje rezultata koji su nedostižni klasičnim tehnološkim postupcima. Važna prednost također je značajna ušteda vremena za izradu opreme za modele. Skraćeno vrijeme izrade prototipova i mogućnost izmjena dizajna otvorili su ogromne mogućnosti za pilot proizvodnju.

Zahvaljujući 3D procesima, možete zaboraviti na sve nedostatke tradicionalnog lijevanja. Potonji uključuju:

• dug proizvodni ciklus;
• složenost mehaničke obrade;
• nedovoljna točnost;
• uloga ljudskog faktora.

S druge strane, visoka cijena opreme i materijala za 3D printer, potreba za velikim početnim ulaganjima i ograničenja u veličini proizvoda koji se ispisuju na 3D printeru koče široku primjenu aditivnih tehnologija. Međutim, prognoze su optimistične: s obzirom brz razvoj tehnologije, ti će problemi postupno postati stvar prošlosti. Danas se 3D tehnologije već uspješno koriste u ljevaonicama u inozemstvu iu Rusiji pri izradi kalupa veličine do 50 četvornih metara. cm.

Budući da je lijevanje temelj gotovo svih proizvodnih industrija (strojarstvo, instrumentacija, zrakoplovstvo, automobilska industrija, brodogradnja, nafta i plin), zanimljivo je vidjeti kako aditivne tehnologije pomažu u rješavanju problema moderne ljevaoničke proizvodnje.

Glavne vrste lijevanja metala

U člancima o lijevanju govori se o mogućnostima aditivnih procesa u odnosu na dvije tehnologije:

• lijevanje u pješčano-glinenim kalupima;
• lijevanje školjki.

Lijevanje u pijesku i glini (SCL) je standardizirana tehnologija, najzastupljenija i provjerena, au funkcionalnosti najnaprednija. Industrije koje ga koriste u pravilu su opremljene automatskim linijama za kalupljenje i jezgre, koriste automatsko izlijevanje itd. Lijevanje u PGF karakterizira prisutnost metalne ili drvene opreme za višekratnu upotrebu. Forma koja se iz nje vadi iu koju se zatim ulijeva metal je za jednokratnu upotrebu i izrađena je od posebne pješčano-glinaste kalupne smjese. Postalo je moguće proizvoditi takve forme na 3D printerima. U pravilu se u ovom slučaju koristi CJP tehnologija (inkjet ispis u boji iz kompozita na bazi gipsa).

Lijevanje školjki radi na jedan od dva načina:

• lijevanje na izgorjelim modelima.

Vrlo su slični, ali u isto vrijeme imaju niz razlika - o tome ćemo detaljnije govoriti u sljedećim člancima. glavna značajka Ova tehnologija je da se svaki model koristi jednom za lijevanje jednog proizvoda, a sam kalup, koji se iz njega dobiva, također je jednokratan. Pri implementaciji 3D metoda u ovoj vrsti proizvodnje koristi se:

• voštani tisak - za investicijski lijev;
• tisak fotopolimernom smolom - za lijevanje na spaljenim modelima.

Lijevanje u pješčano-glinenim kalupima pomoću 3D tehnologije

Proces lijevanja u PGF-u počinje stvaranjem matematički model puknuti. Procesni inženjer ili tehnolog ljevaonice određuje liniju razdvajanja, skupljanje, nagib i druge parametre.

Izrada matematičkog modela opreme. Sam zaljev prikazan je sivom bojom, oznake štapa prikazane su plavom bojom

Ti se podaci zatim prenose u pogon za aditive. Razmotrit ćemo primjer ispisa na 3D pisaču, čiji se princip rada temelji na tehnologiji boja. inkjet ispis(CJP). Glavna prednost ove tehnologije je da ako se geometrija modela postavi u komoru za izradu, nekoliko modela može biti ispisano u jednoj operaciji.

Ovako model izgleda u softveru, u virtualnoj komori za izradu i tijekom ispisa

Sljedeći korak je obrada modela. Imajte na umu: radi uštede materijala, model je napravljen šupljim, s unutarnjim rebrima. Ako je potrebno, prazan volumen se puni jednostavnom epoksidnom smolom kako bi se strukturi dala veća krutost. Budući da gips nije konstrukcijski materijal, sam model je impregniran smolom. Nakon toga se površina obrađuje (kitanje i brušenje) i prekriva posebnom bojom za opremu uzorka. Cjelokupni proizvodni ciklus lijevanjem u pješčano-glinenim kalupima ne traje više od tjedan dana. Što se tiče trajnosti, takav je model usporediv s opremom za drvene modele.

Mnogi draguljari u svom radu uspješno koriste softverski upravljane glodalice, koje melju vosak za lijevanje, a neki uređaji - i odmah metalne dijelove. U ovom članku ćemo se osvrnuti na 3D printanje kao alternativu i dodatak ovom procesu.

Ubrzati

Prilikom izrade dijela u jednoj kopiji, CNC glodalica pobjeđuje u brzini - rezač stroja kreće se brzinom do 2000-5000 mm / min, a gdje glodalica to može obraditi za 15 minuta, pisač može ispisati dio do sat i pol, ponekad i više.

To vrijedi, međutim, samo za jednostavne i glatke proizvode, kao što je vjenčani prsten jednostavnog oblika i bez uzorka, koji ne zahtijevaju visoku kvalitetu površine, jer. lako se brzo poliraju. Usmjerivač izrezuje složene proizvode sporije kao što ih ispisuje 3D printer, a često i duže - vrijeme obrade može doseći i do šest sati.

Fotografija @ FormlabsJp

Prilikom izrade niza proizvoda odjednom, situacija se dramatično mijenja - u jednom prolazu pisač može ispisati punu platformu šablona - ovo je platforma (na primjeru pisača) 145x145 mm, i tamo stanu, ovisno o veličini modela do 35 komada. Uz brzinu ispisa od 10-30 mm/sat (i ispisuje u slojevima, odmah po cijeloj površini platforme), to daje osjetnu prednost u odnosu na usmjerivač koji izrezuje samo jedan po jedan model – ovaj je ili jedan složeni dio ili više jednostavnih, ravnih, iz jednog cilindričnog voštanog obrasca.

Osim toga, 3D printer može ispisati stablo modela za lijevanje odjednom, bez potrebe da ga sastavite iz zasebnih praznina. Ovo također štedi vrijeme.

Fotografija @ 3d_cast

Točnost i kvaliteta

Točnost pozicioniranja rezača u CNC strojevima doseže 0,001 mm, što je više od one kod 3D pisača. Kvaliteta površinske obrade glodalom ovisi i o veličini samog glodala, a radijus vrha glodala je minimalno 0,05 mm, ali se pomak glodala postavlja programski, obično je to korak trećine ili polovica rezača, odnosno - svi prijelazi su izglađeni.

Fotografija @ slobodni vosak

Debljina sloja pri ispisu na Form 2, najpopularnijem, ali daleko od najpreciznijeg pisača, a time i vertikalna točnost, iznosi 0,025 mm, što je pola promjera vrha bilo kojeg rezača. Promjer njegove zrake je 0,14 mm, što smanjuje razlučivost, ali također omogućuje glatku površinu.

Fotografija @ landofnaud

Općenito, kvaliteta proizvoda dobivenih na fotopolimernom pisaču i vrhunskim glodalicama je usporediva. U nekim slučajevima, na jednostavnim oblicima, kvaliteta mljevenog dijela bit će veća. Sa složenošću formi, priča je drugačija - 3D printer je u stanju isprintati nešto što niti jedan router nikada neće izrezati, zbog ograničenja dizajna.

Ekonomija

Fotopolimeri koji se koriste u stereolitografskim pisačima skuplji su od običnog voska za nakit. Veliki komadi voska nakon glodalice mogu se pretopiti u nove zaprege, iako je to također vrijeme i dodatni koraci, ali i ušteda. Mljeveni vosak je jeftiniji u odnosu na cijenu svakog pojedinog proizvoda istog volumena.

Vosak nije jedini potrošni materijal u radu glodalice, rezači se također postupno troše i zahtijevaju zamjenu, traju 1-2 mjeseca intenzivnog rada, ali to ne smanjuje značajno zazor.

Rad glodalice, u smislu cijene proizvedenih proizvoda, je jeftiniji.

Fotografija @ 3DHub.gr

Praktičnost i mogućnosti

Specifičnost glodanja je takva da čak ni na petoosnom stroju glodalo ne može svuda stići. To tjera draguljare da stvaraju kompozitne modele od nekoliko dijelova, koje zatim treba lemiti ili čak prethodno doraditi ručno. 3D printer, s druge strane, može ispisati model proizvoljno složenog oblika, uključujući unutarnje šupljine i složene spojeve, u jednom prolazu.

Kako se ovo događa

Tiskani modeli zalemljeni su na bačvu od voska, zatim se dobivena struktura prelije gipsom ili posebnom otopinom, nakon čega se gotovi oblik zagrijava u peći i zatim puni metalom.

Voštani materijal izgara bez ostataka, dopuštajući metalu da zauzme sav prazan prostor i točno ponovi oblik izratka.

Više detalja:

1. Proces lijevanja započinje ispisom modela i standardnom naknadnom obradom - otisnuti dio se odvaja od nosača, pere, podvrgava ultraljubičastom stvrdnjavanju, po potrebi lagano polira.

2. Nadalje, postupak je sličan onom koji se koristi za lijevanje pomoću uobičajenih šablona. Praznine su zalemljene na voštanu kapiju koja će ih držati u ispravnom položaju i stvoriti kanal za distribuciju metala.

Ako broj i veličina proizvoda dopuštaju, možete preskočiti ovaj korak - ako proizvode tiskate zajedno s lijevom u cjelini.

3. Lijevnik je fiksiran u tikvici za lijevanje. Ako je boca perforirana, rupe treba zatvoriti, na primjer, trakom za pakiranje.

4. Otopina za punjenje se miješa u omjerima koje je naveo proizvođač.

Zatim se ulije u tikvicu s izljevom iznutra. Ulijte pažljivo da ne oštetite model i da ne pomaknete božićno drvce.

5. Tikvica se stavi u vakuumsku komoru na najmanje 90 sekundi kako bi se uklonio sav zrak iz otopine. Zatim se prenosi na mjesto zaštićeno od vibracija, radi brzog skrućivanja.

6. Posude za lijevanje stavljaju se u pećnicu, hladnu ili zagrijanu na 167ºC, te se temperatura postupno podiže dok plastika modela potpuno ne izgori.

Predgrijavanje - predgrijavanje.

Umetnite tikvicu - stavite tikvicu u pećnicu.

Rampa - podići (promijeniti) temperaturu.

Zadrži - zadrži temperaturu (primjer: 3h = 3 sata)

7. Po završetku ovog procesa, metal se ulijeva u kalup.

8. Nakon izlijevanja, kalup se hladi, materijal za punjenje se ispire.

9. Ostaje samo ukloniti gotove proizvode, odvojiti ih i lagano polirati.

Fotografije stvorenih proizvoda:

Zaključci:

Obje tehnologije imaju svoje prednosti i nedostatke. Ako radionica za nakit već ima CNC glodalicu, tada će se nositi s većinom zadataka izrade pojedinačnih primjeraka. Štoviše, ako se izrađuju samo pojedinačne kopije i ne vrlo često, tada stroj pobjeđuje ovdje iu brzini.

Ako nema zadaće razvijanja proizvodnje, povećanja obima posla, obrtaja sredstava, podizanja razine složenosti proizvoda, tada će 3D printer biti samo dodatni financijski teret.

Povećanjem tempa i obima posla, stalnim uvođenjem novih modela, prednosti 3D printera bit će uočljive odmah, u masovnoj proizvodnji razlika u brzini je ozbiljna. Pisač je teško precijeniti u brzoj izradi prototipa i proizvodnji serija praznina.

Ako poduzeće ispunjava obje vrste naloga - i pojedinačne i serijske - bit će učinkovitije i ekonomski isplativije imati oba uređaja na farmi, za različite vrste rada, oni će se organski nadopunjavati.

Oprema

Formlabs

Tehnologija: SLA

Radna komora: 145 x 145 x 175 mm

Debljina sloja: 25-100 mikrona

Laserski fokus: 140 µm

Snaga snopa: 250mW

Cijena, utrljati

Form 2 je kompaktni stereolitografski 3D printer koji lako staje na vašu radnu površinu.

Zbog svoje točnosti (25-100 mikrona), vrlo je popularan kod ortodonata i draguljara, jer može ispisati mnogo proizvoda u jednoj sesiji.

Fotografija @ FormlabsJp

Fotopolimer za ispis izgorjelih modela košta rubalja za uložak od 1 litre.

3D sustavi

Tehnologija: MJM

Radna komora: 295 x 211 x 142 mm

Razlučivost: 800 x 900 x 790 dpi

Debljina sloja: 32 mikrona

Cijena: rubalja

Multi-jet printer tvrtke 3D Systems, dizajniran za ispis kalupljenih proizvoda s VisiJet materijalima i funkcionalnih dijelova s ​​plastikom.

MJP je inferioran u odnosu na stereolitografske pisače u pogledu kompaktnosti - puno je veći i ne može se postaviti na radnu površinu, ali to se nadoknađuje brzinom ispisa i većim radnim područjem.

3D sustavi

Tehnologija: MJM

Radna komora: 298 x 183 x 203 mm

Rezolucija: do 750 x 750 x 1600 DPI

Debljina sloja od: od 16 µm

Točnost ispisa: 10-50 mikrona

Cijena: rubalja

ProJet 3600W Max je nadograđena verzija ProJet 3500 CPX, specijaliziranog 3D pisača za ispis lijevanog voska. To su industrijski 3D printeri koji se koriste u tvornicama u kontinuiranom radu, s velikom platformom i visokim performansama. Printeri ove serije koriste tehnologiju višemlaznog modeliranja (Multi Jet Modeling, MJM) koja povećava brzinu rada i omogućuje korištenje za to posebno dizajniranih VisiJet materijala.

Novi vosak koji se koristi u njemu je vrlo izdržljiv, modeli iz njega se ne lome u rukama kada se odvoje od platforme ili slučajno ispadnu, što se dogodilo s modelima ispisanim iz njegovog prethodnika - Hi Cast.

Materijal košta rubalja za 1,7 kg

275 000 rub

Hunter je novi DLP 3D printer tvrtke Flashforge. DLP je stereolitografska tehnologija koja koristi projektor umjesto lasera.

Ova tehnologija ima svoje prednosti - DLP ispis je brži i može dati velike detalje u ultra-malim razmjerima. S druge strane, DLP projekcija sastoji se od piksela, ako vam je potrebna savršeno glatka površina, bolje je odabrati SLA pisač, na primjer, Form 2.

Flashforge ​Hunter DLP 3D kompatibilan je s trećom generacijom stereolitografskih smola, što korisniku daje širok izbor materijala za ispis.

Pisač koristi DLP modul vlastitog dizajna proizvođača, čije su karakteristike optimizirane posebno za 3D ispis. Ova komponenta ima veću linearnu točnost od konvencionalnog DLP-a dizajniranog za potrošačke video projektore.

wanhao

Tehnologija ispisa: DLP, 405n

Maksimalna brzina ispisa: 30 mm/sat

Maksimalna površina tiska: 120x68x200 mm

Rezolucija: 2560x1440 piksela po sloju

Točnost: 0,04 mm

Debljina sloja: 0,035-0,5 mm

Težina: 12 kg

Cijena: rubalja.

Wanhao Duplicator 7 je jeftin fotopolimerni pisač za isprobavanje stereolitografije. Nedostaci ovog modela su niska stabilnost, niska razlučivost i problemi s ponovljivošću izvan okvira.

Fotografija @

1

Razmatra se metoda dobivanja master modela (RP-prototipova) sintezom sloj-po-sloj za odlijevanje na spaljene modele metodom sterolitografije korištenjem tehnologije Digital Light Processing. Utvrđuje se mogućnost dobivanja modela s unutarnjom podesivom staničnom strukturom u obliku tipične Wigner–Seitz elementarne ćelije. Kao početni materijal korišten je umreženi fotoosjetljivi polimer Envisiontec SI500. U ovom radu dizajniran je računalni 3D model u STL formatu te je dobiven prototip koji predstavlja ljusku ispunjenu podesivom ćelijskom strukturom. Određeni su optimalni režimi osvjetljenja i debljina osvijetljenog sloja uzorka, pomoću kojih je moguće kontrolirati dimenzije mostova stanične strukture. Prisutnost u modelu strukture u obliku niza ćelija u budućnosti će značajno smanjiti količinu korištenog materijala i smanjiti pritisak na keramičku ljusku kada se ukloni.

digitalna obrada svjetla

modeli sinteze

struktura saća

fotopolimer

glavni model

1. Vasiljev V.A., Morozov V.V. Izrada čeličnih odljevaka prema fotopolimernim modelima pečenjem u kalupu / Int. NTC " Suvremena pitanja metalurška proizvodnja”. sub. raditi. - Volgograd. 2002. - S. 336-337.

2. Vasiljev V.A., Morozov V.V., Šiganov I.N. Korištenje metoda sloj-po-sloja oblikovanja trodimenzionalnih objekata u ljevaoničkoj proizvodnji // Vestnik mašinostroeniya. 2001. - Broj 2. - S. 4–11.

3. Evseev A.V. Operativno oblikovanje trodimenzionalnih objekata laserskom stereolitografijom [Tekst] / A.V. Evseev, V.S. Kamaev, E.V. Kotsyuba i drugi // Sat. Zbornik radova IPLIT RAS. – Str. 26–39.

4. Zlenko M.A. Aditivne tehnologije u strojarstvu [Elektronički izvor]: tutorial za visoka učilišta u smjeru izobrazbe magistara "Tehnološki strojevi i oprema" / M.A. Zlenko, A.A. Popović, I.N. Mutylin. [SPb., 2013] URL: http://dl.unilib.neva.ru/dl/2/3548.pdf

5. Zlenko M. Tehnologije brze izrade prototipa - sloj-po-sloj sinteza fizičke kopije temeljene na 3D CAD modelu // CAD/CAM/CAE Observer. 2003. broj 2 (11). str. 2–9.

6. Skorodumov S.V. Tehnologije sloj-po-sloj sinteze tijekom stvaranja volumetrijski modeli za nabavna proizvodnja. // Bilten strojarstva. - 1998. - br. 1. - S. 20–25.

7.S.O. Onuh., Y.Y. Jusuf. Tehnologija brze izrade prototipova: primjene i prednosti za brzi razvoj proizvoda. // Journal of Intelligent Manufacturing. 1999.V.10.PP. 301 - 311 (prikaz, stručni).

Suvremeni 3D računalni sustavi projektiranja mogu značajno smanjiti vrijeme i troškove utrošene na razvoj i dizajn novih dijelova. Prijelaz na digitalni opis proizvoda - CAD i rezultirajuća RP tehnologija (RP tehnologija za brzu izradu prototipa) revolucionirali su ljevaoničku industriju, posebno u visokotehnološkim industrijama - zrakoplovstvo i svemirska industrija, nuklearna industrija, medicina i instrumentacija. tradicionalne tehnologije, korištenje nove metode za dobivanje modela sinteze lijevanja zahvaljujući tehnologijama sloj-po-sloja sinteze fotopolimernog materijala omogućile su radikalno smanjenje vremena za stvaranje novih proizvoda, poboljšanje kvalitete i točnosti lijevanih dijelova i smanjenje odbijanja.

U većini slučajeva, RP prototipovi se koriste kao uzorci za livenje u ljevaonicama za proizvodnju visokopreciznih i geometrijski složenih metalnih odljevaka. Korištenje RP-modela kao spaljenih modela u procesima lijevanja omogućuje dobivanje geometrijski složenih metalnih odljevaka s točnošću od najmanje 12 kvalitete i prosječnom hrapavošću površine od 7Ra. Međutim, korištenje modela sinteze (RP prototipovi) često je popraćeno pucanjem i naknadnim razaranjem kalupa za lijevanje u fazi visokotemperaturnog uklanjanja mase modela.

Glavni razlog razaranja keramičkih kalupa u procesu vađenja injekcijskog kalupa povezan je s razlikom u termomehaničkim svojstvima keramičke ljuske i materijala prototipa. Jedan od načina smanjenja kontaktnih naprezanja između modela odljevka i keramičkog kalupa u procesu toplinskog izlaganja je zamjena monolitnog modela modelom ekvivalentnog oblika, a to je ljuska sa ćeličastim punilom unutarnje šupljine kao nosivi okvir koji sprječava gubitak stabilnosti ljuske zbog učinaka zaostalih naprezanja. Projektiranje takvih modela sinteze uključuje izbor oblika i geometrijskih parametara ćelije, koji s jedne strane osiguravaju minimalnu razinu kontaktnih naprezanja, a s druge strane održavaju zadane parametre točnosti modela polimera. tijekom cijelog procesa izrade i oblikovanja.

Svrha ovog rada je proučavanje mogućnosti dobivanja prototipova RP s unutarnjom podesivom strukturom u obliku ćelija tipa Wigner-Seitz.

Materijali i metode istraživanja

Početni materijal je Envisiontec SI500 umreženi polimer koji se koristi u procesu stereolitografije. Za dobivanje prototipovi s podesivom unutarnjom strukturom, u ovom smo radu koristili tehnološki proces stereolitografija čija je shema prikazana na slici 1. Osnovna razlika u odnosu na klasičnu stereolitografiju je odstupanje od sheme s laserom za pokretanje reakcije fotopolimerizacije i njegova zamjena s nekoliko digitalnih video projektora koji koriste Digital Light Processing (DLP) tehnologija. Programer ove tehnologije je Enviziontec (Njemačka). Kao polazni materijal za izradu modela koristi se akrilni fotopolimer. Bit procesa je korištenje "maske" svakog trenutnog dijela modela, projiciranog na radnu platformu kroz poseban sustav vrlo malih ogledala pomoću reflektora (koji sadrži dvije svjetiljke s visokom svjetlinom). Platforma se nakon osvjetljavanja sloja spušta točno na debljinu sljedećeg sloja u kadu s tekućim polimerom. Formiranje i izlaganje svakog sloja vidljivom svjetlu događa se relativno brzo. Ovo objašnjava velika brzina građevni modeli (u prosjeku 1 cm po satu visine s konstrukcijskim korakom od 50 µm).

Riža. 1. Shema rada stereolitografskog stroja pomoću DLP tehnologije: 1 - projektor; 2 - fotomaska; 3 - mehanizam za poravnanje polimera; 4 - kupka s tekućim polimerom; 5 - spuštena baza; 6 - model stvrdnutog polimera

Kada se koristi korak od 25 μm, na modelima praktički nema koraka iz slojeva, tipičnih za sve tehnologije sinteze sloj po sloj. Ova mogućnost omogućuje dobivanje proizvoda visoke kvalitete površine s hrapavošću do Ra0,1 i točnosti dimenzija do 0,1 mm.

Rezultati istraživanja i rasprava

Envisiontec Perfactory XEDE korišten je za proizvodnju prototipova s ​​unutarnjom podesivom strukturom. Radilo se na modeliranju uzorka, koji je ljuska debljine stijenke 0,5 mm, ispunjena ćelijskom podesivom strukturom (slika 3). Za popunjavanje unutarnjeg volumena uzorka korištena je elementarna jedinična ćelija Wigner-Seitza, koja je niz u STL datoteci. Eksperimenti su provedeni pri različitim parametrima vremena izlaganja uzorka svakog sljedećeg polimerizirajućeg sloja od 6,5 do 18 s.

Riža. 3. CAD model kockaste ljuske ispunjene strukturom saća

Kao rezultat obavljenog rada dobiven je prototip s debljinom stijenke ljuske 0,5 mm, ispunjen ćelijskom strukturom od fotopolimernog materijala SI500 (slika 4). Vrijeme ekspozicije svakog sloja je 18 s (i ljuske i stanične strukture s debljinom mosta od 0,5 mm).

Riža. 4. Prototip s organiziranom staničnom strukturom

Variranjem parametara osvjetljenja sloja polimerizirajućeg materijala moguće je dobiti ćelije s debljinom mosta u rasponu veličina od 0,12 do 0,5 mm.

Zaključak

Utvrđena je tehnološka mogućnost razvoja tehnologije za dobivanje složenih geometrijskih objekata s unutarnjom podesivom ćelijskom strukturom. Potencijalna primjena ove tehnologije moguća je u ljevaoničkoj industriji, točnije u lijevanju izgorenih uzoraka. Zamjenom monolitnog master modela modelom koji predstavlja ljusku s unutarnjom podesivom strukturom u obliku ćelija, moguće je izborom debljine, oblika i veličine ljuske smanjiti pritisak sastava izgorjelog modela na keramički kalup. stanica.

Recenzenti:

Sirotenko L.D., doktor tehničkih znanosti, profesor, Nacionalno istraživačko politehničko sveučilište u Permu, Perm;

Khanov A.M., doktor tehničkih znanosti, profesor, Nacionalno istraživačko politehničko sveučilište u Permu, Perm.

Bibliografska poveznica

Šumkov A.A. STVARANJE MASTER MODELA SLOJEVNO-SLOJNOM SINTEZOM FOTOPOLIMERA // Suvremeni problemi znanosti i obrazovanja. - 2015. - br. 2-1 .;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=20538 (datum pristupa: 01.02.2020.). Predstavljamo vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"