Изготовление матриц для литья силикона
Краткая предыстория. Стала перед нами задача: изготовить энное количество резиновых кнопок от ключей автомобиля по образцу. Пробовали мы их печатать на 3D принтере из резинового филамента, но качество не устроило. Тогда-то и пришла мысль реверсировать технологию литья в силикон. Что из этого вышло, читайте под катом.Очень много фото.
Обзор технологий
Литьё пластмасс под давлением
Не совсем резина, но суть та же: специальная машина — термопластавтомат (ТПА) — доводит сырье (2) до температуры плавления и через выходную фильеру (3) впрыскивает расплав в пресс-форму (4,6). Как правило, в качестве исходного сырья используются термопласты.
Плюсы: технологичность, высокая скорость получения изделия, широчайший перечень материалов, высокое конечное качество, высочайшая степень детализации. Минусы: сюда же — технологичность, неоправданно высокая стоимость для домашнего применения, большое потребление электроэнергии, окупаемость исключительно на больших тиражах.Технология проста и изящна, кто желает ознакомится подробнее, может пройти по ссылкам в заголовке, ну а здесь приведу краткое описание. Мастер-модель помещают в ванночку и заливают жидкой силиконовой смесью, спустя некоторое время силикон затвердевает. Получившееся абы-что разрезают и достают из него мастер-модель. Благодаря своим физическим свойствам, силикон сразу же принимает изначальную форму с пустотелостью в виде мастер-модели, куда и следует заливать что угодно твердеющее. Затвердевшее что угодно, извлекают тем же путем, что и мастер-модель.
Плюсы: простота, дешевизна, повторяемость. Минусы: не все так просто, пузыри в изделии, местами довольно длительный процесс, ограниченный спектр материалов, грязища — потом ходишь и ко всему прилипаешь.Итак, поехали! Потренировавшись немного на кошках, было принято решение изготовить матрицу не на основе силикона, а на основе тех же пластиков, что льют в эти самые силиконы. Принцип здесь тот же: два компонента реактопласта смешиваем между собой и заливаем в готовую матрицу до отверждения. Есть ряд причин, почему я решил не использовать силикон в качестве матрицы. Во-первых, даже при использовании большого количества разделяющей смазки не всегда удавалось нормально оторвать модель от матрицы, несколько штук пришлось выкинуть. Во-вторых, силиконовые матрицы довольно быстро приходят в негодность, особенно если их кипятить для ускорения процесса полимеризации. В-третьих, силикон все же деформируется, особенно если выжимать пузырьки воздуха вручную, а не компрессором. В-четвертых, у меня было много пластика и мало силикона, правда, после нескольких неудачных попыток успеть влить смесь в матрицу до ее полимеризации, ситуация изменилась на противоположную. Ну и в-пятых, просто хотелось ‘как на заводе’. Классическая пресс-форма состоит из матрицы (как правило, нижняя часть) и пуансона (обычно верхняя, создающая давление, часть). Начать я решил с изготовления матрицы, в которую и будет ‘влита’ мастер-модель.
Сразу прошу прощения за возможную скрытую рекламу на визитках, постарался все убрать пот каты, изначально не ставилась цель размещать пост здесь. Как видно, сама деталь небольшая, а значит в качестве опалубки можно использовать ламинированные визитки. Ламинация, помимо эстетически гладкой поверхности, позволяет обойтись без использования разделяющего состава. Отталкиваясь от предыдущего опыта, я решил что модель будет не просто лежать задней частью на визитке, а на небольшом пластилиновом возвышении. В результате изделие будет как бы утоплено в ванночке, что даст дополнительную возможность избежать пузырей.
Ванночка наизнанку
Заклеиваем отверстия
Результат
На фото часть резьбы закрыто трубкой, это ответная часть пуансона.
Поскольку очень сложно на глаз выставить параллельность шпилек, на другой визитке я продырявил в тех же местах отверстия и собрал что-то вроде вот такого каркаса:
Результат с опалубкой будет выглядеть уже так:
В качестве непосредственно материала для заливки я использовал то, что рекомендовал продавец со словами: ‘Держит 120 по цельсию и твердеет за три минуты’. Собственно, сие представляет картонную коробочку с двумя баночками желтого и синего цветов по пол-литра каждая. Жижа в баночках прозрачная, одна жиже другой. Ну то есть содержимое синей банки более густое, а содержимое желтой банки имеет желтоватый оттенок. После полимеризации состав теряет прозрачность и становиться, даже и не знаю как выразиться иначе, но нежно белым. Хим состав толком не известен, на желтой написано: 4,4′-Methylenebis(phenyl isocyanate) и предупреждение о срочной и неумолимой гибели в самых страшных муках, если вдруг что. Зато синяя баночка нам сообщает, что ‘No hazardous ingridients’, но WARNING таки имеется и на ней. Так или иначе, но детей Советского Союза не запугать такими пустяками, а значит работать будем с тем, что имеем.
Мешать все это дело необходимо в пропорции один к одному, что чертовски удобно, в отличии от силикона, в который надо влить 3-4% катализатора. Поди отмерь, когда конечное изделие весит полграмма!Если смешивать в любых пропорциях разные варианты содержимого из всех четырех баночек (желтой, синей, силикон и катализатор силикона), то не произойдет ровным счетом ничего. Ибо фазы жидкостей не совпадают и они не смешиваются. Зато, если смешать все вместе, да еще и в нужных пропорциях, мы получим невнятную массу, похожую на очень хрупкий пенополиуретан.Итак, поехали!
Готовим пропорции:
Смешиваем:
При помощи банки и компрессора от холодильника обезгаживаем (избавляемся от газов то бишь) :
…не успеваем ничего сделать. Смесь затвердела.Зато теперь у меня есть красивое абы-что и минус одна пятая пластика:
Это, кстати, весьма важный момент: необходимо точно знать и быть уверенным в том, что именно ты собрался делать. Если весь процесс выполняется вручную, включая смешивание, дегазацию, переливание туда-сюда, надо понимать, что время жизни смеси должно быть достаточным для выполнения всех этих процедур. Ну и масса мелких моментов, которые сложно предусмотреть, не имея печального опыта или совета бывалых. Например, камера дегазации. Я ее собрал на коленке из компрессора от холодильника и стеклянной банки с крышкой. Вроде ничего сложного, но сразу же вылезла масса багов. Первое — из банки невозможно достать руку, если в это время держать стаканчик.
Второе — шланг от компрессора входит ровно в центр крышки от банки, соответственно, при нормализации давления воздух с силой бьет ровно в центр смеси. Как результат, минус вторая пятая часть пластика и белые, непрозрачные стенки банки. Третье — шланг короткий и твердый, так и норовит опрокинуть мелкую и легкую баночку с содержимым. Минус третья пятая пластика. Разумеется, после этого я все свои действия стал продумывать наперед, с различными вариантами развития событий. В результате кое-чего смог таки добиться:
Очистить от пластилина и полюбоваться результатом:
Поставить на место мастер-модель
И собрать новую опалубку:
Сюда мы будем заливать смесь, которая сформирует пуансон, это ответная часть матрицы. Разумеется, чтобы шпильки не залило пластиком, на них насажены трубки. При желании, их потом можно вытянуть из пуансона. Нутро необходимо смазать разделительным составом, я для этого использую восковой раствор в форме спрея.Результат после снятия опалубки:
Небольшая обработка и вот результат:
Пару слов о пластике. В процессе полимеризации пластик может довольно сильно греться, причем нагрев ускоряет реакцию. Соответственно, чем больший объем смешиваем, тем больше тепла выделяется и тем быстрее твердеет смесь. Это надо учитывать. Промежуточная стадия — гель — длится буквально минуту, на этом этапе еще есть возможность исправить небольшие огрехи. После полной полимеризации получается изделие, напоминающее по фактуре слоновую кость. Он легче ABS и менее прочен, вроде температуру держит лучше. Легко обрабатывается механически, клеится, красится (лучше использовать краситель в процессе смешивания компонентов), тонет в воде, горит. При сильном нагреве сначала переходит в менее твердую фазу, затем становится очень пластичным. Но не текучим! То есть его нельзя мять, иначе он просто треснет. При деструктивном перегреве пластик начинает крошиться, внезапно превращается в текучую массу, становится прозрачным и меняет свой цвет на цвет жженого сахара. Вонища и все такое конечно присутствует. Можно ли его использовать в качестве замены термопластов? Смотря для чего, но в общих случаях да, а учитывая тот факт, что это не самый прочный вариант из существующих на рынке — однозначно можно.Ну и теперь то, ради чего все это дело затевалось — изготовление силиконовых копий. Поскольку, силикон был у меня только белый,..
Собственной персоной:
…а кнопки нужны черные, пришлось импровизировать с тонером от лазерного принтера:
Я уже упоминал о сложностях с подбором соотношения силикон/катализатор, здесь выручил инсулиновый шприц. Все это дело я размешал и получившуюся каку намазал сперва на пуансон, а затем остатки влил в матрицу, где и пригодилась ‘впуклость’, которую я сделал из пластилина.
Спустя 10 минут:
Результат после обрезки: ВыводыТехнология рабочая, сложного ничего нет, материалы доступные. Для дома или мелких серий отличный вариант. Для больших изделий подходит так же, как и термопласты. Очень серьезный минус — это грязюка. Может это я такой свин, но тот факт, что я обгадил донельзя свое рабочее место, очень расстраивает.
вакуумное литье пластмасс в силикон / Top 3D Shop corporate blog / Habr
Для тех, кто не смог посетить Top 3D Expo, рассказываем о мелкосерийном производстве пластиковых деталей методом вакуумного литья в силикон, мастер-класс по которому был организован на конференции с помощью наших друзей из «Фолипласт».
Видео
Схема мелкосерийного производства из пластмассы
Сначала производится 3D-сканирование необходимой детали, далее — создается 3D-модель и, с помощью одного из методов 3D-печати, изготавливается прототип/мастер-модель, на основании которой уже можно получить, с помощью вакуумно-литьевых систем и силиконовой оснастки, партию готовых полиуретановых деталей.
Назначение технологии вакуумного литья
На текущий момент серийность всех изделий по России снижается и находится в области мелких/средних серий. Таким образом, технология вакуумного литья стала востребована для производства таких серий.
Преимущества вакуумного литья
Главное преимущество — очень короткие сроки изготовления, после создания 3D-модели, и использование материалов с различными свойствами, в том числе и двухкомпонентных полиуретанов, которые имитируют основные пластмассы и резину. При этом изделия не имеют внешних отличий и полностью соответствуют изделиям изготовленным на традиционном термопластавтомате (ТПА) из классичего материала, и подойдут для отработки технологии. Фактура поверхности зависит от технологии 3D-печати прототипа. Соответственно, если вы хотите получить качество как после ТПА, то необходима доводка прототипа. В большинстве случаев это ручной труд и для его сокращения мы используем технологию стереолитографии в 3D-печати прототипов.
Оборудование
Мы сосредоточились на двух производителях вакуумных литьевых систем — это немецкая компания KLM и китайская компания WINGS TECHNOLOGY. В таблице выделены зеленым цветом самые основные/важные параметры, на которые следует обратить внимание при подборе оборудования.
Вакуумные литьевые системы KLM, Германия
Вакуумные литьевые системы WINGS TECHNOLOGY, Китай
Вспомогательное оборудование
При изготовлении силиконовых форм и литье в них используется вспомогательное оборудование — термошкаф (нагревание материалов до 40 градусов перед заливкой, полимеризация при 60/70/80 градусах), вакуумный миксер (для изготовления силиконовой оснастки — одновременное вакуумирование и перемешивание силикона, удаление пузырьков воздуха из силикона), дозатор силикона (автоматическая дозировка и подача силикона).
Материалы
Используются полиуретаны и силиконы для литья. На рынке достаточно большое количество компаний предлагающих материалы, основные производители представлены ниже.
Вакуумно-литьевая машина изнутри
Машина состоит из следующих основных элементов:
Вакуумный шкаф. Конструкция из нержавеющей стали, выкачивает воздух из рабочей камеры.
2. Литьевая система, состоящая из двух чашек, А и Б, каждая для своего компонента, а также системы подачи и смешивания.
Устройство литьевой системы:
Технология
Технология вакуумного литья состоит из следующих основных этапов:
1. Мастер-модель, подготовка:
2. Создание линии разъема:
3. Литниковая система:
4. Сборка контейнера:
5. Заливка мастер-модели силиконом
6. Разборка контейнеров
7. Разрезание формы, извлечение мастер-модели
Необходимо использовать вакуумирование для извлечения влаги из компонентов, иначе полиуретан может начать кипеть. Используются практически безусадочные компоненты мы можем получить 14 квалитет точности на изделиях. Пока ни один из видов 3D-печати не может предложить такое качество изделий из пластмассы, как вакуумное литье при мелком или серийном выпуске. Начиная от 3-5 изделий, экономически более выгодно использовать вакуумное литье вместо 3D-печати.
Демонстрация технологии
Демонстрируем изготовление изделия на компактной машине HVC-M.
В термопечи разогреваем силиконовую форму.
Обрабатываем силиконовую форму разделительным составом (силиконовый спрей).
Закладываем в форму металлические стержни, для формирования достаточно точных отверстий на изделии.
Собираем и закрепляем форму металлическими скобами с помощью степлера. Стойкость формы — порядка 25 циклов, можно увеличить количество циклов до 50-70, если не так важна геометрическая точность размеров изделий.
Наносим скотч, для предотвращения вытекания излишков полиуретана из формы через линию разъема.
Размещаем воронку.
Подготавливаем требуемое количество необходимых компонентов (масса заливки составляет 120 грамм — для этого необходимо 40 грамм компонента А и 80 грамм компонента Б.
Закладываем чашку с компонентом А в камеру и монтируем смесительную лопатку.
Готовим компонент Б и закладываем чашку с компонентом в камеру.
Закрываем камеру и включаем вакуум (вакуумирование продолжается около 10 минут).
Процесс подготовки завершен. Производим смешивание компонентов и засекаем 2,5 минуты.
Смесь готова к заливке в форму. Переворачиваем чашу с компонентом Б вниз с помощью поворота тумблера и компоненты через воронку поступают в форму.
Выключаем вакуум и наблюдаем как воздух выходит из формы, компоненты заполняют ее.
Нагнетаем воздух в камеру.
Процесс заливки закончен.
Открываем вакуумный шкаф и размещаем форму в термошкафу для последующей полимеризации, которая занимает около 30 минут для данного материала.
Наша отливка готова. В идеале, ее необходимо обдуть холодным воздухом, так как она еще эластична.
Мы получили функциональное готовое изделие с необходимой фактурой поверхности, необходимого нам цвета, необходимыми физико-механическими свойствами, у которой осталось удалить облой и элементы литниковой системы.
Различия между классическим и автоматизированным вакуумным литьем
Классическая схема вакуумного литья
Автоматизированная схема вакуумного литья
На текущий момент широко используется автоматизированная схема вакуумного литья. Дозировка, подача, подготовка, вакуумирование смеси и заливка в форму происходят в автоматическом режиме, в одном узле. Такая схема позволяет в разы сократить цикл заливки, то есть — 4 минуты в автоматическом варианте, против 12 минут в классическом. Весь процесс сокращается, примерно, в 1,6 раза.
Автоматизированные литьевые машины:
Полностью автоматизированная линия вакуумного литья. В России пока таких линий нет, но можно заказать:
Схема автоматической линии вакуумного литья:
Вакуумное литье пластика в силикон — оптимальный способ производства малых и средних партий изделий, твердо занимающий свои позиции между 3D-печатным прототипированием и фабричным серийным производством и обеспечивающий разумную стоимость изделий при сохранении высокого качества.
Заказать штучное и малосерийное вакуумное литье пластика в силикон, а также приобрести оборудование и материалы для него можно в Top 3D Shop — подберем оптимальный вариант под любые задачи.
Литье в силиконовые формы пластмасс, пластика и полиуретана
Литье пластмассы в форму из силикона – одна из технологий получения готовых пластмассовых изделий. Она отличается от промышленного производства малым количеством получаемого готового продукта. Мелкосерийное литье пластмасс является более дешевым (в сравнении с другими способами производства) и позволяет получать готовые изделия такого же вида, как оригинал.
Необходимые материалы
Заливка пластмассы в форму
Перед началом заливки, необходимо подготовить материалы, которые будут использоваться в процессе. В первую очередь нужно иметь силикон. Именно из него изготавливается форма, в которую в последующем будет заливаться пластмасса. Подойдет силиконовый герметик, отличающийся низкой стоимостью.
Однако для создания пластмассовых изделий лучше выбрать двухкомпонентный продукт. Такое вещество изначально производиться для изготовления формочек. Следует обратить особое внимание на вязкость материала – чем она меньше, тем лучше будет происходить заливка.
Материалом для заливки выступает пластмасса. При ее выборе нужно ориентироваться на срок работы и, как и в предыдущем случае, на параметр вязкости. Под сроком работы подразумевается время, в течение которого материал затвердеет и, соответственно, производить дальнейшие работы с ним станет невозможно. Для литья в домашних условиях необходимо подбирать продукт, затвердевающий не менее пяти минут (на больших производствах используются материалы, остывающие за две минуты).
Кроме вышеозначенных компонентов, понадобится также состав для разделения и пластилин. В случае использования двухкомпонентного силикона, состав необходим только для разделения половинок формочки. Пластилин же является строительным материалом.
Таким образом, перед тем как осуществлять литье полиуретана, нужно подготовить:
- силикон;
- саму пластмассу;
- состав для разделения;
- пластилин.
После того как все элементы будут собраны, можно начинать. Первый этап – создание силиконовой формочки, в которую будет вливаться материал.
Создание формы
Перед тем, как создавать формочку, следует убедиться в том, что все выбранные компоненты подходят. Так, силикон должен хорошо сниматься, в противном случае придется применять разделительный состав.
Время затвердевания пластмассы должно быть достаточным для проведения всех работ. После тщательной проверки можно начинать создание емкостей для литья в силиконовые формы. Если же пропустить этот подготовительный этап, можно испортить оригинал, копию которого нужно сделать.
Весь процесс создания силиконовой формочки состоит из следующих этапов:
- Необходимо подготовить плоскую поверхность. Далее по ней следует распределить пластилин (ровным слоем) и сильно вдавить в него деталь, копию которой нужно произвести.
- После следует хорошо придавить пластилин к вдавленной детали. Это позволит отпечататься на нем всем выпуклостям, которые есть у оригинала. Важна плотность прилегания пластилина к детали, поскольку при ее отсутствии силикон в будущем может затечь под него.
- Далее изготавливаются пластилиновые стенки (на расстоянии не менее пяти сантиметров от детали). В полу образовавшейся формы проделывается несколько несквозных отверстий.
- Следующий этап – приготовление силикона. Если он двухкомпонентный, необходимо смешать густую белую массу с катализатором в соотношении десять к одному. Делать это лучше в перчатках. Следует избегать попадания силикона на открытые участки тела.
- Готовый силикон заливается в ранее изготовленную емкость. Заливать вещество необходимо в медленном темпе. После того как емкость будет заполнена, следует дать веществу остыть. В зависимости от вида силикона, это может занять от десяти минут до часа.
- Когда вещество засохнет, необходимо снять с него весь пластилин. Сначала удаляются стенки, после этого пол.
- После приготовления первой части формочки, необходимо создать вторую. Для этого следует поставить готовую половину на плоскую поверхность и построить стенки из пластилина, которые должны возвышаться над готовой деталью не менее чем на пять миллиметров. После этого – повторить все действия. Для того чтобы половинки не склеились, необходимо покрыть силикон первой детали составом для разделения.
Изготовление силиконовых форм для литья на этом заканчивается. Можно переходить к заливке.
Заливка
Наиболее простым методом является обычная заливка пластмассы в ранее подготовленную силиконовую форму. Его можно использовать в домашних условиях и получать изделия приемлемого качества. Однако вакуумное литье является более качественным. Дело в том, что во время заливки вещества образуются пузырьки с воздухом. Они могут испортить вид готового изделия.
Чтобы убрать мешающие пузырьки, можно воспользоваться установками высокого давления. Для этого необходимо сначала залить вещество, а после этого поместить ее в специальную камеру. Последняя создает давление в четыре атмосферы. Это позволит уменьшить пузыри с воздухом до такого размера, когда они станут невидимыми для невооруженного взгляда. Для достижения эффекта нужно держать формочку в установке до того момента, пока полиуретан полностью не засохнет.
Центробежное литье в силиконовые формы позволяет создавать полые изделия. Суть метода заключается в том, что после заливки пластмассы в емкость (завивается не более десяти процентов от объема), ее вращают по всех осях. Делать это можно как вручную, так и при помощи специального аппарата. При таком способе отливки материал затвердеет на стенках формы. Внутреннее пространство при этом останется пустым.
Центробежное литье
Дальнейшие действия
После заливки и затвердевания вещества, формочку аккуратно снимают. Если она была зафиксирована при помощи описанных выше отверстий, сделать это будет несложно. Использовать формочку можно ограниченное количество раз. В среднем допустимо готовить изделия в одной форме не более тридцати – сорока раз. После этого рекомендуется создать новую заготовку.
Следует учесть, что мелкосерийное литье пластмасс не может похвастаться высоким уровнем производительности. Таким способом можно создавать ограниченное количество готовых деталей. Для промышленного производства используются специальные устройства, объединяющие в себе все, или почты все процессы, описанные выше.
Таким образом, литье пластика в силиконовые формы – довольно простая процедура. Перед ее осуществлением нужно подготовить все необходимые материалы и создать соответствующую емкость, в которую будет заливаться пластмасса. Существует несколько способов заливки, различия между которыми заключаются в качестве готового изделия и количестве используемого для его изготовления материала.
Видео по теме: Литье пластика в силиконовые формы
Изготовление матриц для литья силикона / Habr
На гиктаймс уже писали о литье пластмасс в силиконовые формы, но в этот раз мы будем лить силикон в пластмассу.Краткая предыстория. Стала перед нами задача: изготовить энное количество резиновых кнопок от ключей автомобиля по образцу. Пробовали мы их печатать на 3D принтере из резинового филамента, но качество не устроило. Тогда-то и пришла мысль реверсировать технологию литья в силикон. Что из этого вышло, читайте под катом.
Обзор технологий
Литьё пластмасс под давлением
Не совсем резина, но суть та же: специальная машина — термопластавтомат (ТПА) — доводит сырье (2) до температуры плавления и через выходную фильеру (3) впрыскивает расплав в пресс-форму (4,6). Как правило, в качестве исходного сырья используются термопласты.
Плюсы: технологичность, высокая скорость получения изделия, широчайший перечень материалов, высокое конечное качество, высочайшая степень детализации. Минусы: сюда же — технологичность, неоправданно высокая стоимость для домашнего применения, большое потребление электроэнергии, окупаемость исключительно на больших тиражах.
Литьё в силиконовые формы
Технология проста и изящна, кто желает ознакомится подробнее, может пройти по ссылкам в заголовке, ну а здесь приведу краткое описание. Мастер-модель помещают в ванночку и заливают жидкой силиконовой смесью, спустя некоторое время силикон затвердевает. Получившееся абы-что разрезают и достают из него мастер-модель. Благодаря своим физическим свойствам, силикон сразу же принимает изначальную форму с пустотелостью в виде мастер-модели, куда и следует заливать что угодно твердеющее. Затвердевшее что угодно, извлекают тем же путем, что и мастер-модель.
Плюсы: простота, дешевизна, повторяемость. Минусы: не все так просто, пузыри в изделии, местами довольно длительный процесс, ограниченный спектр материалов, грязища — потом ходишь и ко всему прилипаешь.
Итак, поехали! Потренировавшись немного на кошках, было принято решение изготовить матрицу не на основе силикона, а на основе тех же пластиков, что льют в эти самые силиконы. Принцип здесь тот же: два компонента реактопласта смешиваем между собой и заливаем в готовую матрицу до отверждения. Есть ряд причин, почему я решил не использовать силикон в качестве матрицы. Во-первых, даже при использовании большого количества разделяющей смазки не всегда удавалось нормально оторвать модель от матрицы, несколько штук пришлось выкинуть. Во-вторых, силиконовые матрицы довольно быстро приходят в негодность, особенно если их кипятить для ускорения процесса полимеризации. В-третьих, силикон все же деформируется, особенно если выжимать пузырьки воздуха вручную, а не компрессором. В-четвертых, у меня было много пластика и мало силикона, правда, после нескольких неудачных попыток успеть влить смесь в матрицу до ее полимеризации, ситуация изменилась на противоположную. Ну и в-пятых, просто хотелось «как на заводе». Классическая пресс-форма состоит из матрицы (как правило, нижняя часть) и пуансона (обычно верхняя, создающая давление, часть). Начать я решил с изготовления матрицы, в которую и будет «влита» мастер-модель.
Сразу прошу прощения за возможную скрытую рекламу на визитках, постарался все убрать пот каты, изначально не ставилась цель размещать пост здесь. Как видно, сама деталь небольшая, а значит в качестве опалубки можно использовать ламинированные визитки. Ламинация, помимо эстетически гладкой поверхности, позволяет обойтись без использования разделяющего состава. Отталкиваясь от предыдущего опыта, я решил что модель будет не просто лежать задней частью на визитке, а на небольшом пластилиновом возвышении. В результате изделие будет как бы утоплено в ванночке, что даст дополнительную возможность избежать пузырей.
Приклеил суперклеем к пластилину, иначе не клеится.
Заклеиваем отверстия
Результат
Для прижима пуансона, я решил в матрицу «влить» четыре шпильки по краям. Суть такова: задняя часть кнопок, та, что приклеена к пластилиновой ванночке, есть ответная часть для пуансона, к которой он будет прижиматься. Соответственно в эту же часть мы будем «вливать» резьбу.
На фото часть резьбы закрыто трубкой, это ответная часть пуансона.
Поскольку очень сложно на глаз выставить параллельность шпилек, на другой визитке я продырявил в тех же местах отверстия и собрал что-то вроде вот такого каркаса:
Как видим, концы с резьбой обращены внутрь матрицы.
Результат с опалубкой будет выглядеть уже так:
В качестве непосредственно материала для заливки я использовал то, что рекомендовал продавец со словами: «Держит 120 по цельсию и твердеет за три минуты». Собственно, сие представляет картонную коробочку с двумя баночками желтого и синего цветов по пол-литра каждая. Жижа в баночках прозрачная, одна жиже другой. Ну то есть содержимое синей банки более густое, а содержимое желтой банки имеет желтоватый оттенок. После полимеризации состав теряет прозрачность и становиться, даже и не знаю как выразиться иначе, но нежно белым. Хим состав толком не известен, на желтой написано: 4,4′-Methylenebis(phenyl isocyanate) и предупреждение о срочной и неумолимой гибели в самых страшных муках, если вдруг что. Зато синяя баночка нам сообщает, что «No hazardous ingridients», но WARNING таки имеется и на ней. Так или иначе, но детей Советского Союза не запугать такими пустяками, а значит работать будем с тем, что имеем.
Собственно, фото банок:
Мешать все это дело необходимо в пропорции один к одному, что чертовски удобно, в отличии от силикона, в который надо влить 3-4% катализатора. Поди отмерь, когда конечное изделие весит полграмма!
Познавательная страничка
Если смешивать в любых пропорциях разные варианты содержимого из всех четырех баночек (желтой, синей, силикон и катализатор силикона), то не произойдет ровным счетом ничего. Ибо фазы жидкостей не совпадают и они не смешиваются. Зато, если смешать все вместе, да еще и в нужных пропорциях, мы получим невнятную массу, похожую на очень хрупкий пенополиуретан.
Итак, поехали!
Готовим пропорции:
Смешиваем:
При помощи банки и компрессора от холодильника обезгаживаем (избавляемся от газов то бишь):
И…
… не успеваем ничего сделать. Смесь затвердела.
Зато теперь у меня есть красивое абы-что и минус одна пятая пластика:
Это, кстати, весьма важный момент: необходимо точно знать и быть уверенным в том, что именно ты собрался делать. Если весь процесс выполняется вручную, включая смешивание, дегазацию, переливание туда-сюда, надо понимать, что время жизни смеси должно быть достаточным для выполнения всех этих процедур. Ну и масса мелких моментов, которые сложно предусмотреть, не имея печального опыта или совета бывалых. Например, камера дегазации. Я ее собрал на коленке из компрессора от холодильника и стеклянной банки с крышкой. Вроде ничего сложного, но сразу же вылезла масса багов. Первое — из банки невозможно достать руку, если в это время держать стаканчик.
Вот как-то так я выглядел, когда в первый раз попытался это сделать:
Второе — шланг от компрессора входит ровно в центр крышки от банки, соответственно, при нормализации давления воздух с силой бьет ровно в центр смеси. Как результат, минус вторая пятая часть пластика и белые, непрозрачные стенки банки. Третье — шланг короткий и твердый, так и норовит опрокинуть мелкую и легкую баночку с содержимым. Минус третья пятая пластика. Разумеется, после этого я все свои действия стал продумывать наперед, с различными вариантами развития событий. В результате кое-чего смог таки добиться:
Должен сказать, что в этом случае я решил обойтись без использования компрессора. Далее необходимо «раздеть» матрицу:
Очистить от пластилина и полюбоваться результатом:
Поставить на место мастер-модель
И собрать новую опалубку:
Больше фото под катомСюда мы будем заливать смесь, которая сформирует пуансон, это ответная часть матрицы. Разумеется, чтобы шпильки не залило пластиком, на них насажены трубки. При желании, их потом можно вытянуть из пуансона. Нутро необходимо смазать разделительным составом, я для этого использую восковой раствор в форме спрея.
Результат после снятия опалубки:
Больше фотоНебольшая обработка и вот результат:
Пару слов о пластике. В процессе полимеризации пластик может довольно сильно греться, причем нагрев ускоряет реакцию. Соответственно, чем больший объем смешиваем, тем больше тепла выделяется и тем быстрее твердеет смесь. Это надо учитывать. Промежуточная стадия — гель — длится буквально минуту, на этом этапе еще есть возможность исправить небольшие огрехи. После полной полимеризации получается изделие, напоминающее по фактуре слоновую кость. Он легче ABS и менее прочен, вроде температуру держит лучше. Легко обрабатывается механически, клеится, красится (лучше использовать краситель в процессе смешивания компонентов), тонет в воде, горит. При сильном нагреве сначала переходит в менее твердую фазу, затем становится очень пластичным. Но не текучим! То есть его нельзя мять, иначе он просто треснет. При деструктивном перегреве пластик начинает крошиться, внезапно превращается в текучую массу, становится прозрачным и меняет свой цвет на цвет жженого сахара. Вонища и все такое конечно присутствует. Можно ли его использовать в качестве замены термопластов? Смотря для чего, но в общих случаях да, а учитывая тот факт, что это не самый прочный вариант из существующих на рынке — однозначно можно.Ну и теперь то, ради чего все это дело затевалось — изготовление силиконовых копий. Поскольку, силикон был у меня только белый,…
Собственной персоной:
… а кнопки нужны черные, пришлось импровизировать с тонером от лазерного принтера:
Я уже упоминал о сложностях с подбором соотношения силикон/катализатор, здесь выручил инсулиновый шприц. Все это дело я размешал и получившуюся каку намазал сперва на пуансон, а затем остатки влил в матрицу, где и пригодилась «впуклость», которую я сделал из пластилина.
UPD hungry_ewok в комментариях обратил внимание на использование неподходящих пластиковых стаканчиков для замеса смеси — материал стаканчика ускоряет реакцию. То-то я думаю в стекле дольше сохранялась смесь.
Спустя 10 минут:
Результат после обрезки:
Выводы
Технология рабочая, сложного ничего нет, материалы доступные. Для дома или мелких серий отличный вариант. Для больших изделий подходит так же, как и термопласты. Очень серьезный минус — это грязюка. Может это я такой свин, но тот факт, что я обгадил донельзя свое рабочее место, очень расстраивает.
Разборная форма из силикона для литья своими руками
Приветствую, Самоделкины!Сегодня мы будем создавать сложную форму из силикона для многоразовых отливок.
Для этого придется погрузиться в некоторые интересные тонкости. Снятия слепков открывает огромные возможности для самоделок разного рода. Обычно, чтобы сделать слепок с какой-либо фигуры, требуется сделать две половинки. Одну половину покрывают скульптурным пластилином, а вторую заливают силиконом.
Потом снимают пластилин и снова заливают силикон в освободившуюся половину. Таким образом можно сделать слепки отличного качества.
Но что делать если фигура вся сделана из скульптурного пластилина.
Нет это не дерево, не гриб и даже не брокколи. Это модель атомного взрыва от самой огромной бомбы в истории человечества АН602.
Автор постарался слепить этот макет более-менее похожим по форме на тот самый взрыв. Будем делать с него слепок. Чтобы потом отлить его из эпоксидки.
Все любят взрывы и приятно иметь у себя на столе такой маленький светящийся атомный взрыв.
Материалы и инструменты:
1. Силикон
2. Вазелин
3. Пара досок
4. Шуруповерт и саморезы
5. Нож
6. Пассатижи
7. Пластиковые колпачки
8. Скульптурный пластилин
При снятии слепка очень важно продумать то, как будет располагаться модель, чтобы не получилось так, что при заливке силикона, он не может заполнить какие-то участки. Либо в будущем когда будете заливать в форму пластик, эпоксидку, гипс, воск или что-нибудь еще, то так же не должно оказаться такое место где могут появиться воздушные полости, в которые состав просто не сможет попасть.
Для этой цели автор прикупил ведерочко дешманского китайского силикона и, наверное, это самый дешевый силикон из, всех которые существуют. Твердость тридцатка. То есть вроде как средней жесткости. Для разборных форм то что нужно.
Слой силикона вокруг фигуры должен быть не менее двух с половиной сантиметров.
Придется колотить ящик подходящего размера.
Все швы нужно замазать пластилином, иначе протечет.
Силикон не сильно протечет, но все равно неприятно. В верхней части модель значительно уже чем у основания. Оставлять так нельзя, иначе уйдет целый килограмм драгоценного силикона. Поэтому из брусков пришлось сделать заполнение. Неиспользуемые углы и закоулочки тоже можно замазать пластилином в целях экономии.
Чтобы легче было отдирать силикон от дерева, все стены нужно тщательно обработать вазелином. Куда же без него.
Для того чтобы закрепить модель внутри опалубки будем использовать саморезы. Пластилин
скульптурный, не сильно мягкий и хорошо держит форму. Так что в принципе должно прокатить. Чтобы знать до какой высоты заливать и не гадать потом много залил или мало, необходимо примерно обозначить желаем уровень карандашом.
А вот теперь силикон. Он бывает с оловянным отвердителем, а бывает с платиновым. Оловянный естественно дешевле и неприхотливей.
Ходят слухи, что силикон плохо взаимодействует с пластилином и может не полимеризоваться. При этом пластилин начинает плавиться и модель после этого можно выкинуть. Чтобы сберечь себе нервы и не волноваться по этому поводу, достаточно просто залить немного силикона в формочку из того же пластилина, что и ваша модель. Спустя какое-то время посмотреть, что будет. Скорее всего все будет отлично и никаких косяков не будет.
Если же силикон не хочет застывать, то нужно покрыть пластилин слоем вазелина. Или, как вариант, приобрести специальные аэрозольные разделители. Продаются они там же где и силикон.
Прикинув необходимый объем силикона, с учетом того, что он еще и по таре размажется при размешивании, автор решил приготовить полтора кило. При смешивании с отвердителем нужно очень аккуратно, вручную перемешивать, чтоб не нагнать пузырей в силикон. Обычно даже если пузыри появились, то они в принципе хорошо выходят из смеси. Но не в нашем случае. Китайский силикон хапает воздух прямо как перед смертью. Даже при легком помешивании внутри оказывается куча пузырей. Автор попытался сделать дегазацию с помощью небольшого вакуумного насоса.
Процесс шел, пузыри выходили. Но этот объем слишком велик для такого насоса, а силикон нельзя держать долго без дела. Нужно лить. Лить нужно медленно, аккуратно, так чтобы не касаться струей модели. Иначе придется срезать с нее лишний силикон перед заливкой второй половины.
Теперь необходимо сделать замки. Форма ведь будет разборная, значит она должна четко стыковаться. Автор предлагает использовать вот такие пластиковые колпачки.
Пластик легче чем силикон, но ненамного. Перед заливкой нужно поэкспериментировать. Намешать немножко силикона и подобрать что-нибудь подходящее, что не будет до конца тонуть и будет легко выниматься. Внутри колпачков запрессуем пластилин, чтобы их утяжелить.
Но не настолько, чтобы они утонули полностью, а, чтобы они слегка торчали из силикона. Разместить такие замки нужно как можно чаще. Лишних не будет — это точно.
После того как силикон полностью затвердел, можно выдернуть колпачки и срезать выступающие заусенцы.
При заливке второй половины, в получившиеся углубления зальется силикон и получатся замки, которые помогут точно стыковать две половины.
Далее смазываем вазелином поверхность силикона, чтобы следующий слой к нему не прилип. Окончательно закрываем опалубку последний доской. Затем наливаем силикон до отметки, которую ранее наметили карандашом.
Чтобы силикон лучше смочил модель и выпустил газы, его можно слегка провибрировать ложкой.
Теперь нужно ждать, когда полностью застынет вторая половина. На это должно уйти около 16 часов при комнатной температуре. Вообще конкретно вот этот силикон схватывается уже через час, но полную твёрдость набирает почти через сутки.
Силикон, оставшийся в контейнере, полимеризовался, но не до конца. Как обычно у дна и в углах хорошо перемешать силикон с отвердителем не получается. Он так и остается навсегда липкой бякой.
Поэтому лучше для замеса использовать одноразовую посуду. Или ту которую не жалко. Но если вас угораздило замешивать силикон в любимой чашки своей мамки, жены, или не дай бог тещи, то отмывать ее точно придется. В принципе, как и руки. Обычное мыло, честно говоря, хреново справляется. Точнее силикон с рук оно вообще не смывает. Большую часть силикона с посуды и рук можно вытереть тряпками. А с оставшимся силиконом хорошо справляется чистящая паста для рук.
Вот эта паста — это что-то вроде концентрированного мыло в перемешку с мелким абразивом. Он соскребает весь силикон и не дает ему прилипнуть снова. После протирания чистящий пастой, достаточно просто смыть водой весь силикон. И не нужны никакие растворители или еще какие-то чистящие средства.
Ну что ж, можно разбирать эту чудо шкатулку. Всякие лишние торчащие куски, сразу срезаем. Видно, как силикон протек через небольшую щель.
Даже после смазывания вазелином деревяшки не хотят отлипать. Приходится прилагать усилия чтобы отделить силикон. Половинки достаточно сильно слиплись, но все равно подаются. Пластилин даже без обработки вазелином вообще не прилипает к силикону. Модель оказалась абсолютно не поврежденной. За исключением небольших механических заминов, которые легко исправить. Такой способ снятия копий оказался очень щадящим.
Несмотря на большое количество пузырей в силиконе слепок кажется получился без заметных косяков. Но только после заливки будет видно, что на самом деле получилось. Слепок покрыт шероховатостями из-за того, что поверхность пластилина не была сглажена перед заливкой.
Возможно все-таки стоило пройтись кисточкой с растворителем, чтобы убрать слишком мелкую фактуру с поверхности модели.
Давайте попробуем состыковать две половины.
Стыкуются вообще идеально. Практически не видно линии стыка. Даже при нажатии две половины двигаются как одно целое. Как будто стыка нет вообще.
Боковые стороны автор специально оставил ровными, чтобы было удобнее фиксировать две половины перед заливкой, прижав их с обеих сторон двумя кусками доски. Сильно сжимать не нужно, но хотя бы слегка придерживать необходимо. Эпоксидка имеет свойство протекать через любые щели. Так что посмотрим, как она себя поведет.
Хранить форму желательно в собранном виде, чтоб если вдруг ее поведет, то пусть хотя бы она равномерно деформируется.
Ну что ж силиконовый кирпич готов.
Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео ролик:
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Вакуумное литье пластмасс на выгодных условиях в компании Фолипласт
Вакуумное литье в силиконовые формы
Технология вакуумного литья в силиконовые формы (Vacuum Casting) применяется для мелкосерийного производства деталей из пластика (от 1 до 500 шт.). Габариты изготавливаемых на нашем оборудовании деталей в среднем составляют 600*600*400 мм, а в длину могут достигать более 2 метров. Максимальная масса деталей — до 3 кг, а точность изготовления соответствует квалитету +/- IT 14/2. Цвет деталей – окрашивание материалов в массе по каталогу цветов RAL. Фактура поверхностей — ровная матовая, крупный и мелкий «песок», глянцевая, возможно армирование деталей различными закладными элементами. Стойкость силиконовых форм — до 30 циклов.
Используемые материалы для литья в силикон
Для литья в силикон используются двухкомпонентные полиуретаны, которые обладают различными физико-механическими свойствами. Это могут быть свойства основных конструкционных пластиков, таких как АБС, полиамид, полиэтилен и.т.д., есть полиуретаны имитирующие по физико-механическим свойствам резину различной твердости (от 50 до 70 ед. по Шор А), а также прозрачные полиуретаны для изготовления оптических деталей, термостойкие материалы (до 140 0С).
Примеры вакуумного литья в силикон:
Компания «Фолипласт» оказывает услуги по производству пластиковых корпусов по чертежам (эскизам) заказчика.
Пластиковые корпуса для электроники (РЭА) на заказ
Разработка и мелкосерийное производство радиоэлектронной аппаратуры достаточно часто сталкивается с проблемой поиска хороших, функциональных, удобных и прочных корпусов. Пластиковые корпуса для РЭА должны соответствовать назначению, размерам и форме электронной начинки, иметь привлекательный вид и оригинальный дизайн.
Серийное производство корпусов из пластика экономически обосновано только при больших партиях. Для мелкосерийного или индивидуального производства гораздо выгоднее заказать литье пластиковых корпусов для электроники в нашей компании.
Мы можем выпускать изделия самого разного назначения:
- Корпуса из пластмассы для медицинских приборов;
- Пластиковые корпуса для РЭА;
- Корпуса для электроники промышленного назначения;
- Полимерные изделия авторского и оригинального дизайна.
Чтобы изготовить корпусные детали нам понадобятся чертежи или готовый образец изделия, на основе которых будет создана компьютерная 3D-модель в одном из общепринятых цифровых форматов. Предоставление заказчиком собственной цифровой модели изделия значительно ускорит расчёты и подготовку производства.
Технология производства корпусов из пластмассы от компании Фолипласт позволяет выполнять быстро и качественно заказы клиентов, которые будут максимально соответствовать требованиям и пожеланиям.
Заказать вакуумное литье пластика в силиконовые формы, в т.ч. производство пластиковых корпусов, на выгодных условиях можно в нашей компании с доставкой в Москву, Санкт-Петербург, Самару, Казань, Новосибирск и другие города России.
Сделайте заказ по телефону 8 (800) 100-1-388.
Оформление заявки на литье деталей из пластмасс так же возможно в режиме онлайн: для этого необходимо отправить запрос в любой контактной форме сайта. Наши сотрудники оперативно свяжутся с вами для уточнения заказа, предоставления актуальной информации о ценах, скидках, способах оплаты и доставки.
как создать форму для отливки за неделю / Блог компании iQB Technologies / Хабр
3D-технологии, интегрированные в технологическую цепочку литейного производства, обеспечивают предприятию реальную выгоду. Как показать все преимущества 3D-сканирования и 3D-печати? Нагляднее всего – продемонстрировать процесс создания детали с нуля аддитивными методами и провести сравнение с традиционными технологиями. С этой целью мы обратились к Павлу Чадушкину, ведущему специалисту производственного направления RP-центра компании iQB Technologies.
– Итак, наша задача – создать эталонную деталь на основе цифровой модели для последующей отливки реального изделия. С чего начинается этот процесс, если мы применяем 3D-технологии?
– Прежде всего, нам необходимо исходное изделие, которое нужно отсканировать, а затем выполнить обратное проектирование (реверс-инжиниринг). Конечно, оно должно быть новое, не бывшее в употреблении, чтобы не было износа детали. Мы оцениваем, насколько сложна ее геометрия и после этого задаем только один вопрос: какой должен быть допуск по точности? Уже по внешнему виду можно понять, каким образом эта деталь производится. Чаще всего это литье (высокоточное или в землю), фрезерование или изготовление на токарном станке. У каждой из этих методик производства есть свои допуски.
После того, как мы имеем представление о технологии производства и допуске, мы выбираем оборудование, а именно – 3D-сканер с нужными нам параметрами точности, и производим оцифровку изделия. Например, ручной сканер Creafrom HandyScan 700 или стационарный Solutionix C500. Такие устройства метрологического класса уже хорошо зарекомендовали себя на производственных предприятиях. Получив 3D-модель, мы переносим ее в программное обеспечение Geomagic Design X, позволяющее быстро и легко обработать данные 3D-сканирования с целью выполнения контроля геометрии и реверс-инжиниринга. Затем к работе подключается инженер, который по результатам сканирования обрисовывает эту деталь и создает твердотельную модель.
В процессе обрисовки инженер исключает из твердотельной модели различные недостатки изделия. Здесь нужно подчеркнуть, что абсолютно любое изделие имеет производственные деформации. Они могут быть обусловлены разными факторами – например, неверно подобранным материалом, сложной формой, деформацией во время транспортировки, изношенным инструментом, с помощью которого производилось изделие.
В любом случае, какой бы объект мы ни взяли для 3D-сканирования, он будет содержать дефекты и отклонения от эталона, а наша задача – создать этот самый эталон. Если деталь круглая, то совершенно точно можно сказать, что отверстие в ней будет не круглым, а эллипсовидным. Соответственно, инженер с помощью ПО этот эллипс исключает и создает окружность правильной формы. Таким путем, обрисовывая каждый элемент геометрии, мы исправляем все недостатки. Когда деталь полностью обрисована, у нас получается твердое тело, которое можно запускать в производство.
Отливка перепускного клапана стравливания избыточного давления газа (в разрезе)
– Мы получили CAD-модель. Теперь нужно определить, каким способом производить изделие.
– Традиционный способ – подготовка оснастки для литья восковых моделей на станке с ЧПУ. В этом случае модель должна адаптироваться под станок, со своими допусками, уклонами, скруглениями – все зависит от оборудования и инструментов, с помощью которых деталь будет производиться.
Но теперь есть и второй путь – 3D-печать, которая является идеальным решением для прототипирования и изготовления малых серий.
Ключевое преимущество аддитивных технологий – возможность создавать изделия максимально сложной формы (в том числе с мельчайшими деталями), которые нельзя произвести традиционными методами. Кроме того, при запуске печати необязательно учитывать сложность геометрии. Это особенно актуально для производства изделий путем металлического и пластикового литья.
Если изделие имеет простую форму, то зачастую целесообразнее его производить на станке с ЧПУ. Если же геометрия сложная, то 3D-печать – оптимальный вариант.
Когда нам нужен не один рабочий прототип, а малая серия – от 10 до 1000 изделий, используется литье в силикон, или двухкомпонентное литье. Для этого нужно получить мастер-модель – эталон, по которому будет создаваться силиконовая форма, в которую затем заливается пластик или воск.
– Мы выяснили, что 3D-печать – незаменимое решение при производстве продукции с использованием металлического и пластикового литья. Можете привести пример создания конкретной детали?
– Возьмем корпус обыкновенного телефона из пластика. Во-первых, он делится на две половины, нижнюю и верхнюю. Чтобы произвести одну из половин, надо сделать матрицу и пуансон – это оснастка для литья пластика под давлением. Металлическая форма, состоящая из двух половин, смыкается, затем в нее под давлением подается пластик, который принимает форму внутренней геометрии изделия.
При традиционном производстве на станке с ЧПУ вытачивают внешнюю и внутреннюю форму каждой половины. Но если у нас есть 3D-принтер, мы печатаем сразу готовое изделие целиком, металлическую оснастку делать не нужно. Мало того что ее долго изготавливать, она будет баснословно дорогая для тиража в десять штук. Таким образом, выгода 3D-печати очевидна – отпадает необходимость фрезерования для получения оснастки.
Телефон – продукт массового производства, и речь идет не о десяти, а о тысячах изделий. Как раз в этом случае нужны матрица и пуансон, и постоянная штамповка большого тиража. Кроме того, если понадобится внести какое-то небольшое изменение в конструкцию, мы можем оперативно исправить CAD-модель, сразу напечатать прототип и проверить его на собираемость, посмотреть, правильно ли мы разработали геометрию.
– При создании выплавляемых и выжигаемых мастер-моделей для литья с помощью 3D-принтера используется, соответственно, воск и фотополимер (технология печати MJP, технология литья QuickCast). Как выглядит производственная цепочка с использованием этих материалов и в чем их различия?
– Использование напечатанных на 3D-принтере выплавляемых восковых и выжигаемых фотополимерных моделей имеет одну и ту же механику, немного различаются алгоритмы действия.
У нас есть напечатанная восковая модель. Мы создаем для нее корку (то есть форму, в которую заливается металл), обмазывая мелкодисперсным порошком толщиной не менее 6-8 мм. Вид материала и толщина корки зависит не только от сложности геометрии и габаритов изделия, но и от металла, который будет литься в будущую форму. Затем деталь помещается в печь. В печи воск выплавляется, а сама корка отвердевает, и у нас получается твердая форма для литья металла.
Восковая и фотополимерная модели перепускного клапана, напечатанные на 3D-принтерах
Что касается выжигаемого фотополимера, то мы так же кладем изделие в печь, но если воск вытапливается при температуре +200⁰С градусов, то фотополимер – при +950⁰С. Корка так же затвердевает, а материал, из которого была создана модель, выгорает.
Далее в получившуюся форму заливается раскаленный металл – это может быть и алюминий, и титан, и даже магний. Форма остывает, после чего корка разбивается молотком или вибромашиной, и мы получаем отливку.
Следующий этап – мехобработка. Она заключается в том, чтобы сделать поверхность детали более гладкой – обрезать литники, по которым заливался металл, зашлифовать их, снять излишнюю шероховатость изделия. На этой стадии нам также может потребоваться сверление отверстия или подгонка крепежных элементов – для этого применяются станки с ЧПУ для финальной обработки изделия до его конечного варианта (шлифовальные, пескоструйные, сверлильные и т.д.).
– От чего зависит выбор воска или фотополимера?
– Восковые машины относительно дешевы, при этом расходный материал – дорогой. С фотополимерными 3D-принтерами ситуация обратная. В сравнении с фотополимером воск достаточно хрупкий материал, это его недостаток. Но на сегодня восковая 3D-печать обеспечивает самую точную и самую гладкую поверхность. К тому же, восковое литье является традиционным для всех литейных производств в России. Соответственно, фотополимер подойдет там, где нужны модели большего размера, а прочность и детализация менее критичны. Пользователь должен сделать выбор, исходя из того, какие объемы он будет печатать, насколько часто он будет обращаться к прототипированию.
Так, на литейных предприятиях по всему миру, в России в том числе, активно используются профессиональные 3D-принтеры от 3D Systems, ведущего мирового производителя аддитивных установок. При этом ряд компаний имеют свой парк 3D-оборудования, другие заказывают услуги 3D-печати у подрядчиков.
– Мы подробно рассмотрели, как и в каких случаях выгодно использовать 3D-принтеры и 3D-сканеры. Если резюмировать: почему литейному предприятию необходимо внедрять аддитивные технологии?
– Для сокращения сроков производства при изготовлении опытных образцов и деталей малого тиража. Мы экономим и время, и деньги.
Вернемся к сравнению традиционного процесса с аддитивным. В первом случае это выглядит следующим образом:
1. Конструктор разрабатывает деталь, затем передает свою разработку инженеру.
2. Инженер адаптирует ее под методику производства вместе с технологом.
3. Дальнейшая адаптация заключается в том, что создается чертеж будущей формы матрицы и пуансона или чертеж, по которому деталь будет вытачиваться на фрезеровочном станке.
4. Затем на станке изготавливают матрицу и пуансон и отдают их на производство.
Так вот, с момента выдачи конструктором готового проекта инженеру и до получения формы, по которой будет отливаться изделие, проходит от полугода до года. И прошло, допустим, полгода, сделали десять опытных образцов, отдали их конструктору, он примерил эти металлические болванки, а они не совпадают с посадочными местами. Он понимает, почему они не совпадают, дорабатывает эту модель, и дальше цикл повторяется. Проходит еще минимум полгода до следующей примерки.
С помощью 3D-принтера конструктор фактически нажатием одной кнопки отправляет на печать свое изделие и отдает его сразу на производство в отливку. Срок сокращается с года или полугода до недели максимум. Это самое главное преимущество. Плюс, мы экономим значительные средства на изготовление формы. И, наконец, мы имеем возможность создавать изделия с геометрией любой сложности и, при необходимости, быстро оптимизировать конструкцию в программном обеспечении.