Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania w odlewaniu inwestycyjnym

Rapid Prototyping (RP) to zaawansowana technologia opracowana w latach 1990. XX wieku. Może szybko przekształcić koncepcje projektowe w umysłach ludzi w realne obiekty. Na szczególną uwagę zasługuje fakt, że cały proces rozwoju produktu nie wymaga żadnych form i urządzeń technologicznych, co znacznie skraca cykl produkcji próbnej prototypów i nowych produktów, a także szybko staje się ważnym środkiem i narzędziem zwiększającym konkurencyjność przedsiębiorstw. Ankieta internetowa opublikowana przez INCAST 2004 (11) pokazuje, że ponad 93% z ponad 400 producentów odlewów inwestycyjnych w Europie korzystało z szybkiego prototypowania. Wszyscy respondenci zgadzają się, że zastosowanie tej nowej technologii jest niezbędne do przyspieszenia nowych produktów. Bardzo ważne jest rozwijanie i wzmacnianie zdolności przedsiębiorstw do szybkiego reagowania na rynek.

Zastosowanie powszechnych metod szybkiego prototypowania w odlewaniu inwestycyjnym

Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania w odlewaniu metodą traconego wosku obejmuje głównie następujące aspekty:

1. Dokonaj inwestycji

Podczas wykonywania wzorów maszyna do szybkiego prototypowania może nie tylko wprowadzać trójwymiarowe modele geometryczne utworzone przez inne oprogramowanie CAD, ale także odbierać pliki danych zeskanowane przez przemysłową CT (tomografię komputerową). Na przykład, najpierw zeskanuj część (śruba napędowa, rysunek 12-1a) przez CT, aby uzyskać dwuwymiarowy obraz jej przekroju (rysunek 12-1b). Następnie oprogramowanie do przetwarzania obrazu łączy dwuwymiarowe obrazy każdej sekcji (rysunek 12-1c) w celu utworzenia trójwymiarowego modelu geometrycznego (rysunek 12-1d). Następnie wyślij go do maszyny do szybkiego prototypowania, aby wykonać wzór (Rysunek 12-1e) [2]. Ta metoda przywracania (odwrotnej) inżynierii może nie tylko przywracać części maszyn, ale także naśladować niektóre narządy ludzkie.

2. Wykonywanie form (formowanie tłoczne) i innych urządzeń procesowych

Istnieją dwie metody wykonywania precyzyjnych form odlewniczych metodą szybkiego prototypowania: pierwsza polega na wykonaniu formy wzorcowej, a następnie na przerobieniu profilowania z gumy epoksydowej lub silikonowej; drugą metodą jest użycie trójwymiarowego bloku profilującego wygenerowanego w systemie CAD. Model geometryczny jest bezpośrednio wprowadzany do maszyny do szybkiego prototypowania w celu wykonania formowania z żywicy. Ten rodzaj profilowania nadaje się głównie do produkcji małoseryjnej (kilkadziesiąt sztuk). Jeśli warstwa metalu o grubości około 2 mm zostanie natryśnięta na powierzchnię formy głównej, a następnie żywica epoksydowa zostanie wypełniona w celu wytworzenia profilu z kompozytu metal-epoksy, może ona spełnić wymagania produkcji setek odlewów precyzyjnych. Na przykład przy zastosowaniu metody SLS obrabiany przedmiot jest zmieniany z proszku żywicy na proszek stali z cienką warstwą żywicy termoutwardzalnej na powierzchni, spiekany laserowo w celu utworzenia kompaktu, a następnie wypalany w celu usunięcia żywicy, a na końcu ciecz miedziana wnika w pory wypraski. Uzyskane profilowanie jest podobne do metalu pod względem wytrzymałości i przewodności cieplnej. Ponadto technologię szybkiego prototypowania można również wykorzystać do wykonania niektórych form o nieregularnych kształtach.

3. Bezpośrednia produkcja odlewów formowych

Na początku lat 1990., Sandiana National Laboratory w Stanach Zjednoczonych przeprowadziło specjalne badanie o nazwie Fast Casting (FastCAST), które nazwano Direct Shell Casting (DSPC). Niestety później pojawia się bardzo niewiele raportów.

W 1994 roku firma Z Corporation ze Stanów Zjednoczonych z powodzeniem opracowała technologię druku 3D Druk 3D. Technologia została pierwotnie wynaleziona i opatentowana przez profesora Ely Sachsa z Massachusetts Institute of Technology. Podstawowa zasada jest podobna do metody SLS. Najpierw wałkiem natryskuje się warstwę materiału ogniotrwałego lub proszku z tworzywa sztucznego. Różnica w stosunku do SLS polega na tym, że zamiast napędzać głowicę emitującą laser, napędza on głowicę druku atramentowego do natryskiwania kleju do „drukowania” zgodnie z kształtem przekroju produktu. Powtarzaj powyższe czynności, aż części zostaną ukończone, więc nazywa się to „technologią druku 3D”. Jego zaletami są niskie koszty eksploatacji i koszty materiałów oraz duża prędkość. Jeśli natryskiwany proszek jest mieszanką gipsu i ceramiki, można go bezpośrednio i szybko przerobić na formę (formę gipsową) do odlewania odlewów z aluminium, magnezu, cynku i innych stopów metali nieżelaznych, zwaną ZCast (Rysunek 12-2) .

Porównanie efektów aplikacji powszechnie stosowanych metod szybkiego prototypowania 

Obecnie bardziej popularne metody szybkiego prototypowania w rzeczywistej produkcji obejmują litografię trójwymiarową (SLA), selektywne spiekanie laserowe (SLS), osadzanie (FDM), wytwarzanie laminatów (LOM) i bezpośrednie odlewanie form (DSPC). W ostatnich latach wiele zagranicznych instytucji badawczych porównywało powyższe metody pod kątem jakości wzorców produkcyjnych i wydajności w odlewaniu metodą traconego wosku. Wyniki są następujące:

• 1) Największą dokładność wymiarową wzorca cechuje metoda SLA, następnie SLS i FDM, a najniższą metoda LOM [4].
• 2) Chropowatość powierzchni wzoru Powierzchnia wzoru jest polerowana i wykańczana oraz mierzona miernikiem chropowatości powierzchni. Wyniki przedstawiono w tabeli 12-1 [4]. Widać, że chropowatość powierzchni jest mniejsza przy metodach SLA i LOM, a metoda FDM jest najgrubsza.
• 3) Zdolność do odtwarzania drobnych części Zdolność tych czterech metod do odtwarzania drobnych elementów była badana przy użyciu zębatki o rozstawie zębów około 3 mm jako obiektu. W rezultacie SLA jest najlepsze, a FDM najgorsze [4].
• 4) Wydajność w odlewaniu metodą traconego wosku Wśród powyższych czterech metod sam produkt jest metodą formowania woskowego (taką jak FDM lub SLS), która może łatwo dostosować się do wymagań procesu odlewania metodą traconego wosku i bez wątpienia działa lepiej. Chociaż można wypalać również szablony żywiczne lub papierowe, nie są one tak łatwe do dostosowania do wymagań odlewania metodą traconego wosku jak formy woskowe. Potrzebne są ciągłe ulepszenia, aby uniknąć wad.

Porównanie chropowatości powierzchni wzorów

Z ogólnego punktu widzenia, chociaż metoda SLA wykazuje pewną niezgodność z procesem odlewania metodą traconego wosku, jest popularna ze względu na dobrą dokładność wymiarową i jakość powierzchni. W innych krajach, zwłaszcza w przemyśle lotniczym i wojskowym, przedsiębiorstwa odlewnicze są szeroko stosowane. Chociaż jakość metody SLS jest nieco gorsza od jakości SLA, łatwo ją dostosować do wymagań procesu odlewania metodą traconego wosku. Dlatego coraz więcej zastosowań znajduje zastosowanie w krajowym odlewaniu metodą traconego wosku. Chociaż metoda FDM jest najłatwiejsza do dostosowania do wymagań procesu odlewania metodą traconego wosku, dokładność wymiarowa i jakość powierzchni form woskowych nie są zadowalające; podczas gdy metoda LOM jest akceptowalnej jakości, ale trudno ją dostosować do odlewania metodą traconego wosku. Dlatego trudno jest przystosować się do odlewania metodą traconego wosku. Promowanie i stosowanie obu metod w odlewaniu inwestycyjnym podlega pewnym ograniczeniom.

Nowe osiągnięcia w zastosowaniu SLA i SLS w odlewaniu inwestycyjnym

1. Nowa żywica światłoutwardzalna

Metoda SLA została skomercjalizowana już w 1987 roku. Pierwotnie była używana do tworzenia modeli fizycznych i prototypów z określonymi funkcjami. Na początku lat 1990. pomyślnie opracowano oprogramowanie QuickCast firmy 3D System Inc w Stanach Zjednoczonych, umożliwiające maszynie szybkiego prototypowania SLA wytwarzanie struktury w kształcie plastra miodu (Rysunek 12-3a), przy jednoczesnym zachowaniu gładkiego i gęstego wyglądu (Rysunek 12). -3b), nie tylko oszczędza 90% materiałów do formowania, ale także, gdy skorupa jest wypalana, wzór najpierw zapada się do wewnątrz bez pękania skorupy. Ponadto ludzie stopniowo odkryli, że w przypadku żywic światłoutwardzalnych do wytwarzania form muszą one również spełniać następujące specjalne wymagania:

• Lepkość – jeśli lepkość żywicy jest zbyt wysoka, trudno będzie spuścić pozostałą żywicę we wnęce po wykonaniu modelu. Jeśli jest zbyt dużo resztek żywicy, może ona nadal pękać podczas pieczenia, dlatego często konieczne jest oddzielanie odśrodkowe. Środki. Ponadto powierzchnia gotowego wzoru jest również trudna do czyszczenia.
• Popiół resztkowy to chyba najważniejszy wymóg. Jeśli pozostały popiół po wypaleniu skorupy spowoduje wtrącenia niemetaliczne i inne defekty na powierzchni odlewu.
• ·Zawartość pierwiastków z metali ciężkich – jest to szczególnie ważne w przypadku odlewania nadstopów. Na przykład antymon jest stosunkowo powszechnym pierwiastkiem w żywicach światłoutwardzalnych SLA. Jeśli pojawi się w popiele pozostałym po wypaleniu skorupy, może zanieczyścić stop, a nawet spowodować złomowanie odlewu.
• Stabilność wymiarowa – wielkość wzoru powinna pozostać stabilna podczas całej operacji. Z tego powodu bardzo ważna jest również niska nasiąkliwość żywicy.

W ostatnich latach firma DSM Somos ze Stanów Zjednoczonych z powodzeniem opracowała nowy rodzaj żywicy światłoutwardzalnej Somos 10120, która spełnia wyżej wymienione główne wymagania i jest dość preferowana przez producentów odlewów metodą traconego wosku. Ten nowy produkt został odlany w trzech różnych odlewniach precyzyjnych w trzech stopach (aluminium, tytan i kobalt-molibden) i osiągnął zadowalające wyniki.

2. Użyj modelu SLA do produkcji małych partii

Przy produkcji małoseryjnych odlewów precyzyjnych z wykorzystaniem wzorów SLA należy wziąć pod uwagę dwa główne problemy: jednym jest dokładność wymiarowa, jaką może osiągnąć wzór i odlew, a drugim jest to, czy koszt produkcji i czas dostawy mają zalety. Kilka zakładów odlewania precyzyjnego w Stanach Zjednoczonych, takich jak Solidiform, Nu-Cast, PCC i Uni-Cast, wykorzystuje wzory SLA do odlewania setek odlewów. Po faktycznym pomiarze rozmiaru odlewu, analiza statystyczna wykazała, że ​​zastosowano nową żywicę światłoutwardzalną 11120 opracowaną przez DSM Somos. Dzięki technologii QuickCast wynikowy wzór SLA ma odchylenie wielkości nie większe niż 50% wartości tolerancji odlewu. Wielkość większości odlewów spełnia wymagania tolerancji, a szybkość przejścia wynosi ponad 95% (rysunek 12-4) [7].

Chociaż koszt wykonania wzoru SLA jest znacznie wyższy niż wykonanie tej samej formy woskowej i trwa dłużej, nie ma potrzeby projektowania i produkcji profilowania. Dlatego też, gdy pojedyncza sztuka jest produkowana w małych partiach, koszt i czas dostawy nadal stanowią zalety. Im bardziej złożony odlew, tym bardziej oczywista jest ta zaleta. Weźmy za przykład odlew precyzyjny dla lotnictwa o skomplikowanym kształcie produkowany przez Nu-Cast (Rysunek 12-5) [7], koszt wykonania formy wynosi około 85,000 4 USD, 150 formy woskowe są produkowane każdego dnia, a koszt każdego wosku forma (w tym materiały i robocizna) 2846 USD. Jeśli przyjmie się metodę SLA, każdy model SLA kosztuje 32 USD, ale nie ma potrzeby projektowania i produkcji form. Z tych obliczeń, jeśli wydajność jest mniejsza niż 32 sztuki, koszt użycia form SLA jest niższy niż koszt form woskowych; jeśli więcej niż 12 sztuki, koszt jest wyższy niż formy woskowe (rysunek 6-14); przy użyciu form woskowych projektowanie i produkcja form zajmuje 16-87 tygodni, a forma SLA nie wymaga formy. Dlatego też, jeśli wydajność wynosi mniej niż 12 sztuk, przy użyciu form SLA, dostawa odlewów jest szybsza niż form woskowych (Rysunek 7-87). Ale ponad 7 sztuk, forma woskowa jest szybsza [XNUMX]. Innym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest to, że jeśli używana jest forma woskowa, gdy produkt jest aktualizowany, forma musi zostać ponownie wykonana, co jest kosztowne; podczas gdy przy wyglądzie SLA wszystko, co należy zrobić, to zmienić model geometryczny CAD, co jest znacznie łatwiejsze i szybsze niż ponowne wykonanie formy. .

3. Wzór wosku impregnowanego proszkiem z polistyrenu spiekanego SLS

SLS początkowo używało lasera do spiekania specjalnego proszku woskowego w formie woskowej, która jest bardzo odpowiednia dla charakterystyki procesu odlewania metodą traconego wosku. Już pod koniec 1990 roku w Stanach Zjednoczonych było ponad 50 odlewni, które produkowały około 3000 form woskowych iz powodzeniem je odlewały. Produkuj różnorodne odlewy metalowe. Jednak proszek woskowy nie jest najdoskonalszym materiałem do formowania. Wytrzymałość wykonanej z niego formy woskowej jest niewystarczająca, a przy wysokiej temperaturze łatwo ją zmiękczyć i odkształcić, a przy niskiej temperaturze łatwo pęknąć. Dlatego na początku lat 1990. niektórzy użytkownicy SLA w Stanach Zjednoczonych próbowali zastąpić proszek woskowy proszkami termoplastycznymi, takimi jak polistyren (PS) lub poliwęglan (PC). Ten rodzaj materiału jest nadawany w luźny i porowaty kształt (porowatość powyżej 25%), co zmniejsza ryzyko pęcznienia i pękania skorupy podczas rozformowywania. Po wypaleniu skorupy zawartość popiołu jest mniejsza, ale powierzchnia wzoru jest szorstka. Dlatego po wykonaniu wzoru należy go ręcznie woskować i polerować, aby powierzchnia była gładka i gęsta. Obecnie ta metoda jest szeroko stosowana w kraju i za granicą.

Proszę zachować źródło i adres tego artykułu do przedruku:Zastosowanie technologii szybkiego prototypowania w odlewaniu inwestycyjnym  

Minghe Casting Company zajmuje się produkcją i dostarczaniem wysokiej jakości i wysokiej jakości części odlewniczych (zakres części odlewanych z metalu obejmuje głównie) Cienkościenne odlewanie ciśnieniowe,Odlewanie pod ciśnieniem z komory gorącej,Odlewanie matrycowe w zimnej komorze), Usługa okrągła (usługa odlewania ciśnieniowego,Obróbka CNC,Produkcja form, Obróbka powierzchni). Wszelkie niestandardowe odlewanie ciśnieniowe z aluminium, odlewanie ciśnieniowe magnezu lub znalu / cynku oraz inne wymagania dotyczące odlewów są mile widziane, aby się z nami skontaktować.

Pod kontrolą ISO9001 i TS 16949, wszystkie procesy są przeprowadzane przez setki zaawansowanych maszyn do odlewania ciśnieniowego, maszyn 5-osiowych i innych urządzeń, od blasterów po pralki Ultra Sonic. Minghe ma nie tylko zaawansowany sprzęt, ale także profesjonalny zespół doświadczonych inżynierów, operatorów i inspektorów, aby zrealizować projekt klienta.

Producent kontraktowy odlewów ciśnieniowych. Możliwości obejmują odlewanie ciśnieniowe aluminium w zimnej komorze od 0.15 funta. do 6 funtów, szybka zmiana konfiguracji i obróbka. Usługi o wartości dodanej obejmują polerowanie, wibrowanie, gratowanie, śrutowanie, malowanie, powlekanie, powlekanie, montaż i oprzyrządowanie. Obrabiane materiały obejmują stopy takie jak 360, 380, 383 i 413.

Pomoc w projektowaniu odlewów cynkowych/równoległe usługi inżynieryjne. Zleceniodawca precyzyjnych odlewów cynkowych. Można wytwarzać miniaturowe odlewy, odlewy ciśnieniowe wysokociśnieniowe, odlewy wielopłytkowe, konwencjonalne odlewy formowe, odlewy jednostkowe i niezależne oraz odlewy z uszczelnieniem gniazdowym. Odlewy mogą być produkowane w długościach i szerokościach do 24 cali z tolerancją +/- 0.0005 cala.  

Certyfikowany ISO 9001: 2015 producent odlewanego magnezu, Możliwości obejmują odlewanie ciśnieniowe magnezu do 200 ton gorącej komory i 3000 ton zimnej komory, projektowanie oprzyrządowania, polerowanie, formowanie, obróbka skrawaniem, malowanie proszkowe i płynne, pełna kontrola jakości z możliwościami CMM , montaż, pakowanie i dostawa.

Certyfikat ITAF16949. Dodatkowa usługa odlewania obejmuje casting inwestycyjny,odlewanie piaskowe,Odlewanie grawitacyjne, Utracone odlewanie pianki,Odlewanie odśrodkowe,Odlewanie próżniowe,Trwałe odlewanie form,.Możliwości obejmują EDI, pomoc inżynierską, modelowanie bryłowe i przetwarzanie wtórne.

Przemysł odlewniczy Części Studia przypadków dla: samochodów, rowerów, samolotów, instrumentów muzycznych, jednostek pływających, urządzeń optycznych, czujników, modeli, urządzeń elektronicznych, obudów, zegarów, maszyn, silników, mebli, biżuterii, przyrządów, telekomunikacji, oświetlenia, urządzeń medycznych, urządzeń fotograficznych, Roboty, rzeźby, sprzęt dźwiękowy, sprzęt sportowy, narzędzia, zabawki i inne. 

W czym możemy Ci pomóc dalej?

∇ Przejdź do strony głównej dla Odlewanie ciśnieniowe Chiny

By Producent odlewów ciśnieniowych Minghe |Kategorie: Przydatne artykuły |Materiał tagi: Odlewanie aluminium, Odlew cynkowy, Odlewanie magnezu, Casting tytanu, Odlewanie ze stali nierdzewnej, Odlew mosiężny,Odlew z brązu,Przesyłanie wideo,Historia firmy,Odlew aluminiowy |Komentarze wyłączone