Перспективы использования 3Д-печати в литейном производстве (836085)
Текст из файла
Московский Государственный Технический Университетим. Н.Э. БауманаРефератТема: «Перспективы использования 3Д-печати в литейном производстве».Выполнил: Туркенич В.Д.Группа: ИБМ7-46БПреподаватель: Кочешков И.В.Москва, 20193D печать – это процесс воссоздания реального объекта по образцу 3D модели. Цифровая3D модель сохраняется в формате файла STL и передается на печать 3D принтеру. Затем3D принтер формирует реальный объект.Снижение производственных расходов, экономия времени и людских ресурсов – таковыосновные выгоды 3D-печати, за счет которых литейные предприятия могут получитьвесомый экономический эффект.
В сравнении с традиционными технологиями, к которымотносится и литье, аддитивное производство позволяет в разы сократить срокиизготовления прототипов и литейной оснастки и упростить технологический процесс.Еще одно важное преимущество 3D-печати – это возможность получить результаты,которые недоступны классическим инструментам производства. На 3D-принтерах выможете печатать уникальные изделия сложнейших форм и фактур для получения отливоквысокого качества, в том числе объекты с более тонкими стенками.
При этомконструкторы и проектировщики могут легко вносить конструктивные изменения в 3Dмодели на любом этапе работы, что открывает дополнительные перспективы дляизготовления опытных образцов.Преимущества:Такой метод предусматривает минимальное использование дополнительныхинструментов;Возможность получения новых, геометрически сложных моделей.высокая скорость и точность печати;круглосуточная эксплуатация оборудования;применение материалов с качествами, оптимизированными для конкретных задач.Сравнение с традиционной технологиейВ традиционном процессе литья мастер-модель можно изготовить вручную или спомощью механической обработки. Вручную некоторые формы реализовать невозможно.Для изготовления мастер-моделей используют пятиосевые обрабатывающие центры сЧПУ, что значительно увеличивает возможное разнообразие форм, но и стоимость такойвосковки или мастер-модели заметно увеличивается.
Такой путь получения отливкиактуален для массового производства, в малой и средней серии он, чаще всего,экономически нецелесообразен — тут применение 3D-печати более рационально.График зависимости стоимости модели от кол. произведенных экземпляров показываетэффективность применения аддитивных технологийАлгоритм процесса литья с применением аддитивных технологийОдна из задач, стоящих перед технологами любого литейного производства: минимизациятрудоемких операций по механической обработке заготовок. Решается она тем, чтоотливки должны быть максимально приближены к параметрам необходимой детали, чтотакже экономит средства и время. Здесь на помощь приходят инновации, в лицеаддитивных технологий, которые позволяют ускорить техпроцесс, миновав традиционныепервые шаги в технологии изготовления отливки.
Производитель может за одну операциюполучить необходимую литейную модель или форму.В красной области - традиционный процесс литья, в зеленой и синей - литье с применениемаддитивных технологий— сроки изготовления уменьшаются в 2-6 раз.Области примененияМастер-модели и литьевые формы напечатанные на 3D-принтере используются наювелирных предприятиях, в производстве стоматологических и ортопедических изделий,в конструкторских бюро, для проведения НИОКР, в учебных центрах и центрахпрототипирования.Геометрически сложные отливки, полученные в результате применения аддитивныхтехнологий, находят применение в кино и на телевидении, когда требуется быстроизготовить необычный реквизит сложной формы.3D-принтеры и технологии 3D-печати литейных моделейДля получения литьевых моделей используют 3D-печать по технологиям FDM (FFF), SLS,SLA, DLP.
Эти технологии позволяют напечатать необходимую модель дляпоследующего выплавления или выжигания из образованной вокруг нее литьевой формы.Для выплавляемых моделей используется воск, для выжигаемых — ПММА, CASTпластик и специальные фотополимеры.Основной плюс использования такого решения — отсутствие необходимости подготовкиспециальной оснастки, например — пресс-формы, и низкая зольность материалов привыгорании.
Подготовленная 3D-модель сразу отправляется на печать и, после небольшойпостобработки, готова к использованию.FDM (FFF): послойное наплавлениеШироко известный профессионалам и любителям аддитивных технологий способ 3Dпечати, не требующий дополнительного описания.Материалом нити для FDM-печати выжигаемых моделей служит специальный пластик,либо композит с высоким содержанием воска.SLS – Selective Laser Sintering – селективное лазерное спеканиеПрименяется для изготовления мастер-моделей сложных форм, умеренной точности иотносительно больших габаритов.Как это работает: в рабочей камере, заполненной инертным газом, например азотом,ролик накатывает полистирольный порошок с размером частиц 50-150 мкм на платформу.Новый слой спекается CO2 - лазером (с температурой 100-120 °C) по сечению “тела”CAD-модели.
Дальше рабочая платформа опускается на 0.1-0.3 мм, после чего печатаетсяследующий слой.Печатающаяся модель не требует поддержки, т.к опорной служит сам материал(окружающий порошок). Неизрасходованный материал используется повторно.Получаемая на таком принтере модель заливается материалом формы, из которой затемвыжигается в прокалочной печи.
При выжигании выделяются горючие газы, которыенеобходимо нейтрализовать. Существует опасность засорения формы золой выгоревшеймодели, потому материалы для ее изготовления берут с малой зольностью, в сотые долипроцента.SLA - Stereolithography Laser Apparatus - лазерная стереолитографияПроцесс печати схож с SLS, только вместо порошкового материала — жидкий. УФ-лазервоздействует на материал, который избирательно и послойно отверждается.В качестве материала используются светочувствительные смолы и фотополимеры.Рабочая платформа опускается или поднимается (зависит от расположения источникасвета) и жидкость полимеризуется лазером в заданных точках.
Неизрасходованныйжидкий материал, как и в случае с порошками, может быть повторно использован дляпечати последующих моделей. Полученные модели имеют высокое качество поверхности,что позволяет обойтись без дальнейшей механической обработки.DLP - Digital Light ProcessingДля отверждения фотополимера используется DLP-проектор на чипах DMD. Это иявляется основным отличием от технологии SLA, где используется УФ-лазер.
Еще одноотличие — слой проецируется целиком, каждый пиксель одновременно, а не рисуетсялучом лазера, что ускоряет процесс.Модели, напечатанные на таком принтере, требуют удаления поддержек и обработкиультрафиолетом. То есть, постобработка для полученных по такой технологии моделей неотличается от тех, которые печатают по технологии SLA.Voxeljet - метод послойного склеивания пластикового порошка или песка, разработанныйодноименной немецкой компанией. Его аналог — Binder Jet, работает только с песком.Подобные 3D-принтеры появились в результате сочетания MJ- и SLS- технологий.Используя в качестве материала ПММА, можно получать выжигаемые модели.
ПММА полиметилметакрилат, если проще - измельченное оргстекло с фракцией 85 μm.Печатающая головка укладывает на рабочую платформу слой порошка толщиной от 100до 150 микрон. Далее наносится связующее вещество, поверх которого сноваукладывается слой порошка. Так процесс повторяется до полного изготовлениянеобходимой модели.
В случае с песком, мы получаем литьевую форму.Binder Jet - нанесение связующего веществаДанная технология позволяет напечатать сложную по геометрии песчаную форму безкакой-либо дополнительной обработки. После печати можно сразу приступать к отливке.Основным преимуществом технологии Binder Jet является то, что нет необходимости вкаких-то особых условия для работы подобного принтера: печать возможна прикомнатной температуре.Материал, в данном случае — песок, распределяется по рабочей платформе с помощьюролика. Далее, печатающая головка наносит связующий клей поверх порошка.
Платформаопускается по толщине слоя модели и объект формируется там, где песок связан сжидкостью (т.е. с клеем). Не использованный материал, по аналогии с SLS-технологией,является поддержкой для будущей модели.ИтогИспользование 3D печати неустанно растет. Границы производства 3D-литья постояннорасширяются и становятся все большими по объему.Внедрение 3D-печати делает процесс литья дешевле и быстрее, позволяет изготавливатьмодели и формы для литья со сложной геометрией, разнообразными габаритами, не теряяв точности получаемой отливки.Для получения выплавляемых и выжигаемых моделей рекомендуется использоватьпринтеры, работающие по технологиям FDM(FFF), SLS, SLA/DLP, Voxeljet.Используемые материалы обладают низким процентом зольности, а печатать моделибыстрее, чем изготавливать вручную или с помощью станка с ЧПУ.Список использованных источников:1.
https://blog.iqb-tech.ru/casting-select2. https://mos-lit.ru/zakaz/ispolzovanie-3d-pechati-v-liteynom-proizvodstve.html3. https://3dtoday.ru/blogs/top3dshop/overview-the-technology-of-3d-printing-metalcasting/.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
