Noi posibilități de producție a turnătoriilor utilizând imprimante industriale 3d

Aproape fiecare întreprindere rusă are o producție de produse metalice din diverse materiale și aliaje și se confruntă cu situații problematice în fabricarea componentelor critice de formă complexă (Figura 1). Datorită caracteristicilor tehnologice și economice pentru astfel de produse, se folosește metoda de prelucrare a metalelor, sub forma unei turnări de investiții. Dezvoltarea tehnologiilor de imprimare 3D oferă noi oportunități pentru producția de turnătorii.

Turnare de investiții
Să analizăm pe scurt procesul tehnologic al turnării obișnuite pentru modelele de investiții.

În prima etapă, se creează un model de ceară, care este o copie exactă a produsului final. Sau pentru optimizarea economică a procesului, nu unul, ci mai multe astfel de modele sunt create, la care este atașat un sistem de aspersoare. Se dovedește așa-numitul "pom de Crăciun". Apoi, "herringbone" este acoperită cu o suspensie specială rezistentă la căldură pentru a crea o cochilie. Etapa are loc în mai multe straturi - un strat este aplicat - uscat - aplicat - uscat. Când cochilia este gata, modelul de ceară din interior se topește. Ie Forma este încălzită la o temperatură scăzută, iar ceara din ea curge pur și simplu. A treia etapă este turnarea metalelor topite (figura 2). Și apoi, după ce metalul sa răcit, forma este transferată într-un agitator, în care carapacea este distrusă și se obține un produs aproape finit. Principala dificultate a producătorului constă în prima etapă a tehnologiei - crearea unui model de ceară. În plus, este costisitoare și lungă.

Crearea unui model de ceară
În primul rând, de ce este dificil? De obicei, pentru a face un model de ceară de formă complexă, este necesar un echipament special, o matriță. Această matriță, pentru început, trebuie proiectată, în special pentru producția de turnătorie cu toate caracteristicile sale. Atunci trebuie făcută. Și, de cele mai multe ori, aceste metode nu sunt banale. În etapa finală, este necesar să umpleți amestecul de ceară, lăsați-l să se răcească și apoi extrageți cu grijă matrița din scule fără a deteriora.

În al doilea rând, de ce pentru o lungă perioadă de timp? În medie, poate dura mai mult de 2 săptămâni pentru a crea documentația de proiectare pentru tachelaj, mai mult de o lună pentru fabricarea matriței, plus producția modelului. În general, mai mult de două luni trec de la începutul dezvoltării documentației de proiectare până la primirea primului model de ceară. La fel de mult ca două luni!

În al treilea rând, de ce scump? Fabricarea de rotoare, rotoare, rotoare și, în general, detalii de formă complexă suportă costuri ridicate printr-un design complex.

Stereolitografie (SLA)
Cu toate acestea, progresul nu se oprește. Dezvoltat și tehnologie pentru a crea modele pentru turnare. Să luăm în considerare, ce posibilități de turnare pot oferi o astfel de tehnologie de imprimare 3D, ca stereolitografie (SLA).

SLA - aceasta este tehnologia cea mai precisă a tipăririi tridimensionale, bazată pe întărirea stratului cu strat a fotopolymerului cu laser ultraviolet. Procesul este următorul. Utilizând software-ul imprimantei, modelul 3D este pregătit pentru cultivare, adică este tăiat în straturi în conformitate cu parametrii de grosime specificați de operator. Mai mult, laserul UV trage secțiunea actuală a modelului pe suprafața rășinii fotopolimerice lichide. În locurile unde contactul cu laser cu raze ultraviolete intră în contact cu rășina, apare fotocuparea instantanee (figura 3).

După ce a avut loc desenul complet al stratului curent, platforma de construcție este coborâtă cu o cantitate egală cu adâncimea unui strat. Lama de curățare alveolează suprafața rășinii, pregătindu-l pentru următoarea întărire a vopsirii. Acest proces se repetă pentru fiecare strat al părții în creștere până când modelul 3D dat este construit. În acest fel, puteți crea modele de orice formă.

Turnare pentru modelele de ardere
După cum am menționat mai devreme, producerea unui model de ceară pentru a crea o matriță de cochilie nu este un proces ușor și costisitor. Aici tehnologia stereolitografiei vine să o înlocuiască. Modelele Burnout, create pe echipamente stereolitografice, înlocuiesc modelele tradiționale de ceară. Utilizarea tehnologiei SLA face posibilă producerea rapidă a celor mai exacte produse de turnare din metal cu cea mai bună calitate a suprafeței în comparație cu alte tehnologii. Aceeași tehnologie pentru crearea și arderea modelelor pentru turnarea ulterioară a metalelor se numește QuickCast. Are o serie de caracteristici și avantaje,

În primul rând, modelele sunt arse, spre deosebire de topirea ceară. Astfel, temperatura impactului asupra modelului pentru îndepărtarea lor din matrița de cochilie diferă de metoda tradițională și este egală cu 820 ° C. În al doilea rând, prezența unei temperaturi ridicate de ardere implică o manipulare mai atentă a mucegaiului de cochilie. Acest lucru se explică prin faptul că orice model făcut din material ars, atunci când este încălzit, se extinde, creând o suprapresiune. Și asta poate duce la spargerea cochiliei. În legătură cu acest model de tehnologie QuickCast modelat tubulare ochiuri cu structură internă (Fig. 5), care permite materialului să se extindă spre interior, în colaps în timpul încălzirii și a crea astfel de suprapresiune în matriță ceramică. De asemenea, datorită structurii interne goale, utilizarea materialului și timpul de construire a modelului sunt reduse.

În Fig. 6 prezintă procesul tehnologic de turnare pe modele arse utilizând echipamente 3D stereolitografice.

Modelul 3D finit este încărcat în software special pentru a crea o structură internă a ochiului de plasă. Apoi, fișierul este trimis pentru imprimare. După cultivarea modelului, trebuie prelucrat: îndepărtați structurile de susținere, clătiți din resturile de rășini necooperate și conduceți prepolimerizarea în camera de ultraviolet.

Modelul 3D tipărit este acoperit cu o pastă de temperatură ridicată în mai multe straturi pentru a crea o formă de coajă. Mai mult, modelul este ars la o temperatură ridicată și metalul topit este turnat în locul său. După întărirea metalului, carcasa este îndepărtată și operațiile finale sunt efectuate pentru a termina metalul turnat finit.

După cum puteți vedea, procesul tehnologic nu este fundamental diferit de cel tradițional. Cu toate acestea, atunci când utilizați tehnologia QuickCast, nu este nevoie să fabricați unelte complexe și costisitoare. De asemenea, timpul pentru realizarea turnărilor metalice este redus la 1-2 săptămâni (spre deosebire de metodele tradiționale, care necesită 12-14 săptămâni).

concluzie
Tehnologia QuickCast reprezintă o nouă oportunitate pentru companiile rusești de a atinge un nivel mai ridicat de productivitate a produselor lor, pentru a reduce timpul de producție, precum și costul de producție, cu un ordin de mărime.

Bună ziua. Multe materiale de slabă sunt arse grav și în matriță rămâne o mulțime de cenușă, ceea ce afectează calitatea pieselor turnate. O tehnologie mai ieftină și mai practică este imprimarea pe bază de polistiren pe instalațiile EOS. Apropo, în comparație cu pmma, calitatea suprafețelor modelului este mai mare, iar rezultatul turnărilor este mai bun. Compania noastră a realizat cercetări privind utilizarea tehnologiilor 3d în turnare. dacă cineva este interesat, pot trimite fragmente din raport.