Производство больших 3D-принтеров

Царь-3D

Home / Модельная оснастка методом 3D-печати — описание технологического процесса

Модельная оснастка методом 3D-печати — описание технологического процесса

Производство модельной оснастки для литья с помощью 3D-печати — экономически эффективный процесс. Напечатанные модели можно применять для формовки по технологиям ХТС, альфа-сет-процесс, а так же как выжигаемые модели.

Этапы создания готовых к формовке моделей:

  1. Получение 3D-модели изделия из программы трехмерного моделирования
  2. Преобразование 3D-модели в G-code и загрузка на 3D-принтер
  3.  Печать
  4. Механическая постобработка и покрасочные работы.
  5. Модельная оснастка готова

Описание каждого этапа:

  1. Экспорт 3D-модели изделия из программы трехмерного моделирования

    Для 3D-печати необходимо иметь файл 3D-модели в формате STL. Большинство программ для инженерного моделирования поддерживают сохранение в этот формат.

  2. Преобразование 3D-модели в G-code и загрузка на 3D-принтер

    3D-модель разбивается на слои с преобразованием в управляющий код для принтера. Это выполняется автоматически в специальном ПО для компьютера, идущем в комплекте.
    Процесс аналогичен написанию программ для ЧПУ станков, но не требует специальных навыков и сводится к нажатию одной кнопки.
    Пользователю нужно лишь указать некоторые параметры, влияющие на компромисс между скоростью печати, качеством и прочностью изделия.

  3.  Печать

    Для запуска печати необходимо загрузить файл g-code на 3D-принтер по локальной сети через Wi-Fi или Ethernet.
    Печать длится от нескольких минут до нескольких суток, в зависимости от обьема модели.
    Управление станком осуществляется через локальную сеть с любого компьютера, планшета или смартфона. Присутствует разграничение прав доступа для по паролю.
    Встроенная камера позволяет контролировать процесс из любой точки мира.

  4. Механическая постобработка и покрасочные работы.

    После окончания печати модель имеет неровности, обусловленные послойной наплавкой пластика.
    1. Начальный этап постобработки модели — устранение грубых неровностей (если таковые имеются из-за геометрии 3d-модели), а так же выламываемого материала, строящегося под свисающими частями.
    Допустимо использовать любые низкооборотистые шлифмашины. При шлифовке самого пластика машинами на высоких оборотах он будет плавиться, что нежелательно.
    2. Склейка модели, если она была напечатана по частям, производится клеями для пластика. Мы применяем эпоксидный клей ЭДП. Если текучесть мешает процессу склейки, то используем Поксипол.
    3. Далее следует покрытие всей поверхности жидкой шпаклевкой (двухкомпонентной), для заполнения впадин и слоистости изделия. Желательно выполнять краскопультом.
    4. Шлифовка. Выполняется как орбитальными шлиф машинами, так и вручную. Цель — выравнивание нанесенного ранее слоя. Необходимо постепенно снижать размер зерна на наждачной бумаге, доводя до пригодного к покраске.
    5. Покраска. Рекомендуется предварительная грунтовка акриловым грунтом. Краска — автомобильная акриловая эмаль. Но можно использовать более дешевые краски.Перед нанесением каждого покрытия поверхность необходимо обезжиривать с помощью спец составов либо растворителя 646. Использование ацетона не допускается.
    Используемый пластик PLA не обладает химической стойкостью, но при проведении окрасочных работ не разрушается и обеспечивает хорошую адгезию.

В случае, если печать была выполнена с наилучшим качеством (в настройках ПО), то поверхность получается очень гладкой, что дает возможность обойтись без этапа обработки поверхности жидкой шпаклевкой.
Таким образом существенно ускоряется постобработка. Однако, это приводит к большему времени печати.

Дополнительно

Если в  модель требуется ввинчивать болты для её закрепления для формовки, вынимания из ящика или транспортировки, то есть несколько вариантов как это организовать:

  • Заложить в модель пазы-колодцы, в которые после печати вставятся гайки. Снаружи отверстия зашпаклевываются.
  • Заложить в модель отверстия, в которых после печати будет нарезана резьба и вкручены металлические футорки. Например, внешняя резьба М14, внутренняя М8.
  • Вклеить шпильку

Следует учитывать, что внутри модель получается с сотовым заполнением, прочность получается, в основном, за счет внешней стенки. Толщина стенки достаточная для большинства изделий — 2,0-3,5 мм.

Преимущества 3D-печати модельной оснастки

Высокая точность и скорость изготовления моделей

По сравнению с ручным изготовлением, 3D-печать позволяет добиться меньших отклонений в размерах, особенно на сложной геометрии. Так же, сложные модели вручную изготавливаются намного дольше, например 1 месяц вручную против 48 часов печати.

Экономия

За счет большей точности, 3D-печать позволяет уменьшить припуски под мех обработку, что выливается в экономию при литье.
Если сравнивать с изготовлением моделей методом фрезеровки, то очевидно, что 3D-печать позволяет обойтись без дорогих ЧПУ-станков, создания заготовок и без высококвалифицированных операторов.
3D-принтер работает круглосуточно, 7 дней в неделю.

Удобство хранения и транспортировки

Напечатанные модели, имеют внутри сотовую структуру, за счет чего они легче чем деревянные в несколько раз. Это упрощает все процедуры по обработке и перемещению моделей.
При хранении пластик не изменяет своих размеров от влажности и температуры в отличие от дерева, которое коробится и меняет размеры в больших пределах.

Что бы ничего не упустить: