Primjena tehnologije brzog izrade prototipa u lijevanju investicija

Rapid Prototyping (RP) je visokotehnološka tehnologija razvijena 1990-ih. Može brzo pretvoriti koncepte dizajna u svijesti ljudi u stvarne objekte. Posebno je vrijedno napomenuti da cijeli proces razvoja proizvoda ne zahtijeva nikakve kalupe i procesnu opremu, što uvelike skraćuje probni proizvodni ciklus prototipova i novih proizvoda, te brzo postaje važno sredstvo i alat za povećanje konkurentnosti preduzeća. Istraživanje internetskih upitnika koje je objavio INCAST 2004 (11) pokazuje da je više od 93% od više od 400 proizvođača lijevanja za ulaganje u Europi koristilo brzu izradu prototipa. Svi se ispitanici slažu da je upotreba ove nove tehnologije od ključne važnosti za ubrzavanje novih proizvoda. Vrlo je važno razviti i poboljšati sposobnost preduzeća da brzo reagiraju na tržište.

Primjena uobičajenih metoda brze izrade prototipa u lijevanju investicija

Primjena tehnologije brzog prototipiranja kod lijevanja ulaganja uglavnom uključuje sljedeće aspekte:

1. Investirajte

Prilikom izrade uzoraka, mašina za brzu izradu prototipa ne samo da može unijeti trodimenzionalne geometrijske modele uspostavljene drugim CAD softverom, već može primiti i datoteke sa podacima skenirane industrijskom CT (kompjuterska tomografija). Na primjer, prvo skenirajte dio (vijak s propelerom, slika 12-1a) kroz CT da biste dobili dvodimenzionalnu sliku njegovog presjeka (slika 12-1b). Nakon toga, softver za obradu slika kombinira dvodimenzionalne slike svakog odjeljka (slika 12-1c) kako bi formirao trodimenzionalni geometrijski model (slika 12-1d). Zatim ga pošaljite na brzu mašinu za izradu prototipova kako biste napravili uzorak (slika 12-1e) [2]. Ova restauracijska (obrnuta) inženjerska metoda ne samo da može vratiti dijelove strojeva, već i oponašati određene ljudske organe.

2. Izrada kalupa (kompresijsko oblikovanje) i druge procesne opreme

Postoje dvije metode za izradu kalupa za precizno lijevanje brzim prototipiranjem: jedan je prvo napraviti glavni kalup, a zatim preraditi profilisanje epoksidne ili silikonske gume; druga metoda je upotreba trodimenzionalnog bloka za profilisanje generisanog u CAD sistemu. Geometrijski model se direktno unosi u mašinu za brzu izradu prototipova za pravljenje smole. Ova vrsta profiliranja je uglavnom pogodna za malu serijsku proizvodnju (desetine komada). Ako se metalni sloj debljine oko 2 mm rasprši po površini glavnog kalupa, a nakon toga se napuni epoksidna smola kako bi se napravio metal-epoksidni kompozitni profil, može zadovoljiti zahtjeve proizvodnje stotina preciznih odljevaka. Na primjer, pri korištenju SLS metode, objekt obrade se mijenja iz praha smole u čelični prah s tankim slojem termoreaktivne smole na površini, laserski sinteriran u kompaktan oblik, a zatim se peče radi uklanjanja smole i na kraju bakrene tekućine je infiltriran u pore kompakta. Rezultirajuće profilisanje je slično čvrstoći i toplinskoj vodljivosti metala. Osim toga, tehnologija brzih prototipova može se koristiti i za izradu određenih kalupa nepravilnog oblika.

3. Direktna proizvodnja odljevaka za kalupe

Početkom 1990 -ih, Nacionalna laboratorija Sandiana u Sjedinjenim Državama provela je posebno istraživanje pod nazivom Brzo lijevanje (FastCAST), koje je nazvano Direct Shell Casting (DSPC). Nažalost, kasnije ima vrlo malo izvještaja.

Godine 1994. Z Corporation iz Sjedinjenih Država uspješno je razvila tehnologiju 3D štampe 3D Printing. Tehnologiju je izvorno izumio i patentirao profesor Ely Sachs sa Tehnološkog instituta u Massachusettsu. Osnovni princip sličan je SLS metodi. Prvo se vatrostalno nanosi sloj vatrostalnog materijala ili plastičnog praha. Razlika od SLS-a je u tome što umjesto pokretanja laserske glave emitira inkjet glavu za raspršivanje ljepila za "štampanje" u skladu s oblikom poprečnog presjeka proizvoda. Ponavljajte gore navedene radnje dok se dijelovi ne dovrše, pa se to naziva "tehnologija 3D ispisa". Njegove prednosti su niski operativni troškovi i troškovi materijala, te velika brzina. Ako je raspršeni prah miješani prah gipsa i keramike, može se izravno i brzo pretvoriti u kalup (gipsani kalup) za lijevanje aluminija, magnezija, cinka i drugih odljevaka od obojenih legura, nazvan ZCast (slika 12-2) .

Usporedba uobičajeno korištenih metoda brzih prototipova Učinci primjene 

Trenutno, popularnije metode brzog prototipiranja u stvarnoj proizvodnji uključuju trodimenzionalnu litografiju (SLA), selektivno lasersko sinterovanje (SLS), taloženje fuzijom (FDM), proizvodnju laminata (LOM) i izljevanje iz direktnog kalupa (DSPC). Posljednjih godina mnoge strane istraživačke institucije uporedile su gore navedene metode u smislu kvalitete proizvodnih obrazaca i performansi u lijevanju ulaganja. Rezultati su sljedeći:

• 1) SLA metoda ima najveću dimenzionalnu tačnost uzorka, zatim SLS i FDM, a LOM metoda je najniža [4].
• 2) Površinska hrapavost uzorka Površina uzorka je polirana i obrađena i mjeri se površinskim mjeračem hrapavosti. Rezultati su prikazani u tablici 12-1 [4]. Može se vidjeti da je hrapavost površine sitnija SLA i LOM metodama, a FDM metoda je najdeblja.
• 3) Sposobnost reprodukcije finih dijelova Sposobnost ove četiri metode reprodukcije finih dijelova ispitivana je pomoću stalka sa korakom zubaca od oko 3 mm kao predmetom. Kao rezultat toga, SLA je najbolji, a FDM najgori [4].
• 4) Performanse kod lijevanja za ulaganje Među navedene četiri metode, sam proizvod je metoda voštanog kalupa (poput FDM -a ili SLS -a), koja se lako može prilagoditi zahtjevima procesa lijevanja za ulaganje i nesumnjivo ima bolje performanse. Iako se uzorci smole ili papira također mogu spaliti, nije ih tako lako prilagoditi zahtjevima lijevanja za ulaganje kao kalupe za vosak. Potrebna su stalna poboljšanja kako bi se izbjegli nedostaci.

Usporedba hrapavosti površine uzoraka

Sveukupno gledano, iako SLA metoda ima neke nekompatibilnosti s procesom lijevanja za ulaganje, popularna je zbog dobre točnosti dimenzija i kvalitete površine. U stranim zemljama, posebno u vazduhoplovstvu i vojnoj industriji, preduzeća za livenje ulaganja se široko koriste. Iako je kvaliteta SLS metode nešto lošija od SLA, lako se prilagoditi zahtjevima procesa ulaganja u lijevanje. Stoga se sve više aplikacija koristi u lijevanju domaćih investicija. Iako se metoda FDM najlakše prilagođava zahtjevima procesa investicijskog lijevanja, točnost dimenzija i kvaliteta površine kalupa za vosak nisu zadovoljavajući; dok je LOM metoda prihvatljivog kvaliteta, ali je teško prilagoditi se lijevanju za ulaganja. Stoga je teško prilagoditi se investicijskom lijevanju. Promicanje i primjena ove dvije metode u lijevanju ulaganja podliježu određenim ograničenjima.

Nova dostignuća u primjeni SLA i SLS u lijevanju ulaganja

1. Nova smola koja očvršćava svjetlom

SLA metoda komercijalizirana je već 1987. godine. Prvobitno je korištena za izradu fizičkih modela i prototipova s ​​određenim funkcijama. Početkom devedesetih godina prošlog stoljeća uspješno je razvijen softver QuickCast tvrtke 1990D System Inc u Sjedinjenim Državama, koji je omogućio SLA mašini za brzu izradu prototipa da proizvede strukturu u obliku saća (slika 3-12a), a da pritom zadrži gladak i gust izgled (slika 3 -12b), Ne samo da štedi 3% materijala za oblikovanje, već se i kada se čaura ispali, uzorak se prvo sruši prema unutra bez pucanja ljuske. Osim toga, ljudi su postupno otkrivali da za smole za stvrdnjavanje svjetlom za izradu kalupa moraju ispuniti i sljedeće posebne zahtjeve:

• Viskoznost-ako je viskoznost smole previsoka, bit će teško isprazniti preostalu smolu u šupljini nakon što se napravi uzorak. Ako ima previše zaostale smole, ona još uvijek može puknuti ljusku tijekom pečenja, pa je centrifugalno odvajanje često potrebno. Mjere. Osim toga, površinu gotovog uzorka također je teško očistiti.
• Zaostali pepeo-ovo je možda najvažniji zahtjev. Ako se zaostali pepeo nakon ljuske ispeče, to će uzrokovati nemetalne inkluzije i druge nedostatke na površini odljevka.
• · Sadržaj elemenata teških metala-ovo je posebno važno za lijevanje superlegura. Na primjer, antimon je relativno čest element u SLA smolama za stvrdnjavanje svjetlom. Ako se pojavi u zaostalom pepelu nakon ispaljivanja čaure, može kontaminirati leguru, pa čak i uzrokovati otpad.
• Stabilnost dimenzija-veličina uzorka treba ostati stabilna tokom cijele operacije. Iz tog razloga, niska apsorpcija vlage smole je također vrlo važna.

Posljednjih godina, DSM Somos iz Sjedinjenih Država uspješno je razvio novu vrstu smole za stvrdnjavanje svjetlosti Somos 10120, koja ispunjava gore navedene glavne zahtjeve i koju favoriziraju proizvođači za lijevanje. Ovaj novi proizvod je izliven u tri različite fabrike za precizno lijevanje u tri legure (aluminijum, titan i legura kobalt-molibden) i postigao je zadovoljavajuće rezultate.

2. Koristite SLA model za malu serijsku proizvodnju

Postoje dva glavna pitanja koja treba razmotriti u maloj serijskoj proizvodnji preciznih odljevaka koristeći SLA uzorke: jedno je točnost dimenzija koju uzorak i lijevanje mogu postići, a drugo je imaju li proizvodni troškovi i vrijeme isporuke prednosti. Nekoliko tvornica za precizno lijevanje u Sjedinjenim Državama, poput Solidiform, Nu-Cast, PCC i Uni-Cast, koristile su SLA uzorke za lijevanje stotina odljevaka. Nakon stvarnog mjerenja veličine lijevanja, statistička analiza pokazuje da se koristi nova smola za stvrdnjavanje 11120 koju je razvio DSM Somos. S tehnologijom QuickCast, rezultirajući SLA uzorak ima odstupanje veličine od najviše 50% vrijednosti tolerancije lijevanja. Većina većine odljevaka ispunjava zahtjeve tolerancije, a prolaznost je veća od 95% (slika 12-4) [7].

Iako su troškovi izrade SLA uzorka mnogo veći od troškova izrade istog kalupa od voska, i to traje duže, ali nema potrebe za dizajniranjem i proizvodnjom profila. Stoga, kada se jedan komad proizvodi u malim serijama, cijena i vrijeme isporuke su i dalje prednosti. Što je lijevanje složenije, ta je prednost očiglednija. Uzmimo za primjer zrakoplovno precizno lijevanje složenog oblika koje proizvodi Nu-Cast (slika 12-5) [7], cijena izrade kalupa je oko 85,000 američkih dolara, proizvode se 4 kalupa od voska svaki dan, a cijena svakog voska kalup (uključujući materijale i rad) 150 USD. Ako se usvoji SLA metoda, svaki SLA model košta 2846 američkih dolara, ali nema potrebe za dizajniranjem i proizvodnjom kalupa. Iz ovog izračuna, ako je izlaz manji od 32 komada, troškovi upotrebe SLA kalupa niži su od troškova voštanih kalupa; ako ima više od 32 komada, cijena je veća od kalupa za vosak (slika 12-6); korištenjem kalupa za vosak potrebno je 14-16 tjedana za dizajn i proizvodnju kalupa, a SLA kalupu nije potreban kalup. Stoga, ako je izlaz manji od 87 komada, pomoću SLA kalupa, isporuka odljevaka je brža od kalupa za vosak (slika 12-7). No, više od 87 komada, voštani kalup je brži [7]. Drugi faktor koji treba uzeti u obzir je da ako se koristi voštani kalup, kada se proizvod ažurira, kalup je potrebno ponovo napraviti, što je skupo; dok s izgledom SLA-a sve što treba učiniti je promijeniti geometrijski model CAD-a, što je mnogo lakše i brže od ponovne izrade kalupa. .

3. Uzorak voska impregniranog prahom impregniranog SLS polistirenom

SLS je u početku koristio laser za sinteriranje posebnog voštanog praha u kalup za vosak, koji je vrlo pogodan za procesne karakteristike investicijskog lijevanja. Već krajem 1990. godine u Sjedinjenim Državama bilo je više od 50 ljevaonica, koje su proizvodile oko 3000 kalupa za vosak i uspješno ih lijevale. Proizvodite različite metalne odljeve. Međutim, vosak u prahu nije najidealniji materijal za oblikovanje. Čvrstoća voštanog kalupa izrađenog od njega je nedovoljna, a lako se omekšava i deformira pri visokoj temperaturi, a lako se lomi pri niskoj temperaturi. Stoga su početkom 1990-ih neki korisnici SLA u Sjedinjenim Državama pokušali zamijeniti vosak u prahu termoplastičnim prahom poput polistirena (PS) ili polikarbonata (PC). Ova vrsta materijala je napravljena u labavom i poroznom obliku (poroznost je veća od 25%), što smanjuje rizik od bubrenja i pucanja ljuske tokom presovanja. Nakon ispaljivanja ljuske, sadržaj pepela je manji, ali je površina uzorka hrapava. Stoga, nakon što je uzorak napravljen, potrebno ga je ručno depilirati i polirati kako bi površina bila glatka i gusta. Trenutno se ova metoda široko koristi u zemlji i inostranstvu.

Molimo zadržite izvor i adresu ovog članka radi ponovnog štampanja:Primjena tehnologije brzog izrade prototipa u lijevanju investicija  

Tvrtka Minghe Casting posvećena je proizvodnji i pružanju kvalitetnih dijelova i dijelova za lijevanje visokih performansi (opseg dijelova za livenje metala uglavnom uključuje Tankozidno lijevanje,Vruće komore Die Casting,Livenje u hladnoj komori), Okrugla usluga (usluga lijevanja,CNC obrada,Izrada kalupa, Površinska obrada). Bilo koji prilagođeni lijev od aluminija, livenje magnezijumom ili Zamakom / cinkom i drugi odljevci dobrodošli su da nas kontaktirate.

Pod kontrolom ISO9001 i TS 16949, svi procesi se provode kroz stotine naprednih mašina za livenje pod tlakom, 5-osnih mašina i drugih objekata, od blastera do Ultra Sonic mašina za pranje rublja. Minghe ne samo da ima naprednu opremu već ima i profesionalnu opremu tim iskusnih inženjera, rukovatelja i inspektora kako bi ostvarili dizajn kupca.

Ugovorni proizvođač kalupa. Mogućnosti uključuju dijelove za livenje aluminijuma u hladnoj komori od 0.15 lbs. do 6 lbs., brza promjena i obrada. Usluge s dodanom vrijednošću uključuju poliranje, vibriranje, uklanjanje brušenja, miniranje sačmama, farbanje, oblaganje, premazivanje, montaža i obrada alata. Materijali s kojima se radi uključuju legure poput 360, 380, 383 i 413.

Pomoć pri dizajniranju lijevanja cinkom / istovremene inženjerske usluge. Prilagođeni proizvođač preciznih odljevaka od cinka. Mogu se proizvoditi minijaturni odljevci, odljevci za kalupe pod visokim pritiskom, odlivci kalupa sa više klizača, konvencionalni odljevci od kalupa, odljevci za kalupe i neovisni kalupi i odljevci sa šupljinom. Odljevci se mogu izrađivati ​​u dužinama i širinama do 24 in. U toleranciji +/- 0.0005 in.  

ISO 9001: 2015 certificirani proizvođač lijevanog magnezijuma. Mogućnosti uključuju lijevanje magnezijumom pod visokim pritiskom do 200 tona vruće komore i 3000 tona hladne komore, dizajn alata, poliranje, oblikovanje, obrada, farbanje u prahu i tečnostima, puni QA sa CMM mogućnostima , montaža, pakovanje i dostava.

Ovjeren ITAF16949 Dodatna usluga lijevanja uključuje investiranje,livenje peska,Gravitacijsko lijevanje, Casting Lost Foam,Centrifugalno livenje,Vakuumski livenje,Trajno lijevanje kalupa, .Sposobnosti uključuju EDI, inženjersku pomoć, solidno modeliranje i sekundarnu obradu.

Casting Industries Studije slučaja za dijelove za automobile, bicikle, zrakoplove, muzičke instrumente, plovila, optičke uređaje, senzore, modele, elektroničke uređaje, kućišta, satove, mašine, motore, namještaj, nakit, vrpce, telekom, osvjetljenje, medicinske uređaje, fotografske uređaje, Roboti, skulpture, zvučna oprema, sportska oprema, alat, igračke i još mnogo toga. 

Šta vam možemo dalje pomoći?

∇ Idite na početnu stranicu za Kina za lijevanje pod pritiskom

By Proizvođač lijevanja Minghe | Kategorije: Korisni članci |materijal Tagovi: Aluminijsko livenje, Lijevanje cinka, Magnezijum lijevanje, Titanijsko livenje, Lijevanje nehrđajućeg čelika, Lijevanje od mesinga,Lijevanje bronce,Casting Video,Istorija kompanije,Aluminijsko livenje | Komentari isključeni