Aditivna i brza proizvodnja

Posljednjih godina bilježimo porast potražnje za BRZOM PROIZVODNJOM ili BRZOM PROTOTIPOM. Ovaj proces se takođe može nazvati PROIZVODNJA STOLA ili IZRADA U SLOBODNOM OBLIKU. U osnovi, čvrst fizički model dijela se pravi direktno iz trodimenzionalnog CAD crteža. Koristimo izraz ADITIVNA PROIZVODNJA za ove različite tehnike gdje gradimo dijelove u slojevima. Koristeći integrisani kompjuterski vođen hardver i softver vršimo aditivnu proizvodnju. Naše brze tehnike izrade prototipa i proizvodnje su STEREOLITOGRAFIJA, POLYJET, MODELIRANJE FUSED-DEPOSITION, SELEKTIVNO LASERSKO SINTERING, ELEKTRONSKE SNOPE TOPLJENJA, TRODIMENZIONALNA ŠTAMPA, DIREKTNA PROIZVODNJA, BRZI ALATI. Preporučujemo da kliknete ovdje zaPREUZMITE naše šematske ilustracije aditivne proizvodnje i brzih proizvodnih procesa od strane AGS-TECH Inc. 
Ovo će vam pomoći da bolje razumijete informacije koje vam pružamo u nastavku. 

 

Brza izrada prototipa nam omogućava: 1.) Idejni dizajn proizvoda se posmatra iz različitih uglova na monitoru koristeći 3D/CAD sistem. 2.) Prototipovi od nemetalnih i metalnih materijala se proizvode i proučavaju sa funkcionalnog, tehničkog i estetskog aspekta. 3.) Izrada prototipa niske cijene u vrlo kratkom vremenu je postignuta. Aditivna proizvodnja može ličiti na izradu vekne hleba slaganjem i lepljenjem pojedinačnih kriški jedna na drugu. Drugim riječima, proizvod se proizvodi krišku po krišku, ili sloj po sloj koji se nanosi jedan na drugi. Većina dijelova može se proizvesti u roku od nekoliko sati. Tehnika je dobra ako su dijelovi potrebni vrlo brzo ili ako su potrebne količine male, a izrada kalupa i alata je preskupa i oduzima vrijeme. Međutim, cijena dijela je skupa zbog skupih sirovina. 

 

• STEREOLITOGRAFIJA: Ova tehnika skraćeno STL, zasnovana je na očvršćavanju i stvrdnjavanju tečnog fotopolimera u određeni oblik fokusiranjem laserskog zraka na njega. Laser polimerizira fotopolimer i stvrdnjava ga. Skeniranjem UV laserskog snopa prema programiranom obliku duž površine fotopolimerne mješavine, dio se proizvodi odozdo prema gore u pojedinačnim kriškama raspoređenim jedna na drugu. Skeniranje laserske tačke se ponavlja mnogo puta kako bi se postigle geometrije programirane u sistemu. Nakon što je dio potpuno proizveden, skida se sa platforme, upija i čisti ultrazvučno i alkoholnom kupkom. Zatim se izlaže UV zračenju nekoliko sati kako bi se osiguralo da je polimer potpuno očvrsnuo i stvrdnuo. Da sumiramo proces, platforma koja je uronjena u mešavinu fotopolimera i UV laserski snop se kontrolišu i pokreću kroz servo-kontrolni sistem prema obliku željenog dela i deo se dobija fotoočvršćavanjem polimera sloj po sloj. Naravno, maksimalne dimenzije proizvedenog dijela su određene stereolitografskom opremom. 

 

• POLYJET : Slično inkjet štampi, u polyjet štampaču imamo osam glava za štampanje koje talože fotopolimer na ležište. Ultraljubičasto svjetlo postavljeno uz mlaznice odmah očvršćava i stvrdnjava svaki sloj. U polyjet-u se koriste dva materijala. Prvi materijal je za izradu stvarnog modela. Drugi materijal, smola nalik gelu, koristi se za potporu. Oba ova materijala se nanose sloj po sloj i istovremeno stvrdnjavaju.  Nakon završetka modela, potporni materijal se uklanja vodenim rastvorom. Smole koje se koriste su slične stereolitografiji (STL). Polyjet ima sljedeće prednosti u odnosu na stereolitografiju: 1.) Nema potrebe za čišćenjem dijelova. 2.) Nema potrebe za postprocesnim očvršćavanjem 3.) Manje debljine sloja su moguće i na taj način dobijamo bolju rezoluciju i možemo proizvesti finije dijelove.
 
• MODELIRANJE FUSED DEPOSITION MODELING : Takođe skraćeno kao FDM, u ovoj metodi glava ekstrudera upravljana robotom kreće se u dva glavna smjera preko stola. Kabel se po potrebi spušta i podiže. Iz otvora zagrijane matrice na glavi ekstrudira se termoplastični filament i početni sloj se nanosi na pjenastu podlogu. To se postiže pomoću glave ekstrudera koja prati unaprijed određenu putanju. Nakon početnog sloja, stol se spušta i naredni slojevi se nanose jedan na drugi. Ponekad su prilikom proizvodnje složenog dijela potrebne potporne strukture kako bi se taloženje moglo nastaviti u određenim smjerovima. U tim slučajevima, potporni materijal se ekstrudira s manje gustim razmakom filamenta na sloju tako da je slabiji od materijala modela. Ove potporne strukture mogu se kasnije rastvoriti ili odlomiti nakon završetka dela. Dimenzije matrice za ekstruder određuju debljinu ekstrudiranih slojeva. FDM proces proizvodi dijelove sa stepenastim površinama na kosim vanjskim ravnima. Ako je ova hrapavost neprihvatljiva, za zaglađivanje se može koristiti hemijsko poliranje parom ili zagrijani alat. Čak je i vosak za poliranje dostupan kao materijal za premazivanje kako bi se eliminisali ovi koraci i postigle razumne geometrijske tolerancije.    

 

• SELEKTIVNO LASERSKO SINTERING: Takođe označen kao SLS, proces se zasniva na sinterovanju polimera, keramičkih ili metalnih prahova selektivno u objekt. Dno komore za obradu ima dva cilindra: cilindar djelomične građe i cilindar za dovod praha. Prvi se postepeno spušta do mjesta gdje se formira sinterirani dio, a drugi se postepeno podiže kako bi doveo prah u cilindar za izradu dijelova kroz mehanizam valjka. Prvo se tanak sloj praha nanese u cilindar sa djelimično građenim, a zatim se laserski snop fokusira na taj sloj, prati i topi/sinteruje određeni poprečni presjek, koji se zatim ponovo učvršćuje u čvrstu supstancu. Puder je područja koja nisu pogođena laserskim snopom ostaju labavi, ali i dalje podržavaju čvrsti dio. Zatim se nanosi još jedan sloj praha i postupak se ponavlja više puta da bi se dobio dio. Na kraju se rastresite čestice praha. Sve ovo izvodi kompjuter za upravljanje procesom koristeći instrukcije koje generiše 3D CAD program za deo koji se proizvodi. Mogu se deponovati različiti materijali kao što su polimeri (kao što su ABS, PVC, poliester), vosak, metali i keramika sa odgovarajućim polimernim vezivom.

 

• ELEKTRONSKI ZRAK  TALJENJE : Slično selektivnom laserskom sinterovanju, ali korišćenjem elektronskog zraka za topljenje praha titanijuma ili kobalt hroma za pravljenje prototipova u vakuumu. Napravljeni su neki pomaci za izvođenje ovog procesa na nerđajućim čelicima, aluminijumu i legurama bakra. Ako je potrebno povećati otpornost na zamor proizvedenih dijelova, koristimo toplo izostatičko prešanje nakon proizvodnje dijela kao sekundarni proces.   

 

• TRODIMENZIONALNO ŠTAMPANJE: Takođe označeno sa 3DP, u ovoj tehnici glava za štampanje nanosi neorgansko vezivo na sloj bilo nemetalnog ili metalnog praha. Klip koji nosi sloj praha se postepeno spušta i u svakom koraku vezivo se taloži  sloj po sloj i spaja vezivo. Praškasti materijali koji se koriste su mješavine polimera i vlakana, ljevački pijesak, metali. Koristeći različite glave veziva istovremeno i veziva različitih boja možemo dobiti različite boje. Proces je sličan inkjet štampi, ali umjesto da dobijemo obojeni list dobijamo obojeni trodimenzionalni objekat. Proizvedeni dijelovi mogu biti porozni i stoga mogu zahtijevati sinterovanje i infiltraciju metala kako bi se povećala njegova gustoća i čvrstoća. Sinterovanjem će sagorjeti vezivo i spojiti metalni prah zajedno. Metali kao što su nerđajući čelik, aluminij, titan se mogu koristiti za izradu dijelova, a kao infiltracijski materijali najčešće koristimo bakar i bronzu. Ljepota ove tehnike je u tome što se čak i komplikovani i pokretni sklopovi mogu proizvesti vrlo brzo. Na primjer, sklop zupčanika, ključ kao alat može se napraviti i imat će pokretne i okretne dijelove spremne za upotrebu. Različite komponente sklopa mogu se proizvesti u različitim bojama i sve u jednom trenutku.  Preuzmite našu brošuru na:Osnove metalne 3D štampe

 

• DIREKTNA PROIZVODNJA i BRZI ALATI: Osim procjene dizajna, rješavanja problema koristimo brzu izradu prototipa za direktnu proizvodnju proizvoda ili direktnu primjenu u proizvode. Drugim riječima, brza izrada prototipa može se ugraditi u konvencionalne procese kako bi bili bolji i konkurentniji. Na primjer, brza izrada prototipa može proizvesti uzorke i kalupe. Obrasci polimera koji se topi i sagorevaju stvoreni brzim operacijama izrade prototipa mogu se sastaviti za livenje i investirati. Još jedan primjer koji treba spomenuti je korištenje 3DP-a za proizvodnju ljuske za livenje keramike i korištenje za operacije livenja ljuske. Čak i kalupi za brizganje i umetci kalupa mogu se proizvesti brzim prototipom i može se uštedjeti mnogo sedmica ili mjeseci vremena izrade kalupa. Samo analizom CAD datoteke željenog dijela možemo proizvesti geometriju alata pomoću softvera. Evo nekih od naših popularnih brzih metoda alata:
RTV (Vulkanizacija na sobnoj temperaturi) MOLDING / URETANO LIJEVANJE : Korištenje brze izrade prototipa može se koristiti za izradu uzorka željenog dijela. Zatim se ovaj uzorak premazuje sredstvom za razdvajanje i tečna RTV guma se sipa preko šare da bi se dobile polovice kalupa. Zatim se ove polovice kalupa koriste za brizganje tekućih uretana. Vek trajanja kalupa je kratak, samo 0 ili 30 ciklusa, ali dovoljno za proizvodnju u malim serijama. 
ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) INJEKTIRANJE: Koristeći tehnike brze izrade prototipa kao što je stereolitografija, proizvodimo kalupe za brizganje. Ovi kalupi su školjke sa otvorenim krajem koji omogućavaju punjenje materijalima kao što su epoksid, epoksid punjen aluminijumom ili metali. Opet je vijek trajanja kalupa ograničen na desetine ili najviše stotine dijelova. 
PROCES OBRADE ALATA PRŠKANOM METALOM: Koristimo brzu izradu prototipa i pravimo šablon. Poprskamo leguru cink-aluminij na površinu uzorka i premažemo je. Uzorak sa metalnim premazom se zatim stavlja u bocu i preliva epoksidom ili aluminijumom punjenim epoksidom. Na kraju se uklanja i izradom dvije takve polovice kalupa dobijamo kompletan kalup za brizganje. Ovi kalupi imaju duži vijek trajanja, u nekim slučajevima u zavisnosti od materijala i temperature mogu proizvesti dijelove u hiljadama. 
KEELTOOL PROCES: Ova tehnika može proizvesti kalupe sa životnim ciklusom od 100.000 do 10 miliona. Koristeći brzu izradu prototipa proizvodimo RTV kalup. Kalup se zatim napuni mješavinom koja se sastoji od praha alatnog čelika A6, volframovog karbida, polimernog veziva i ostavi da se očvrsne. Ovaj kalup se zatim zagrijava kako bi polimer izgorio i metalni prah stopio.  Sljedeći korak je infiltracija bakra za proizvodnju konačnog kalupa. Ako je potrebno, sekundarne operacije kao što su obrada i poliranje mogu se izvesti na kalupu za bolju točnost dimenzija.    _cc781905-5cde-3194-bb3b-1358bad_