Aditívna a rýchla výroba

V posledných rokoch sme zaznamenali nárast dopytu po RAPID MANUFACTURING alebo RAPID PROTOTYPING. Tento proces môže byť tiež nazývaný STOLOVÁ VÝROBA alebo VOĽNÁ VÝROBA. V zásade je pevný fyzický model dielu vyrobený priamo z trojrozmerného výkresu CAD. Pre tieto rôzne techniky, kde staviame diely vo vrstvách, používame termín ADItívna výroba. Pomocou integrovaného počítačom riadeného hardvéru a softvéru vykonávame aditívnu výrobu. Naše rýchle prototypové a výrobné techniky sú STEREOLITOGRAFIA, POLYJET, FUSED-DEPOZIČNÉ MODELOVANIE, SELEKTÍVNE LASEROVÉ SINTROVANIE, TAVENIE ELEKTRONOVÝM LÚČOM, TROJROZMERNÁ TLAČ, PRIAMA VÝROBA, RÝCHLE NÁSTROJE. Odporúčame vám kliknúť semSTIAHNITE si naše schematické ilustrácie aditívnej výroby a rýchlych výrobných procesov od AGS-TECH Inc. 
Pomôže vám to lepšie porozumieť informáciám, ktoré vám poskytujeme nižšie. 

 

Rapid prototyping nám poskytuje: 1.) Koncepčný dizajn produktu je sledovaný z rôznych uhlov na monitore pomocou 3D / CAD systému. 2.) Prototypy z nekovových a kovových materiálov sa vyrábajú a skúmajú z funkčného, technického a estetického hľadiska. 3.) Nízkonákladové prototypovanie je zrealizované vo veľmi krátkom čase. Aditívna výroba sa môže podobať konštrukcii bochníka chleba naskladaním a spájaním jednotlivých plátkov na seba. Inými slovami, výrobok sa vyrába plátok po plátku alebo vrstva po vrstve nanesená jedna na druhú. Väčšinu dielov je možné vyrobiť do niekoľkých hodín. Táto technika je dobrá, ak sú diely potrebné veľmi rýchlo alebo ak sú potrebné množstvá nízke a výroba formy a nástrojov je príliš drahá a časovo náročná. Náklady na diel sú však drahé kvôli drahým surovinám. 

 

• STEREOLITOGRAFIA : Táto technika, tiež skrátená ako STL, je založená na vytvrdzovaní a vytvrdzovaní tekutého fotopolyméru do špecifického tvaru zaostrením laserového lúča naň. Laser polymerizuje fotopolymér a vytvrdzuje ho. Skenovaním UV laserového lúča podľa naprogramovaného tvaru pozdĺž povrchu zmesi fotopolymérov je dielec vyrábaný zdola nahor v jednotlivých na sebe kaskádových rezoch. Skenovanie laserového bodu sa mnohokrát opakuje, aby sa dosiahli geometrie naprogramované v systéme. Po úplnom vyrobení dielu sa tento vyberie z plošiny, odsaje a vyčistí ultrazvukom a alkoholovým kúpeľom. Potom sa na niekoľko hodín vystaví UV žiareniu, aby sa zabezpečilo úplné vytvrdenie a vytvrdnutie polyméru. Aby sme to zhrnuli, platforma, ktorá je ponorená do zmesi fotopolymérov a UV laserový lúč sa riadia a pohybujú cez servoriadiaci systém podľa tvaru požadovaného dielu a diel sa získava fototvrdnutím polymérnej vrstvy po vrstve. Samozrejme maximálne rozmery vyrobeného dielu sú určené stereolitografickým zariadením. 

 

• POLYJET : Podobne ako pri atramentovej tlači, v polyjet máme osem tlačových hláv, ktoré ukladajú fotopolymér na stavebný zásobník. Ultrafialové svetlo umiestnené vedľa trysiek okamžite vytvrdzuje a vytvrdzuje každú vrstvu. V polyjete sa používajú dva materiály. Prvý materiál je na výrobu skutočného modelu. Druhý materiál, gélovitá živica, sa používa na podporu. Oba tieto materiály sa nanášajú vrstva po vrstve a súčasne sa vytvrdzujú.  Po dokončení modelu sa nosný materiál odstráni vodným roztokom. Použité živice sú podobné stereolitografii (STL). Polyjet má oproti stereolitografii nasledujúce výhody: 1.) Nie je potrebné čistenie častí. 2.) Nie je potrebné následné vytvrdzovanie 3.) Menšie hrúbky vrstiev sú možné, a tak získame lepšie rozlíšenie a môžeme vyrábať jemnejšie diely.
 
• MODELOVANIE FUSED DEPOSITION MODELING: Tiež skrátené ako FDM, pri tejto metóde sa robotom riadená hlava extrudéra pohybuje nad stolom v dvoch hlavných smeroch. Kábel sa spúšťa a zdvíha podľa potreby. Z otvoru vyhrievanej matrice na hlave sa vytlačí termoplastické vlákno a na penový základ sa nanesie počiatočná vrstva. To sa dosiahne pomocou hlavy extrudéra, ktorá sleduje vopred stanovenú dráhu. Po počiatočnej vrstve sa stôl spustí a ďalšie vrstvy sa ukladajú na seba. Niekedy pri výrobe komplikovaného dielu sú potrebné podporné konštrukcie, aby nanášanie mohlo pokračovať v určitých smeroch. V týchto prípadoch je nosný materiál extrudovaný s menšou hustotou rozmiestnenia filamentu na vrstve, takže je slabší ako modelový materiál. Tieto nosné konštrukcie možno neskôr po dokončení dielca rozpustiť alebo odlomiť. Rozmery vytláčacej hubice určujú hrúbku vytláčaných vrstiev. Proces FDM produkuje diely so stupňovitými povrchmi na šikmých vonkajších rovinách. Ak je táto drsnosť neprijateľná, na ich vyhladenie možno použiť chemické leštenie parou alebo vyhrievaný nástroj. Dokonca aj leštiaci vosk je dostupný ako náterový materiál, aby sa eliminovali tieto kroky a dosiahli sa primerané geometrické tolerancie.    

 

• SELEKTÍVNE LASEROVÉ SINTROVANIE: Proces označovaný aj ako SLS je založený na selektívnom spekaní polymérnych, keramických alebo kovových práškov do predmetu. Spodná časť spracovacej komory má dva valce: čiastočne zostavený valec a valec na podávanie prášku. Prvý sa postupne spúšťa do miesta, kde sa vytvára spekaná časť, a druhý sa postupne zdvíha, aby dodával prášok do valcového valca prostredníctvom valčekového mechanizmu. Najprv sa tenká vrstva prášku nanesie do valca s čiastočnou konštrukciou, potom sa na túto vrstvu zameria laserový lúč, pričom sa obkreslí a roztopí/sintruje konkrétny prierez, ktorý potom znova stuhne na pevnú látku. Prášok sú oblasti, ktoré nie sú zasiahnuté laserovým lúčom, zostávajú voľné, ale stále podporujú pevnú časť. Potom sa nanesie ďalšia vrstva prášku a proces sa mnohokrát opakuje, aby sa získala časť. Na konci sa vytrasú voľné častice prášku. Všetky tieto činnosti vykonáva počítač na riadenie procesu pomocou inštrukcií generovaných 3D CAD programom vyrábaného dielu. Môžu sa nanášať rôzne materiály, ako sú polyméry (ako ABS, PVC, polyester), vosk, kovy a keramika s vhodnými polymérnymi spojivami.

 

• ELEKTRONOVÝ BEAM  MELTING : Podobné ako selektívne laserové spekanie, ale s použitím elektrónového lúča na roztavenie práškov titánu alebo kobaltu a chrómu na výrobu prototypov vo vákuu. Na vykonanie tohto procesu na nehrdzavejúcej oceli, hliníku a zliatinách medi sa urobil určitý vývoj. Ak je potrebné zvýšiť únavovú pevnosť vyrábaných dielov, používame ako sekundárny proces po výrobe dielu izostatické lisovanie za tepla.   

 

• TROJROZMERNÁ TLAČ: Pri tejto technike označovaná aj ako 3DP nanáša tlačová hlava anorganické spojivo na vrstvu buď nekovového alebo kovového prášku. Piest nesúci práškové lôžko sa postupne znižuje a v každom kroku sa spojivo nanáša vrstva po vrstve a spája sa spojivom. Použité práškové materiály sú polymérne zmesi a vlákna, zlievarenský piesok, kovy. Použitím rôznych hláv spojiva súčasne a rôznych farieb spojív môžeme získať rôzne farby. Proces je podobný atramentovej tlači, ale namiesto farebného listu získame farebný trojrozmerný objekt. Vyrobené diely môžu byť porézne, a preto môžu vyžadovať spekanie a infiltráciu kovu, aby sa zvýšila ich hustota a pevnosť. Spekaním sa spojivo spáli a kovové prášky sa spoja. Na výrobu dielov je možné použiť kovy ako nehrdzavejúca oceľ, hliník, titán a ako infiltračné materiály bežne používame meď a bronz. Krása tejto techniky je v tom, že aj komplikované a pohyblivé zostavy sa dajú vyrobiť veľmi rýchlo. Napríklad je možné vyrobiť ozubené koleso, kľúč ako nástroj a budú mať pohyblivé a otáčavé časti pripravené na použitie. Rôzne komponenty zostavy je možné vyrobiť v rôznych farbách a to všetko naraz.  Stiahnite si našu brožúru na:Základy 3D tlače kovov

 

• PRIAMA VÝROBA a RAPID TOOLING: Okrem hodnotenia dizajnu, riešenia problémov používame rýchle prototypovanie na priamu výrobu produktov alebo priamu aplikáciu do produktov. Inými slovami, rýchle prototypovanie môže byť začlenené do konvenčných procesov, aby boli lepšie a konkurencieschopnejšie. Napríklad rýchle prototypovanie môže produkovať vzory a formy. Vzory taviaceho sa a horiaceho polyméru vytvorené operáciami rýchleho prototypovania možno zostaviť na investičné liatie a zataviť. Ďalším príkladom, ktorý treba spomenúť, je použitie 3DP na výrobu keramického odlievacieho plášťa a jeho použitie na operácie odlievania plášťa. Dokonca aj vstrekovacie formy a vložky do foriem je možné vyrábať rýchlym prototypovaním a možno ušetriť mnoho týždňov alebo mesiacov času na výrobu foriem. Iba analýzou CAD súboru požadovaného dielu môžeme pomocou softvéru vytvoriť geometriu nástroja. Tu sú niektoré z našich populárnych metód rýchleho obrábania:
RTV (Vulkanizácia pri izbovej teplote) LIETANIE / ODLIATOK URETÁNU: Pomocou rýchleho prototypovania je možné vytvoriť vzor požadovaného dielu. Potom sa tento vzor potiahne separačným prostriedkom a na vzor sa naleje tekutá RTV guma, aby sa vytvorili polovice formy. Ďalej sa tieto polovice formy použijú na vstrekovanie tekutých uretánov. Životnosť formy je krátka, len 0 alebo 30 cyklov, ale dosť na výrobu malých sérií. 
VSTREKOVANIE ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) : Pomocou techník rýchleho prototypovania, ako je stereolitografia, vyrábame vstrekovacie formy. Tieto formy sú škrupiny s otvoreným koncom, ktoré umožňujú plnenie materiálmi, ako je epoxid, epoxid plnený hliníkom alebo kovy. Životnosť formy je opäť obmedzená na desiatky alebo maximálne stovky dielov. 
PROCES STRIEKANÝCH KOVOVÝCH NÁSTROJOV: Používame rýchle prototypovanie a vytvárame vzor. Na povrch vzoru nastriekame zinkovo-hliníkovú zliatinu a natrieme. Vzor s kovovým povlakom sa potom umiestni do banky a zaleje sa epoxidom alebo epoxidom naplneným hliníkom. Nakoniec sa odstráni a výrobou dvoch takýchto polovíc formy získame kompletnú formu na vstrekovanie. Tieto formy majú dlhšiu životnosť, v niektorých prípadoch v závislosti od materiálu a teplôt dokážu vyrobiť diely v tisíckach. 
PROCES KEELTOOL: Táto technika môže produkovať formy so životnosťou 100 000 až 10 miliónov cyklov. Pomocou rýchleho prototypovania vyrábame formu RTV. Forma sa potom naplní zmesou pozostávajúcou z prášku nástrojovej ocele A6, karbidu volfrámu, polymérneho spojiva a nechá sa vytvrdnúť. Táto forma sa potom zahrieva, aby sa polymér spálil a kovové prášky sa spojili.  Ďalším krokom je infiltrácia medi na výrobu konečnej formy. V prípade potreby je možné na forme vykonať sekundárne operácie, ako je obrábanie a leštenie, aby sa dosiahla lepšia rozmerová presnosť.    _cc781905-5cde-3194-bb3b-136d_5c