Nopean prototyyppitekniikan soveltaminen sijoitusvaluun

Rapid Prototyping (RP) on 1990-luvulla kehitetty huipputeknologia. Se voi nopeasti muuttaa ihmisten mielessä olevat suunnittelukonseptit todellisiksi esineiksi. On erityisen syytä mainita, että koko tuotekehitysprosessi ei vaadi muotteja ja prosessilaitteita, mikä lyhentää huomattavasti prototyyppien ja uusien tuotteiden kokeilutuotantoa ja siitä tulee nopeasti tärkeä keino ja työkalu yritysten kilpailukyvyn parantamiseen. INCAST 2004: n (11) julkaisemasta Internet-kyselylomakkeesta käy ilmi, että yli 93% yli 400 Euroopan investointivaluvalmistajasta on käyttänyt nopeaa prototyyppityötä. Kaikki haastateltavat ovat yhtä mieltä siitä, että uuden tekniikan käyttö on välttämätöntä uusien tuotteiden nopeuttamiseksi. On erittäin tärkeää kehittää ja parantaa yritysten kykyä reagoida nopeasti markkinoihin.

Yhteisten nopean prototyyppimenetelmän soveltaminen sijoitusvaluun

Nopean prototyyppitekniikan soveltaminen sijoitusvaluun sisältää pääasiassa seuraavat näkökohdat:

1. Tee sijoitus

Kuvioita tehtäessä nopea prototyyppikone ei voi syöttää vain kolmiulotteisia geometrisia malleja, jotka muut CAD-ohjelmistot ovat laatineet, vaan myös vastaanottaa teollisuustutkimuksen (Computer Tomography) skannattuja tiedostoja. Esimerkiksi skannaa ensin osa (ruuvipotkuri, kuva 12-1a) CT: n läpi, jotta saadaan kaksiulotteinen kuva sen poikkileikkauksesta (kuva 12-1b). Seuraavaksi kuvankäsittelyohjelmisto yhdistää kunkin osan kaksiulotteiset kuvat (kuva 12-1c) kolmiulotteisen geometrisen mallin muodostamiseksi (kuva 12-1d). Lähetä se sitten nopeaan prototyyppikoneeseen kuvion tekemiseksi (kuva 12-1e) [2]. Tämä palautusmenetelmä (käänteinen) voi paitsi palauttaa koneen osat myös jäljitellä tiettyjä ihmisen elimiä.

2. Muottien (puristusmuovaus) ja muiden prosessilaitteiden valmistus

Tarkkuusvalumuottien valmistamiseksi nopealla prototyypillä on kaksi tapaa: yksi on ensin valmistaa päämuotti ja sitten uudistaa epoksi- tai silikonikumin profilointi; toinen menetelmä on käyttää CAD-järjestelmässä generoitua kolmiulotteista profilointilohkoa. Geometrinen malli syötetään suoraan nopean prototyyppikoneen hartsin muovaamiseksi. Tämän tyyppinen profilointi soveltuu pääasiassa pieniin eriin (kymmeniä kappaleita). Jos päämuotin pinnalle ruiskutetaan noin 2 mm paksu metallikerros ja epoksihartsi täytetään sen jälkeen metalli-epoksi-komposiittiprofiilin tekemiseksi, se voi täyttää satojen tarkkuusvalujen tuottamisen vaatimukset. Esimerkiksi SLS-menetelmää käytettäessä käsittelykohde muutetaan hartsijauheesta teräsjauheeksi, jonka pinnalla on ohut kerros lämpökovettuvaa hartsia, sintrataan laserin muodostamaan tiivis ja sitten poltetaan hartsin ja lopuksi kuparinesteen poistamiseksi imeytyy kompaktin huokosiin. Tuloksena oleva profilointi on samanlainen kuin metalli lujuuden ja lämmönjohtavuuden suhteen. Lisäksi nopeaa prototyyppitekniikkaa voidaan käyttää myös tiettyjen epäsäännöllisen muotoisten muottien valmistamiseen.

3. Muotivalujen suora tuotanto

1990-luvun alussa Sandianan kansallinen laboratorio Yhdysvalloissa teki erityisen tutkimuksen nimeltä Fast Casting (FastCAST), joka sai nimen Direct Shell Casting (DSPC). Valitettavasti myöhemmin on hyvin vähän raportteja.

Vuonna 1994 yhdysvaltalainen Z Corporation kehitti menestyksekkäästi 3D-tulostustekniikan 3D-tulostuksen. Alun perin tekniikan keksi ja patentoi professori Ely Sachs Massachusettsin teknillisestä instituutista. Perusperiaate on samanlainen kuin SLS-menetelmä. Ensinnäkin kerros tulenkestävää materiaalia tai muovijauhetta ruiskutetaan telalla. Ero SLS: stä on se, että se lasersäteilevän pään käyttämisen sijaan ajaa mustesuihkutulostuspään suihkuttamaan liimaa "tulostusta" varten tuotteen poikkileikkauksen muodon mukaan. Toista yllä olevat toimet, kunnes osat ovat valmiit, joten sen nimi on '3D-tulostustekniikka'. Sen etuja ovat alhaiset käyttökustannukset ja materiaalikustannukset sekä suuri nopeus. Jos ruiskutettu jauhe on sekoitettua kipsiä ja keramiikkaa, siitä voidaan tehdä suoraan ja nopeasti muotti (kipsimuotti) alumiinin, magnesiumin, sinkin ja muiden ei-rautametalliseosten valua varten, nimeltään ZCast (kuva 12-2) .

Vertailu yleisesti käytettyihin nopean prototyyppimenetelmän sovellusvaikutuksiin 

Tällä hetkellä varsinaisessa tuotannossa suosituimpia nopeita prototyyppimenetelmiä ovat kolmiulotteinen litografia (SLA), selektiivinen lasersintraus (SLS), fuusiopinnoitus (FDM), laminaatinvalmistus (LOM) ja suora muotinvalu (DSPC). Viime vuosina monet ulkomaiset tutkimuslaitokset ovat verranneet edellä mainittuja menetelmiä tuotantomallien laadun ja investointivalun suorituskyvyn suhteen. Tulokset ovat seuraavat:

• 1) SLA-menetelmällä on kaavan suurin mittatarkkuus, jota seuraavat SLS ja FDM, ja LOM-menetelmä on pienin [4].
• 2) Kuvion pinnan karheus Kuvion pinta kiillotetaan ja viimeistellään ja mitataan pinnan karheusmittarilla. Tulokset on esitetty taulukossa 12-1 [4]. Voidaan nähdä, että pinnan karheus on hienompaa SLA- ja LOM-menetelmillä ja FDM-menetelmä on paksin.
• 3) Kyky tuottaa hienoja osia Näiden neljän menetelmän kykyä jäljentää hienoja osia tutkittiin telineellä, jonka kohteena oli noin 3 mm: n hampaiden nousu. Tämän seurauksena SLA on paras ja FDM on huonoin [4].
• 4) Suorituskyky sijoitusvalussa Edellä mainittujen neljän menetelmän joukossa itse tuote on vahamuotimenetelmä (kuten FDM tai SLS), joka voi helposti sopeutua investointivaluprosessin vaatimuksiin ja toimii epäilemättä paremmin. Vaikka hartsi- tai paperikuvioita voidaan myös polttaa, niitä ei ole yhtä helppo mukauttaa investointivalun vaatimuksiin kuin vahamuotteja. Haittojen välttämiseksi tarvitaan jatkuvia parannuksia.

Kuvioiden pinnan karheuden vertailu

Vaikka SLA-menetelmä on jonkin verran yhteensopimaton sijoitusvaluprosessin kanssa, se on yleisesti ottaen suosittu hyvän mittatarkkuuden ja pinnan laadun vuoksi. Ulkomaissa, etenkin ilmailu- ja sotateollisuudessa, käytetään laajasti sijoitusvaluyrityksiä. Vaikka SLS-menetelmän laatu on hieman huonompi kuin SLA: n, se on helppo mukauttaa investointivalun prosessivaatimuksiin. Siksi yhä enemmän sovelluksia käytetään kotimaisessa sijoitusvalussa. Vaikka FDM-menetelmä on helpoin mukauttaa investointivalun prosessivaatimuksiin, vahamuottien mittatarkkuus ja pinnan laatu eivät ole tyydyttäviä; kun taas LOM-menetelmä on hyväksyttävää laatua, mutta sitä on vaikea sopeuttaa sijoitusvaluun. Siksi on vaikea sopeutua sijoitusvaluun. Näiden kahden menetelmän edistämiseen ja soveltamiseen sijoitusvalussa sovelletaan tiettyjä rajoituksia.

Uutta kehitystä SLA: n ja SLS: n soveltamisessa sijoitusvaluun

1. Uusi valokovettuva hartsi

SLA-menetelmää on kaupallistettu jo vuonna 1987. Sitä käytettiin alun perin fyysisten mallien ja prototyyppien valmistamiseen tietyillä toiminnoilla. 1990-luvun alussa Yhdysvalloissa sijaitsevan 3D System Inc: n QuickCast-ohjelmisto kehitettiin onnistuneesti, mikä mahdollisti SLA-prototyyppikoneen tuottamaan hunajakennon muotoisen rakenteen (kuva 12-3a) säilyttäen silti sileän ja tiheän ulkonäön (Kuva 12 -3b), säästää paitsi 90% muovausmateriaaleista, mutta myös kuoren laukaistuessa kuvio romahtaa ensin sisäänpäin murtamatta kuorta. Lisäksi ihmiset huomasivat vähitellen, että muovinvaloa varten kovettuvien hartsien on täytettävä myös seuraavat erityisvaatimukset:

• Viskositeetti - jos hartsin viskositeetti on liian korkea, ontelossa jäljellä olevan hartsin tyhjentäminen on vaikeaa kuvion tekemisen jälkeen. Jos jäännöshartsia on liikaa, se voi silti halkeilla kuoren paistamisen aikana, joten keskipakoerotus on usein tarpeen. Toimenpiteitä. Lisäksi valmiin kuvion pintaa on myös vaikea puhdistaa.
• Jäännös tuhka - tämä on ehkä tärkein vaatimus. Jos tuhkan jäännös kuoren paistamisen jälkeen, se aiheuttaa ei-metallisia sulkeumia ja muita vikoja valun pinnalle.
• · Raskasmetallielementtien sisältö - tämä on erityisen tärkeää superseosten valussa. Esimerkiksi antimoni on suhteellisen yleinen elementti SLA-valossa kovettuvissa hartseissa. Jos se ilmestyy tuhkan jäännökseen kuoren polttamisen jälkeen, se voi saastuttaa seoksen ja jopa aiheuttaa valun romuttamisen.
• Mittatason vakaus - kuvion koon tulee pysyä vakaana koko toimenpiteen ajan. Tästä syystä hartsin alhainen kosteuden imeytyminen on myös erittäin tärkeää.

Viime vuosina yhdysvaltalainen DSM Somos on onnistuneesti kehittänyt uuden tyyppisen valokovettuvan hartsin Somos 10120, joka täyttää edellä mainitut päävaatimukset ja on sijoitusvaluiden valmistajien suosima. Tämä uusi tuote on valettu kolmeen eri tarkkuusvalulaitokseen kolmesta seoksesta (alumiini, titaani ja koboltti-molybdeeniseos), ja se on saanut tyydyttävät tulokset.

2. Käytä SLA-mallia pienten erien tuotantoon

SLA-malleja käyttävissä tarkkuusvalujen pienissä erätuotannoissa on otettava huomioon kaksi pääkysymystä: yksi on mittatarkkuus, jonka kuvio ja valu voivat saavuttaa, ja toinen on, onko tuotantokustannuksilla ja toimitusajalla etuja. Useat tarkkuusvalulaitokset Yhdysvalloissa, kuten Solidiform, Nu-Cast, PCC ja Uni-Cast, ovat käyttäneet SLA-kuvioita satojen valujen valamiseen. Valukoon todellisen mittaamisen jälkeen tilastollinen analyysi osoittaa, että käytetään DSM Somosin kehittämää uutta 11120 valokovettuvaa hartsia. QuickCast-tekniikan avulla saadun SLA-kuvion koon poikkeama on enintään 50% valutoleranssiarvosta. Useimpien valukappaleiden koko täyttää toleranssivaatimukset ja läpäisynopeus on yli 95% (kuva 12-4) [7].

Vaikka SLA-kuvion valmistuskustannukset ovat paljon korkeammat kuin saman vahamuotin valmistamisen kustannukset, se vie kauemmin, mutta profilointia ei tarvitse suunnitella ja valmistaa. Siksi, kun yksi kappale valmistetaan pieninä erinä, kustannukset ja toimitusaika ovat silti etuja. Mitä monimutkaisempi valu on, sitä selvempi tämä etu on. Otetaan esimerkkinä Nu-Castin tuottama monimutkainen muotoinen ilmailutarkkuusvalu (kuva 12-5) [7], muotinvalmistuskustannukset ovat noin 85,000 4 Yhdysvaltain dollaria, 150 vahamuottia valmistetaan päivittäin ja kunkin vahan hinta multaa (mukaan lukien materiaalit ja työ) 2846 USD. Jos SLA-menetelmä otetaan käyttöön, kukin SLA-malli maksaa 32 Yhdysvaltain dollaria, mutta muotteja ei tarvitse suunnitella ja valmistaa. Tämän tuotannon perusteella, jos tuotos on alle 32 kappaletta, SLA-muottien käyttökustannukset ovat pienemmät kuin vahamuottien kustannukset; jos enemmän kuin 12 kappaletta, hinta on korkeampi kuin vahamuotit (kuva 6-14); käyttämällä vahamuotteja, muottien suunnittelu ja valmistus kestää 16-87 viikkoa. SLA-muotti ei vaadi muottia. Siksi, jos tuotos on alle 12 kappaletta, käyttämällä SLA-muotteja valukappaleiden toimitus on nopeampaa kuin vahamuotit (kuva 7-87). Mutta yli 7 kappaletta vahamuotti on nopeampi [XNUMX]. Toinen huomioon otettava tekijä on, että jos käytetään vahamuottia, kun tuote päivitetään, muotti on valmistettava uudelleen, mikä on kallista; SLA: n ulkonäön vuoksi kaikki mitä on tehtävä, on muuttaa CAD-geometrinen malli, joka on paljon helpompaa ja nopeampaa kuin muotin uudelleen tekeminen. .

3. SLS-sintrattu polystyreenijauheella kyllästetty vahakuvio

SLS käytti alun perin laserilla erityisen vahajauheen sintraamista vahamuottiin, joka soveltuu erittäin hyvin investointivalun prosessiominaisuuksiin. Jo vuoden 1990 lopussa Yhdysvalloissa oli yli 50 valimoa, jotka tuottivat noin 3000 vahamuottia ja valivat ne onnistuneesti. Tuota erilaisia ​​metallivaluja. Vahajauhe ei kuitenkaan ole kaikkein ihanteellisin muovausmateriaali. Siitä valmistetun vahamuotin lujuus on riittämätön, ja se on helppo pehmentää ja muodonmuutos, kun lämpötila on korkea, ja se on helppo rikkoa, kun lämpötila on matala. Siksi 1990-luvun alussa jotkut SLA-käyttäjät Yhdysvalloissa yrittivät korvata vahajauheen termoplastisilla jauheilla, kuten polystyreenillä (PS) tai polykarbonaatilla (PC). Tällaisesta materiaalista tehdään löysä ja huokoinen muoto (huokoisuus on yli 25%), mikä vähentää kuoren turpoamisen ja halkeilun riskiä purkamisen aikana. Kuoren ampumisen jälkeen tuhkapitoisuus on pienempi, mutta kuvion pinta on karkea. Siksi, kun kuvio on tehty, se on voideltava ja kiillotettava käsin, jotta pinta olisi sileä ja tiheä. Tällä hetkellä tätä menetelmää on käytetty laajalti kotimaassa ja ulkomailla.

Säilytä tämän artikkelin lähde ja osoite uudelleenpainamista varten:Nopean prototyyppitekniikan soveltaminen sijoitusvaluun  

Minghe Casting Company on omistautunut valmistukseen ja tarjoaa laadukkaita ja korkean suorituskyvyn valuosia (metalliset painevalukappaleet sisältävät pääasiassa Ohutseinäinen valukappale,Kuuma kamari die casting,Kylmäkammion die casting), Pyöreä palvelu (painevalupalvelu,CNC-työstö,Muotin valmistus, Pintakäsittely) .Jokainen räätälöity alumiinipainevalu, magnesium- tai Zamak / sinkkipainevalu ja muut valutarvikkeet ovat tervetulleita ottamaan yhteyttä meihin.

Kaikki prosessit suoritetaan ISO9001: n ja TS 16949: n valvonnassa satojen kehittyneiden painevalukoneiden, 5-akselisten koneiden ja muiden laitteiden kautta, aina blastereista Ultra Sonic -pesukoneisiin. kokeneiden insinöörien, käyttäjien ja tarkastajien tiimi asiakkaan suunnittelun toteuttamiseksi.

Painevalujen sopimusvalmistaja. Toiminnot sisältävät kylmäkammion alumiinipainevalukappaleet, joiden paino on 0.15 paunaa. 6 lbs., nopea vaihto ja koneistus. Lisäarvopalveluihin kuuluvat kiillotus, tärinä, purseiden poisto, puhallus, maalaus, pinnoitus, päällystys, kokoonpano ja työkalut. Materiaalit, joiden kanssa on työskennelty, sisältävät seoksia, kuten 360, 380, 383 ja 413.

Sinkkipainevalusuunnitteluapu / samanaikaiset suunnittelupalvelut. Mukautettujen sinkkipainevalujen valmistaja. Pienikokoisia valuja, korkeapainevalukappaleita, moniliukuisia muottivaluja, tavanomaisia ​​muottivaluja, yksikkömuotteja ja itsenäisiä muottivaluja ja ontelosuljettuja valukappaleita voidaan valmistaa. Valukappaleita voidaan valmistaa pituudeltaan ja leveydeltään jopa 24 tuumaa +/- 0.0005 tuuman toleranssilla.  

ISO 9001: 2015 -sertifioitu painevaletun magnesiumin valmistaja, ominaisuuksia ovat korkeapaineinen magneettivalumuotoinen valu jopa 200 tonnin kuumakammioon ja 3000 tonnin kylmäkammioon, työkalujen suunnittelu, kiillotus, muovaus, työstö, jauhe- ja nestemaalaus, täydellinen laadunvalvonta CMM-ominaisuuksilla , kokoonpano, pakkaus ja toimitus.

ITAF16949-sertifioitu. Lisävalupalvelu sisältää investointien valu,hiekkavalu,Painovoima valu, Lost vaahto valu,Keskipakovalu,Tyhjö valu,Pysyvä muottien valuKykyihin kuuluvat EDI, tekninen apu, vankka mallinnus ja toissijainen käsittely.

Casting Industries Osatapaustutkimukset: Autot, polkupyörät, lentokoneet, soittimet, vesijetit, optiset laitteet, anturit, mallit, elektroniset laitteet, kotelot, kellot, koneet, moottorit, huonekalut, korut, jigit, tietoliikenne, valaistus, lääkinnälliset laitteet, valokuvauslaitteet, Robotit, veistokset, äänilaitteet, urheiluvälineet, työkalut, lelut ja paljon muuta. 

Mitä voimme auttaa sinua tekemään seuraavaksi?

∇ Siirry kotisivulle Die Casting Kiina

By Minghe-painevaluvalmistaja | Luokat: Hyödyllisiä artikkeleita |Materiaali Tunnisteet: Alumiinin valu, Sinkkivalu, Magnesiumvalu, Titaanivalu, Ruostumattoman teräksen valu, Messinkivalu,Pronssivalu,Suoratoista video,Yrityksen historia,Alumiinivalu | Kommentit pois päältä