Пошаговое руководство: 3D-печать форм для литья

Как профи или энтузиаст 3D-печати, вы можете искать расширение возможностей. Не лучше способ — научиться печатать формы для литья.

3D-печатные формы для литья (pattern casting) набирают популярность.

Определяют путь вперед через коробки форм (mold boxes), помогающие получать различные 3D-печатанные изделия. Значительно: можно использовать в литейных цехах или инхаусе.

3D-печать форм для литья

В чем разница между печатью коробки формы и стандартной 3D-печатью проектов?

Главное отличие — в способе получения финального 3D-объекта. Стандартная 3D-печать — средство к цели. Принтер останавливается, расплав остывает — готово изделие.

Стандартная 3D-печать — аддитивное производство. Форма строится по мере печати. Дизайн выстраивается по мере экструзии.

Для форм литья: сначала печатаете контейнер/коробку формы — инверсию финального дизайна. Затем заполняете форму финальным материалом, даете застыть, открываете форму — получаете финальный продукт.

Статья проведет через 3D-печать форм для литья, типы форм и как печатать формы.

Как сделать форму с 3D-принтером?

Для создания формы/отливки нужно владеть искусством точности. Ошибки в печати форм дорого стоят. Каждая деталь, деталь и кастомизация имеют цену — будь то единичный экземпляр или массовое производство.

3D-печать устраняет дорогие ошибки при формовке сложных форм. Достигает за счет точности формованных частей.

Профи ценят преимущества: кастомизация форм для прототипов, металлодеталей, ювелирки, литья сложных геометрий.

Процесс создания силиконовых форм из 3D-печатанных деталей (14 простых шагов)

Шаг 1: Выберите файл для литья формы вокруг

Выберите файл, который хотите сделать или создать материал, неподдерживаемый вашим принтером.

Шаг 2: Создайте коробку формы (Mold Box)

Создайте структуру, удерживающую силикон при заливке вокруг детали. Коробка должна идеально подходить к детали.

Шаг 3: Подготовьте печать

Силиконовое литье не требовательно к 3D-печатной коробке формы. Дает возможность использовать стандартные настройки.

Шаг 4: Подвесьте мастер-модель в коробке формы

Можно подвесить мастер на палочках для эскимо, шпажках или 3D-печатных стержнях, склеенных к поверхности мастера. Отверстия после отверждения ускорят поток смолы через форму.

Шаг 5: Откройте бутылку силикона и хорошо перемешайте

Силикон идет в двух частях. Нужно перемешать каждую отдельно, затем смешать с отвердителем, медленно размешивая отдельными палочками.

Шаг 6: Измерьте

Получите правильный объем силикона для заполнения формы. Измерьте желаемое количество силикона отдельно в двух мерных стаканах.

Шаг 7: Смешайте силикон

После измерения каждой части, объедините две части в один стакан для смешивания и медленно размешивайте инструментом.

Избегайте насасывания пузырьков воздуха. Соскребите тонкие стенки и все стороны стакана для полного смешивания.

Помните: отверждение начинается только после тщательного смешивания материала.

Шаг 8: Залейте силикон в первую половину коробки формы

Заливайте силикон в первую половину формы. Медленно в один угол, дайте силикону распределиться до заполнения.

После заливки поставьте небольшие ключи (keys) в силикон. Создадут половинки формы, которые сойдутся при заливке второй половины. Ключи нужно удалить перед заливкой второй половины.

Шаг 9: Дайте отвердеть (Cure)

В зависимости от типа силикона, отверждение 75 минут — до ночи. Температура и влажность определяют время. Отверждайте при комнатной температуре.

Шаг 10: Прикрепите вторую половину формы и залейте силикон

После застывания формы начните подготовку второй половины. Удалите ранее вставленные ключи.

Прикрепите и зафиксируйте вторую половину коробки формы. Залейте силикон во вторую часть.

После заливки дайте остыть.

Шаг 11: Разберите форму и извлеките

Когда обе половины отвердели — вы готовы извлечь их из коробки и начать воссоздавать детали.

Шаг 12: Соберите и подготовьте формы

Правильно выровняйте все части формы и заделайте отверстия вентиляции. Можно зафиксировать части резинками, ремнями или скотчем.

Шаг 13: Измерьте смолу и добавьте краситель

Можно смешать больше смолы и залить несколько форм сразу, если сделали много. Добавьте краситель в части смолной смеси по инструкции.

Затем смешайте и залейте смолу в форму.

Шаг 14: Дайте отвердеть

Как и в других процессах отверждения, дайте материалу постоять нужное время в зависимости от типа смолы.

Финально: откройте форму и извлеките застывший материал.

Как 3D-напечатать форму?

3D-печать формы не сложна — не требует много спецоборудования.

Для успешной печати формы понадобятся доступные любому хоббисту/профи оборудование и материалы:

3D-принтер

Много принтеров на рынке. По бюджету, типу проекта, рабочему пространству — выберите подходящий.

Принтер важен для качества формы за счет точности и аккуратности 3D-печати.

Чертежное ПО (Drafting Software)

Вайтл для печати 3D-формы. Как и с принтером — можете идти на любой бюджет при выборе идеального инструмента дизайна для оживления формы.

Опции: много бесплатных аналогов AutoCAD в интернете. Огромный спектр платных/подписочных программ.

ПО поможет спроектировать формы под ваши спецификации, даст нужные опции. Расширит воображение для формы любой формы.

3D-нити с высокой термостойкостью и жесткостью

Ваша 3D-печатная форма будет подвергаться множеству температурных циклов и манипуляций до финальной печати. Нужно печатать форму из материала, выдерживающего температуру деформации при нагреве регулярно.

На этом фронте можно использовать Digital ABS вместо стандартного ABS (Amazon). У него выше температурный рейтинг для деталей, ожидающих больше температурных циклов при формовке.

Материал для заполнения форм

Используйте любой печатаемый материал, который расплавится и затвердеет в твердую модель в форме. От песка, металла до любых термопластиков.

Если новичок в литье под давлением, эксперты и хоббисты рекомендуют силикон для заполнения форм.

Легко работать с силиконом — сочетает гибкость и жесткость для отличных форм.

Разделитель формы (Mold Release)

Всегда используйте спрей для покрытия формы перед заливкой материала (силикона). Спрей делает печать легко извлекаемой после застывания.

Если приравнять разделитель к кулинарному спрею (Amazon) для 3D-печатных форм — дешевле и проще, чем восковые модели или надежда, что не разобьется при извлечении.

Можно ли делать формы 3D-принтером?

Да. Силиконовое литье — производственный метод, комбинируемый с 3D-печатью для изготовления множества копий одного продукта.

Позволяет производить материал/нить, неподдерживаемый вашим 3D-принтером.

Можно ли 3D-печатать керамические формы?

Керамика обладает отличными свойствами для широкого спектра применений: химическая промышленность, машиностроение, электроника, авиакосмическая, биомедицинская инженерия.

Универсальность: высокая механическая прочность, твердость, хорошая термическая и химическая стабильность.

Можно 3D-печатать керамические формы. Керамические компоненты формируются желаемыми формами традиционными технологиями: литье под давлением, прессование, ленточное литье, гель-литье.

Последние достижения материаловедения и информатики дают великое множество 3D-технологий. Найдете комбинации, специализирующиеся на керамическом производстве.

Можно ли сделать смольные формы 3D-принтером?

Смольный 3D-принтер с высокой термостойкостью, жесткостью и разрешением дает детализацию и долговечность для форм от малого литья под давлением.

Если планируете впрыскивать жидкий пластик в 3D-печатную форму — она не должна плавиться. Всегда используйте смолу с высокой температурой деформации при нагреве для 3D-печати форм.

Кроме того, использование смолы при извлечении отливки из 3D-печатной формы помогает избежать износа, связанного с процессом.

Можно ли 3D-печатать гипсовую наложку (каст)?

Да, можно 3D-печатать гипсовую наложку.

3D-печатная наложка/ортопедическая наложка — оболочка из пластика, которую медики используют для обмыкания конечности или части тела для структурной стабилизации и заживления.

Инвестиционное литье (Investment Casting)

Инвестиционное литье производит точные компоненты и минимизирует отходы материала. Инженеры-конструкторы находят его очень полезным.

Использует оболочку из керамики, гипса или пластика, сформированную вокруг восковой модели.

Затем воск расплавляют в печи, расплавленный металл заливают в оболочку — создается отливка.

Заключение

Хоббисты и профи 3D-печати согласны: 3D-печать форм для литья — еще одно захватывающее дополнение к растущим применениям технологии.

Значительно: преимущества включают низкозатратное производство, возможности сложного дизайна, меньше отходов материалов (где ЧПУ требует фрезеровку/песок) и возможность переработки отходов.