Четыре метода быстрого прототипирования для эффективного косвенного производства форм

Используют быстрое прототипирование для изготовления мастер-моделей и отливки мягких материалов — воска, силиконовой резины, эпоксидной смолы, полиуретана — для получения мягких форм. Например, смесь металла и эпоксиды при комнатной температуре геллиз Ватная и отвердевает при комнатной температуре, идеально для репликации форм.

Срок службы литейной формы из этого синтетического материала — 50–5000 деталей. При использовании комнатной температуры отверждающейся силиконовой резины для литейных форм срок обычно 10–25 деталей. При вулканизированной силиконовой резине для литья низкотемпературных сплавов — 200–500 деталей.

В современном производстве основные методы быстрого прототипирования делятся на 4 типа:

• Силиконовые формы
• Смешанные смольные формы (Resin type composite molds)
• Дуговая распыленная форма (Arc spray molds)
• Химически связанные формы из стальной пудры (Chemically bonded steel powder casting cavity molds)

Использование быстрого прототипирования для мастер-моделей или мягких форм в комбинации с точностью литья (investment casting), керамической точностью литья, гальваникой, холодным распылением и другими традиционными процессами позволяет изготавливать сложные формы, производя пластиковые или металлические детали партиями. Жесткие формы обычно имеют лучшую обрабатываемость, могут локально обрабатываться для высокой точности, в них можно вставлять вкладыши, охлаждающие элементы и выгораемые модели.

1.силиконовая форма

Силиконовая форма основана на прототипе модели. Литьем вулканизированной силиконовой резины напрямую изготавливают силиконовую резиновую форму. Из-за обратного угла наклона и глубоких желобов силиконовой резины деталь можно извлечь напрямую — уникально по сравнению с другими формами.

Процесс производства силиконовой формы:

1. Изготовить прототип, обработать поверхность для хорошей шероховатости →
2. Закрепить прототип с формовочной плитой, нанести отделитель на поверхность прототипа →
3. Смешать силиконовую резину в вакууме. Удалить пузырьки воздуха в приборе, залить силиконовую смесь, получить силиконовую резиновую форму →
4. Отверждение силиконовой резины →
5. Разрезать силиконовую резину по разделительной поверхности, извлечь прототип, получить силиконовую резиновую форму. При обнаружении дефектов — ремонтировать свежеприготовленной силиконовой резиной.

2. Смешанная смольная форма (Resin type composite mold)

Этот метод — формовка путем литья на базе прототипа с композицией жидкой эпоксидной смолы и органических/неорганических материалов как матричных материалов.

Процесс:

1. Изготовление прототипа и обработка поверхности →
2. Проектирование и изготовление формовочной рамы →
3. Выбор и проектирование разделительной поверхности →
4. Нанесение отделителя (включая разделительную поверхность) на поверхность прототипа →
5. Нанесение гелькоут смолы (цель — защита поверхности формы от трения, ударов, атмосферного старения, коррозии сред, делая форму безопасной и надежной в эксплуатации) →
6. Литье вогнутой формы →
7. При изготовлении вогнутой формы — переворачивают, наносят отделитель и гелькоут смолы →
8. Разделение форм и литье форм при комнатной температуре, обычно 1–2 дня на отверждение и формирование, затем разделение форм, извлечение прототипа, ремонт формы.

Для металлосодержащих смол с высокой тепло- и износостойкостью эпоксидные смолы комнатного отверждения часто не соответствуют требованиям, поэтому нужно использовать высокотемпературные эпоксидные смолы. Это создает проблему для прототипов из фоторезиста — они размягчаются при 70–80 °C, требуется переходная сердечнина.

Для переходных сердечников используют эпоксидную смолу, гипс, силиконовую резину, полиуретан — гипс и силикон чаще. Эта технология изготовления эпоксидных форм отличается простым процессом, высокой проводимостью формы, высокой прочностью, отсутствием профильной обработки. Подходит для пластиковых преломляющих форм, форм для вытяжки листов, вакуумных форм, форм для пенообразования полиуретана.

3. Дуговая распыленная форма (Arc spray mold)

Дуговая распыленная абразивная форма также берет прототип за основу. Расплавленный металл полностью атомизируется и распыляется на поверхность прототипа с определенной скоростью, формируя поверхность полости формы. Задняя часть заполняется композитными материалами — эпоксидной смолой или силиконовой резиной, наполненной алюминием. Опорная резиновая опора отделяет оболочку от прототипа для получения точной формы, добавляют впусковую систему, систему охлаждения и т.д., вместе с формой образуя литейную форму.

Характеризуется простым процессом и коротким циклом; полость и мелкие узоры поверхности формируются за один раз; экономит дорогие и трудоемкие процессы традиционного формообразования — черчение, термообработку ЧПУ, механическая обработка не требуется; высокая размерная точность формы, цикл сокращен, затраты снижены.

4. Химически связанная форма литьевой полости из стальной пудры

Процесс:

1. Использовать систему быстрого прототипирования для изготовления бумажной мастер-модели →
2. Литье мягких материалов (силиконовая резина, эпоксидная смола, полиуретан) для формирования мягкой формы →
3. Разделение от мастер-модели →
4. Литье химически связанной стальной пудры в мягкой форме, сжигание связующего в полости в печи, заливка стальной пудры →
5. Инфильтрация меди в полость →
6. Шлифовка поверхности полости →
7. Добавление впусковой системы, системы охлаждения и т.д. →
8. Литейная форма для серийного производства.

Отличные процессы быстрого прототипирования от отличных производителей

Текущие поставщики ЧПУ услуг могут предоставлять быстрые прототипирование. Но их производственные возможности сильно отличаются. Не каждая компания может изготовить высококачественные абразивы. Выбор хорошего производителя быстрого прототипирования — вопрос тщательного рассмотрения. Отличное быстрое прототипирование исходит от отличных производителей.

JTR — десятилетиями производитель быстрого прототипирования, производственные возможности неоспоримы. Короткий цикл, высокий технический уровень, высокая точность — клиенты довольны. Если нужны такие услуги прототипирования — не стесняйтесь связаться с нами.