Aditivní a rychlá výroba

V posledních letech zaznamenáváme nárůst poptávky po RAPID MANUFACTURING nebo RAPID PROTOTYPING. Tento proces může být také nazýván DESKTOP MANUFACTURING nebo FREE-FORM FABRICATION. V zásadě je pevný fyzický model součásti vyroben přímo z trojrozměrného výkresu CAD. Pro tyto různé techniky, kdy stavíme díly ve vrstvách, používáme termín ADITIVNÍ VÝROBA. Pomocí integrovaného počítačem řízeného hardwaru a softwaru provádíme aditivní výrobu. Naše rychlé prototypování a výrobní techniky jsou STEREOLITOGRAFIE, POLYJET, FUSED-DEPOZIČNÍ MODELOVÁNÍ, SELEKTIVNÍ LASEROVÉ SINTROVÁNÍ, TAVENÍ ELEKTRONOVÝM PAPRSKEM, TROJROZMĚRNÝ TISK, PŘÍMÁ VÝROBA, RYCHLÉ NÁSTROJE. Doporučujeme kliknout semSTÁHNĚTE SI naše schematické ilustrace aditivní výroby a rychlých výrobních procesů od AGS-TECH Inc. 
To vám pomůže lépe porozumět informacím, které vám poskytujeme níže. 

 

Rapid prototyping nám poskytuje: 1.) Koncepční návrh produktu je nahlížen z různých úhlů na monitor pomocí 3D / CAD systému. 2.) Prototypy z nekovových a kovových materiálů jsou vyráběny a studovány z funkčního, technického a estetického hlediska. 3.) Nízkonákladové prototypování je provedeno ve velmi krátké době. Aditivní výroba se může podobat stavbě bochníku chleba stohováním a lepením jednotlivých plátků na sebe. Jinými slovy, produkt se vyrábí plátek po plátku nebo vrstva po vrstvě nanesená jedna na druhou. Většinu dílů lze vyrobit během několika hodin. Tato technika je dobrá, pokud jsou díly potřeba velmi rychle nebo pokud jsou potřebná množství malá a výroba formy a nástrojů je příliš drahá a časově náročná. Náklady na součást jsou však drahé kvůli drahým surovinám. 

 

• STEREOLITOGRAFIE : Tato technika označovaná také jako STL je založena na vytvrzování a vytvrzování kapalného fotopolymeru do specifického tvaru zaostřením laserového paprsku na něj. Laser polymerizuje fotopolymer a vytvrzuje jej. Skenováním UV laserového paprsku podle naprogramovaného tvaru podél povrchu směsi fotopolymerů je díl vyráběn zdola nahoru v jednotlivých řezech kaskádovitě na sebe. Skenování laserového bodu se mnohokrát opakuje, aby se dosáhlo geometrií naprogramovaných v systému. Poté, co je díl kompletně vyroben, sejme se z platformy, odsaje a vyčistí ultrazvukem a lihovou lázní. Poté se na několik hodin vystaví UV záření, aby se zajistilo úplné vytvrzení a vytvrzení polymeru. Abychom shrnuli proces, platforma, která je ponořena do směsi fotopolymeru a UV laserový paprsek jsou řízeny a pohybovány přes servořídicí systém podle tvaru požadovaného dílu a díl je získán fotovytvrzením polymerní vrstvy po vrstvě. Maximální rozměry vyráběného dílu jsou samozřejmě určeny stereolitografickým zařízením. 

 

• POLYJET: Podobně jako u inkoustového tisku máme v polyjetu osm tiskových hlav, které ukládají fotopolymer na sestavovací zásobník. Ultrafialové světlo umístěné vedle trysek okamžitě vytvrzuje a vytvrzuje každou vrstvu. V polyjetu se používají dva materiály. První materiál je pro výrobu skutečného modelu. Druhý materiál, gelovitá pryskyřice, se používá jako podpora. Oba tyto materiály se nanášejí vrstvu po vrstvě a současně vytvrzují.  Po dokončení modelu se nosný materiál odstraní vodným roztokem. Použité pryskyřice jsou podobné stereolitografii (STL). Polyjet má oproti stereolitografii následující výhody: 1.) Není potřeba čištění dílů. 2.) Není potřeba vytvrzování po procesu 3.) Menší tloušťky vrstvy jsou možné a tím získáváme lepší rozlišení a můžeme vyrábět jemnější díly.
 
• FUSED DEPOSITION MODELING: Také zkráceně FDM, v této metodě se robotem řízená extruderová hlava pohybuje nad stolem ve dvou hlavních směrech. Kabel se spouští a zvedá podle potřeby. Z otvoru vyhřívané matrice na hlavě se vytlačuje termoplastické vlákno a na pěnový základ se nanese počáteční vrstva. Toho je dosaženo vytlačovací hlavou, která sleduje předem stanovenou dráhu. Po počáteční vrstvě se stůl spustí a další vrstvy se ukládají na sebe. Někdy jsou při výrobě komplikovaného dílu potřeba podpůrné konstrukce, aby nanášení mohlo pokračovat v určitých směrech. V těchto případech je nosný materiál vytlačován s menší hustotou rozmístění filamentů na vrstvě, takže je slabší než modelový materiál. Tyto nosné konstrukce lze později po dokončení dílu rozpustit nebo odlomit. Rozměry vytlačovací hubice určují tloušťku vytlačovaných vrstev. Proces FDM vytváří díly se stupňovitými povrchy na šikmých vnějších rovinách. Pokud je tato drsnost nepřijatelná, lze je vyhladit chemickým leštěním par nebo vyhřívaným nástrojem. Dokonce i leštící vosk je k dispozici jako nátěrový materiál, který eliminuje tyto kroky a dosahuje přiměřených geometrických tolerancí.    

 

• SELEKTIVNÍ LASEROVÉ SPÍNÁNÍ: Také označované jako SLS, proces je založen na slinování polymerních, keramických nebo kovových prášků selektivně do předmětu. Spodní část zpracovací komory má dva válce: válec s částečnou konstrukcí a válec pro podávání prášku. První jmenovaný je postupně spouštěn do místa, kde se tvoří slinutá část, a druhý je postupně zvednut, aby přiváděl prášek do válce pro částečnou konstrukci prostřednictvím válečkového mechanismu. Nejprve se nanese tenká vrstva prášku ve válci pro částečnou stavbu, poté se na tuto vrstvu zaostří laserový paprsek, nakreslí a roztaví/slinuje konkrétní průřez, který pak znovu ztuhne na pevnou látku. Prášek jsou oblasti, které nejsou zasaženy laserovým paprskem, zůstávají volné, ale stále podporují pevnou část. Poté se nanese další vrstva prášku a proces se mnohokrát opakuje, aby se získal díl. Na konci se setřesou volné částice prášku. To vše provádí procesní řídicí počítač pomocí instrukcí generovaných 3D CAD programem vyráběného dílu. Lze nanášet různé materiály, jako jsou polymery (jako ABS, PVC, polyester), vosk, kovy a keramika s vhodnými polymerními pojivy.

 

• ELECTRON-BEAM  MELTING : Podobné jako selektivní laserové slinování, ale s použitím elektronového paprsku k roztavení titanu nebo kobalt-chromových prášků k výrobě prototypů ve vakuu. Pro provádění tohoto procesu na nerezových ocelích, hliníku a slitinách mědi došlo k určitému vývoji. Pokud je třeba zvýšit únavovou pevnost vyráběných dílů, používáme jako sekundární proces po výrobě dílu izostatické lisování za tepla.   

 

• TROJROZMĚRNÝ TISK: Také označovaný jako 3DP, v této technice tisková hlava nanáší anorganické pojivo na vrstvu buď nekovového nebo kovového prášku. Píst nesoucí práškové lože je postupně spouštěn a v každém kroku je pojivo nanášeno  vrstva po vrstvě a taveno pojivem. Používanými práškovými materiály jsou polymerní směsi a vlákna, slévárenský písek, kovy. Použitím různých hlav pojiva současně a různých barevných pojiv můžeme získat různé barvy. Proces je podobný inkoustovému tisku, ale místo získání barevného listu získáme barevný trojrozměrný objekt. Vyrobené díly mohou být porézní, a proto mohou vyžadovat slinování a infiltraci kovu ke zvýšení jejich hustoty a pevnosti. Slinování spálí pojivo a spojí kovové prášky dohromady. K výrobě dílů lze použít kovy jako nerez, hliník, titan a jako infiltrační materiály běžně používáme měď a bronz. Krása této techniky spočívá v tom, že i složité a pohyblivé sestavy lze vyrobit velmi rychle. Například lze vyrobit ozubenou sestavu, klíč jako nástroj a bude mít pohyblivé a otáčecí části připravené k použití. Různé součásti sestavy lze vyrobit v různých barvách a to vše najednou.  Stáhněte si naši brožuru na:Základy 3D tisku kovů

 

• PŘÍMÁ VÝROBA a RYCHLÉ NÁSTROJE: Kromě hodnocení návrhu, řešení problémů používáme rychlé prototypování pro přímou výrobu produktů nebo přímou aplikaci do produktů. Jinými slovy, rychlé prototypování lze začlenit do konvenčních procesů, aby byly lepší a konkurenceschopnější. Například rychlé prototypování může vytvářet vzory a formy. Vzory tavícího se a hořícího polymeru vytvořené operacemi rychlého prototypování lze sestavit pro vytavitelné lití a zatavit. Dalším příkladem, který je třeba zmínit, je použití 3DP k výrobě keramické odlévací skořepiny a její použití pro operace odlévání skořepin. Dokonce i vstřikovací formy a vložky do forem lze vyrábět rychlým prototypováním a lze ušetřit mnoho týdnů nebo měsíců doby výroby forem. Pouze analýzou CAD souboru požadovaného dílu můžeme vytvořit geometrii nástroje pomocí softwaru. Zde jsou některé z našich oblíbených metod rychlého obrábění:
RTV (Vulkanizace při pokojové teplotě) LISOVÁNÍ / URETANOVÉ ODLITÍ: Pomocí rychlého prototypování lze vytvořit vzor požadovaného dílu. Poté se tento vzor potáhne separačním prostředkem a na vzor se nalije tekutá RTV pryž, aby se vytvořily poloviny formy. Dále se tyto poloviny formy použijí pro vstřikování kapalných uretanů. Životnost formy je krátká, jen jako 0 nebo 30 cyklů, ale dostačující pro výrobu malých sérií. 
ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) VSTŘIKOVÁNÍ: Pomocí technik rychlého prototypování, jako je stereolitografie, vyrábíme vstřikovací formy. Tyto formy jsou skořepiny s otevřeným koncem, které umožňují plnění materiály, jako je epoxid, epoxid plněný hliníkem nebo kovy. Životnost formy je opět omezena na desítky nebo maximálně stovky dílů. 
PROCES STŘÍKANÝCH KOVOVÝCH NÁSTROJŮ: Používáme rychlé prototypování a vyrábíme vzor. Na povrch vzoru nastříkáme slitinu zinku a hliníku a natřeme. Vzor s kovovým povlakem se pak umístí do baňky a zalije se epoxidem nebo epoxidem plněným hliníkem. Nakonec se odstraní a vyrobením dvou takových polovin formy získáme kompletní formu pro vstřikování. Tyto formy mají delší životnost, v některých případech v závislosti na materiálu a teplotách mohou vyrábět díly v tisících. 
PROCES KEELTOOL: Tato technika může vyrábět formy s životností 100 000 až 10 milionů cyklů. Pomocí rychlého prototypování vyrábíme formu RTV. Forma se poté naplní směsí skládající se z prášku nástrojové oceli A6, karbidu wolframu, polymerního pojiva a nechá se vytvrdit. Tato forma se poté zahřeje, aby se polymer spálil a kovové prášky se roztavily.  Dalším krokem je infiltrace mědi za účelem výroby konečné formy. V případě potřeby lze na formě provádět sekundární operace, jako je obrábění a leštění pro lepší rozměrovou přesnost.    _cc781905-5cde-3194-bb3b-136d_5c