افزایشی و ساخت سریع

در سال های اخیر شاهد افزایش تقاضا برای تولید سریع یا نمونه سازی سریع بوده ایم. این فرآیند ممکن است ساخت دسکتاپ یا ساخت فرم آزاد نیز نامیده شود. اساساً یک مدل فیزیکی جامد از یک قطعه مستقیماً از یک نقشه سه بعدی CAD ساخته می شود. ما از اصطلاح تولید افزودنی برای این تکنیک های مختلف استفاده می کنیم که در آن قطعات را به صورت لایه ای می سازیم. با استفاده از سخت‌افزار و نرم‌افزار کامپیوتری یکپارچه، تولید افزودنی را انجام می‌دهیم. تکنیک‌های نمونه‌سازی و ساخت سریع ما عبارتند از: استریولیتوگرافی، پلی جت، مدل‌سازی رسوب ذوب شده، تف جوشی لیزری انتخابی، ذوب پرتو الکترونی، چاپ سه بعدی، ساخت ماشین‌سازی مستقیم، ساخت مستقیم. توصیه می کنیم اینجا را کلیک کنیدتصاویر شماتیک ما از تولید افزودنی و فرآیندهای تولید سریع توسط AGS-TECH Inc.  را دانلود کنید
این به شما کمک می کند اطلاعاتی را که در زیر به شما ارائه می دهیم بهتر درک کنید. 

 

نمونه سازی سریع به ما ارائه می دهد: 1.) طرح مفهومی محصول از زوایای مختلف بر روی یک مانیتور با استفاده از یک سیستم 3D / CAD مشاهده می شود. 2.) نمونه های اولیه از مواد غیر فلزی و فلزی از جنبه های کاربردی، فنی و زیبایی شناسی ساخته و مورد مطالعه قرار می گیرند. 3.) نمونه سازی کم هزینه در زمان بسیار کوتاه انجام می شود. تولید افزودنی را می توان با ساختن یک قرص نان با چیدن و چسباندن تکه های تکی روی هم شبیه کرد. به عبارت دیگر، محصول به صورت تکه تکه تولید می شود یا لایه به لایه بر روی یکدیگر قرار می گیرد. اکثر قطعات را می توان در عرض چند ساعت تولید کرد. اگر قطعات خیلی سریع مورد نیاز باشد یا اگر مقادیر مورد نیاز کم باشد و ساخت قالب و ابزار بسیار گران و زمان بر باشد، این تکنیک خوب است. با این حال هزینه یک قطعه به دلیل گران بودن مواد اولیه گران است. 

 

• استریولیتوگرافی: این تکنیک که به اختصار STL نیز نامیده می شود، مبتنی بر پخت و سخت شدن یک فوتوپلیمر مایع به شکلی خاص با متمرکز کردن پرتو لیزر بر روی آن است. لیزر فوتوپلیمر را پلیمریزه کرده و آن را درمان می کند. با اسکن اشعه لیزر UV بر اساس شکل برنامه ریزی شده در امتداد سطح مخلوط فوتوپلیمر، قطعه از پایین به بالا در برش های جداگانه که روی هم قرار گرفته اند تولید می شود. اسکن نقطه لیزری بارها تکرار می شود تا به هندسه های برنامه ریزی شده در سیستم دست یابد. پس از ساخت کامل قطعه، آن را از روی پلت فرم جدا کرده و به صورت اولتراسونیک و با حمام الکلی تمیز می کنند. سپس برای چند ساعت در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش قرار می گیرد تا مطمئن شود که پلیمر کاملا پخته و سخت شده است. به طور خلاصه، یک پلت فرم که در مخلوط فوتوپلیمر فرو می‌رود و یک پرتو لیزر UV از طریق یک سیستم کنترل سروو با توجه به شکل قطعه مورد نظر هدایت می‌شود و با فتوکور کردن لایه به لایه پلیمر به دست می‌آید. البته حداکثر ابعاد قطعه تولید شده توسط تجهیزات استریولیتوگرافی تعیین می شود. 

 

• POLYJET: مشابه چاپ جوهرافشان، در پلی جت ما هشت هد چاپ داریم که فوتوپلیمر را روی سینی ساخت قرار می دهد. نور ماوراء بنفش که در کنار جت ها قرار می گیرد بلافاصله هر لایه را خشک و سخت می کند. در پلی جت از دو ماده استفاده می شود. اولین ماده برای ساخت مدل واقعی است. ماده دوم، رزین ژل مانند برای پشتیبانی استفاده می شود. هر دوی این مواد لایه به لایه رسوب کرده و به طور همزمان پخته می شوند.  پس از اتمام مدل، مواد نگهدارنده با محلول آبی حذف می شود. رزین های مورد استفاده مشابه استریولیتوگرافی (STL) هستند. پلی جت دارای مزایای زیر نسبت به استریولیتوگرافی است: 1.) عدم نیاز به تمیز کردن قطعات. 2.) عدم نیاز به پخت پس از فرآیند 3.) ضخامت لایه های کوچکتر امکان پذیر است و بنابراین وضوح بهتری بدست می آوریم و می توانیم قطعات ظریف تری تولید کنیم.
 
• FUSED DEPOSITION MODELING: همچنین به اختصار FDM نامیده می شود، در این روش سر اکسترودر کنترل شده توسط ربات در دو جهت اصلی روی یک میز حرکت می کند. کابل در صورت نیاز پایین و بلند می شود. از دهانه یک قالب گرم شده روی سر، یک رشته ترموپلاستیک اکسترود می شود و یک لایه اولیه روی یک پایه فوم قرار می گیرد. این کار توسط سر اکسترودر که یک مسیر از پیش تعیین شده را دنبال می کند، انجام می شود. پس از لایه اولیه، جدول پایین آمده و لایه های بعدی روی هم قرار می گیرند. گاهی اوقات هنگام ساخت یک قطعه پیچیده، ساختارهای پشتیبانی مورد نیاز است تا رسوب گذاری در جهات خاصی ادامه یابد. در این موارد، یک ماده نگهدارنده با فاصله کمتر متراکم از رشته بر روی یک لایه اکسترود می شود تا از ماده مدل ضعیف تر باشد. این سازه های نگهدارنده بعداً می توانند پس از اتمام قطعه منحل یا شکسته شوند. ابعاد قالب اکسترودر ضخامت لایه های اکسترود شده را تعیین می کند. فرآیند FDM قطعاتی را با سطوح پلکانی روی سطوح خارجی مورب تولید می کند. اگر این زبری غیرقابل قبول باشد، می توان از پولیش شیمیایی بخار یا ابزار گرم شده برای صاف کردن آنها استفاده کرد. حتی یک موم پولیش به عنوان ماده پوششی برای حذف این مراحل و دستیابی به تحمل هندسی معقول در دسترس است.    

 

• تف جوشی لیزری انتخابی: همچنین به عنوان SLS مشخص می شود، این فرآیند بر اساس تف جوشی یک پلیمر، سرامیک یا پودرهای فلزی به صورت انتخابی در یک جسم است. پایین محفظه پردازش دارای دو سیلندر است: یک استوانه نیمه ساخت و یک سیلندر تغذیه پودر. اولی به صورت تدریجی تا جایی که قسمت متخلخل در حال تشکیل است پایین می آید و دومی به صورت تدریجی بالا می رود تا از طریق مکانیزم غلتکی پودر به سیلندر قطعه ساز عرضه شود. ابتدا یک لایه نازک از پودر در استوانه قسمت ساخته می شود، سپس یک پرتو لیزر بر روی آن لایه متمرکز می شود و یک مقطع خاص را ردیابی و ذوب / تف جوشی می کند، که سپس دوباره به حالت جامد تبدیل می شود. پودر قسمت هایی است که توسط پرتو لیزر مورد اصابت قرار نمی گیرند، شل باقی می مانند اما همچنان قسمت جامد را پشتیبانی می کنند. سپس لایه دیگری از پودر ریخته می شود و این فرآیند بارها تکرار می شود تا قطعه به دست آید. در پایان، ذرات پودر شل تکان داده می شود. همه اینها توسط یک کامپیوتر کنترل فرآیند با استفاده از دستورالعمل های تولید شده توسط برنامه 3D CAD قطعه در حال ساخت انجام می شود. مواد مختلفی مانند پلیمرها (مانند ABS، PVC، پلی استر)، موم، فلزات و سرامیک ها با چسب های پلیمری مناسب می توانند رسوب داده شوند.

 

• ELECTRON-BEAM  MELTING: شبیه به تف جوشی لیزری انتخابی، اما با استفاده از پرتو الکترونی برای ذوب تیتانیوم یا پودرهای کروم کبالت برای ساخت نمونه های اولیه در خلاء. برخی از پیشرفت ها برای انجام این فرآیند بر روی فولادهای زنگ نزن، آلومینیوم و آلیاژهای مس انجام شده است. در صورت نیاز به افزایش استحکام خستگی قطعات تولید شده، از پرس ایزواستاتیک داغ متعاقب ساخت قطعه به عنوان فرآیند ثانویه استفاده می کنیم.   

 

• چاپ سه بعدی: همچنین با 3DP نشان داده می شود، در این روش یک هد چاپ یک چسب معدنی را روی لایه ای از پودر غیرفلزی یا فلزی قرار می دهد. پیستونی که بستر پودر را حمل می کند به صورت تدریجی پایین می آید و در هر مرحله بایندر  لایه به صورت لایه رسوب می کند و توسط بایندر ذوب می شود. مواد پودری مورد استفاده عبارتند از مخلوط پلیمرها و الیاف، ماسه ریخته گری، فلزات. با استفاده از سر کلاسورهای مختلف به طور همزمان و کلاسورهای رنگی مختلف می توانیم رنگ های متنوعی را بدست آوریم. فرآیند مشابه چاپ جوهر افشان است، اما به جای به دست آوردن یک صفحه رنگی، یک شی سه بعدی رنگی به دست می آوریم. قطعات تولید شده ممکن است متخلخل باشند و بنابراین ممکن است نیاز به تف جوشی و نفوذ فلز برای افزایش چگالی و استحکام آن داشته باشند. تف جوشی باعث سوختن بایندر و ذوب پودرهای فلزی با هم می شود. فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، تیتانیوم را می توان برای ساخت قطعات استفاده کرد و معمولاً به عنوان مواد نفوذی از مس و برنز استفاده می کنیم. زیبایی این تکنیک این است که حتی مجموعه های پیچیده و متحرک را می توان خیلی سریع ساخت. به عنوان مثال یک مجموعه چرخ دنده، یک آچار به عنوان ابزار می تواند ساخته شود و دارای قطعات متحرک و چرخشی آماده استفاده باشد. اجزای مختلف مجموعه را می توان با رنگ های مختلف و همه در یک شات تولید کرد.  دانلود بروشور ما در:اصول چاپ سه بعدی فلزی

 

• ساخت مستقیم و ابزار سریع: علاوه بر ارزیابی طراحی، عیب یابی، ما از نمونه سازی سریع برای تولید مستقیم محصولات یا کاربرد مستقیم در محصولات استفاده می کنیم. به عبارت دیگر، نمونه سازی سریع می تواند در فرآیندهای مرسوم گنجانده شود تا آنها را بهتر و رقابتی تر کند. به عنوان مثال، نمونه سازی سریع می تواند الگوها و قالب ها را تولید کند. الگوهای یک پلیمر ذوب و سوزان که توسط عملیات نمونه سازی سریع ایجاد می شود را می توان برای ریخته گری سرمایه گذاری و سرمایه گذاری کرد. مثال دیگری که باید ذکر شود استفاده از 3DP برای تولید پوسته ریخته گری سرامیک و استفاده از آن برای عملیات ریخته گری پوسته است. حتی قالب‌های تزریق و درج‌های قالب را می‌توان با نمونه‌سازی سریع تولید کرد و می‌توان هفته‌ها یا ماه‌ها در زمان تولید قالب صرفه‌جویی کرد. تنها با آنالیز یک فایل CAD از قسمت مورد نظر، می توانیم هندسه ابزار را با استفاده از نرم افزار تولید کنیم. در اینجا برخی از روش های محبوب ابزار سریع ما آورده شده است:
RTV (ولکانیزاسیون در دمای اتاق) قالب گیری / ریخته گری اورتان: با استفاده از نمونه سازی سریع می توان برای ساخت الگوی قطعه مورد نظر استفاده کرد. سپس این الگو با یک عامل جداکننده پوشانده می شود و لاستیک RTV مایع روی الگو ریخته می شود تا نیمه های قالب تولید شود. در مرحله بعد، از این نیمه های قالب برای تزریق یورتان های مایع قالب استفاده می شود. عمر قالب کوتاه است، فقط مانند 0 یا 30 چرخه، اما برای تولید دسته ای کوچک کافی است. 
ACES (جامد اپوکسی شفاف استال) قالب‌گیری تزریقی: با استفاده از تکنیک‌های نمونه‌سازی سریع مانند استریولیتوگرافی، قالب‌های تزریقی تولید می‌کنیم. این قالب ها پوسته هایی با انتهای باز هستند تا امکان پر شدن با موادی مانند اپوکسی، اپوکسی پر شده با آلومینیوم یا فلزات را فراهم کنند. باز هم عمر قالب به ده ها یا حداکثر صدها قطعه محدود شده است. 
فرآیند ابزارآلات فلزی پاشیده شده: ما از نمونه سازی سریع استفاده می کنیم و یک الگو می سازیم. روی سطح الگو یک آلیاژ روی-آلومینیوم می پاشیم و روی آن را می پوشانیم. سپس الگوی با پوشش فلزی در داخل یک فلاسک قرار می گیرد و با اپوکسی یا اپوکسی پر شده با آلومینیوم در گلدان قرار می گیرد. در نهایت برداشته می شود و با تولید دو نیمه قالب یک قالب کامل برای قالب گیری تزریقی به دست می آوریم. این قالب ها عمر طولانی تری دارند، در برخی موارد بسته به مواد و دما می توانند هزاران قطعه تولید کنند. 
فرآیند KEELTOOL: این تکنیک می تواند قالب هایی با عمر چرخه 100000 تا 10 میلیون تولید کند. با استفاده از نمونه سازی سریع، ما یک قالب RTV تولید می کنیم. سپس قالب با مخلوطی متشکل از پودر فولاد ابزار A6، کاربید تنگستن، بایندر پلیمری پر می شود و اجازه می دهیم تا خشک شود. سپس این قالب گرم می شود تا پلیمر بسوزد و پودرهای فلزی ذوب شوند.  مرحله بعدی نفوذ مس برای تولید قالب نهایی است. در صورت نیاز می توان عملیات ثانویه مانند ماشینکاری و پرداخت را برای دقت ابعادی بهتر روی قالب انجام داد.    _cc781905-5cde-3194-bb3b-136bad_5cf58