Aditivna i brza proizvodnja

Posljednjih godina vidjeli smo porast potražnje za BRZOM PROIZVODNJOM ili BRZOM IZRADOM PROTOTIPA. Ovaj proces se također može nazvati PROIZVODNJA STOLNIH RAČUNARA ili PROIZVODNJA SLOBODNOG OBLIKA. U osnovi čvrsti fizički model dijela izrađuje se izravno iz trodimenzionalnog CAD crteža. Koristimo izraz ADITIVNA PROIZVODNJA za ove različite tehnike gdje dijelove izrađujemo u slojevima. Koristeći integrirani računalno upravljani hardver i softver izvodimo aditivnu proizvodnju. Naše brze tehnike izrade prototipova i proizvodnje su STEREOLITOGRAFIJA, POLYJET, MODELIRANJE TALOŽENJEM, SELEKTIVNO LASERSKO SINTERANJE, TALJENJE ELEKTRONSKIM ZRAKOM, TRODIMENZIONALNI ISPIS, IZRAVNA PROIZVODNJA, BRZA IZRADA ALATA. Preporučujemo da kliknete ovdje zaPREUZMITE naše shematske ilustracije aditivne proizvodnje i brzih proizvodnih procesa tvrtke AGS-TECH Inc. 
To će vam pomoći da bolje razumijete informacije koje vam pružamo u nastavku. 

 

Brza izrada prototipa nam omogućuje: 1.) Konceptualni dizajn proizvoda gleda se iz različitih kutova na monitoru pomoću 3D / CAD sustava. 2.) Prototipovi od nemetalnih i metalnih materijala se izrađuju i proučavaju s funkcionalnog, tehničkog i estetskog aspekta. 3.) Izrada prototipa po niskoj cijeni u vrlo kratkom vremenu. Aditivna proizvodnja može se nalikovati izradi štruce kruha slaganjem i lijepljenjem pojedinačnih kriški jedne na drugu. Drugim riječima, proizvod se proizvodi krišku po krišku ili sloj po sloj koji se nanosi jedan na drugi. Većina dijelova može se proizvesti u roku od nekoliko sati. Tehnika je dobra ako su dijelovi potrebni vrlo brzo ili ako su potrebne količine male, a izrada kalupa i alata je preskupa i dugotrajna. Međutim, cijena dijela je skupa zbog skupih sirovina. 

 

• STEREOLITOGRAFIJA: Ova tehnika također skraćeno STL, temelji se na stvrdnjavanju tekućeg fotopolimera u određeni oblik fokusiranjem laserske zrake na njega. Laser polimerizira fotopolimer i stvrdnjava ga. Skeniranjem UV laserske zrake prema programiranom obliku duž površine fotopolimerne smjese, dio se proizvodi odozdo prema gore u pojedinačnim rezovima kaskadno postavljenim jedan na drugi. Skeniranje laserske točke ponavlja se mnogo puta kako bi se postigla geometrija programirana u sustavu. Nakon što je dio potpuno proizveden, uklanja se s platforme, upija i čisti ultrazvučno i alkoholnom kupkom. Zatim se izlaže UV zračenju nekoliko sati kako bi se osiguralo da je polimer potpuno otvrdnuo i očvrsnuo. Da sažmemo proces, platforma koja je umočena u fotopolimernu smjesu i UV laserska zraka se kontroliraju i pomiču kroz servo-kontrolni sustav u skladu s oblikom željenog dijela, a dio se dobiva fotostvrdnjavanjem polimera sloj po sloj. Naravno, maksimalne dimenzije proizvedenog dijela određene su opremom za stereolitografiju. 

 

• POLYJET: Slično inkjet ispisu, kod polijeta imamo osam ispisnih glava koje talože fotopolimer na ladicu za izradu. Ultraljubičasto svjetlo postavljeno uz mlaznice odmah stvrdnjava i stvrdnjava svaki sloj. U polijetu se koriste dva materijala. Prvi materijal je za izradu stvarnog modela. Drugi materijal, smola slična gelu, koristi se za potporu. Oba se materijala talože sloj po sloj i istovremeno stvrdnjavaju.  Nakon završetka modela, potporni materijal se uklanja vodenom otopinom. Korištene smole slične su stereolitografiji (STL). Polyjet ima sljedeće prednosti u odnosu na stereolitografiju: 1.) Nema potrebe za čišćenjem dijelova. 2.) Nema potrebe za postprocesnim stvrdnjavanjem 3.) Moguće su manje debljine slojeva i tako dobivamo bolju rezoluciju i možemo proizvoditi finije dijelove.
 
• MODELIRANJE TALOŽENJA : Također skraćeno kao FDM, u ovoj metodi glava ekstrudera kojom upravlja robot pomiče se u dva glavna smjera preko stola. Kabel se po potrebi spušta i podiže. Iz otvora grijane matrice na glavi, ekstrudira se termoplastična nit i početni sloj se nanosi na pjenastu podlogu. To se postiže glavom ekstrudera koja slijedi unaprijed zadanu putanju. Nakon početnog sloja, stol se spušta, a sljedeći slojevi se postavljaju jedan na drugi. Ponekad su pri proizvodnji kompliciranog dijela potrebne potporne strukture kako bi se taloženje moglo nastaviti u određenim smjerovima. U tim slučajevima, potporni materijal se ekstrudira s manje gustim razmakom niti na sloju tako da je slabiji od materijala modela. Ove potporne strukture mogu se kasnije rastvoriti ili odlomiti nakon završetka dijela. Dimenzije matrice ekstrudera određuju debljinu ekstrudiranih slojeva. FDM proces proizvodi dijelove sa stepenastim površinama na kosim vanjskim ravninama. Ako je ova hrapavost neprihvatljiva, može se koristiti poliranje kemijskom parom ili zagrijani alat za njihovo izravnavanje. Čak je i vosak za poliranje dostupan kao materijal za premazivanje kako bi se eliminirali ovi koraci i postigle razumne geometrijske tolerancije.    

 

• SELEKTIVNO LASERSKO SINTERANJE: Također se označava kao SLS, proces se temelji na sinterovanju polimera, keramike ili metalnog praha selektivno u predmet. Dno komore za obradu ima dva cilindra: djelomični cilindar i cilindar za dovod praha. Prvi se postupno spušta do mjesta gdje se oblikuje sinterirani dio, a drugi se postupno podiže kako bi dopremio prah u cilindar za izradu dijela kroz mehanizam valjka. Najprije se tanki sloj praha taloži u cilindar za izradu dijela, zatim se laserska zraka fokusira na taj sloj, ocrtavajući i otapajući/sinterujući određeni poprečni presjek, koji se zatim ponovno skrućuje u krutinu. Puder je područja koja nisu pogođena laserskom zrakom i ostaju labava, ali još uvijek podržavaju čvrsti dio. Zatim se nanosi još jedan sloj praha i postupak se ponavlja mnogo puta kako bi se dobio dio. Na kraju se otresu čestice pudera u prahu. Sve to provodi računalo za kontrolu procesa korištenjem uputa koje generira 3D CAD program dijela koji se proizvodi. Mogu se deponirati različiti materijali kao što su polimeri (kao što su ABS, PVC, poliester), vosak, metali i keramika s odgovarajućim polimernim vezivima.

 

• ELEKTRONSKIM ZRAKOM  TALJENJE : Slično selektivnom laserskom sinteriranju, ali korištenjem elektronskog snopa za taljenje praha titana ili kobaltnog kroma za izradu prototipova u vakuumu. Napravljena su određena poboljšanja za izvođenje ovog procesa na nehrđajućem čeliku, aluminiju i legurama bakra. Ako je potrebno povećati otpornost na zamor proizvedenih dijelova, kao sekundarni proces koristimo vruće izostatičko prešanje nakon proizvodnje dijelova.   

 

• TRODIMENZIONALNI ISPIS: Također označen kao 3DP, u ovoj tehnici ispisna glava taloži anorgansko vezivo na sloj nemetalnog ili metalnog praha. Klip koji nosi sloj praha postupno se spušta i u svakom koraku vezivo se taloži  sloj po sloj i spaja vezivo. Praškasti materijali koji se koriste su mješavine polimera i vlakana, lijevački pijesak, metali. Istodobnom upotrebom različitih glava za uvezivače i uvezivača u različitim bojama možemo dobiti različite boje. Proces je sličan inkjet ispisu, ali umjesto obojenog lista dobivamo obojeni trodimenzionalni objekt. Proizvedeni dijelovi mogu biti porozni i stoga mogu zahtijevati sinteriranje i infiltraciju metala kako bi se povećala gustoća i čvrstoća. Sinteriranje će sagorjeti vezivo i spojiti metalne prahove. Metali kao što su nehrđajući čelik, aluminij, titan mogu se koristiti za izradu dijelova, a kao materijale za infiltraciju obično koristimo bakar i broncu. Ljepota ove tehnike je u tome što se čak i komplicirani i pokretni sklopovi mogu proizvesti vrlo brzo. Na primjer, može se izraditi sklop zupčanika, ključ kao alat koji će imati pokretne i okretne dijelove spremne za upotrebu. Različite komponente sklopa mogu se proizvesti u različitim bojama i sve u jednom kadru.  Preuzmite našu brošuru na:Osnove metalnog 3D ispisa

 

• IZRAVNA PROIZVODNJA i BRZA IZRADA ALATA: Osim procjene dizajna, rješavanja problema koristimo brzu izradu prototipova za izravnu proizvodnju proizvoda ili izravnu primjenu u proizvodima. Drugim riječima, brza izrada prototipova može se ugraditi u konvencionalne procese kako bi bili bolji i konkurentniji. Na primjer, brza izrada prototipa može proizvesti uzorke i kalupe. Uzorci polimera koji se tale i gore, stvoreni operacijama brze izrade prototipa, mogu se sastaviti za livenje u kalupe i uložiti. Još jedan primjer koji treba spomenuti je korištenje 3DP-a za proizvodnju ljuske za lijevanje keramike i korištenje toga za operacije lijevanja ljuske. Čak se i kalupi za injekcijsko ubrizgavanje i umetci za kalupe mogu proizvesti brzom izradom prototipova i mogu se uštedjeti tjedni ili mjeseci vremena za izradu kalupa. Samo analizom CAD datoteke željenog dijela možemo proizvesti geometriju alata pomoću softvera. Evo nekih od naših popularnih brzih metoda izrade alata:
RTV (Vulkanizacija na sobnoj temperaturi) LIJEVANJE / LIJEVANJE URETANA: Korištenje brze izrade prototipa može se koristiti za izradu uzorka željenog dijela. Zatim se ovaj uzorak premaže sredstvom za razdvajanje i tekuća RTV guma se izlije preko uzorka kako bi se proizvele polovice kalupa. Zatim se ove polovice kalupa koriste za injekcijsko kalupljenje tekućih uretana. Vijek trajanja kalupa je kratak, samo 0 ili 30 ciklusa, ali dovoljno za proizvodnju malih serija. 
ACES (Acetal Clear Epoxy Solid) INJEKCIJSKO LIJEPANJE: Koristeći brze tehnike izrade prototipova kao što je stereolitografija, proizvodimo kalupe za injekcijsko prešanje. Ovi kalupi su školjke s otvorenim krajem kako bi se omogućilo punjenje materijalima poput epoksida, epoksida punjenog aluminijem ili metala. Ponovo je vijek trajanja kalupa ograničen na desetke ili maksimalno stotine dijelova. 
POSTUPAK IZRADE ALATA ZA METALE S PRŠANJEM: Koristimo brzu izradu prototipa i izrađujemo uzorak. Na površinu uzorka raspršimo leguru cink-aluminij i premažemo je. Uzorak s metalnim premazom se zatim stavlja u tikvicu i popunjava epoksidom ili epoksidom punjenim aluminijem. Na kraju se uklanja i izradom dvije takve polovice kalupa dobivamo kompletan kalup za injekcijsko prešanje. Ovi kalupi imaju duži vijek trajanja, u nekim slučajevima, ovisno o materijalu i temperaturama, mogu proizvesti dijelove u tisućama. 
KEELTOOL PROCES: Ova tehnika može proizvesti kalupe sa 100.000 do 10 milijuna životnih ciklusa. Korištenjem brze izrade prototipova proizvodimo RTV kalup. Kalup se zatim puni mješavinom koja se sastoji od praha alatnog čelika A6, volframovog karbida, polimernog veziva i ostavlja se da očvrsne. Ovaj kalup se zatim zagrijava kako bi se polimer sagorio i metalni prah stopio.  Sljedeći korak je infiltracija bakra za proizvodnju konačnog kalupa. Ako je potrebno, sekundarne operacije kao što su strojna obrada i poliranje mogu se izvesti na kalupu za bolju točnost dimenzija.