Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон

top3dshop
Идет загрузка
Загрузка
06.12.2018
13632
9
3D-печать

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

7
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Для тех, кто не смог посетить Top 3D Expo, рассказываем о мелкосерийном производстве пластиковых деталей методом вакуумного литья в силикон, мастер-класс по которому был организован на конференции с помощью наших друзей из «Фолипласт».

Видео
Схема мелкосерийного производства из пластмассы
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Сначала производится 3D-сканирование необходимой детали, далее — создается 3D-модель и, с помощью одного из методов 3D-печати, изготавливается прототип/мастер-модель, на основании которой уже можно получить, с помощью вакуумно-литьевых систем и силиконовой оснастки, партию готовых полиуретановых деталей.

Назначение технологии вакуумного литья
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
На текущий момент серийность всех изделий по России снижается и находится в области мелких/средних серий. Таким образом, технология вакуумного литья стала востребована для производства таких серий.

Преимущества вакуумного литья
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Главное преимущество — очень короткие сроки изготовления, после создания 3D-модели, и использование материалов с различными свойствами, в том числе и двухкомпонентных полиуретанов, которые имитируют основные пластмассы и резину. При этом изделия не имеют внешних отличий и полностью соответствуют изделиям изготовленным на традиционном термопластавтомате (ТПА) из классичего материала, и подойдут для отработки технологии. Фактура поверхности зависит от технологии 3D-печати прототипа. Соответственно, если вы хотите получить качество как после ТПА, то необходима доводка прототипа. В большинстве случаев это ручной труд и для его сокращения мы используем технологию стереолитографии в 3D-печати прототипов.

Оборудование

Мы сосредоточились на двух производителях вакуумных литьевых систем — это немецкая компания KLM и китайская компания WINGS TECHNOLOGY. В таблице выделены зеленым цветом самые основные/важные параметры, на которые следует обратить внимание при подборе оборудования.

Вакуумные литьевые системы KLM, Германия
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Вакуумные литьевые системы WINGS TECHNOLOGY, Китай
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Вспомогательное оборудование

При изготовлении силиконовых форм и литье в них используется вспомогательное оборудование — термошкаф (нагревание материалов до 40 градусов перед заливкой, полимеризация при 60/70/80 градусах), вакуумный миксер (для изготовления силиконовой оснастки - одновременное вакуумирование и перемешивание силикона, удаление пузырьков воздуха из силикона), дозатор силикона (автоматическая дозировка и подача силикона).
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
МатериалыИспользуются полиуретаны и силиконы для литья. На рынке достаточно большое количество компаний предлагающих материалы, основные производители представлены ниже.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Вакуумно-литьевая машина изнутри

Машина состоит из следующих основных элементов:

1. Вакуумный шкаф. Конструкция из нержавеющей стали, выкачивает воздух из рабочей камеры.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
2. Литьевая система, состоящая из двух чашек, А и Б, каждая для своего компонента, а также системы подачи и смешивания.

Устройство литьевой системы:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Технология

Технология вакуумного литья состоит из следующих основных этапов:

1. Мастер-модель, подготовка:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
2. Создание линии разъема:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
3. Литниковая система:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
4. Сборка контейнера:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
5. Заливка мастер-модели силиконом
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
6. Разборка контейнеров
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
7. Разрезание формы, извлечение мастер-модели
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Необходимо использовать вакуумирование для извлечения влаги из компонентов, иначе полиуретан может начать кипеть. Используются практически безусадочные компоненты мы можем получить 14 квалитет точности на изделиях. Пока ни один из видов 3D-печати не может предложить такое качество изделий из пластмассы, как вакуумное литье при мелком или серийном выпуске. Начиная от 3-5 изделий, экономически более выгодно использовать вакуумное литье вместо 3D-печати.

Демонстрация технологии

Демонстрируем изготовление изделия на компактной машине HVC-M.

В термопечи разогреваем силиконовую форму.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Обрабатываем силиконовую форму разделительным составом (силиконовый спрей).
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Закладываем в форму металлические стержни, для формирования достаточно точных отверстий на изделии.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Собираем и закрепляем форму металлическими скобами с помощью степлера. Стойкость формы — порядка 25 циклов, можно увеличить количество циклов до 50-70, если не так важна геометрическая точность размеров изделий.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Наносим скотч, для предотвращения вытекания излишков полиуретана из формы через линию разъема.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Размещаем воронку.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Подготавливаем требуемое количество необходимых компонентов (масса заливки составляет 120 грамм — для этого необходимо 40 грамм компонента А и 80 грамм компонента Б.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Закладываем чашку с компонентом А в камеру и монтируем смесительную лопатку.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Готовим компонент Б и закладываем чашку с компонентом в камеру.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Закрываем камеру и включаем вакуум (вакуумирование продолжается около 10 минут).
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Процесс подготовки завершен. Производим смешивание компонентов и засекаем 2,5 минуты.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Смесь готова к заливке в форму. Переворачиваем чашу с компонентом Б вниз с помощью поворота тумблера и компоненты через воронку поступают в форму.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Выключаем вакуум и наблюдаем как воздух выходит из формы, компоненты заполняют ее.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Нагнетаем воздух в камеру.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Процесс заливки закончен.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Открываем вакуумный шкаф и размещаем форму в термошкафу для последующей полимеризации, которая занимает около 30 минут для данного материала.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Наша отливка готова. В идеале, ее необходимо обдуть холодным воздухом, так как она еще эластична.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мы получили функциональное готовое изделие с необходимой фактурой поверхности, необходимого нам цвета, необходимыми физико-механическими свойствами, у которой осталось удалить облой и элементы литниковой системы.
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Различия между классическим и автоматизированным вакуумным литьем

Классическая схема вакуумного литья
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Автоматизированная схема вакуумного литья
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
На текущий момент широко используется автоматизированная схема вакуумного литья. Дозировка, подача, подготовка, вакуумирование смеси и заливка в форму происходят в автоматическом режиме, в одном узле. Такая схема позволяет в разы сократить цикл заливки, то есть — 4 минуты в автоматическом варианте, против 12 минут в классическом. Весь процесс сокращается, примерно, в 1,6 раза.

Автоматизированные литьевые машины:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Полностью автоматизированная линия вакуумного литья. В России пока таких линий нет, но можно заказать:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Схема автоматической линии вакуумного литья:
Мастер-класс: вакуумное литье пластмасс в силикон
Вакуумное литье пластика в силикон — оптимальный способ производства малых и средних партий изделий, твердо занимающий свои позиции между 3D-печатным прототипированием и фабричным серийным производством и обеспечивающий разумную стоимость изделий при сохранении высокого качества.

Заказать штучное и малосерийное вакуумное литье пластика в силикон, а также приобрести оборудование и материалыдля него можно в Top 3D Shop — подберем оптимальный вариант под любые задачи.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

7
Комментарии к статье