3D Tisk - Díl I.

09.11.2009 Autor: Predator 0% (0 hlasů)

První díl ze série článků o technologii 3D tisku

První díl je promo-informační o 3D tisku. V dalších dílech se podíváme hlouběji pod pokličku této technologie, dozvíme se něco o vývoji 3D tisku, co to vlastně je rapidprototyping, zpracování předtiskových dat, vlastní tisk objektu a mnoho dalších informací....

Na všechny otázky a podrobnosti nám bude odpovídat p. Karel Hacker ze společnosti HACKER^® model production, a když budete úspešní v naší soutěži Challenge 8 a budete pozorně číst články, odměna Vás nemine.

Laser 3D tisk - Selective Laser Sintering (SLS)
aneb jak rychle vyrobit funkční plastový prototyp, speciální díl, polystyrenový model pro zaformování, gumový díl ......

Laserová technologie 3D tisk využívá principu Selective Laser Sintering (SLS). Práškový materiál je postupně nanášen ve vrstvě od 0,1 mm a každá vrstva je laserem natavena k předcházející vrstvě. Postupně tak díl „roste". Na rozdíl od klasického obrábění materiál neubíráme, ale přidáváme.
Základ pro tuto technologii jsou 3D data - objemový model nakreslený ve 3D (SolidWorks, Catia ....) programu na počítači. Tento 3D model je ve speciálním software (Magics) nejprve ustaven do polohy, ve které se bude stavět a poté je „rozřezán" na vrstvy, obvykle 0,1 mm. Vzniklé řezy ( 2D výkresy) jsou zpracovány řídícím programem pro laser (SLS), který je zaostřen na rovinu stavební plochy.
Technologie E-manufacturing nalezla své uplatnění v kosmu a čím dál více firem využívá její výhody při konstrukci a návrhu nových výrobků a také při výrobě speciálních dílů, které jsou technologiemi třískového obrábění nevyrobitelné nebo je výroba velice nákladná. Můžeme například vyrobit ježka v kleci, který však nikdy nepůjde vyndat ven protože je větší než otvory v kleci.

Potřebujete vyrobit rychle a přesně prototyp?

Ze 3D dat (IGES, Parasolid x_b, SLDPRT, STEP, STL) máte možnost nechat si vyrobit prototyp, na kterém si vyzkoušíte jeho funkční vlastnosti, ověříte jeho tvary a v neposlední řadě do něj namontujete vše potřebné a tím ověříte, zda vše lícuje. Povrch a barvu výrobků je možné upravit přesně tak, jak bude vypadat sériově vyráběný díl - vysavač, mobilní telefon, dalekohled, vodovodní baterie, samopal, automobil, letadlo, díly pro zdravotnictví, slévárenství, módní návrhářství, modely objektů pro architekty.... Použitím technologie SLS rychle a levně přeměníte vaše nápady na realitu a konstruktéři včas zachytí případné chyby bez rizika opravy již vyrobených drahých forem. To vše je v řádu hodin bez potřeby vyrábět formy! Váš nový výrobek tak můžete prezentovat na veletrhu ve skutečné podobě nebo můžete takto vyrobené „prototypy" poskytnout svým odběratelům pro ověření svých marketingových předpokladů ještě před zahájením sériové výroby. Při vývoji a konstrukci nových automobilů jsou technologií SLS vyráběny všechny plastové díly. Designéři tak dlouho před tím, než se nový automobil představí veřejnosti, mohou testovat, upravovat tvary a provádět všechny potřebné zkoušky pro ověření funkčních vlastností navržených dílů a přípravu montážních linek.

Potřebujete vyrobit speciální díly, které nelze vyrobit běžnými technologiemi obrábění nebo potřebujete jenom několik kusů a výroba formy by byla neekonomická?

Díky technologii SLS, kdy materiál neubíráme, ale přidáváme po vrstvách od 0,1 mm, můžeme vlastně vyrobit cokoliv. Nejsme omezeni možnostmi obrábění. Sériovost je od jednoho kusu. Nepotřebujeme formy, speciální obráběcí a tvářecí nástroje, software pro 3D obrábění, NC obráběcí stroje. Speciální nebo malosériové díly vyrobíme přímo ze 3D dat (SLS). A opět můžeme povrch dílů dokončit v požadovaném odstínu (RAL) nebo nachromovat. Aerodynamické kryty sacího potrubí u vozů Formule 1 jsou vyráběny touto technologií. Jde o kusovou výrobu a každý kryt může mít jiné tvary.

Potřebujete vyrobit vypalitelné modely pro nové odlitky?

Pro výrobu tvarově složitých odlitků byl vyvinut speciální tvrdý polystyren Primecast, ze kterého se postaví vypalitelný model. V řádu hodin tak máte k dispozici model pro zaformování včetně vtokové soustavy. Přesnost modelu se pohybuje ± 0,1 mm. Modely mohou být postaveny v požadované velikosti pro různé procento smrštění odlévaného materiálu. Výhoda technologie SLS spočívá v možnosti vyplnit stavební box a tak je možné stavět dohromady několik dílů s různými tvary. Díly je před zaformováním možné napustit voskem. Velikost dílů také není omezena. Finální odlitek tak máte dispozici v čase řádu hodin bez ohledu na jeho tvarovou složitost.

Potřebujete vyrobit gumové prototypy?

Máte navržen nový výrobek a potřebujete ověřit rozměry gumových spojek, prachovek, těsnění na světla, dveře atd. Materiál SOMOS byl vyvinut pro výrobu gumových prototypů. V čase řádu hodin máte k testování gumový díl, jehož výroba je jinak bez drahé formy nemožná.

Potřebujete vyrobit unikátní designový díl nebo propagační předmět?

Ze 3D dat vyrobíme například unikátní kabelku vyrobenou z jednoho kusu pro vaší manželku či přítelkyni. Jistě ocení, že stejnou nikde nepotká!
Unikátní poháry pro vítěze závodů v různých velikostech - zlaté, stříbrné, bronzové. Vše záleží na vaší fantazii.
Naše technologie SLS nemá omezení!

Výhody SLS dílů:

vysoká pevnost, srovnatelná s pevností sériových materiálů - zaručují 99 % mechanických hodnot
pevnosti, pružnosti, tepelné odolnosti materiálů používaných v sériové výrobě;
vyrobený díl lze přímo použít pro zkoušky, při kterých je třeba ověřit pevnost a funkčnost dílu v praxi;
velmi vhodné pro ověřovací série a pro výrobu speciálních tvarově složitých dílů, u kterých by byla výroba formy neekonomická;
sériovost již od 1 kusu - konečné množství není limitováno;
nejkratší čas zhotovení - výrobní čas se počítá na hodiny;
velmi nízké realizační náklady - nepotřebujete formu - díly jsou vyráběny přímo ze 3D dat;
možnost stavět najednou několik dílů s různými tvary;
hmotnost jednotlivého dílu: od 1 gramu;
rozměry dílu nejsou limitovány.

Z jakých materiálů vyrábíme?

Polyamid PA12 (PA 2200)

Modul pružnosti v tahu DIN EN ISO 527 1700 MPa
Mez pevnosti DIN EN ISO 527 45 MPa
Prodloužení při přetržení DIN EN ISO 527 20%
Modul pružnosti v ohybu DIN EN ISO 178 1200 Mpa
Tvrdost Shore D DIN 53505 75
Bod tavení DIN 53736 172 - 180 °C
Bod měknutí DIN EN ISO 306 163°C

Polyamid se sklem PA12+30 % skla (PA 3200GF)

Modul pružnosti v tahu DIN EN ISO 527 3200 MPa
Mez pevnosti DIN EN ISO 527 48 MPa
Prodloužení při přetržení DIN EN ISO 527 6%
Modul pružnosti v ohybu DIN EN ISO 178 2100 Mpa
Tvrdost Shore D DIN 53505 80
Bod tavení DIN 53736 172 - 180 °C
Bod měknutí DIN EN ISO 306 166°C

Polyamid s hliníkem PA12 +50 % hliníku (Alumide)

Modul pružnosti v tahu DIN EN ISO 527 3800 MPa
Mez pevnosti DIN EN ISO 527 46 MPa
Prodloužení při přetržení DIN EN ISO 527 3,5%
Modul pružnosti v ohybu DIN EN ISO 178 3000 Mpa
Tvrdost Shore D DIN 53505 76
Bod tavení DIN 53736 172 - 180 °C
Bod měknutí DIN EN ISO 306 169°C

Polystyren Primecast (speciální tvrdý polystyren pro vypalitelné modely)

Mez pevnosti DIN EN ISO 527 5,5 MPa
Modul pružnosti v tahu DIN EN ISO 527 1600 MPa
Prodloužení při přetržení DIN EN ISO 527 0,4%
Teplota přeměny DIN 53765 105 °C
Destrukce materiálu DIN 51006 250 - 550°C
Zbytkový popel DIN EN ISO 3451-1 0.002%

Somos-Guma materiál pro stavbu měkkých částí (hadice, těsnění, tvarové masky).

Mez pevnosti ASTM D636 15,5 MPa
Průtažnost ASTM D638 110%
Modul pružnosti v ohybu ASTM D790 -40°C 23 MPa
23°C 13,4 Mpa
Tvrdost Shore A ASTM D2240 74

Stejným způsobem probíhá výroba dílů z kovových materiálů, jako jsou bronz a nerezová ocel. Zde probíhá stavba po 0,02 mm s přesností +/- 0,05 mm. Princip stavby je stejný jako u stavby plastových dílů.

Predator

0% (0x)

Kdo jak hlasoval?