Литье по выплавляемым моделям, или литье по выплавляемым моделям, представляет собой процесс, которому уже 5000 лет, и который практически не изменился с тех пор, как его впервые применили древние китайцы. Появление технологий 3D-печати в 1990-х годах оказало влияние на этот процесс, но теперь 3D-печать, известная своей детализацией и точностью, оказывается более жизнеспособной для приложений литья по выплавляемым моделям, чем когда-либо прежде, согласно немецкому поставщику 3D-печати voxeljet.
Скажем, вы хотите построить высокотехнологичный вентилятор для нестандартного двигателя. Из множества доступных вам традиционных методов производства литье по выплавляемым моделям даст вам один из самых высоких уровней детализации. Этот процесс называется литьем по выплавляемым моделям, потому что создаваемый слепок будет использоваться только один раз и будет уничтожен к концу процесса. Это позволяет вам сделать ваш высокотехнологичный вентилятор из более крупных деталей очень сложной формы и узора из-за того, что вам не нужно снимать постоянные или многоразовые формы, которые обычно требуют, чтобы деталь отливалась из большего количества частей, а затем собиралась после факта. В то время как китайцы изначально использовали пчелиный воск, современное производство перешло на высокотехнологичные синтетические воски и другие более надежные материалы.
Сам исходный процесс довольно прост. Узор создается из воска, пластика, дерева или глины, обычно его лепят, а затем вокруг него строится форма. После того, как слепок выкройки будет изготовлен, из него будет изготовлена выплавка по выплавляемым моделям, традиционно с использованием воска. Восковая отливка затем удаляется и несколько раз покрывается керамикой до тех пор, пока толщина не станет достаточно прочной, чтобы выдержать любой окончательный материал, который будет залит в нее. Затем эту отливку запекают, позволяя восковой отливке расплавиться или сгореть, оставив пустую форму, готовую для заполнения. После того, как окончательная отливка удалена, ее очищают и устраняют все дефекты. Этот многоэтапный процесс позволяет создавать детализированные и сложные литые детали, однако он является дорогостоящим и трудоемким, что делает его непрактичным для изготовления крупносерийных деталей.
voxeljet продолжает оптимизировать этот процесс, удаляя некоторые наиболее трудоемкие этапы и заменяя их 3D-печатью. Об этом свидетельствует один из последних кейсов компании, посвященный именно этому приложению. Томас Пайпп - менеджер по литью по выплавляемым моделям компании Schmolz+Bickenbach Guss GmbH, лидера рынка литья из специальной стали в Европе. Schmolz+Bickenbach Guss предлагает решения из специальной литой стали весом от 30 граммов до 20 тонн. Томас объясняет некоторые проблемы с традиционным литьем по выплавляемым моделям следующим образом: «Проблема заключается в немедленном производстве необходимых восковых моделей, что приводит к дорогостоящим инструментам для литья под давлением и восковым прессам. Эти затраты на инструмент могут стать непомерно дорогими и трудоемкими при использовании с небольшими сериями или разработкой, поскольку в конечном итоге они приводят к очень высоким ценам за единицу ».
Вот где технология 3D-печати voxeljet может помочь, создавая идеальные модели для инвестиций быстро, точно и экономично. Модели из ПММА, напечатанные на 3D-принтере, могут полностью заменить восковые модели, а самое главное: производство пластиковых моделей с помощью 3D-печати очень простое, точное и быстрое. Никаких инструментов не требуется, так как процесс цифровой печати основан на данных CAD для компонента; 3D-принтер строит модель, используя метод построения слоев, с исключительной повторяемостью и возможностями, независимо от сложности. Кроме того, конструкции разрабатываются за пределами существующих производственных технологий; изменения так же просты, как повторная выдача данных CAD.
Новейшие 3D-принтеры voxeljet могут изготовить пластиковую модель колеса Фрэнсиса диаметром 500 мм менее чем за 24 часа. В качестве материала используется ПММА, который размягчается уже при 73°C и сгорает без остатка при температуре выше 700°C. Это означает, что детали идеально подходят для использования в качестве моделей из расплава для литья по выплавляемым моделям. Компания Schmolz + Bickenbach имеет большой опыт 3D-печати пластиковых моделей: «Раньше модели печатались в сервисном центре voxeljet. Однако преимущества технологии 3D-печати, наряду с постоянно растущими объемами заказов, побудили нас в 2013 году инвестировать в собственный принтер voxeljet. С помощью принтера VX1000 наша установка для литья по выплавляемым моделям может печатать детали размером до 1060 x 600 x 500 мм и максимальной массой 70 кг. Теперь мы можем предложить нашим клиентам еще более быструю и эффективную поддержку», - говорит Томас Пайпп.
Посмотрите видео процесса здесь:
Voxeljet в последнее время пережил довольно тяжелые времена. После первоначального резкого скачка цен на акции они резко упали вместе со всеми другими публичными компаниями, занимающимися 3D-печатью, в конце прошлого года. Но обвинения в творческом учете не позволили их акциям восстановиться, как Stratasys и 3D Systems.
По мере того, как быстрое прототипирование и литье приложений продолжают бурно развиваться в производственном секторе, и я считаю, что они остаются наиболее жизнеспособным и проверенным применением 3D-печати на сегодняшний день, voxeljet, вероятно, окажется в хорошем состоянии. позицию, чтобы вернуться в игру. Их принтеры и их цены на принтеры нацелены непосредственно на промышленные и производственные предприятия. Однако пока они отказываются выходить на настольный или потребительский рынок. Это означает, что они могут сосредоточить свои усилия на том, в чем они уже хороши, не отвлекаясь на слишком много направлений, как это делают некоторые из их конкурентов. Но, к сожалению, отсутствие на потребительском рынке часто оставляет их без возбуждения, вызванного этим. Тем не менее, несмотря на то, что 3D-печать по-прежнему считается причудой, возможно, не так уж и плохо избегать некоторых атрибутов потребительского воодушевления.