Оборудование для реализации RP-технологий

Для реализации RP -технологий требуется следующее оборудование:

o оптико-электронная цифровая сканирующая система;

o 3D CAD -рабочее место;

o стереолитографическая установка;

o установка для вакуумного литья.

Оптико-электронная цифровая сканирующая система предназна­чена для:

- быстрого, четкого и точного измерения поверхности изделия произвольной формы;

- бесконтактного измерения послойно (томография), в том числе «чувствительных» частей поверхности изделий (глина, воск, резина);

- обеспечения высокой точности воспроизведения геометрической формы тела благодаря очень высокой плотности измерений;

- перевода измерений в модифицированную трехмерную математическую модель (3D САО -модель).

3D С4Е-рабочее место предназначено для:

- быстрого моделирования идей, эскизов, чертежей (фотоснимков);

- представления различных форматов данных (IGES, STEP, VDA, FS или CAD-System) в стандартизированной системе STL;

- быстрой параметрической оптимизации конструкции, перебора параметров;

- трансформации и использования данных в системе Internet или др. носителей информации.

Стереолитографическая установка предназначена для:

- материализации математической модели изделия путем быстрой лазерной послойной генерации деталей из среды жидкого полимера, других искусственных материалов;

- прямой реализации данных проектирования, данных математического моделирования, цифровых данных измерения в размерных данных характеристики твердого тела (изделия);

В общем случае эффективность применения RP -технологий в большой мере определяется тем, какая технология (литье под давлением или литье в вакууме) принята в качестве завершающей.

5. Технология вакуумного литья

Литейный воск – уникальный модельный материал, применяемый для непосредственного выращивания воскового прототипа (модели) и дальнейшего получения металлической отливки методом вакуумного литья в оболочковые или гипсовые формы.

Рассмотрим технологию, у которой завершающей технологической операцией является вакуумное литье. Вакуумное литье обеспечивает расплавление металла в защитной среде и создание перепада давления между тиглем и вакуумной опокой, что дает возможность регулировать скорость подачи металла в форму и устранять таким образом возникающие при кристаллизации пористость и усадочную раковину.

Преимущества вакуумного литья:

быстрая окупаемость оборудования;

быстрое изготовление (в течение одного дня) сложной формы;

быстрое освоение техники;

обеспечение высокой точности отливок;

возможность изготовления отливок с толщиной стенок менее 1мм.

Технологический процесс ускоренного изготовления деталей включает следующие операции:

1. Создание трехмерной математической модели прототипа.

2. Компьютерная оптимизация конструкции прототипа, исходя из функционального назначения и эргономики, предъявляемых к разрабатываемому изделию.

3. Перевод трехмерной математической модели прототипа в совокупность двумерных моделей.

4. Разработка программы для компьютерного управления движением печатающей головки.

5. Изготовление выплавляемой (выжигаемой) восковой модели изделия.

6. Изготовление эластичной силиконовой формы по выплавляемой восковой модели. Силиконовый каучук, применяемый для изготовления форм, обеспечивает высокую эластичность, прочность и размерную точность форм.

7. Изготовление требуемого количества копий восковой модели изделия на установки литья в вакууме.

8. Изготовление гипсовой формы. Для этого требуется поместить выплавляемую восковую модель в опоку и залить гипсом в условиях вакуума.

9. Проведение термической обработки гипсовой формы Гипсовую форму помещают в вакуумную печь, которая постепенно нагревают до температуры 700 º С, с целью вытапливания воска.

10. Залить расплавленный металл (цветной сплав с температурой литья 1100 º С ) и медленно охладить.

11. Разрушить гипсовую форму водяной струей.

12. Провести окончательную обработку поверхности изделия методом галтовки в крошке грецкого ореха.

6. Содержание отчета

1. Описать принципы и методы быстрого прототипирования.

2. Составить технологическую карту процесса ускоренного изготовления деталей.

7. Контрольные вопросы

1. Назначение технологий ускоренного изготовления деталей.

2. На каких принципах основаны RP -технологии?

3. Какими достоинствами обладают RP -технологии?

4. Как происходит построение прототипа методом стериолитографии?

5. Как происходит трехмерная печать?

6. Каковы способы выбивки отливок из форм?