В статье: общие сведения про литье по выплавляемым моделям и использование 3D-принтеров для изготовления восковок по технологии "струйное нанесение материала"
Для начала рассмотрим саму технологию литья по выплавляемым моделям.
Она состоит из следующих шагов:
- получение выплавляемой («жертвенной») модели из воска, заливкой (впрыском) воска в металлическую, силиконовую или формопластовую форму. Отдельно отливается литниковая система – литник и (при необходимости) выпоры.
- прикрепление модели к литниковой системе. В случае отливки небольших изделий к одному большому литнику припаиваются несколько (или несколько десятков) моделей – получается «ёлка».
- на поверхности модели с литниковой системой (или ёлки моделей) формируют слой литейной формы – «корка» или оболочка. Технология зависит от типа смеси.
- в чане с кипящей водой или в бойлерклаве удаляют (выплавляют) воск модели и литниковой системы. Примечание – при отливках небольшого размера (в ювелирной промышленности, в стоматологии) воск удаляют выжиганием или выплавлением с выжиганием при обжиге формы.
- форму обжигают в печи по специальному температурному графику. При обжиге форм большого размера их помещают в песок для исключения механического растрескивания.
- после обжига в форму заливается расплавленный метал, форма разрушается, удаляются литники и выпоры.
Схематично этот процесс изображен ниже:
Струйная 3D-печать позволяет получать восковки высокого качества без форм, для дальнейшего использования в традиционным техпроцессе литья по выплавляемым моделям (ЛВМ).
Общий принцип струйной 3D-печати воском прост:
Вокс расплавляют и при температуре примерно 80 градусов по Цельсию распыляют при помощи пьезоголовок, аналогичных головкам «обычного» струйного принтера. Используется два типа воска – один литейный, второй – для поддерживающих структур (растворимый и/или более легкоплавкий).
В настоящее время такие 3D-принтеры, способные печатать воском выпускают три компании: 3D Systems (серии Projet MJP), SolidScape и FlashForge (серияWaxJet).
3D Systems выпускает принтеры, работающие по технологии MJM (Multi Jet Modeling) – «многоструйное моделирование». Особенность технологии в том, что печатающая головка имеет множество сопел для более быстрой печати.
Принтеры серии Projet MJP в зависимости от модификации могут печатать воском, фотополимером или и тем и другим. Чисто «восковые» принтеры имеют на конце индекс W или IP. Минимальная толщина слоя – 16 или 42 мкм в зависимости от модели.
Используются два типа воска – литьевой (для модели) и растворимый в специальном растворителе (для поддерживающих структур).
SolidScape выпускает принтеры по своим двум патентованным технологиям DoD и SCP. Технология DoD (Drop on Demand – капля по требованию) подразумевает выравнивание каждого слоя фрезой после нанесения, а алгоритм SCP (Smooth Curvature Printing – печать со сглаживанием углов) – особый алгоритм перемещения струйной головки с непрерывной печатью кривых периметров, что обеспечивает гладкость внешнего контура детали.
Так же используется два типа воска – литьевой (для модели) и растворимый (для поддерживающих структур).
Китайская фирма Flashforge выпускает принтеры серии- WaxJet для печати воском по технологии MJM.
Так же используются два типа воска – литьевой для модели и специальный для поддерживающих структур. Особенность воска для поддергивающих структур – он не только растворимый, но более мягкий, более легкоплавкий. Его можно частично удалить вручную, не боясь случайно повредить напечатанную модель, что сокращает время растворения остатков воска и экономит спецрастворитель.
Вводная статья по использованию аддитивных технологий в литейном производстве:
Следующая статья: