Отверждение твердого грунта
Твердое отверждение ( SGC на основе фотополимеров . ) — это аддитивное производство (или 3D-печать ) [1] технология, используемая для изготовления моделей , прототипов , лекал и серийных деталей, при которой изготовление геометрии слоя осуществляется с помощью мощной УФ-лампы через маску. Поскольку основой отверждения твердого грунта является экспонирование каждого слоя модели с помощью лампы через маску, время обработки формирования слоя не зависит от сложности слоя. [2] SGC был разработан и коммерциализирован израильской компанией Cubital Ltd. в 1986 году. [3] в альтернативном названии Solider System .
Хотя этот метод обеспечивал хорошую точность и очень высокую производительность, он страдал от высоких затрат на приобретение и эксплуатацию из-за сложности системы. Это привело к плохому принятию на рынке, и системы больше не продаются. [4] Objet Geometries of Israel сохранила за собой интеллектуальную собственность на этот процесс после закрытия Cubital Ltd. в 2002 году. [5]
Процесс SGC включал отверждение фотополимеров путем воздействия на всю поверхность УФ-излучения с использованием масок. Каждый слой прототипа одновременно отверждался УФ-лампой, что устраняло необходимость в процессах пост-отверждения. Ключевые этапы SGC включают расчет поперечного сечения каждого слоя, создание оптической маски, нанесение тонкого слоя жидкого фотополимера и подвергание его воздействию ультрафиолетового света. Остатки жидкости удаляются, пустоты заполняются расплавленным воском и подрезается слой до нужной толщины. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет обработан последний слой, после чего воск расплавляется, обнажая готовую деталь.
Основное преимущество SGC заключается в том, что он не требует опорных конструкций, поскольку для заполнения пустот используется воск, что приводит к получению высокоточных изделий. Модели, производимые SGC, особенно точны в направлении Z благодаря этапу фрезерования после каждого воздействия света. Однако эта технология генерирует значительные отходы и имеет высокие эксплуатационные расходы, что способствовало сокращению ее использования.
Технология
[ редактировать ]
При твердом грунтовании используется общий процесс отверждения фотополимеров путем полного освещения и затвердевания всей поверхности с использованием специально подготовленных масок. [6] В процессе SGC каждый слой прототипа отверждается воздействием ультрафиолетовой (УФ) лампы, а не лазерным сканированием. Таким образом, каждая часть слоя отверждается одновременно и не требует каких-либо процессов постотверждения. Процесс содержит следующие шаги. [7]
- Сечение каждого слоя среза рассчитывается на основе геометрической модели детали и желаемой толщины слоя.
- Оптическая маска создается в соответствии с каждым поперечным сечением.
- После выравнивания платформа покрывается тонким слоем жидкого фотополимера.
- Маска, соответствующая текущему слою, располагается на поверхности жидкой смолы, и смола подвергается воздействию мощной УФ-лампы.
- Остатки жидкости удаляются с заготовки аэродинамическим скребком.
- По заготовке распределяют слой расплавленного воска для заполнения пустот. Затем воск затвердевает, прикладывая к нему холодную пластину.
- Поверхность слоя подравнивается до нужной толщины фрезерным диском.
- Текущая заготовка покрывается тонким слоем жидкого полимера, и шаги с 4 по 7 повторяются для каждого последующего верхнего слоя, пока не будет обработан самый верхний слой.
- Воск расплавляется после завершения обработки детали.
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Основное преимущество системы твердой грунтовки заключается в том, что она не требует опорной конструкции, поскольку для заполнения пустот используется воск, что позволяет получать высокоточные изделия. [8] Модель, созданная методом SGC, сравнительно точна в направлении Z, поскольку слой фрезеруется после каждого процесса воздействия света. [9] Хотя он обеспечивает хорошую точность в сочетании с высокой пропускной способностью, он производит слишком много отходов, а его эксплуатационные расходы сравнительно высоки из-за сложности системы. [10]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Инженер: Развитие аддитивного производства (nd). Получено из
- ^ Гебхардт, Айова (2003). Быстрое прототипирование: Промышленная система быстрого прототипирования: Прототип: твердое отверждение – кубитальный. (стр. 105-109)
- ^ Отверждение твердого грунта (nd). Получено из
- ^ Castle Island Co.. (2002, 22 июня). Отверждение твердого грунта. Получено из архива 30 октября 2004 г. на Wayback Machine.
- ^ Гебхардт, Айова (2003). Быстрое прототипирование: Промышленная система быстрого прототипирования: Прототип: твердое отверждение – кубитальный. (стр. 105-109)
- ^ Быстрое прототипирование: быстрое отверждение грунта (nd). Получено из
- ^ Ли, KW (1999). Принципы систем CAD/CAM/CAE: быстрое прототипирование и производство: отверждение твердого грунта (стр. 383-384).
- ^ Доленц, А. (1994). Обзор технологий быстрого прототипирования в производстве: отверждение твердого грунта . (стр. 8)
- ^ Гебхардт, Айова (2003). Быстрое прототипирование: Промышленная система быстрого прототипирования: Прототип: твердое отверждение – кубитальный. (стр. 105-109)
- ^ Быстрое отверждение грунта: Введение (nd). Получено из