LIVARSKE FORME in JEDRA
Transcription
LIVARSKE FORME in JEDRA
LIVARSKE FORME in JEDRA VOXELJET FORME IN JEDRA Voxeljet tehnologija izdelave livarskih form in jeder je neposredno povezana s postopkom Rapid prototyping (RP). Gre za temeljito nadgradnjo postopka 3D print, kjer uporabljeni materiali prenesejo temperature do 1600 °C. Osnovni princip izdelave ostaja enak. POSTOPEK IZDELAVE Forme ali jedra so izdelane direktno iz 3D CAD datotek, brez uporabe orodij, po postopku plastenja materiala. Material (npr. kremenčev pesek) se po plasteh utrjuje z vezivom - furansko smolo, plast za plastjo. Vsako plast veziva nabrizga glava s 512 šobami. Na ta način popolnoma nadomestimo običajne komplicirane in predvsem drage načine izdelave form in jeder. KORAK 1 KORAK 2 Nanos plasti livarskega peska 3D CAD datoteka Dodajanje veziva s pomočjo visoko zmogljive printerske glave 3D tiskalnika KORAK 4 Koraki od 1-3 se ponavljajo Priprava 3D datotek KORAK 3 Postopno spuščanje delovnega polja med grajenjem plasti končana forma KORAK 5 Odstranitev odvečnega peska 3D tiskanje PREGLED Voxeljet technology GmbH proizvaja livarske forme in jedra za idelavo ulitkov iz 3D datotek. Z uporabo postopka Sand print, uporabnik pridobi na času in zmanjša proizvodne stroške. Čas od prejetja datotek do zaključka proizvodnje form lahko zmanjšamo na minimalno 3 dni! Tako je lahko pot do ulitkov krajša od dveh tednov. Kompleksnost ulitkov igra le manjšo vlogo. Uporabljamo materiale, kateri so navadno uporabljeni v livarnah - kremenčev pesek različnih granulacij ali andaluzit in furansko smolo za vezivo. Tako dosežemo enake lastnosti form in ulitkov kot so pri klasični proizvodnji. Zaenkrat so največje dimenzije tiskanih form ali jeder 1,5 x 0,75 x 0,7 m. Proces 3D tiskanja form je predvsem uporaben za majhne in srednje serije. Tudi tiskanje samo enega kosa prinaša občutne prihranke. Dostava form in jeder po vsej Evropi je hitra in zanesljiva. Čiščenje Rezultat enega procesa (2500 kg peska) ČASOVNI PRIHRANEK Čas odpreme posameznih izdelkov in malih serij je pet dni od prejema naročila. Po dogovoru lahko poskrbimo za odpremo tudi v manj kot v treh dneh. Transport zaupamo preverjenim kurirskim podjetjem, ki poskrbijo za dostavo direktno do strank, katere nemudoma lahko pričnejo z ulivanjem. Presenečeni boste nad prihranki v primerjavi z običajnimi postopki. www.chemets.si, www.voxeljet.com PREDNOSTI ZA KUPCA PRILAGODLJIVOST DOSTAVE 3D CAD konstruiranje se uporablja za izdelavo kompleksnih ulitkov. V začetnih fazah projektov je običajno zahtevana manjša serija uporabnih prototipov, katerih lastnosti so enake kasnejšim v večjih serijah. Taki predmeti so običajno izdelani po postopku litja v pesek. Za izdelavo takšnih form je potrebna izdelava modela in konstruktor forme lahko potrebuje več tednov, da doseže zahtevane rezultate. Običajno so po prvih testiranjih potrebne tudi spremembe. Te spet podaljšajo čas izdelave zaradi popravkov na modelih. Pri 3D Sand print-u je drugače. Željene fiorme vam lahko ‘natisnemo’ v nekaj urah. Časovnica izdelave končnega izdelka se lahko skrajša za nekaj tednov! FINANČNI PRIHRANEK V primerjavi s časovnim prihrankom, ki ga je cenovno težko opredeliti, z našimi postopki prihranite finančna sredstva, ker odpade strošek izdelave orodij. Cenovno primerjavo je smiselno določati glede na željene količine. Pri izračunih se običajno pojavijo sledeča zanimiva dejstva: ko kompleksnost izdelka narašča, s tem narašča tudi rentabilna količina izdelkov v seriji izdelani pri nas. Večja serija izdelkov pa zmanjšuje končno ceno. Tako lahko serije z več sto izdelki še vedno predstavljajo občutne prihranke. Kdaj in v kakšnih količinah bodo izdelane forme ali jedra je popolnoma vaša odločitev. Če, na primer, ulitke potrebujete vsakih 2-3 mesece, vam jih izdelamo in dostavimo glede na vaše potrebe. Za tako izdelavo ‘na zahtevo’ ne potrebujete posebnih pogodb, odpadejo vam stroški skladiščenja. Sporočite nam količine in datum, mi bomo poskrbeli za vse ostalo. MOŽNOSTI KOMBINIRANJA Naše izdelke lahko kombinirate z vsemi ostalimi metodami izdelave form in jeder. Na primer: Za izdelavo uporabljate model za klasično izdelavo peščene forme in bi radi spreminjali notranjost ulitka. Edino kar potrebujete so pri nas izdelana jedra, za zunanjost pa lahko uporabite vaš model. SPREMEMBE V ZADNJEM TRENUTKU Zaradi digitalizacije celotnega procesa so spremembe možne prav do končne proizvodnje. RAZLIČNOST IZDELKOV Izdelamo lahko več različnih oblik naenkrat, tako, da nam ni potrebno spreminjati nastavitev strojev ali proizvajati večjih količin, katere bi kasneje ostajale na zalogi. primeri uporabe DOVODNI KOLEKTOR Velikost forme Masa Posameznih delov Debelina plasti Čas dobave Velikost ulitka Masa Material 855 x 605 x 325 233 5 0,3 5 500 x 340 x 160 5,66 AlSi10Mg mm kg mm dni mm kg BLOK MOTORJA Velikost forme Masa Posameznih delov Material Izgube ob zažigu Debelina plasti Čas dobave Velikost ulitka Masa Material 650 x 590 x 495 244 12 GS 14 ca. 1,85 0,3 5 477 x 404 x 300 40 siva litina VODNO JEDRO GLAVE MOTRJA mm kg Velikost jedra Masa Posameznih delov Material Izgube ob zažigu Debelina plasti Čas izdelave teže(%) mm dni mm kg www.chemets.si www.voxeljet.com 515 x 211 x 80 mm 1,4 kg 1 GS 14 ca. 1,6 teže(%) 0,3 mm 3,7 ur za 7 kom. 3D PRINT MODELI IZDELAVA MODELOV ZA UPORABO V LIVARSTVU Pri klasični izdelavi livarskih form ali jeder, se navadno uporablja modele za odtisovanje v pesek. Ti modeli so lahko izdelani na več klasičnih načinov, ki so zamudni in predvsem dragi. Na področju izdelave modelov se je v zadnjih letih pojavila novost, uporaba modelov izdelanih s postopki Rapid prototyping-a (RP), bolj znanega pod splošnim izrazom 3D print. IZDELAVA MODELA UPORABA RP KOT MODEL V podjetju Chemets Kranj, d.o.o. v sodelovanju z različnimi partnerskimi podjetji razpolagamo z vsemi trenutno znanimi RP tehnologijami. Modeli izdelani na različnih prototipnih napravah se med seboj razlikujejo po velikosti, kvaliteti površine, materialu in uporabnosti, glede na potrebe. Vsi modeli so izdelani po postopku plastenja materiala, kar pomeni, da za izdelavo ne potrebujemo CNC strojev, ročna obdelava je zanemarljiva. TEHNOLOGIJE 3D CAD datoteka Za najbolj detajlne in manjše modele uporabljamo tehnologijo Polyjet z debelino plasti 0,016 mm. Modeli so podobni plastičnim, gladko površino dosežemo že z minimalno ročno obdelavo. Za velike modele se poslužujemo tehnologije Voxeljet Plastic print, katerih plastični modeli dosegajo velikosti do 850 x 450 x 500 mm. S plastjo debeline 0,15 mm popolnoma zadovolji večino potreb po večjih in cenovno ugodnejših modelih. Vse ostale RP tehnologije s svojimi specifičnimi lastnostmi posegajo med ta postopka in so uporabne v posebnih primerih. Njihova uporaba je odvisna od zahtevanih lastnosti samega modela, količine in velikosti. Osnova za izdelavo modela je 3D datoteka. Po pretvorbi v .stl format RP naprava spremeni (‘’razreže’’) datoteko na plasti. Debeline plasti so odvisne od same naprave oz. postopka. Osnovni princip RP naprave je nanašanje materiala in fiksiranje le-tega plast za plastjo. KORAK 1 Nanos plasti KORAK 4 Koraki od 1-3 se ponavljajo KORAK 2 KORAK 3 Postopno spuščanje delovnega polja Dodajanje veziva KORAK 5 Končani model 3D model MODEL: BLOK MOTORJA www.chemets.si www.voxeljet.com Dimenzije Masa Material Čas tiskanja Debelina plasti Čas dobave 486 x 312 x 407 7 PMMA/epoksi 14 h 36 min 0,15 5 mm kg mm dni INVESTMENT CASTING Investment casting ali Investicijsko litje (znano tudi pod izrazom Lost wax process oz. litje z izgubljenim voščenim jedrom) je livarski postopek, znan že več kot 5000 let. Gre za postopek gravitacijskega ulivanja barvnih kovin v keramične forme izdelane z potapljanjem voščenih modelov v posebne keramične raztopine, ojačane z različnimi peski, iz katerih se izžge vosek in v take forme ulije talino. POSTOPEK 1- Izdelava voščenih modelov 2- Več voščenih modelov se sestavi v drevo, kjer glavno steblo predstavlja livni kanal 3- Voščeno drevo se potaplja v raztopino in na mokro osnovo posuje z finim peskom 4- Postopek se ponavlja, dokler ne dobimo dovolj debelega keramičnega plašča 5- Keramični plašč prenese v peč ali avtoklav, kjer se ga obrne in izžge voščeno drevo v notranjosti 6- Dobimo votlo keramično formo, v katero se ulije talina 7- Ko se talina ohladi, se keramični plašč razbije in ostane samo ulitek 8- Odreže se dolivke 9- Sledi obdelava kot npr. brušenje, peskanje, poliranje, CNC obdelava,... UPORABA Kovinski predmeti izdelani s postopkom Investment casting, so uporabni na vseh področjih, kjer je posebej zahtevana visoka kvaliteta površin in ulitka in kjer konstrukcijske lastnosti predmeta presegajo zmožnosti izdelave po klasičnih postopkih. Samo litje namreč ni omejeno z oblikami in zaprtimi koti, saj v postopku litja ni odpiranja form in se tudi votli in zahtevnejši predmeti izdelujejo brez jeder. Postopek je primernejši za izdelavo manjših ali ‘nultih’ serij ulitkov. Najpogostejše dejavnosti v katerih se uporablja Investment casting so: avtomobilska in letalska industrija, medicina, umetniške dejavnosti, proizvodnje raznih naprav in ohišij, prototipne in razvojne veje industrije, proizvodnje visokocenovnih izdelkov, maloserijska proizvodnja,... PREDNOSTI - Ni omejitev glede oblik – keramika popolnoma zalije voščeni model in ustvari popolni plašč - Kvalitetna površina – ulitek je enak voščenemu modelu - Kratki dobavni roki – v nekaj delovnih dneh (odvisno od predmeta in količine) - Velika izbira materialov – preko 30 različnih zlitin barvnih kovin (aluminij, bron, medenina,...) - Izdelava zelo majhnih predmetov – do velikosti nekaj mm - Cenovna konkurenčnost – ni potreb po izdelavi orodij - Visoke tolerance – skrčki samo v okvirih krčenja litine - Natančni detajli – razni reliefni napisi, utori majhnih dimenzij www.chemets.si