Промышленные применения AT & 3D решений для профессионалов

Технологическая оснастка

Некоторые современные отрасли уже настолько активно используют аддитивное построение для создания оснастки, что не могут быть представлены без его применения.

Отрасли, которые уже перешли или активно переходят на 3D-печатаемую технологическую оснастку.

По смыслу технологическая и производственная оснастки — очень близкие понятия, которые обозначают вспомогательные приспособления, используемые в производственном процессе, но не являющиеся частями или заготовками для будущих конечных деталей. Основным отличием технологической оснастки является то, что ее применение служит определенным этапом технологического процесса и, как правило, уже не может быть заменено на альтернативную без существенного перестроения производства на предприятии.


Технологическая оснастка существует как многократно используемая, так и однократно, как, например, выжигаемые формы для литья. Некоторые современные отрасли уже настолько активно используют аддитивное построение для создания оснастки, что не могут быть представлены без его применения. Это, например, современная ювелирная промышленность — создание восковых форм на 3D-принтерах стало уже отраслевым стандартом де-факто.

На сегодняшний день развития промышленных решений аддитивного построения, технологическая оснастка печатается на специализированных профессиональных или промышленных 3D-принтерах, рассчитанных на высокие точности, постоянные нагрузки и тщательно подобранные расходные материалы, отвечающие технологическим требованиям основного производства. При выборе оборудования для изготовления технологической оснастки нужно учитывать его ресурс на отказ. Остановка одной технологической единицы может вызвать сбой в производственном процессе всего предприятия, а изготовить оснастку «старым способом» будет уже либо слишком длительно по времени, либо невозможно из-за перенастроенного технологического процесса.

Отрасли, которые уже перешли или активно переходят на 3D-печатаемую технологическую оснастку — это:

  1. Стоматология — коррекция и протезирование.
  2. Ювелирная промышленность — как промышленная, так и «под заказ».
  3. Литье из металлов по выплавляемым или выжигаемым моделям, в том числе высокоточное.
  4. Литье металлов в ПГС (песчано-глинистые смеси) или «в землю».

Одной из многих отраслей, на которые сильно повлияла 3D-печать, является стоматология. Стоматологическая 3D-печать произвела революцию во всей области. И хотя стоматология не является в прямом смысле слова производством, она ближе к медицинским услугам, принципы применения технологической оснастки находят отражение в современной зубоврачебной технике в полном объеме.

Три основных примера применения аддитивного построения для создания технологической оснастки в стоматологии: прозрачные элайнеры, пришедшие на смену металлическим брекетам, модели для создания коронок, хирургические направляющие.

01| Прозрачные элайнеры, изготовленные на 3D-принтере

image2020-2-9_18-13-46.png

Стоматологические 3D-принтеры должны быть очень точными, поэтому наиболее распространенными технологиями являются стереолитография (SLA) и цифровая обработка света (DLP). В зависимости от области применения используются разные смолы. Многие специализированные смолы были созданы исключительно для стоматологических 3D-принтеров. В оборудовании для таких задач сильны компании-производители Stratasys, 3D Systems, FormLabs.

Точность и внимание к деталям являются ключевыми аспектами качественного ювелирного искусства, где применяется 3D-печать.

«3D-печать ювелирных изделий» не означает непосредственного производства ювелирных изделий для конечного использования. Другими словами, ювелиры не печатают золотые кольца в 3D. Вместо этого они 3D печатают восковые модели высокого разрешения нужных колец, которые впоследствии используются для изготовления форм — суть технологической оснастки для дальнейшего литья изделий из драгоценных металлов.

02| Восковые модели колец, напечатанные на 3D-принтере

image2020-2-9_18-14-25.png image2020-2-9_18-14-41.png

3D-принтеры для ювелирных украшений должны быть очень точными и надежными. По этой причине в принтерах, использованных для этой задачи, почти все используют технологию стереолитографии (SLA). Они также должны быть способны работать с воском или воскоподобными смолами.

3D-печать модельной оснастки для дальнейшего изготовления форм для литья металлов получило широкое распространение в машиностроении. Для высокоточного литья применяется литье по выплавляемым или как их еще называют вытапливаемым восковым моделям. Производитель аддитивного оборудования 3D Systems (США) для изготовления восковых моделей применяет технологию MJP — многоструйную печать воскоподобным материалом RealWax™.

Технология имеет ряд преимуществ перед традиционным литьем под давлением: снижение затрат, экономия времени, обеспечивает предельно высокую точность при изготовлении деталей сложной формы, что особенно важно при наличии острых углов и мелких элементов. Это лучшее решение для производства кастомизированных металлических компонентов, позволяющее сочетать быстрое прототипирование с традиционным и мелкосерийным производством.

У выплавляемых моделей есть как преимущества, так и слабые стороны — воск недостаточно прочный, чтобы обеспечить стабильную форму и размеры для крупных деталей или изделий. В этом случае в качестве уже выжигаемой модельной оснастки применяются значительно более жёсткие 3D-отпечатки по технологии SLA — стереолитографии. Более подробно про изготовление мастер-моделей для литья с применением новейшей технологии TetraShell прочтите на нашем сайте.

03| Данные восковые формы были отпечатаны на профессиональном 3D-принтере BigRep STUDIO (Германия) с использованием материала Filamentarno WAX3d

image2020-2-9_18-16-59.png

И, наконец, следующим шагом в применении аддитивного построения выступает литье металлов без модельной оснастки — оно так и называется PCM — Patternless Casting Manufacturing. Однако важно, что в качестве технологической оснастки выступает сама песчаная форма, разрушаемая после каждого процесса выплавки заготовки. А так как после процесса отливки следует обязательная операция постобработки, что песчаная форма становится важным этапом в самом центре технологической цепочки, ее при этом не завершая. Более подробно о создании песчаных форм и стержней читайте на нашем сайте.

С дальнейшим развитием аддитивных технологий применение их в производстве для построения оснастки будет неуклонно расти и применяться всё шире. Например, воскоподобным материалом для подготовки выплавляемых форм уже можно печатать на принтерах FDM, используя нить WAX3D российского производителя — компании Filamentarno.

Следите за новинками рынка и развитием технологии и вы сможете добиться существенного экономического эффекта от внедрения 3D-печати оснастки на вашем производстве. Каким конкретно способом? Вам подскажут специалисты системного интегратора i3D после тщательного анализа технологий вашего производственного процесса.

Рекомендуемое оборудование:

BigRep STUDIO