{' '} {' '}
Limited time offer
SAVE % on your upgrade.

Page 16

ADITIVNÍ V ÝROBA

H . J i r á n ko v á 3 D t i s k á r ny v p r a x i – v y u ž i t í m o d e r n í t e c h n o l o g i e v e s l é v á r e n s t v í

Možnosti v yužití technologie 3D tisku

Z k u š e n o s t i s 3 D t i s ke m a j e h o ú s ka l í

Tato technologie se využívá nejen v oblasti průmyslu, ale také např. při výrobě šperků, spotřebního zboží a v neposlední řadě také ve zdravotnictví, kde lze již dnes vytvořit plnohodnotné náhrady například kostních implantátů, pro které společnost 3Dtiskárna připravuje i vytavitelné modely. Své uplatnění najde 3D tisk písku i v uměleckém oboru, kdy je možné vytisknout naprosto přesné repliky historických soch, které se následně napustí epoxidovou pryskyřicí, povrch se zpevní a vznikne hmota podobná umělému kameni. Všude tam, kde čas a jednoznačně finanční úspora hrají nezaměnitelnou roli, má 3D tisk svou nespornou výhodu. Čím menší je množství poptávaných výrobků, tím větší cenovou výhodu lze u této technologie získat. Obzvláště úspornou volbou je 3D tisk v případě dílů se složitými tvary, a to i v případě sérií obnášejících řádově stovky dílů. Lze rovněž připravovat formy k odlévání vícenásobných dávek výrobků. Jde vždy o poměr objemu k velikosti odlitku. U velmi složitých forem nebo forem s jádry je dobré formu rozdělit na několik dílů. Jednotlivé díly – části formy – lze rovnou při CAD modelování označit (popsat), aby při skládání nedošlo k záměně.

U společnosti 3Dtiskárna jsou poptávány různě tvarově i velikostně komplikované formy pro odlévání kovu. Mezi jedny z největších by se dosud dal zařadit tisk forem i s jádry pro kostry elektromotoru s konečnou hmotností odlitku 550 kg z litiny s lupínkovým grafitem. Tato forma i s vtokovou soustavou a jádrem byla vytištěna z několika dílů. Její dodání – od obdržení CAD dat až po předání do slévárny – trvalo přibližně jeden týden. Mezi největší úskalí této technologie jednoznačně patří vliv okolního prostředí na kvalitu tisku. Pro stroj je ideální stálá teplota a vlhkost v hale, kde tisk probíhá. Pokud například klesne teplota nebo vlhkost v daném prostoru, nemusí být reakce pojiv 100%. Podstatné je skladovat formy po 3D tisku v prostorách bez vyšší vzdušné vlhkosti; při nevhodném uskladnění by formy mohly ztrácet pevnost a soudržnost. Pro lití větších odlitků s vyšším bodem tavení kovu je ideální použití dodatečného ochranného nástřiku, což jsou ve slévárenství již relativně standardní postupy. S tímto typem pojiva a písku bez omezení možnosti použití. Dalším zajímavým tématem je obohacení písku pro 3D tisk o složku inhibitor, pro ochrannou atmosféru odlévání kovů, jako je hořčík a jeho slitiny. Složka zaručí ochrannou atmosféru, aby hořčíkové slitiny po odlití nehořely. Tuto možnost umožňuje přídavné zařízení u mixovacího zařízení stroje, kde se společně s aktivátorem – první složkou písek a inhibitor – mísí.

Po p i s f u n kc e 3 D t i s ká r ny Tiskárna nanáší jednotlivé vrstvy křemičitého písku v celé ploše stavebního prostoru. Tento písek je již obohacen o složku aktivátoru furanové pryskyřice, následně přes prostor přejede tisková hlava, která nanese pojivo, pouze však na místa, kde pojí zrna písku do tvaru formy. Zbývající písek tvoří okolo stavěného objektu podpory a zabraňuje tak pohybu jednotlivých, již hotových vrstev. Pro dosažení co nejlepšího výsledku je nutné vytištěné formy řádně očistit od zbývajícího písku a to cca 3 h po dokončení procesu stavby modelů či forem z písku. Pa ra m e t r y s t r o j e p r o 3 D t i s k p í s kov ýc h forem Pro 3D tisk pískových forem je ve společnosti 3Dtiskárna využíván stroj od firmy ExOne (obr. 3), jeho technické parametry jsou uvedeny v tab. I. Do tištěných forem z písku lze odlévat: – slitiny neželezných kovů; – litinu s lupínkovým a kuličkovým grafitem a jejich modifikace; – různé druhy ocelí a jejich slitin; – slitiny hořčíku.

Tab. I. Technické parametry 3D tiskárny společnosti ExOne Tab. I. Technical parameters of the 3D printer of the company ExOne Rozměry stavebního prostoru 1500 × 750 × 700 mm (jednotlivé díly lze k sobě lepit, a tím rozměry zvětšit) Přesnost formy

± 0,3 mm

Zrnitost písku

0,14 mm

Vrstvení

0,28 mm

Pojivo

furanové pojivo

Teplotní odolnost

až 1825 °C

86

S l é vá re ns t v í . L X V . b ř eze n – d u b e n 2017 . 3 – 4

3 D t i s k m o d e l ů k f o r m ová n í – m a t e r i á l p o l ya m i d, t e c h n o l o g i e E O S V případě nutnosti rychlé výroby velkého množství relativně jednoduchých odlitků, například 1000 ks, bude v tomto případě pravděpodobně ekonomicky levnější 3D tisk z plastu – například polyamidu (laserem spékaný polyamid), tj. vyrobit přímo modely k formování do písku s extrémní odolností proti otěru (obr. 4, 5, 6, 7 a 8). 3 D t i s k v y t av i t e l nýc h m o d e l ů Vytavitelné modely vyrobené 3D tiskem nahrazují klasické modely voskové, jejichž výroba je mnohdy časově i finančně velmi náročná. Modely jsou vyráběny jediným plně automatizovaným procesem, založeným čistě na zadání podle CAD dat, při kterém jsou na sebe opakovaně nanášeny vrstvy velmi jemného prášku PMMA o zrnitosti 0,04 mm. Tisková hlava s vysokým rozlišením 600 dpi pak selektivně aplikuje na takto nanesený materiál pojivo, čímž se materiál v místech budoucího dílu zpevní. (Pojivo je v principu PMMA v nezpolymerovaném stavu, pojivo se i po dobu skladování musí uchovávat v chlazeném boxu. Riziko, že by se pojivo vystavilo teplotě vyšší než 5 °C, technologicky znamená urychlení polymerizace a jistoty ucpání trysek tiskové hlavy.) Po nanesení každé jednotlivé vrstvy poklesne stavební platforma o výšku jedné vrstvy. Dávkovač nanese další vrstvu sypkého pudru PMMA, který je opět v příslušných plochách zpevněn pojivem a navazuje na dříve vytvořenou vrstvu. Jakmile je tisk dokončen, je třeba hotový model vyjmout a očistit od zbytkového prášku. Jelikož jsou vytavitelné modely vyráběny přímo z CAD dat, je u nich naprostým standardem vysoká přesnost a detailnost. U této technologie je potřeba po dokončení tisku odstavit jobbox (stavební prostor stroje) na 12 h, nechat modely tzv. dozrát a následně je z jobboxu vyjmout. Tiskárna nanáší PMMA

Profile for INA SPORT spol. s r.o.

Slevarenstvi 3-4 2017  

Slevarenstvi 3-4 2017  

Profile for inasport