Технологія швидкого прототипування використовує рідкий світлочутливий полімер (епоксидна смола або/або акрилова смола тощо) як сировина та використовує ультрафіолетове лазерне сканування для формування шаруватого утворення. Стереолітографічний апарат (SLA) є одним із ключових устаткування для застосування технології швидкого прототипування. Він має характеристики високої точності виробництва та високого коефіцієнта використання сировини і може бути використаний для виготовлення високоточних елементів складної форми. У цій роботі досліджується застосування технології швидкого прототипування SLA у виготовленні ущільнень з вулканізованої силіконової гуми кімнатної температури (RTV silicone guma).
1 Технічний принцип
Швидке створення прототипів SLA поділяється на три етапи: попередня обробка, багатошарове укладання без формування та постобробка. Попередня обробка — це САПР-проектування готового виробу за наданими користувачем кресленнями або об’єктами, тобто тривимірне моделювання. Якщо можливо, можна виконати оптичне сканування або КТ-сканування фактичного об’єкта, щоб безпосередньо отримати тривимірну модель готового продукту, а потім вивести тривимірну модель у форматі STL. Файл (трикутний патч-файл) і на цій основі шар (товщина 0,05~0,5 мм) обробка зрізів та підтримка обробки редагування (подібно до додавання приладів обробки, але опора і форма формуються одночасно).
Багатошарове створення прототипів без укладки є основою швидкого створення прототипів, включаючи розрізання та укладання. Принцип показаний на малюнку 1. Конкретний процес: ультрафіолетовий лазер сканує кожну пошарову ділянку CAD-проекту точково, так що тонкий шар смоли в зоні сканування зазнає реакції фотополімеризації, поперечних зв’язків і затвердіння; коли тонкий шар затвердіє, верстак рухається вниз, безпосередньо перед тим, як нанести новий шар рідкої смоли на поверхню затверділої смоли, в той час як скребок виконує горизонтальний зворотно-поступальний рух, щоб підтримувати рівень рідини, а потім сканувати та затверджувати новий шар; щойно затверділий шар смоли міцно з’єднаний з попереднім затверділим шаром. Повторюйте це, поки не сформується тіло. Технологія швидкого прототипування SLA може бути використана для виготовлення форм із смол, які придатні для виробництва гумових виробів малого об’єму, високої точності при кімнатній температурі (низькій температурі).
2. Застосування при виготовленні силіконових гумових ущільнювачів РТВ
2.1 Виробництво прес-форм:
2.1.1 Проектування САПР
Спочатку скористайтеся штангенциркулем, мікрометром внутрішнього діаметра та мікрометром зовнішнього діаметра, щоб точно виміряти розмір пошкодженого гумового ущільнення та установочного вала. Відповідно до еластичності та усадки використовуваного гумового матеріалу, визначте інтервал між отвором ущільнення та валом 0,15~0,2 мм.
Після завершення зйомки ущільнення та картографування виконується CAD-проект прес-форми. Принцип проектування CAD полягає в тому, щоб створити форму з найменшою кількістю матеріалу. Модель CAD форми гумового ущільнювача лапароскопічного хірургічного інструменту показана на малюнках 4 і 5 (торці 6 розливних отворів рівномірно розподілені як поверхня, що не збирається), а товщина стінки порожнини форми дорівнює лише 0,5 мм.
2.1.2 Формування
Після завершення CAD-проекту прес-форми файл 3D-моделі у форматі STL передається на машину для швидкого створення прототипів SLA, а світлочутлива смола SPR-3010 використовується для формування (формула: епоксидна смола бісфенолу А 83, етоксилований гександиол діакрилат 17 , 1,4-метилциклогексан дивініловий ефір 4.8, діарил гексафторарсенат сірчана сіль олова 7.2, диметиловий ефір бензоїну 4.8) водостійкість, хімічна стійкість, стабільність розмірів та міцність хороші , висока міцність, широке застосування температури та вологості, і виробництво автозапчастин, авіаційних деталей та медичного обладнання.
Використовуйте програмне забезпечення для обробки даних RPData, щоб визначити, що модель прес-форми розташовується на робочому столі ворітами вгору, а потім 3D-модель розрізається на шари товщиною 0,2 мм, щоб файл виправлення трикутника був перетворений у 2D. шар. Контурна інформація твору. Щоб запобігти перекосу та деформації прес-форми в процесі формування та забезпечити стабільність виготовлення прес-форми, необхідно також виконати конструкцію опори моделі. Після цього було виготовлено 10 робочих столів за двома специфікаціями форм. Нарешті, запустіть виробниче програмне забезпечення RPBuild, тобто увімкніть лазер і обнуліть рівень робочої рідини, виконайте пошарове лазерне сканування та затвердіння та укладання для завершення виробництва прес-форми. Параметри процесу швидкого прототипування SLA цієї форми для ущільнення: температура смоли 30℃, потужність лазера 160 мВт, довжина хвилі лазера 355 нм, інтенсивність світла 1,9 X 100 000 кд, швидкість сканування заповнення 2 200 мм. s-1, відстань між векторами заповнення 0,1 мм. Формувальну форму промивають ацетоном для видалення жиру та опори, і, нарешті, формувальну форму опромінюють під ультрафіолетовою лампою протягом 2 годин для подальшого зшивання та затвердіння.
2.2 Виготовлення пломб
Для відливання пломб лапароскопічного хірургічного інструменту використовується двокомпонентна силіконова гума RTV. Формула компонента А: полідиметилсилоксан із світлими кінцями 100, сажа біла 6,3, оксид свинцю 12,5, метилсиліконове масло 6,3; формула компонента В: етилсилікат 119, диалкилдисульфат олова 6.3. Після того, як компоненти А і В рівномірно змішані у співвідношенні 10:1, повільно вилийте суміш у ємність, поміщену в 20 форм швидкого прототипування (щоб запобігти переповненню суміші контейнера під час вакуумування, висота Контейнер розрахований на висоту форми в 3 ~ 4 рази), змішана рідина впорскується в порожнину через отвір для заливки форми. Після цього контейнер поміщали у вакуумний ящик, а бульбашки повітря та вологи в змішаному розчині видаляли за умови ступеня вакууму 8,5×10-6 Па. в електронагрівальній камері при 60°C протягом 4 годин. Нарешті вулканізований виріб дістають з печі, вручну відшаровують тонкий шар форми, а опуклу частину воріт злегка полірують наждачним папером, щоб торкова поверхня була рівною і гладкою, і готова герметизація була отримано. Після випробувань продуктивність ущільнювача відповідає вимогам, і його негайно ввели в експлуатацію. Практичне використання показує, що продуктивність ущільнювача досягла рівня оригінальних аксесуарів.
newmaker.com
3 Висновок
Технологія швидкого прототипування SLA підходить для виробництва литих гумових виробів з невеликим об’ємом високої точності кімнатної температури (низької температури). У порівнянні з традиційною технологією, його виробничий цикл скорочується на 60% ~ 70%, а собівартість продукції знижується.