Druk 3D w odlewnictwie – modele matki i formy piaskowe

Dodano: 25 paź 2021

Druk 3D w odlewnictwie – modele matki i formy piaskowe

W odlewnictwie druk 3D nie musi zastępować samego procesu odlewania. Bardzo często jego rolą jest przygotowanie modelu, na podstawie którego powstanie później forma.

To szczególnie użyteczne przy prototypach, krótkich seriach i elementach o geometrii, której wykonanie tradycyjnymi metodami modelarskimi byłoby czasochłonne.

Model matka z druku 3D

Model matka służy do odwzorowania geometrii w materiale formierskim. Sam wydruk nie jest więc odlewem końcowym, lecz elementem pośrednim w całym procesie.

W P3DRC wykonujemy takie modele między innymi w technologiach FFF i SLS, zależnie od wymiarów, geometrii, oczekiwanej powierzchni i sposobu dalszego użycia modelu.

Co ma znaczenie przy projektowaniu modelu odlewniczego?

Model przeznaczony do przygotowania formy nie powinien być traktowany jak zwykły detal użytkowy.

Trzeba uwzględnić między innymi:

• podział formy,
• kierunki wyjmowania modelu,
• pochylenia technologiczne,
• naddatki wynikające z dalszego procesu,
• powierzchnie, które będą odwzorowywane bezpośrednio w masie formierskiej,
• miejsca wymagające późniejszej obróbki.

Zakres tych założeń powinien wynikać z technologii odlewniczej i ustaleń z odlewnią.

FFF jako baza do dalszej obróbki

Technologia FFF może być przydatna przy większych modelach oraz projektach, w których wydruk będzie później dodatkowo przygotowywany.

Widoczne warstwy można odpowiednio obrabiać, a powierzchnię modelu przygotować pod wymagania dalszego procesu. Zakres takiej obróbki zależy od oczekiwanej jakości odwzorowania.

SLS przy bardziej złożonej geometrii

SLS pozwala wykonywać modele z poliamidów bez klasycznych podpór. Może być przydatny przy bardziej skomplikowanych kształtach, drobniejszych elementach i projektach, w których istotna jest geometria trudna do wykonania w FFF.

Przykładem takiego zastosowania jest rdzeń odlewniczy wykonany w technologii SLS, przygotowany jako element procesu odlewniczego.

Nie oznacza to jednak, że SLS jest automatycznie lepszy w każdym projekcie. Koszt, rozmiar modelu, sposób użycia i wymagania powierzchni nadal trzeba oceniać indywidualnie.

Powierzchnia modelu wpływa na formę

W modelu odlewniczym jakość powierzchni ma inne znaczenie niż w zwykłym prototypie. To, co pozostaje na modelu, może zostać odwzorowane w formie, a później również w odlewie.

Dlatego przed produkcją trzeba ustalić, które powierzchnie wymagają dodatkowego przygotowania, szlifowania lub innej obróbki.

Jedna sztuka czy model wielokrotnego użycia?

Inaczej projektuje się model przeznaczony do jednorazowego testu, a inaczej model, który będzie wielokrotnie wykorzystywany do przygotowywania kolejnych form.

Przy modelu wielokrotnego użycia większego znaczenia nabierają sztywność, odporność powierzchni i sposób wyjmowania z masy formierskiej.

Druk 3D nie zastępuje wiedzy odlewniczej

Wydrukowanie geometrii jest tylko jednym etapem procesu.

Ostateczny model musi odpowiadać wymaganiom konkretnej odlewni, stopu, formy i sposobu zalewania. Dlatego założenia technologiczne powinny być ustalone przed wykonaniem modelu, a nie dopiero po jego wydrukowaniu.

Kiedy druk 3D modelu odlewniczego ma sens?

Największą wartość daje przy projektach, w których potrzebny jest pojedynczy model, krótka seria, nietypowa geometria albo możliwość szybkiego wprowadzenia zmian przed wykonaniem kolejnej wersji.

Jeżeli projekt jest stabilny i produkowany w dużej skali, warto porównać taki sposób przygotowania modelu z innymi metodami modelarskimi.

Co przesłać do wyceny?

Najlepiej przesłać gotowy model STL, STEP lub STP oraz informację, że element ma służyć jako model odlewniczy lub model matka.

Jeżeli odlewnia określiła dodatkowe wymagania dotyczące podziału, naddatków lub powierzchni, warto dołączyć je od razu do zapytania.