ВИЗНАЧЕННЯ ОКРЕМИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ МОДЕЛЕЙ ІЗ ФОТОПОЛІМЕРНИХ СМОЛ, ВИГОТОВЛЕНИХ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ LCD-ДРУКУ

Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161), 72-81

Автор(и)

  • І.В. Лук’яненко Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0002-1043-9688
  • Б.В. Кивгило Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0001-5890-9020
  • Є.Г. Биба Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0002-1696-300X
  • М.М. Ямшинський Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0002-2293-2939
  • А.В. Мініцький Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0001-5767-4071

DOI:

https://doi.org/10.15407/plit2025.03.072

Ключові слова:

фотополімерна смола, 3D-друк, бронза, лиття за моделями, які витоплюють, спеціальні способи лиття

Анотація

У роботі здійснено порівняльний аналіз традиційних модельних матеріалів, таких як парафіно-стеаринова суміш, та сучасних фотополімерних смол, що використовуються в технології лиття за моделями, які витоплюють. Особливу увагу приділено фотополімерному матеріалу Castable Blend Resin (FunToDo), який застосовується в адитивних технологіях (SLA, DLP та LCD-друк). Досліджено основні характеристики, що впливають на придатність моделей із даного матеріалу для виготовлення виливків, зокрема: шорсткість поверхні надрукованих моделей, зольність матеріалу, а також мінімально допустиму товщину стінок моделей. Установлено, що фотополімерні моделі демонструють прийнятну якість поверхні (Ra ≈ 2,21 мкм), хоча й поступаються традиційним за показником шорсткості. Водночас фотополімери дозволяють отримувати моделі складної геометрії з високою точністю, що практично неможливо для моделей із парафіно-стеаринових композицій, виготовлених за класичними технологіями. Зольність фотополімеру Castable Blend Resin складає 0,98 %, що суттєво перевищує аналогічний показник традиційних матеріалів, проте може бути прийнятною за умови ретельного контролю режиму випалювання та очищення форм. Також встановлено, що мінімальна товщина стінки моделі, яка забезпечує стабільність друку, становить 1,0 мм.  Зразки з меншою товщиною стінки моделі (0,5 мм) були нестійкими і руйнувалися в процесі друку. Отримані результати підтверджують можливість використання фотополімерних смол як альтернативи традиційним модельним матеріалам у литті за моделями, які витоплюють, особливо в процесі виготовлення складних та дрібнодеталізованих виливків. Разом із тим необхідність точного підбору режимів друку й видалення модельного матеріалу з порожнини ливарної форми, а також порівняно висока зольність зумовлюють актуальність подальших досліджень для оптимізації параметрів фотополімерів у ливарних процесах. 

Біографії авторів

І.В. Лук’яненко, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)

канд. техн. наук, доцент, доцент

Б.В. Кивгило, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)

асистент

Є.Г. Биба, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)

канд. техн. наук, доцент, доцент

М.М. Ямшинський, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)

докт. техн. наук, професор, завідувач кафедри

А.В. Мініцький, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Київ, Україна)

докт. техн. наук, професор

Посилання

Nunes R. M., Abbaschian G. J., Abramowitz H., Agarwal R. (eds.). (2008). ASM Handbook (Vol. 15). ASM International. https://doi.org/10.31399/asm.hb.v15.9781627081870

Philip R. Beeley, Robert F. Smart. (2009). Investment Casting. London: CRC Press. 498 p. https://doi.org/10.1201/9781003419228

Fedorov, K., Ravindran, C., & Fayazbakhsh, K. (2023). Effects of process parameters on friability and surface quality in the rapid investment casting process. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 125, 731–742. https://doi.org/10.1007/s00170-022-10777-0

Tewo, R., Rutto, H., Focke, W., Seodigeng, T. & Koech, L. (2019). Formulations, development and characterization techniques of investment casting patterns. Reviews in Chemical Engineering, 35(3), 335–349. https://doi.org/10.1515/revce-2017-0068

A. Karwiński, S. Młodnicki, R. Pabiś, I. Robak, G. Kubosz. (2011) New generation of pattern materials for investment casting. Archives of foundry engineering. 11(1), pp. 53–56 https://www.researchgate.net/publication/267225528_A_R_C_H_I_V_E_S_of_111_New_generation_of_pattern_materials_for_investment_casting

Bourell, D. L., Frazier, W., Kuhn, H., & Seifi, M. (Eds.). (2020). ASM Handbook (Vol. 24). ASM International. https://doi.org/10.31399/asm.hb.v24.9781627082907

Abbasi, M., Váz, P., Silva, J., & Martins, P. (2025). Head-to-head evaluation of FDM and SLA in additive manufacturing: Performance, cost, and environmental perspectives. Applied Sciences, 15(4), 2245. https://doi.org/10.3390/app15042245

Wang, Y., Li, X., Chen, Y., & Zhang, C. (2021). Strain rate dependent mechanical properties of 3D printed polymer materials using the DLP technique. Additive Manufacturing, 47, 102368. https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102368

Bolugoddu Sandeep, T.T.M. Kannan, J. Chandradass, M. Ganesan, A. John Rajan (2021). Scope of 3D printing in manufacturing industries-A review. Materials Today: Proceedings, 45, 6941–6945. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.394

Joseph Borrello, Philip Nasser, James C. Iatridis, Kevin D. Costa (2018). 3D printing a mechanically-tunable acrylate resin on a commercial DLP-SLA printer. Additive Manufacturing, 23, 374–380. https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.08.019

Soyeon Park, Wan Shou, Liane Makatura, Wojciech Matusik, Kun (Kelvin) Fu (2022). 3D printing of polymer composites: Materials, processes, and applications. Matter, 5, 43–76. https://doi.org/10.1016/j.matt.2021.10.018

Jui-Fu Tang, Kuan-Wu Lin, Tsung-Hsien Lin, Wei-Chun Lin (2025). Pioneering techniques for achieving high-resolution, ultrasmooth surfaces via LCD 3D printing technology. Additive Manufacturing, 103, 104764. https://doi.org/10.1016/j.addma.2025.104764

Sameni, F., Ozkan, B., Karmel, S., Engstrøm, D. S., & Sabet, E. (2022). Large scale vatphotopolymerization of investment casting master patterns: The total solution. Polymers, 14(21), 4593. https://doi.org/10.3390/polym14214593

FunToDo. (n.d.). Castable Blend. FunToDo. https://funtodo.eu/shop/castable-blend/castable-blend/

eSUN. (n.d.). Castable Resin for Jewelry Product. eSUN. https://www.esun3d.com/castableresin-for-jewelry-product/

Formlabs. (n.d.). Casting resins. Formlabs. https://formlabs.com/global/materials/?category%5B0%5D=casting

BlueCast. (n.d.). X-One. BlueCast. https://www.bluecast.info/x-one

Asiga. (n.d.). Jewellery Materials – SuperWAX and others. Asiga. https://www.asiga.com/materials-jewellery/#superwax

Singh, R., & Singh, J. (2016). Precision investment casting: A state of art review and future trends. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture, 230(9), 1562–1576. https://doi.org/10.1177/0954405415597844

Wang, S., Miranda, A. G., & Shih, C. (2010). A Study of Investment Casting with Plastic Patterns. Materials and Manufacturing Processes, 25(12), 1482–1488. https://doi.org/10.1080/10426914.2010.529585

Downloads

Опубліковано

26-08-2025

Як цитувати

Лук’яненко, І. ., Кивгило, Б. ., Биба, Є. ., Ямшинський, М. ., & Мініцький, А. . (2025). ВИЗНАЧЕННЯ ОКРЕМИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ МОДЕЛЕЙ ІЗ ФОТОПОЛІМЕРНИХ СМОЛ, ВИГОТОВЛЕНИХ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ LCD-ДРУКУ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161), 72-81. Процеси лиття, 161(3), 72–81. https://doi.org/10.15407/plit2025.03.072

Номер

Розділ

ПРОБЛЕМИ ТЕХНОЛОГІЇ ФОРМИ

Схожі статті

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 > >>