ВИЗНАЧЕННЯ ОКРЕМИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПАРАМЕТРІВ МОДЕЛЕЙ ІЗ ФОТОПОЛІМЕРНИХ СМОЛ, ВИГОТОВЛЕНИХ ЗА ТЕХНОЛОГІЄЮ LCD-ДРУКУ
Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161), 72-81
DOI:
https://doi.org/10.15407/plit2025.03.072Ключові слова:
фотополімерна смола, 3D-друк, бронза, лиття за моделями, які витоплюють, спеціальні способи литтяАнотація
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.
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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 І.В. Лук’яненко, Б.В. Кивгило, Є.Г. Биба, М.М. Ямшинський, А.В. Мініцький

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.




