Методи поєднання вакуумно-плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються

Анотація

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

УДК 621.74.045

Використання технології 3D-друку або адитивного виробництва (АВ) все більше поширюється у промисловому виробництві. Концепція найбільш простого і низьковитратного впровадження 3D-друку в вітчизняне ливарне виробництво, яку найбільш нескладно і вигідно реалізувати через технологію лиття за моделями, що газифікуються (ЛГМ), потребує створення ряду підпорядкованих цій концепції технологій, що стануть передумовами такого впровадження. Дослідження присвячене розробці способів швидкого автоматизованого виробництва разових полімерних моделей з показниками, близькими до традиційних моделей з пінополістиролу (ППС), використовуючи 3D-друк на широко поширених нескладних принтерах. Описано появу на світовому ринку легких полімерних і утворюючих піну ниток, що спінюються при підвищених температурах, а шари традиційної щільності утворюють при більш низьких тем- пературах друку. Наведено приклади друкованих виробів з піноматеріалів. Такі пінопластові та легкі матеріали для 3D-друку, як нитки, так і гранули, поки знаходяться в «зародковому» стані, щоб їх впроваджувати для ЛГМ. Нами розроблено і патентується матеріал для разової моделі та спосіб її друку з подрібнених відходів ППС з метою наблизити показники виробів з нього, до таких властивостей відпрацьованих традиційних моделей з ППС. Запропоновано концепцію формування за друкованою разовою моделлю, яку «перетворюють» в оболонкову, а ливарна форма при цьому стає подібною до форми при вакумно-плівковій формовці. Застосування традиційних для ВПФ випорів дає можливість виводу надлишків газу крізь них при заливанні металом і газифікації оболонкової моделі в разі, якщо вакууму форми буде недостатньо, щоб відсмоктати ці гази в пісок форми. Також розроблено метод застосування «в парі» 3D-принтера і 3D-фрезера для друку і видалення «надлишків» друку. А позиціонування і міцна фіксація в вакуумованому піску, як у кондукторі, виробів складної геометрії придатне для механічної обробки будь-яких деталей з металу чи пластику.

Список літератури

1. Daniel Temprado. Foam & Lightweight Filament – How and Why to 3D Print with It. Jun 9, 2022. URL: https://all3dp.com/1/foam-lightweight-filament-how-and-why-to-3d-print-w...
2. Рішення від 17.01.2022 по заявці u202105814 Україна, МПК: МПК8 B22C 9/02, B22C 15/02, В29С47/78. Спосіб адитивного виробництва полістирольної ливарної моделі чи іншого тривимірного об'єкту складної конфігурації / О. Й. Шинський, В. С. Дорошенко, П. Б. Калюжний, О. В. Михнян, О. В. Нейма. Заявлено 18.10.2021.
3. J. O'Connell. 3D Printing Infill: The Basics – Simply Explained. 24.02.2022. URL: https://all3dp. com/2/infill-3d-printing-what-it-means-and-how-to-use-it/
4. Дорошенко В. C., Калюжний П. Б., Михнян О. В., Нейма О. В. Поєднання вакуумно- плівкової формовки з литтям за друкованими моделями, що газифікуються. Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2022. Матеріали XІV міжнар. наук.-техн. конф. (Київ, 28-29 квіт. 2022). Київ, 2022. С. 48–51.
5. Болдырев А. А. Разработка технологии чистовой обработки деталей с базированием в среде реологических жидкостей: дис… канд. техн. наук / Воронежский гос. техн. уни- верситет. Воронеж, 2013. 137 с.
6. А. с. СССР 1063528 А. М. Кл. B22C 9/02. Способ изготовления литейных форм вакуумной формовкой. Опубл. 30.12.1983, Бюл. № 48.
7. Дорошенко В. С. Нейтралізація газів при литті металу за моделями, що газифікуються, та передумови застосування для цього 3D-друкованих моделей. Процеси лиття. 2021. № 3. С. 32–43.
8. Дорошенко В. С. Знешкодження газів, які виділяються при литті за моделями, що газифікуються. Метал і лиття України. 2021. № 2. С. 64–71.
9. Дорошенко В. С. 3D друкована полімерна модель для газифікації у формі. Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2021. Матеріали XІІІ міжнар. наук.-техн. конф. (Київ, 28–29 квіт. 2021). Київ, 2021. С. 77.