Nopea prototyyppitekniikka käyttää nestemäistä valoherkkää polymeeriä (epoksihartsia ja/tai akryylihartsia jne.) raaka-aineena ja käyttää ultraviolettilaserskannausta kerrostetun kokonaisuuden muodostamiseen. Stereo Lithography Apparatus (SLA) on yksi tärkeimmistä laitteista nopean prototyyppiteknologian sovelluksissa. Sillä on korkea tuotantotarkkuuden ja korkean raaka-aineiden käyttöasteen ominaisuudet, ja sitä voidaan käyttää monimutkaisen muotoisten erittäin tarkkojen kokonaisuuksien valmistukseen. Tämä työ tutkii SLA-pikaprototyyppitekniikan soveltamista huoneenlämpöisten vulkanoitujen silikonikumin (RTV-silikonikumi) tiivisteiden valmistukseen.
1 Tekninen periaate
SLA-pikaprototyyppien valmistus on jaettu kolmeen vaiheeseen: esikäsittely, kerrospinottava vapaa muovaus ja jälkikäsittely. Esikäsittely on valmiin tuotteen CAD-suunnittelua käyttäjän toimittamien piirustusten tai esineiden mukaan, eli kolmiulotteinen mallinnus. Jos mahdollista, todellisen kohteen optinen skannaus tai CT-skannaus voidaan suorittaa suoraan valmiin tuotteen kolmiulotteisen mallin saamiseksi ja tulostaa kolmiulotteinen malli STL-muodossa. Tiedosto (kolmiomuotoinen patch-tiedosto) ja tämän perusteella kerros (paksuus 0,05-0,5 mm) viipaleiden käsittely ja tuki editointikäsittely (samalla tavalla kuin prosessointikiinnikkeiden lisääminen, mutta tuki ja muotti muodostetaan samanaikaisesti).
Kerroksellinen pinoaminen ilmainen prototyyppien luominen on nopean prototyyppien, mukaan lukien leikkaaminen ja pinoaminen, ydin. Periaate on esitetty kuvassa 1. Erityinen prosessi on: ultraviolettilaser skannaa CAD-suunnittelun jokaisen kerrososan pisteeltä, niin että hartsiohut kerros skannatulla alueella käy läpi valopolymerointireaktion ja silloittuu ja kovettuu; kun ohut kerros on kovettunut, työpöytä liikkuu alaspäin juuri ennen kuin aseta uusi nestemäinen hartsikerros kovettuneelle hartsipinnalle, kun taas kaavin suorittaa vaakasuorat edestakaisin liikkeet pitääkseen nesteen tasolla, minkä jälkeen skannataan ja kovetetaan uusi kerros; vasta kovettunut hartsikerros on kiinnitetty tiukasti edelliseen kovettuneeseen kerrokseen. Toista tämä, kunnes vartalo on muodostunut. SLA-pikaprototyyppitekniikalla voidaan valmistaa hartsimuotteja, jotka soveltuvat pienivolyymillisten, erittäin tarkkojen huonelämpöisten (matalalämpöisten) valukumituotteiden valmistukseen.
2. Sovellus RTV-silikonikumitiivisteiden valmistuksessa
2.1 Muotin valmistus:
2.1.1 CAD-suunnittelu
Mittaa ensin vaurioituneen kumitiivisteen ja asennusakselin koko tarkasti noniersatulalla, sisähalkaisijamikrometrillä ja ulkohalkaisijamikrometrillä. Määritä käytetyn kumimateriaalin elastisuuden ja kutistumisen mukaan tiivisteen reiän ja akselin välinen häiriö 0,15-0,2 mm.
Sinettikartoituksen ja -kartoituksen jälkeen suoritetaan muotin CAD-suunnittelu. CAD-suunnittelun periaate on rakentaa muotti mahdollisimman pienellä materiaalimäärällä. Laparoskooppisen kirurgisen instrumentin kumitiivistemuotin CAD-malli on esitetty kuvissa 4 ja 5 (6 kaatoreiän päätypinnat jakautuvat tasaisesti ei-kokoonpanopinnaksi), ja muottipesän seinämän paksuus on vain 0,5 mm.
2.1.2 Muotoilu
Muotin CAD-suunnittelun valmistuttua 3D-mallitiedosto STL-muodossa siirretään SLA-pikaprototyyppikoneeseen ja muovaukseen käytetään SPR-3010 valoherkkää hartsia (kaava: bisfenoli A epoksihartsi 83, etoksyloitu heksaanidiolidiakrylaatti 17 , 1,4-metyylisykloheksaanidivinyylieetteri 4.8, diaryyliheksafluoriarsenaatti rikkitinasuola 7.2, bentsoiinidimetyylieetteri 4.8) vedenkestävyys, kemiallinen kestävyys, mittapysyvyys ja sitkeys ovat hyvät , Korkea lujuus, laaja käyttölämpötila- ja kosteusalue, ja sitä voidaan käyttää autonosien, lentokoneen osien ja lääketieteellisten laitteiden tuotanto.
Määritä RPData-tietojenkäsittelyohjelmiston avulla, että muottimalli asetetaan tasaisesti työpöydälle portti ylöspäin, ja sitten 3D-malli leikataan kerroksiksi, joiden viipaleen paksuus on 0,2 mm, jotta kolmiopaikkatiedosto muunnetaan 2D-tiedostoksi. kerros. Teoksen ääriviivatiedot. Muotin vääntymisen ja muodonmuutosten estämiseksi valuprosessin aikana ja muotinvalmistuksen vakauden varmistamiseksi on myös mallin tukisuunnittelu suoritettava. Sen jälkeen valmistettiin 10 tasoitustyöpöytää kahden muottien mukaan. Suorita lopuksi RPBuild-tuotantoohjelmisto, eli käynnistä laser ja nollaa työnesteen taso, suorita kerros kerrokselta laserskannaus sekä jähmettyminen ja pinoaminen muotin valmistuksen loppuunsaattamiseksi. Tämän tiivistemuotin SLA:n nopean prototyyppiprosessin parametrit ovat: hartsin lämpötila 30 ℃, laserteho 160 mW, laserin aallonpituus 355 nm, valon intensiteetti 1,9 x 100 000 cd, täytön skannausnopeus 2 200 mm. s-1, täyttövektorin etäisyys 0. 1mm. Muovausmuotti pestään asetonilla rasvan ja tuen poistamiseksi, ja lopuksi muovausmuottia säteilytetään ultraviolettilampun alla 2 tunnin ajan silloittumisen ja kovettumisen lisäämiseksi.
2.2 Tiivisteiden valmistus
Kaksikomponenttista lisämuovausta RTV-silikonikumia käytetään laparoskooppisen kirurgisen instrumentin tiivisteiden valumiseen. Komponentin A kaava on: kevytpääteinen polydimetyylisiloksaani 100, valkoinen hiilimusta 6,3, lyijyoksidi 12,5, metyylisilikoniöljy 6,3; komponentin B kaava on: etyylisilikaatti 119, tinadialkyylidisulfaatti 6.3. Kun komponentit A ja B on sekoitettu tasaisesti suhteessa 10:1, kaada seos hitaasti astiaan, joka on asetettu 20 nopeaan prototyyppimuottiin (jotta seos ei vuotaisi säiliön yli imuroinnin aikana, astian korkeus säiliö on suunniteltu muotin korkeudeksi 3–4 kertaa), sekoitettu neste ruiskutetaan onteloon muotin kaatoreiän kautta. Tämän jälkeen säiliö asetettiin tyhjiölaatikkoon ja sekoitettuun liuokseen sisältyneet ilma- ja kosteuskuplat poistettiin tyhjiöasteella 8,5×10-6 Pa. Ilmauksen jälkeen ota säiliö pois tyhjiölaatikosta ja vulkanoi. sitä sähkölämmityslaatikossa 60°C:ssa 4 tuntia. Lopuksi vulkanoitu tuote otetaan pois uunista, muotin ohut kerros irrotetaan käsin ja portin kupera osa kiillotetaan kevyesti hiekkapaperilla, jotta päätypinta tulee tasaiseksi ja sileäksi, ja valmis tiiviste saatu. Testauksen jälkeen tiivisteen suorituskyky täyttää vaatimukset ja se otettiin käyttöön välittömästi. Käytännön käyttö osoittaa, että tiivisteen suorituskyky on saavuttanut alkuperäisten lisävarusteiden tason.
newmaker.com
3 Johtopäätös
SLA-pikaprototyyppitekniikka soveltuu pienten volyymien, korkean tarkkuuden huoneenlämpöisten (matalalämpöisten) valumuovauskumituotteiden valmistukseen. Perinteiseen teknologiaan verrattuna sen tuotantosykli lyhenee 60 % ~ 70 % ja tuotantokustannukset pienenevät.