پرینتر سه بعدی در تولید قطعه با کمک قالب

چاپ قالب با پرینتر سه بعدی

خلاصه

در قالب سازی تمامی کارها هم چنان و در همین زمان نیز به صورت سنتی انجام میشود و در بعضی از مراکز از دستگاه های CNC استفاده شده و کار با تکنولوژی بیشتری همراه میشود .

استفاده از پرینتر سه بعدی در تولید قطعه با کمک قالب های سیلیکونی

در صنایع مختلف گاهی ساخت تعداد محدودی از یک قطعه لازم می گردد.

در این شرایط ساخت قالبهای متداول بسیار هزینه بر و زمان بر می باشد.

روش متداول برای ساخت اینگونه قطعات استفاده از قالب سیلیکونی می باشد.

با هر قالب سیلیکونی بطور متوسط حدود بیست قطعه قابل ساخت می باشد.

پس از تولید تعدادی قطعه (بسته به نوع قطعه و … ) قالب مستهلک شده و کیفیت قطعات تولید شده توسط آن پایین می آید و برای تولید قطعات بیشتر باید قالب جدیدی ساخته شود.

در روش تولید قطعه به کمک قالب های سیلیکونی ، نیاز به یک قطعه اصلی یا مستر میباشد تا ابتدا با سیلیکون از آن قالبگیری شود.

این قطعه اصلی یا اولیه را می توان با استفاده از دستگاه های چاپگر سه بعدی تولید نمود.

پرینترهای سه بعدیاین امکان را در اختیار افراد قرار می دهند تا هر قطعه با هر شکل و پیچیدگی را در زمان کوتاهی بسازند.

اکثر چاپگرهای سه بعدیاز مواد پلاستیکی استفاده می کنند.

قطعه ساخته شده به روش پرینت سه بعدی دارای استحکام لازم برای قالبگیری می باشد.

قطعات ساخته شده با چاپگر سه بعدی معمولا” دارای کیفیت سطح مناسب نمی باشند.

لذا می بایستی عملیات پولیشکاری روی قطعه نمونه سازی شده انجام گردد و این امر زمانی با کیفیت بهتر انجام می شود که جنس قطعه پرینت سه بعدی شده از پلاستیک ABS باشد

وقت و هزینه پایین همراه با بالاترین کیفیت

یکی از مشکلاتی که در صنعت قالب سازی بسیار وقت گیر است مشکل اصلاح خوردن قالب است یعنی شکلی که در نهایت باید از قالب بیرون بیاید با مشکلاتی از قبیل اندازه های نامناسب خارج میشود و یا در طراحی شکل موردی به اشتباه در نظر گرفته نشده و بعد از هزینه کردن برای قالب متوجه آن مشکل میشوند.

پرینترهای سه بعدی میتواند از شکل مورد نظر برای قالب یک نمونه با دقت و با کیفیت به شما بدهد و در صورت تایید از همان شکل قالب گرفته شود به این صورت میزان قابل توجهی از زمان و هزینه کاسته میشود.

پرینترهای سه بعدی در حال حاضر استفاده های بسیار زیادی در صنعت قالب سازی دارند به طور کلی سه موردی که چاپ سه بعدی در این صنعت در ایران استفاده میشود به شرح زیر میباشد

1.نمونه سازی و چاپ قطعه برای مشاهده جزییات و اعمال اصلاحات احتمالی لازم قبل از ساخت قالب نهایی توسط قالب ساز

2.نمایش قطعه به مشتری به صورت قابل لمس و گرفتن تاییدیه قبل از پروسه ساخت قالب

3.ریختن مستقیم قالب توسط قطعه پرینت سه بعدی شده که میتوان انواع قالب سازی از قبیل قالب سازی داخل سیلندر و یا قالب سازی با شن

البته در سطح جهانی در حال حاضر قالب سازی سنتی در حال از بین رفتن میباشد و جای خود را به تکنولوژی های نوین مانند چاپگر سه بعدی داده است

پرینتر های سه بعدی که در این صنعت بسیار پرکاربرد میباشند دارای تکنولوژی FDM و DLP میباشند البته بقیه تکنولوژی ها نیز قابل استفاده هستد.

تمام این موارد باعث می شود تا در وقت و هزینه پایین همراه با بالاترین کیفیت همراه باشد

چرا برای قالب سازی و ریخته گری از پرینتر سه بعدی استفاده کنیم؟

1. با پرینتر سه بعدی مشاهده نمونه واقعی نزدیک به نهایی محصول، قبل از فرایند ساخت قالب امکان پذیر است.
2. بدون نگرانی از هزینه های اضافی، محصول را چندین بار بازطراحی و ویرایش کنید تا به نتیجه نهایی و دلخواه برسید.
3. ماکت محصول نهایی را قبل از ساخت، با شمایل نهایی به کارفرما ارائه دهید.
4. ساخت مدل ریخته گری را به چاپگر سه بعدی بسپارید.
5. محدودیت های مدل سازی با دست و هزینه های بالای مدلسازی بوسیله سی ان سی (CNC) جهت ریخته گری را از میان بردارید

برای قالبگیری :

ابتدا باید قطعه ساخته شده با پرینتر سه بعدی روی قطعه هایی از چوب یا پلاستیک محکم گردد تا از جابجایی آن هنگام ریختن سیلیکون جلوگیری شود. برای این کار می توان از چسب یا گل مخصوص مدلسازی استفاده کرد.

اکنون باید جعبه قالب را ساخت. برای این کار ¬باید از موادی مثل تخته چوب یا ورق پلاستیک با سطح صاف و بدون خلل و فرج استفاده کرد.
جعبه مورد نظر باید حدود بیست و پنج تا پنجاه درصد بزرگتر از قطعه ساخته شده با پرینتر سه بعدی باشد. می¬ توان جعبه را از تخته چوب یا ورق پلاستیک ساخت و با چسب یا گل مدلسازی آب بند نمود تا سیلیکون مایع از آن بیرون نریزد.
در مرحله بعد باید سیلیکون مورد نیاز آماده گردد. مواد مورد استفاده در قالب سیلیکونی از رزینهای دو جزئی می باشند که یکی ماده اصلی و دیگری سخت کننده است. لذا با توجه به حجم قطعه، میزان مواد مورد نیاز محاسبه شده و پس از این که خوب با هم مخلوط شدند به آرامی داخل قالب ریخته میشوند. سپس اجازه دهید تا سیلیکون به آرامی اطراف قطعه را پر کند. سیلیکون باید روی سطح قطعه را بپوشاند. زمان مورد نیاز برای سفت شدن سیلیکون بین 8 تا 18ساعت می باشد که بسته به میزان دما و رطوبت محیط کم یا زیاد می شود.
پس از سفت شدن سیلیکون، قالب را بریده و سپس به آرامی قطعه ساخته شده با چاپگر سه بعدی را از داخل سیلیکون سفت شده خارج میکنیم. اکنون قالب برای ساخت قطعات جدید آماده است.
در مرحله بعد مواد اصلی مورد نیاز برای ساخت قطعه را با هم مخلوط و آماده می کنیم. با توجه به حجم قطعه، میزان رزین مورد نیاز را برآورد کرده و با هم خوب مخلوط می کنیم.
قبل از ریختن رزین به داخل قالب بهتر است قالب را کمی پیش گرم کنیم. پیش گرم کردن قالب این مزیت را دارد که رزین ریخته شده به داخل قالب سریعتر و بهتر سفت می گردد. این موضوع به خصوص برای قطعات کوچک یا با دیواره نازک بسیار مفید میباشد.
استفاده از ماده جدا کننده برای افزایش عمر قالب توصیه میگردد. ماده جدا کننده روی سیلیکون مالیده شده و باعث میشود قطعه به سیلیکون نچسبد.
رزین را به آرامی داخل قالب میریزیم و اجازه میدهیم تمام گوشه ها و جزئیات قطعه را پر کند. همچنین باید اجازه دهیم تا هوا از داخل قالب خارج گردد. در صورت لزوم می توان قالب را با دست فشار داد تا رزین در تمام کنجها نفوذ کند.
رزین ریخته شده در قالب یه تدریج از حالت مایع به جامد تغییر حالت میدهد و با تغییر رنگ آن قابل مشاهده است. زمان سخت شدن قطعه بسته به بزرگی یا کوچکی آن، پیش گرم کردن قالب و یا استفاده از مواد تسریع کننده واکنش سخت شدن رزین دارد .

بطور کلی قطعات بزرگتر زودتر سفت شده و فرم می گیرند و قطعات کوچک و یا نازک زمان بیشتری برای سخت شدن نیاز دارند.

پس از سخت شدن قطعه، آن را به آرامی از قالب سیلیکونی خارج نمایید.
معمولا در هنگام سخت شدن رزین گازی ایجاد میگردد که به صورت حبابهای ریز روی سطح قطعه دیده میشوند. برای این که تنش سطحی قطعه از بین برود و همچنین حبابهای سطحی قطعه کم شده یا از بین بروند

بهتر است کمی پودر تالک یا پودر بچه روی سطح قالب سیلیکونی ریخته شود.
از آنجاییکه رزینهای مورد استفاده در قالب سیلیکونی به رطوبت حساس هستند بهتر است پس از استفاده درب ظروف را بسته و در جای خشک و خنک نگهداری گردند.

قبل از فرایند ساخت نمونه نزدیک به نهایی قطعه را مشاهده کنید و بارها و بارها بدون نگرانی از هزینه های سرسام اور ساخت و ویرایش قالب ، محصول را روی میز کارتان بسازید ، اصلاح کنید و بسازید. فرایند طاقت فرسا و پیچیده ساخت مدل برای ریخته گری را به پرینتر سه بعدی سی زان بسپارید.
با پرینتر سه بعدی مشاهده نمونه واقعی نزدیک به نهایی محصول، قبل از فرایند ساخت قالب امکان پذیر است.
بدون نگرانی از هزینه های اضافی محصول را چندین بار بازطراحی و ویرایش کنید تا به نتیجه نهایی و دلخواه برسید.
ماکت محصول نهایی را قبل از ساخت قالب، با شمایل نهایی به کارفرما ارائه دهید.
ساخت مدل ریخته گری را به چاپگر سه بعدی بسپارید.
محدودیت های مدل سازی با دست و هزینه های بالای مدلسازی بوسیله سی ان سی (CNC) جهت ریخته گری را از میان بردارید

اگرچه پرینتر سه بعدی به خودی خود قادر به تولید اشیاء شگفت انگیزی می باشد، اما هنگامی که این تکنولوژی برای کمک به تولید دیگر اشیاء از طریق روش های دیگر تولید مورد استفاده قرار میگیرد، قدرت و انعطاف در استفاده از پرینترهای سه بعدی در روند طراحی به نمایش گذاشته میشود. در این بین قالبسازی یکی از رایج ترین روش های تولید اجسام است که از انواع مواد جایگزین از جمله مواد بکار رفته در پرینتر سه بعدی استفاده می کند.
در حالی که فرایند ریخته گری برای کسانی که یک یا دوبار قبل آن را انجام داده اند فرایندی نسبتا ساده است، اما برای کسانی که تازه شروع به این کار میکنند نیاز به کمی زمان برای یادگیری وجود دارد. برای کسانی که می خواهند یک روش جدید از این قبیل را یاد بگیرند، می بایست