Aplicação da tecnologia de prototipagem rápida em fundição de investimento

Na indústria manufatureira, especialmente nas indústrias-chave, como aviação, aeroespacial, defesa nacional e automobilística, os componentes principais básicos são geralmente peças metálicas, e um número considerável de peças metálicas são superfícies curvas assimétricas, irregulares ou peças com estrutura complexa e fina. estrutura.

A produção dessas peças geralmente adota o método de processamento de desintegração ou fundição de investimento. A fundição de investimento requer um molde mestre ou molde de transição para replicar peças metálicas. O projeto e a fabricação de moldes tornaram-se um gargalo que restringe a produção de peças fundidas.

A tecnologia de prototipagem rápida pode fornecer rapidamente padrões de cera necessários para fundição de precisão. Isso resolve problemas no processo de fundição tradicional, incluindo o longo ciclo de preparação de padrões de cera, altos custos de produção e dificuldade para produzir estruturas complexas, como superfícies curvas, o que melhora muito a eficiência da produção e a flexibilidade de fabricação.

Processo de produção de tecnologia de prototipagem rápida

• A tecnologia de fabricação de prototipagem rápida é abreviada como RPM, que inclui métodos de moldagem como SLS, SLA e SLM. Ele integra conquistas científicas e tecnológicas modernas, como tecnologia CAD, tecnologia de controle numérico, tecnologia a laser e tecnologia de materiais.
• Diferente dos métodos de fabricação tradicionais, o processo de prototipagem rápida é primeiro gerar um modelo sólido CAD 3D ou arquivo de modelo de superfície de um produto, converter o modelo sólido no formato STL do padrão de arquivo RP e corrigir os erros no conversão de arquivo.
• Em seguida, os dados de cada camada são transmitidos para a máquina de prototipagem rápida. Usando a fabricação aditiva e usando o laser como fonte de calor, cada camada é sinterizada ou fundida sucessivamente e conectada ao mesmo tempo até que toda a peça seja concluída.
• Os materiais usados ​​no método de formação SLS são vários pós sinteráveis, como cera de parafina, plásticos, pós metálicos de baixo ponto de fusão ou sua mistura. Selecionando os materiais correspondentes de acordo com os requisitos do processo, de modo a realizar a rápida produção de modelos físicos de produtos.

Processo combinado de prototipagem rápida e fundição de investimento

A fundição de precisão é o método de formação mais preciso de todos os processos de fundição, vem com boa repetibilidade e menos requisitos para o processamento subsequente de peças fundidas. A fundição por microfusão requer o projeto e a fabricação de padrões de cera ou outros moldes descartáveis.

Dependendo da complexidade e dimensão da fundição, o ciclo de produção geralmente leva várias semanas a vários meses. Após a obtenção do molde, ainda precisa de mais uma semana para produzir o fundido. A maior parte do tempo é usada para construir padrões de cera e conchas de molde, o que resulta em custos de molde caros e consumo de tempo, especialmente para produção de baixo volume.

A tecnologia RPM pode formar diretamente padrões de cera para fundição por microfusão sem fabricar moldes. O padrão de cera feito por prototipagem rápida a laser (SLS) é feito de pó de cera de parafina.

O processo tecnológico consiste em espalhar uma camada de pó na bancada e sinterizá-la seletivamente com um feixe de laser sob o controle do computador (a parte oca do componente não é sinterizada, material ainda em pó), e as partes sinterizadas serão solidificados juntos para formar a parte sólida do componente.

Após a conclusão de uma camada, prossiga para a próxima camada e a nova camada é sinterizada firmemente junto com a camada anterior. Depois que toda a sinterização estiver concluída, remova o excesso de pó para obter o padrão de cera sinterizada.

A tecnologia RPM é caracterizada por uma ampla gama de materiais. O pó de parafina pode ser usado para fazer padrões de cera de fundição de investimento, o pó de cerâmica pode ser usado para construir conchas de cerâmica e o pó de metal pode ser usado para estabelecer moldes de metal para estampar padrões de cera.

A aplicação da tecnologia de prototipagem rápida na microfusão pode ser dividida em três situações:

• Formação de padrões de cera ou padrões de espuma perdida, ou seja, protótipos para fundição por microfusão, são usados ​​para produção de pequenos lotes, desenvolvimento de produtos ou produção experimental de peças fundidas complexas.
• Formação direta de casca para produção em pequenos lotes.
• Prototipagem rápida do molde mestre usado para formar o padrão de cera, que é usado para produção em massa.
• Esses métodos resolvem o problema do gargalo da fabricação de padrões de cera no processo tradicional.

Em conclusão

O uso de tecnologia de prototipagem rápida para construir padrões de cera para fundição de precisão pode evitar as restrições na forma das peças fundidas e no processo de desenvolvimento devido à produção de molde mestre de metal, o que pode encurtar bastante o ciclo de desenvolvimento, ao mesmo tempo que a produção de moldes salva O custo pode ser usado para P&D e produção de fundidos de ponta de alta precisão mais complexos.

A prototipagem rápida e a microfusão são complementares. Sem prototipagem rápida, a produção do molde mestre será o gargalo da microfusão. E se não houver microfusão, a aplicação da prototipagem rápida também virá com grandes limitações.