Уплотнение

Уплотнение FDM деталей

Обзор

Во многих приложениях использование FDM деталей может обеспечивать существенную экономию средств и уменьшение времени до вывода изделия на рынок. Технология FDM это аддитивный процесс послойного построения пластиковых деталей на основе данных из CAD- файлов. Использование FDM также позволяет значительно расширить горизонты применимости, поскольку в меньшей степени зависит от геометрии детали. Однако, FDM детали характеризуются пористостью, что является препятствием для использования их в функциональных прототипах и при прямом цифровом производстве, где требуется герметизация для газов и жидкостей. Для решения этой проблемы был опробован ряд различных методов уплотнения, что позволило привнести преимущества FDM-технологии в широкий спектр новых приложений.

Контуры применения

Существует много методов уплотнения FDM деталей и много факторов, которые нужно учитывать при выборе нужного подхода. Для помощи в выборе Stratasys оценил стоимость, время, трудность, ограничения в геометрии, максимальный размер детали, вязкость, сохранение точности, химическое сопротивление и чувствительность к температуре пяти обычных методов уплотнения.

Станция сглаживания

Станция сглаживания поверхности Finishing Touch Smoothing Station уплотняет поверхность детали, подвергая ее воздействию испаряющегося сглаживающего агента внутри камеры. При использовании станции сглаживания хорошо сохраняется целостность геометрических размеров. Ее использование ограничено приложениями, где давление не выше атмосферного и температуре не выше 100 градусов. Станция сглаживания часто выбирается при гальванопокрытии деталей, которые используются в качестве шаблонов для литья по выплавляемым моделям или производства функциональных прототипов для герметичных сосудов таких как бутылки или линии охлаждения в пресс-формах.

Эпоксидное покрытие

Материал Hysol E-20HP это двухкомпонентная эпоксидная смола, которая наносится на небольшие участки детали. Этот метод не требует никаких инвестиций в оборудование, и конечные результаты хорошо подходят для тяжелых условий эксплуатации. Покрытие будет поддерживать герметичное уплотнение до давления в 448 кПа, может выдержать температуры, которые соответствуют или превышают эти показатели для FDM материалов и устойчиво ко многим химическим реагентам. Большие и сложные детали может быть трудно уплотнить эпоксидным покрытием. Недоступные элементы, такие как внутренние каналы, не могут быть уплотнены. Толщина эпоксидного слоя в сочетании с ручным нанесением уменьшает геометрическую точность детали. Hysol E-20HP можно использовать с любым доступным на текущий момент FDM материалом.

Эпоксидная инфильтрация

Эпоксидный полимер BJB (TC-1614) проникает в поверхность пористых и полупористых деталей. FDM детали погружаются в полимер, и подается вакуум для инфильтрации смолы в деталь. Дополнительно к вакуумной камере требуется печь для предварительного нагрева и подготовки эпоксидной смолы. Эпоксидная инфильтрация предлагает герметичное уплотнение для воды и воздуха вплоть до 448 кПа. Детали, уплотненные этим методом, также выдерживают высокую температуру и химически стойки. Процесс уплотнения простой и может быть выполнен менее чем за три часа, но отчасти дорогой из-за стоимости экпоксидки. При использовании эпоксидной инфильтрации геометрические размеры изменяются незначительно. BJB TC–1614 можно использовать с любым доступным на текущий момент FDM-материалом.

Погружение

Погружение FDM деталей в сольвент может заменить использование Станции сглаживания, когда она недоступна или деталь больше по размерам, чем ее рабочая камера. Все характеристики схожи за исключением того, что геометрическая точность ниже. Расплавляющее действие сольвента быстрое и агрессивное, поэтому геометрическую точность трудно контролировать. Также как и со Станцией сглаживания, использование этого метода следует ограничить приложениями с невысокими температурами и атмосферным давлением. Погружение подходит для всех FDM материалов на базе ABS.

Покраска и заполнение

Когда нужно уплотнить только часть поверхности FDM- детали можно использовать в качестве недорогого метода небольшое покрытие краской или шпаклевкой. Поскольку это ручная операция, точность и качество конечного продукта зависит от мастерства и аккуратности техника. Преимущества этой опции включают низкую стоимость, короткое время и простоту применения. К его недостаткам можно отнести отсутствие герметичности и стойкости к температурам и химическим средам. Этот метод можно использовать, чтобы уменьшить пористость FDM инструментов, используемых, например, при термоформовании.

Опыт Заказчика

Центр 3D-инноваций оказывает высококачественный сервис по быстрому прототипированию и быстрому производству. Недавно компания -производитель воздухозаборников и других автомобильных запчастей вышла на рынок в поисках улучшения процесса производства продукции. Она выполнила компьютерное моделирование прохождения потока жидкости через воздухозаборник и хотела протестировать прототипы различных конструкций, которые казались обещающими. Обычный метод построения прототипа воздухозаборника - это обработка сплошного куска алюминия, что дорого и требует больших временных затрат.

Основная трудность этой задачи заключалась в том, что поверхность детали должна быть уплотнена перед использованием для функционального тестирования”. Специалисты Центра 3D-инноваций протестировали два метода уплотнения: Станцию сглаживания и уплотнение при помощи эпоксидной инфильтрации BJB TC-1614 двухкомпонентной эпоксидной смолой. Заказчик испытал FDM детали, уплотненные обоими методами и обнаружил, что они обеспечили хорошие показатели при функциональном тестировании на автомобильном двигателе. Низкая стоимость и небольшое время получения FDM прототипов позволяет производителю деталей внести оперативные улучшения в процесс производства своего продукта.

Как соотносится FDM с традиционными методами изготовления прототипов?

Метод Стоимость Время
Аллюминий обработанный на станке с ЧПУ $ 30 000 6 недель
Изготовление при помощи технологии FDM $ 5 740 3 недели
Экономия $24 260 (81%) 3 недели (50%)

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • Широкоформатные сканеры, купить лазерный плоттер А0, МФУ А0, широкоформатный принтер А0, широкоформатный фальцовщик A0, OKI LP-761