Viele Juweliere setzen bei ihrer Arbeit erfolgreich programmgesteuerte Fräsmaschinen ein, die Wachse zum Gießen und einige Geräte herstellen - und sofort Metallteile. In diesem Artikel betrachten wir den 3D-Druck als Alternative und Ergänzung zu diesem Prozess.
Geschwindigkeit
Wenn Sie ein Teil in einer einzigen Kopie erstellen, gewinnt die CNC-Fräsmaschine an Geschwindigkeit - die Mühle der Maschine bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2000-5000 mm / min, und wenn die Fräsmaschine in 15 Minuten gesteuert werden kann, kann der Drucker das Teil bis zu anderthalb Stunden drucken, manchmal sogar mehr.
Dies gilt jedoch nur für einfache und glatte Produkte wie einen Ehering von einfacher Form und ohne Muster, die keine hohe Oberflächenqualität erfordern, weil Sie sind leicht schnell zu polieren. Die Fräsmaschine mahlt komplexe Produkte so langsam wie ein
3D-Drucker sie druckt und oft länger - die Bearbeitungszeit kann bis zu sechs Stunden betragen.
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FormlabsJpWenn Sie eine Reihe von Produkten gleichzeitig erstellen, ändert sich die Situation dramatisch. In einem Durchgang kann der Drucker eine vollständige Plattform mit Wachsen drucken. Dies ist eine Plattform (z. B. ein Form 2-Drucker) mit einer Größe von 145 x 145 mm. Je nach Größe der Modelle können dort bis zu 35 Teile platziert werden. Bei einer Druckgeschwindigkeit von 10 bis 30 mm / Stunde (und es wird in Schichten sofort über den gesamten Bereich der Plattform gedruckt) ergibt sich ein spürbarer Vorteil gegenüber dem Fräser, der jeweils nur ein Modell schneidet - dies ist entweder ein komplexes Teil oder mehrere einfache, flache Teile aus einem zylindrische Wachsrohlinge.
Darüber hinaus kann ein 3D-Drucker sofort einen Weihnachtsbaum mit Modellen zum Gießen drucken, ohne ihn aus separaten Rohlingen zusammensetzen zu müssen. Das spart auch Zeit.
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3d_castGenauigkeit und Qualität
Die Genauigkeit der Positionierung des Fräsers in CNC-Maschinen erreicht 0,001 mm und ist damit höher als die eines 3D-Druckers. Die Qualität der Oberflächenbehandlung durch den Fräser hängt auch von der Größe des Fräsers selbst ab, und der Radius der Fräserspitze beträgt nicht weniger als 0,05 mm, aber die Bewegung des Fräsers ist programmiert, normalerweise ist es ein Schritt zu einem Drittel bzw. der Hälfte des Fräsers - alle Übergänge werden geglättet.
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freemanwaxDie Schichtdicke beim Drucken auf Form 2, dem beliebtesten, aber bei weitem nicht genauesten Drucker, und damit der vertikalen Genauigkeit, beträgt 0,025 mm, was dem halben Durchmesser der Spitze eines Schneiders entspricht. Der Durchmesser des Strahls beträgt 0,14 mm, was die Auflösung verringert, aber auch eine glattere Oberfläche ermöglicht.
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landofnaudIm Allgemeinen ist die Qualität der auf einem Fotopolymerdrucker und High-End-Fräsmaschinen erhaltenen Produkte vergleichbar. In einigen Fällen ist bei einfachen Formen die Qualität des gefrästen Teils höher. Aufgrund der Komplexität der Formulare ist die Geschichte anders: Ein 3D-Drucker kann so drucken, dass aufgrund von Designbeschränkungen kein Fräser jemals schneiden kann.
Wirtschaftlichkeit
Photopolymere, die stereolithografische Drucker drucken, sind teurer als normales Schmuckwachs. Große Wachsstücke nach dem Fräser können zu neuen Knüppeln geschmolzen werden, obwohl dies auch Zeit und unnötige Maßnahmen ist, aber auch eine Einsparung. Gemahlenes Wachs ist billiger in Bezug auf die Kosten für jedes Einheitsprodukt mit demselben Volumen.
Wachs ist nicht das einzige Verbrauchsmaterial im Betrieb des Fräsers. Fräser mahlen ebenfalls allmählich und müssen ausgetauscht werden. Sie halten 1-2 Monate intensiver Arbeit, was den Spalt jedoch nicht wesentlich verringert.
Der Fräser ist im Hinblick auf die Kosten der hergestellten Produkte billiger.
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3DHub.grKomfort und Funktionen
Die Besonderheiten des Fräsens sind so, dass der Fräser selbst bei einer Fünf-Achsen-Maschine nicht überall weit reicht. Dies zwingt Juweliere dazu, Verbundmodelle aus mehreren Teilen zu erstellen, die dann gelötet oder sogar manuell vormodifiziert werden müssen. Ein 3D-Drucker kann auch ein Modell beliebig komplexer Form, einschließlich innerer Hohlräume und komplexer Verbindungen, in einem Durchgang drucken.
Wie passiert das?
Die bedruckten Modelle werden auf den Wachszylinder gelötet, dann wird die resultierende Struktur mit Gips oder einer speziellen Lösung gegossen, nach dem Aushärten wird die fertige Form im Ofen erhitzt und dann mit Metall gefüllt.
Das Wachsmaterial ohne Ausbleichen brennt aus, so dass das Metall den gesamten freien Raum einnimmt und die Form des Werkstücks exakt wiederholt.
Weitere Details:
1. Der Gießprozess beginnt mit dem Drucken des Modells und der Standardnachdruckverarbeitung - das bedruckte Teil wird von den Trägern getrennt, gewaschen, einer Aushärtung im ultravioletten Bereich unterzogen und gegebenenfalls leicht poliert.
2. Als nächstes ähnelt das Verfahren dem zum Gießen unter Verwendung herkömmlicher Wachse verwendeten. Die Werkstücke sind mit dem Wachstor verlötet, wodurch sie in der richtigen Position gehalten werden und ein Kanal für die Verteilung von Metall entsteht.
Wenn die Anzahl und Größe der Produkte dies zulässt, können Sie diesen Schritt überspringen - wenn Sie die Produkte zusammen mit dem gesamten Gate drucken.
3. Das Tor ist im Einspritzkolben befestigt. Wenn der Kolben perforiert ist, sollten die Löcher beispielsweise mit Klebeband verschlossen werden.
4. Die Fülllösung wird in den vom Hersteller angegebenen Anteilen gemischt.
Dann wird es in einen Kolben mit einem Anguss im Inneren gegossen. Gießen Sie vorsichtig, um das Modell nicht zu beschädigen und den Weihnachtsbaum nicht zu verschieben.
5. Der Kolben wird mindestens 90 Sekunden lang in die Vakuumkammer gestellt, damit die gesamte Luft aus der Lösung austritt. Dann wird es zur schnellen Verfestigung an einen vibrationsgeschützten Ort gebracht.
6. Injektionsbehälter werden kalt oder auf 167 ° C vorgeheizt in einen Ofen gestellt und die Temperatur wird allmählich erhöht, bis die Kunststoffmodelle vollständig durchgebrannt sind.
Vorheizen - Vorheizen.
Kolben einsetzen - Kolben in den Ofen stellen.
Rampe - Temperatur erhöhen (ändern).
Hold-Hold-Temperatur (Beispiel: 3h = 3 Stunden)7. Nach Abschluss dieses Prozesses wird Metall in die Form gegossen.
8. Nach dem Gießen wird die Form abgekühlt und das Füllmaterial ausgewaschen.
9. Es bleiben nur die fertigen Produkte zu entfernen, zu trennen und leicht zu polieren.
Fotos von Produkten, die von Top3DShop erstellt wurden:
Schlussfolgerungen:
Beide Technologien haben ihre Vor- und Nachteile. Wenn die Schmuckwerkstatt bereits über eine CNC-Fräsmaschine verfügt, werden die meisten Aufgaben für die Herstellung von Einzelexemplaren erledigt. Darüber hinaus - wenn nur einzelne Kopien erstellt werden und nicht sehr oft, dann gewinnt die Maschine hier an Geschwindigkeit.
Wenn es nicht erforderlich ist, die Produktion zu entwickeln, das Arbeitsvolumen und den Umsatz der Mittel zu erhöhen oder die Komplexität der Produkte zu erhöhen, ist ein 3D-Drucker nur eine zusätzliche finanzielle Belastung.
Mit zunehmendem Tempo und Arbeitsvolumen und der ständigen Einführung neuer Modelle werden die Vorteile eines 3D-Druckers sofort spürbar. In der Massenproduktion ist der Geschwindigkeitsunterschied erheblich. Der Drucker kann beim Rapid Prototyping und bei der Herstellung von Chargen von Rohlingen nicht überschätzt werden.
Wenn das Unternehmen beide Arten von Aufträgen erfüllt - sowohl Einzel- als auch Serienaufträge - ist es effizienter und wirtschaftlicher, beide Geräte für unterschiedliche Arten von Arbeiten zu haben, und sie ergänzen sich organisch.
Ausrüstung
Technologie: SLA
Arbeitskammer: 145 x 145 x 175 mm
Schichtdicke: 25-100 Mikrometer
Laserfokus: 140 Mikrometer
Strahlleistung: 250 mW
Preis:
320 000 reiben
Form 2 ist ein kompakter stereolithografischer 3D-Drucker, der problemlos auf Ihren Desktop passt.
Aufgrund seiner Genauigkeit (25-100 Mikrometer) ist es bei Kieferorthopäden und Juwelieren sehr beliebt, da es viele Produkte in einer Sitzung drucken kann.
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FormlabsJpEin Fotopolymer zum Drucken ausgebrannter Modelle kostet
46.000 Rubel pro 1-Liter-Patrone.
Technologie: MJM
Arbeitskammer: 295 x 211 x 142 mm
Auflösung: 800 x 900 x 790 dpi
Schichtdicke: 32 Mikrometer
Preis:
3.030.000 Rubel
Multi-Ink-Drucker von 3D Systems zum Drucken von Injektionsteilen mit VisiJet-Materialien und Funktionsteilen mit Kunststoff.
MJP ist stereolithografischen Druckern in seiner Kompaktheit unterlegen - es ist viel größer und kann nicht auf dem Desktop platziert werden. Dies wird jedoch durch die Druckgeschwindigkeit und einen größeren Arbeitsbereich ausgeglichen.
Technologie: MJM
Arbeitskammer: 298 x 183 x 203 mm
Auflösung: bis zu 750 x 750 x 1600 DPI
Schichtdicke ab: ab 16 Mikron
Druckgenauigkeit: 10-50 Mikrometer
Preis:
7 109 000 Rubel
ProJet 3600W Max ist eine erweiterte Version des ProJet 3500 CPX, eines speziellen 3D-Druckers zum Drucken von Injektionswachsen. Dies sind industrielle 3D-Drucker, die in der Produktion im Dauerbetrieb eingesetzt werden, mit einer großen Plattform und hoher Leistung. Die Drucker dieser Serie verwenden die Technologie der Multi-Jet-Modellierung (Multi Jet Modeling, MJM), die die Geschwindigkeit erhöht und die Verwendung von speziell dafür entwickelten VisiJet-Materialien ermöglicht.
Das darin verwendete neue
M3-Gusswachs ist äußerst langlebig: Modelle brechen nicht in die Hände, wenn sie von der Plattform gelöst oder versehentlich fallen gelassen werden, was bei Modellen des Vorgängers Hi Cast der Fall war.
Es kostet 95.263 Rubel für 1,7 kg
Flashforge Hunter - 3D-Drucker
Technologie: DLP (digitale Lichtverarbeitung)
Druckbereich: 120 × 67,5 × 150 mm
Schichtdicke: 25-50 Mikrometer (0,025 / 0,05 mm)
Auflösung: 62,5 μm (0,0625 mm)
Preis: ab
275 000 reiben
Hunter ist der neue DLP 3D-Drucker von Flashforge. DLP ist eine stereolithografische Technologie, bei der anstelle eines Lasers ein Projektor verwendet wird.
Diese Technologie hat ihre Vorteile: Der DLP-Druck ist schneller und kann in extrem kleinem Maßstab detaillierter sein. Andererseits besteht eine DLP-Projektion aus Pixeln. Wenn eine glattere Oberfläche benötigt wird, ist es besser, einen SLA-Drucker zu wählen, z. B. Form 2.
Flashforge Hunter DLP 3D ist mit der dritten Generation stereolithografischer Harze kompatibel, wodurch der Benutzer eine große Auswahl an Druckmaterialien erhält.
Der Drucker verwendet ein vom Hersteller entwickeltes DLP-Modul, dessen Spezifikationen speziell für den 3D-Druck optimiert wurden. Diese Komponente hat eine höhere lineare Genauigkeit als herkömmliches DLP für Heimvideoprojektoren.
Drucktechnologie: DLP, 405 nm
Maximale Druckgeschwindigkeit: 30 mm / Stunde
Maximale Druckfläche: 120 x 68 x 200 mm
Auflösung: 2560 x 1440 Pixel pro Ebene
Genauigkeit: 0,04 mm
Schichtdicke: 0,035-0,5 mm
Gewicht: 12 kg
Preis:
35 900 Rubel,
Version 1.3 ist auch für
24.900 S. erhältlich, der Unterschied zwischen ihnen kann
auf dem Link abgelesen werden.
Wanhao Duplicator 7 ist ein kostengünstiger Fotopolymerdrucker für Stereo-Lithografien. Die Nachteile dieses Modells sind geringe Stabilität, geringe Auflösung und Probleme mit der Wiederholbarkeit "out of the box".
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Sarah IE MonstahJede Instanz erfordert Zeit und Aufmerksamkeit des Besitzers, sorgfältige Abstimmung und manchmal Blinken, um ein klares Ergebnis zu erzielen.
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Simone RasettiObwohl jemand und das erste Mal es ziemlich gut ausfällt.
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Jin ShinaWanhao hat noch keine eigenen Harze zum Drucken ausgebrannter Modelle eingeführt, aber mit diesem Drucker kann jedes UV-härtbare Photopolymer mit einer Wellenlänge von 405 nm verwendet werden. Dies ist ein Standardmerkmal für sie. Zum Beispiel MadeSolid
Firecast oder PhotoCentric
Castable .
Für die Arbeit ist es unwahrscheinlich, dass er zu jemandem passt. Aber um zu experimentieren und Erfahrungen zu sammeln, ist dies angesichts des Preises die beste Wahl.
Ein Scanner ist erforderlich, wenn Sie eine digitale Kopie eines vorhandenen Produkts erstellen müssen, um es später zu duplizieren oder ein neues Produkt zu ändern und herzustellen.
Range Vision - Spektrum - 3D-Scanner
Auflösung: 0,072 mm
Kameraauflösung: 3,1 MP
Scannertechnologie: Optisch
Genauigkeit: bis zu 0,04 mm
Preis:
295.000 Rubel
RangeVision Spectrum verfügt über 3 Scanbereiche und Farbkameras mit einer Auflösung von 3,1 Megapixeln. Optionen mit Plattenspieler und Tragetasche sind erhältlich. Das Gerät wurde in Russland entwickelt und hergestellt - es ist möglich, in kurzer Zeit zusätzliches Zubehör zu bestellen.
Jedes aus Photopolymerharz bedruckte Produkt erfordert eine zusätzliche Belichtung - Hintergrundbeleuchtung. Dies kann bei hellem Sonnenlicht und allen UV-Lampen erfolgen. Für die Stabilität des Ergebnisses ist es jedoch ratsamer, einen Polymerisator zu verwenden.
XYZprinting - Härtungskammer - Polymerisation
Emissionsbereich: 385 nm
Leistung: 16 W.
Lademöglichkeiten: bis zu 1,5 kg
Belichtungszeit: 1-60 min
Diodenlebensdauer: 10.000 Stunden
Verschiebung: 180 mm Diagonale, 200 hoch
Gewicht: 4 kg
Preis:
24 900 Rubel
Die Polymerisationskammer XYZPrinting wird zur endgültigen Verarbeitung von Produkten verwendet, die mit einem stereolithografischen Drucker gedruckt wurden. Das Gerät ist einfach zu bedienen: Es reicht aus, die Produkte in die Kammer zu stellen, die Zeit und Intensität der Belichtung einzustellen und einige Minuten zu warten.
Die UV-Dioden der Kamera haben eine Lebensdauer von 10.000 Stunden, sodass sie zu einem nützlichen und langlebigen Werkzeug wird. Dank einer automatisch um 360 Grad drehbaren Innenspiegelwand ist das Produkt von allen Seiten gleichmäßig Strahlung ausgesetzt, was die Belichtungszeit verkürzt und die Verarbeitungsqualität verbessert.
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