फाउंड्री के लिए 3 डी तकनीक: एक हफ्ते में ढलाई के लिए मोल्ड कैसे बनाया जाए

फाउंड्री प्रोसेस चेन में एकीकृत 3 डी तकनीक कंपनी को वास्तविक लाभ प्रदान करती है। 3D स्कैनिंग और 3D प्रिंटिंग के सभी लाभ कैसे दिखाएं? सबसे स्पष्ट है कि additive तरीकों का उपयोग करके खरोंच से एक हिस्सा बनाने की प्रक्रिया का प्रदर्शन करना और पारंपरिक प्रौद्योगिकियों के साथ तुलना करना। इसके लिए, हमने PaQ Chadushkin की ओर रुख किया, जो कि iQB Technologies RP-Center के उत्पादन क्षेत्र के एक प्रमुख विशेषज्ञ थे।

- तो, ​​हमारा काम एक वास्तविक उत्पाद के बाद की कास्टिंग के लिए एक डिजिटल मॉडल के आधार पर एक संदर्भ भाग बनाना है। यदि हम 3D तकनीक का उपयोग करते हैं तो यह प्रक्रिया कैसे शुरू होती है?

- सबसे पहले, हमें मूल उत्पाद की आवश्यकता है, जिसे स्कैन करने की आवश्यकता है, और फिर रिवर्स इंजीनियरिंग (रिवर्स इंजीनियरिंग)। बेशक, यह नया होना चाहिए, इसका उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, ताकि भाग पर कोई पहनने न हो। हम मूल्यांकन करते हैं कि इसकी ज्यामिति कितनी जटिल है और फिर केवल एक प्रश्न पूछें: सटीकता सहिष्णुता क्या होनी चाहिए? उपस्थिति में यह समझना पहले से ही संभव है कि यह हिस्सा कैसे उत्पन्न होता है। अक्सर यह कास्टिंग (सटीक या जमीन में), खराद पर मिलिंग या निर्माण होता है। इन उत्पादन विधियों में से प्रत्येक की अपनी सहिष्णुता है।

हमारे पास उत्पादन तकनीक और सहिष्णुता का विचार होने के बाद, हम उपकरण का चयन करते हैं, अर्थात हमें आवश्यक सटीकता मापदंडों के साथ एक 3 डी स्कैनर और उत्पाद को डिजिटल बनाना। उदाहरण के लिए, एक Creafrom HandyScan 700 हैंडहेल्ड स्कैनर या एक स्थिर सॉलिक्सिक्स C500 । इस तरह के मेट्रोलॉजिकल क्लास डिवाइस पहले ही उत्पादन उद्यमों में खुद को साबित कर चुके हैं। 3 डी मॉडल प्राप्त करने के बाद, हम इसे जियोमजिक डिजाइन एक्स सॉफ्टवेयर में स्थानांतरित करते हैं, जो आपको ज्यामिति नियंत्रण और रिवर्स इंजीनियरिंग करने के लिए 3 डी स्कैनिंग डेटा को जल्दी और आसानी से संसाधित करने की अनुमति देता है। फिर एक इंजीनियर काम से जुड़ा हुआ है, जो स्कैनिंग के परिणामों के अनुसार, इस हिस्से की रूपरेखा तैयार करता है और एक ठोस-राज्य मॉडल बनाता है।
ड्राइंग की प्रक्रिया में, इंजीनियर ठोस मॉडल से विभिन्न उत्पाद दोषों को समाप्त करता है। यहां इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि बिल्कुल किसी भी उत्पाद में विनिर्माण विकृतियां हैं। वे विभिन्न कारकों के कारण हो सकते हैं - उदाहरण के लिए, अनुचित रूप से चयनित सामग्री, जटिल आकार, परिवहन के दौरान विरूपण, पहना हुआ उपकरण जिसके साथ उत्पाद बनाया गया था।

किसी भी मामले में, चाहे हम 3 डी स्कैनिंग के लिए कोई भी वस्तु लें, इसमें मानक से दोष और विचलन होंगे, और हमारा कार्य यह बहुत मानक बनाना है। यदि भाग गोल है, तो हम निश्चित रूप से कह सकते हैं कि इसमें छेद गोल नहीं होगा, बल्कि दीर्घवृत्त होगा। तदनुसार, सॉफ्टवेयर का उपयोग करने वाला एक इंजीनियर इस दीर्घवृत्त को समाप्त करता है और नियमित आकार का एक चक्र बनाता है। इस तरह, ज्यामिति के प्रत्येक तत्व को रेखांकित करते हुए, हम सभी दोषों को ठीक करते हैं। जब भाग पूरी तरह से उल्लिखित होता है, तो हमें एक ठोस शरीर मिलता है जिसे उत्पादन में डाला जा सकता है।



गैस overpressure राहत वाल्व कास्टिंग (कटौती)

- हमें एक सीएडी मॉडल मिला। अब आपको यह निर्धारित करने की आवश्यकता है कि उत्पाद का उत्पादन कैसे किया जाए।

- पारंपरिक तरीके से सीएनसी मशीन पर मोम के मॉडल की ढलाई के लिए उपकरणों की तैयारी है। इस मामले में, मॉडल को मशीन के अनुकूल होना चाहिए, अपनी सहिष्णुता, पूर्वाग्रह, गोलाई के साथ - यह सब उन उपकरणों और उपकरणों पर निर्भर करता है जिनके साथ भाग का उत्पादन किया जाएगा।

लेकिन अब एक दूसरा तरीका है - 3 डी प्रिंटिंग, जो छोटी श्रृंखला के प्रोटोटाइप और निर्माण के लिए एक आदर्श समाधान है।
योगात्मक प्रौद्योगिकियों का मुख्य लाभ पारंपरिक तरीकों से उत्पादित नहीं किए जा सकने वाले सबसे जटिल रूप (सबसे छोटे विवरण सहित) के उत्पादों को बनाने की क्षमता है। इसके अलावा, जब आप मुद्रण शुरू करते हैं, तो आपको ज्यामिति की जटिलता पर विचार करने की आवश्यकता नहीं होती है। यह धातु और प्लास्टिक कास्टिंग द्वारा उत्पादों के उत्पादन के लिए विशेष रूप से सच है।

यदि उत्पाद का एक सरल रूप है, तो इसे सीएनसी मशीन पर उत्पादित करना अक्सर अधिक उचित होता है। यदि ज्यामिति जटिल है, तो 3 डी प्रिंटिंग सबसे अच्छा विकल्प है।

जब हमें एक से अधिक कार्यशील प्रोटोटाइप की आवश्यकता होती है, लेकिन एक छोटी श्रृंखला - 10 से 1000 उत्पादों, सिलिकॉन कास्टिंग या दो-घटक कास्टिंग का उपयोग किया जाता है। ऐसा करने के लिए, आपको एक मास्टर मॉडल प्राप्त करने की आवश्यकता है - मानक जिसके द्वारा एक सिलिकॉन मोल्ड बनाया जाएगा, जिसमें प्लास्टिक या मोम तब डाला जाता है।

- हमने पाया कि 3 डी प्रिंटिंग धातु और प्लास्टिक कास्टिंग का उपयोग करके उत्पादों के उत्पादन में एक अनिवार्य समाधान है। क्या आप एक विशिष्ट भाग बनाने का एक उदाहरण दे सकते हैं?

- प्लास्टिक से बने साधारण फोन का ही मामला लें। सबसे पहले, यह दो हिस्सों में विभाजित है, निचले और ऊपरी। हिस्सों में से एक का उत्पादन करने के लिए, एक मैट्रिक्स और एक पंच बनाना आवश्यक है - यह दबाव में प्लास्टिक को ढालना के लिए एक उपकरण है। धातु का रूप, दो हिस्सों से मिलकर बनता है, बंद हो जाता है, फिर प्लास्टिक को दबाव में खिलाया जाता है, जो उत्पाद की आंतरिक ज्यामिति का रूप ले लेता है।
पारंपरिक उत्पादन में, प्रत्येक आधे का बाहरी और आंतरिक आकार एक सीएनसी मशीन पर तैयार किया जाता है। लेकिन अगर हमारे पास एक 3 डी प्रिंटर है , तो हम तुरंत तैयार उत्पाद को एक पूरे के रूप में प्रिंट करते हैं, धातु के उपकरण बनाने की कोई आवश्यकता नहीं है। न केवल इसे लंबे समय तक निर्मित किया जाएगा, यह दस टुकड़ों के संचलन के लिए फ़बाउली महंगा होगा। इस प्रकार, 3 डी प्रिंटिंग के लाभ स्पष्ट हैं - टूलिंग प्राप्त करने के लिए मिलिंग की कोई आवश्यकता नहीं है।

टेलीफोन एक बड़े पैमाने पर उत्पादित उत्पाद है, और यह दस के बारे में नहीं है, बल्कि हजारों उत्पादों के बारे में है। बस इस मामले में, आपको एक मैट्रिक्स और एक पंच और एक बड़े परिसंचरण की निरंतर मुद्रांकन की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, यदि आपको डिज़ाइन में कुछ छोटे बदलाव करने की आवश्यकता है, तो हम सीएडी मॉडल को जल्दी से ठीक कर सकते हैं, तुरंत प्रोटोटाइप को प्रिंट कर सकते हैं और इसे संग्रह के लिए जांच सकते हैं, देखें कि क्या हमने ज्यामिति को सही तरीके से विकसित किया है।

- 3 डी प्रिंटर का उपयोग करते हुए कास्टिंग के लिए खोई हुई मोम और जले हुए मास्टर मॉडल बनाते समय, क्रमशः मोम (और एमजेपी प्रिंटिंग टेक्नोलॉजी, क्विककैस्ट कास्टिंग टेक्नोलॉजी) मोम और फोटोपोलिमर का उपयोग किया जाता है। इन सामग्रियों का उपयोग करने वाली उत्पादन श्रृंखला क्या दिखती है और उनके अंतर क्या हैं?

- 3 डी प्रिंटर पर प्रिंट किए गए मोम के मोम और जले हुए फोटोपॉलिमर मॉडल के उपयोग में एक ही मैकेनिक्स है, एक्शन के एल्गोरिदम थोड़ा अलग हैं।

हमारे पास एक मुद्रित मोम मॉडल है। हम इसके लिए एक क्रस्ट बनाते हैं (यानी, जिस रूप में धातु डाली जाती है), इसे कम से कम 6-8 मिमी की मोटाई के साथ बारीक विभाजित पाउडर के साथ कोटिंग करें। सामग्री का प्रकार और परत की मोटाई न केवल उत्पाद की ज्यामिति और आयाम की जटिलता पर निर्भर करती है, बल्कि उस धातु पर भी होती है जिसे भविष्य के आकार में डाला जाएगा। फिर भाग को भट्ठी में रखा गया है। भट्टी में, मोम को गलाना होता है, और पपड़ी अपने आप कठोर हो जाती है, और हमें धातु ढलाई के लिए एक ठोस सांचा मिल जाता है।



3 डी प्रिंटर पर मुद्रित वैक्स और फोटोपॉलीमर बायपास वाल्व मॉडल

जला हुआ एकाधिकार के रूप में, हम उत्पाद को भट्ठी में भी डालते हैं, लेकिन यदि मोम + 200 ° C के तापमान पर पिघलाया जाता है, तो photopolymer + 950 ° C पर। क्रस्ट भी कठोर हो जाता है, और जिस सामग्री से मॉडल बनाया गया था वह जल गया है।

अगला, एक गर्म धातु को परिणामी रूप में डाला जाता है - यह एल्यूमीनियम, और टाइटेनियम और यहां तक ​​कि मैग्नीशियम भी हो सकता है। मोल्ड ठंडा हो जाता है, जिसके बाद एक हथौड़ा या वाइब्रेटर के साथ पपड़ी टूट जाती है, और हमें एक कास्ट मिलता है।

अगला कदम मशीनिंग है। इसमें भाग की सतह को चिकना बनाने में शामिल है - उन स्प्रूसों को काटें जिनके साथ धातु डाली गई थी, उन्हें पीस लें, और उत्पाद की अत्यधिक खुरदरापन को हटा दें। इस स्तर पर, हमें छेद या फिट फास्टनरों को भी ड्रिल करने की आवश्यकता हो सकती है - इसके लिए हम उत्पाद के अंतिम प्रसंस्करण के लिए सीएनसी मशीनों का उपयोग इसके अंतिम संस्करण (पीस, सैंडब्लास्टिंग, ड्रिलिंग, आदि) के लिए करते हैं।

- मोम या फोटोपॉलिमर की पसंद क्या निर्धारित करती है?

"वैक्सिंग मशीन अपेक्षाकृत सस्ती हैं, और उपभोग्य महंगे हैं।" फोटोपॉलिमर 3 डी प्रिंटर के साथ, स्थिति उलट है। फोटोपोलर के साथ तुलना में, मोम एक नाजुक सामग्री है, यह इसकी खामी है। लेकिन आज के लिए, मोम 3 डी प्रिंटिंग सबसे सटीक और चिकनी सतह प्रदान करता है। इसके अलावा, रूस में सभी ढलाई के लिए मोम की ढलाई पारंपरिक है। तदनुसार, फोटोपॉलीमर उपयुक्त है जहां बड़े मॉडल की आवश्यकता होती है, और स्थायित्व और विस्तार कम महत्वपूर्ण हैं। उपयोगकर्ता को यह चुनना होगा कि वह किन संस्करणों के आधार पर प्रिंट करेगा, कितनी बार वह प्रोटोटाइप में बदल जाएगा।

तो, रूस सहित दुनिया भर की फाउंड्रीज, 3 डी सिस्टम से पेशेवर 3 डी प्रिंटर का उपयोग कर रही हैं, जो एडिटिव प्लांट्स की प्रमुख वैश्विक निर्माता हैं। इसी समय, कई कंपनियों के पास अपने स्वयं के 3 डी उपकरण बेड़े हैं, जबकि अन्य ठेकेदारों से 3 डी प्रिंटिंग सेवाओं का आदेश देते हैं।

- हमने 3 डी प्रिंटर और 3 डी स्कैनर का उपयोग करना कैसे और किन मामलों में फायदेमंद है, इसकी विस्तार से जांच की। संक्षेप में: योगात्मक प्रौद्योगिकियों को शुरू करने के लिए फाउंड्री की आवश्यकता क्यों है?

- प्रोटोटाइप और छोटे परिसंचरण के भागों के निर्माण में उत्पादन समय को कम करने के लिए। हम समय और पैसा दोनों बचाते हैं।

आइए पारंपरिक प्रक्रिया को एडिटिव के साथ तुलना करने के लिए वापस जाएं। पहले मामले में, यह इस तरह दिखता है:

1. डिजाइनर हिस्सा विकसित करता है, फिर अपने विकास को इंजीनियर में स्थानांतरित करता है।
2. इंजीनियर इसे टेक्नोलॉजिस्ट के साथ मिलकर प्रोडक्शन मेथडोलॉजी में एडाप्ट करता है।
3. आगे अनुकूलन में मैट्रिक्स और पंच के भविष्य के आकार की एक ड्राइंग बनाने या एक ड्राइंग बनाने के लिए होता है जिसके अनुसार भाग को एक मिलिंग मशीन पर चालू किया जाएगा।
4. फिर, एक मैट्रिक्स और एक पंच मशीन पर बनाया जाता है और उत्पादन के लिए दिया जाता है।

तो, जिस पल से डिजाइनर इंजीनियर को तैयार परियोजना देता है, और जब तक उस उत्पाद को ढालना प्राप्त नहीं होगा, तब तक छह महीने से एक वर्ष तक का समय लगता है। और उदाहरण के लिए, छह महीने, दस प्रोटोटाइप बनाए गए थे, वे डिजाइनर को दिए गए थे, उन्होंने इन धातु डिस्क पर कोशिश की, और वे सीटों के साथ मेल नहीं खाते। वह समझता है कि वे संयोग क्यों नहीं करते, इस मॉडल को अंतिम रूप देते हैं, और फिर चक्र दोहराता है। अगली फिटिंग से पहले कम से कम छह महीने लगते हैं।

3 डी प्रिंटर का उपयोग करते हुए, डिजाइनर वास्तव में एक बटन के प्रेस के साथ प्रिंट करने के लिए अपने उत्पाद को भेजता है और इसे तुरंत कास्टिंग के लिए उत्पादन के लिए देता है। अवधि एक वर्ष या छह महीने से अधिकतम सप्ताह तक कम हो जाती है। यह सबसे महत्वपूर्ण लाभ है। इसके अलावा, हम नए नए साँचे के निर्माण पर महत्वपूर्ण धन बचाते हैं। और अंत में, हम किसी भी जटिलता के ज्यामिति के साथ उत्पाद बनाने में सक्षम हैं और यदि आवश्यक हो, तो सॉफ्टवेयर में डिजाइन को जल्दी से अनुकूलित करें ।