W tym artykule przyjrzymy się bliżej mechanicznej obróbce powierzchni. Lynxter przetestował różne materiały, aby znaleźć odpowiednią kombinację drukowanego materiału i obróbki powierzchni.
Zestaw masek z nadrukiem TPU do obróbki strumieniowo-ściernej w przemyśle lotniczym i kosmicznym
PROCESY MECHANICZNEJ OBRÓBKI POWIERZCHNI – ŚRUTOWANIE, PIASKOWANIE, MIKROPIASKOWANIE
Istnieje wiele metod mechanicznej obróbki powierzchni, ale stosowane są głównie trzy z nich:
– Śrutowanie: Proces ten polega na wystrzeliwaniu śrutu metalowego, rodzaju małego ziarna, kulek lub cząstek metalu na powierzchnię przedmiotu w celu poprawy wyglądu zewnętrznego części. Ta obróbka powierzchni zapewnia kompresję trwałości (dodatkowa ochrona przed zmęczeniem, korozją, pękaniem), jednocześnie wzmacniając właściwości mechaniczne części na powierzchni. Są one również używane do czyszczenia części z wszelkich zanieczyszczeń (rdzy, kurzu, farby, powłok itp.).
– Piaskowanie: Proces ten polega na wystrzeliwaniu piasku z dużą prędkością na obiekt. Służy głównie do oczyszczania części z zanieczyszczeń lub śladów farby, a także nadaje szorstkość, która pozwala na lepszą przyczepność powłok lub farb wykonanych później.
– Mikrowydmuchiwanie: Podobnie jak śrutowanie, proces ten polega na wystrzeliwaniu szklanych lub ceramicznych mikrokul na obiekt. Pozwala to na oczyszczenie i usunięcie części, ale tym razem z większą delikatnością dostosowaną do delikatnych części i powierzchni.
W JAKI SPOSÓB DRUK 3D Z MIĘKKICH MATERIAŁÓW ZASPOKAJA POTRZEBY W ZAKRESIE OBRÓBKI POWIERZCHNI?
Firma LYNXTER chciała zbadać wydajność i korzyści płynące z produkcji addytywnej w zakresie obróbki końcowej obrabianych części.
Celem było wyprodukowanie 3 narzędzi maskujących, które idealnie pasowałyby do geometrii koła zębatego.
Projekt oprzyrządowania mógł zostać wykonany szybko przez 1 projektanta przemysłowego (około 2 godzin projektowania), a drukowanie 3 części mogło zostać uruchomione w czasie maskowania (około 8 godzin) na maszynie S600D i głowicy narzędziowej FIL21.
Do tej pory operatorzy wytwarzali te narzędzia poprzez konwencjonalne toczenie z prętów termoplastycznych (POM, typu Ertalon itp.). Wymaga to dedykowanych i wykwalifikowanych zasobów, a także posiadania materiału w magazynie. Ponadto proces ten nie pozwala na uzyskanie wszystkich typów geometrii.
W innych przypadkach muszą oni korzystać z usług podwykonawców z kilkutygodniowym czasem realizacji.
Integracja druku 3D upraszcza wdrożenie i skraca czas maskowania. To znacznie odciąża pracę operatora, która jest postrzegana jako trudna.
W ten sposób byliśmy w stanie opracować szybki system narzędziowy, który doskonale spełniał potrzeby.
Parametry procesu obróbki strumieniowo-ściernej:
– Rodzaj kulek: stal 0,4 mm
– Ciśnienie: 30 Psi – 2 bary
– Czas trwania: 10 sekund
– Średnia odległość między dyszą a częścią: 15 cm
Wszystkie te operacje są często ukierunkowane na określone obszary obiektu i wymagają narzędzi zaślepiających lub maskujących, aby oszczędzić obszary, które nie mają być poddane obróbce. Narzędzia te są zwykle wykonane z elastycznego materiału, który może dopasować się do zakrzywionych kształtów i absorbować uderzenia
Testy przeprowadzono przy ciśnieniu 60 Psi – 4 bary przez 1 minutę (ekstremalne parametry nigdy wcześniej nie stosowane) w celu sprawdzenia odporności TPU na ścieranie.
Wynik potwierdza zastosowanie TPU w tych procesach:
– Reakcja: powłoka TPU nie zareagowała na obróbkę.
– Stabilność: część nie poruszyła się podczas obróbki.
– Usuwanie: Części są łatwo usuwalne i nie pozostawiają śladów.
– Kompatybilność: Dopasowanie z osłanianym kołem zębatym.
Druk 3D z TPU i silikonu umożliwia teraz produkcję części maskujących, które doskonale nadają się do obróbki końcowej części metalowych.
Filament TPU to elastyczny, miękki i wytrzymały materiał do druku 3D. Oferuje wiele zalet dzięki swoim właściwościom technicznym:
– Dobre wydłużenie (od 300 do 580%)
– Twardość od 70 do 95 shA
– Dobra wytrzymałość na rozciąganie
– Dobra odporność na ścieranie
– Maksymalna temperatura pracy 80°C
Głowica drukująca FIL21 Direct Drive firmy Lynxter może drukować miękkimi filamentami, takimi jak TPU, TPE i TPC.
Niedrogi i łatwy w druku TPU jest doskonałym wyborem do drukowania części maskujących.
Element maskujący TPU Ø260 mm x H50 mm dla aeronautyki
Jednak procesy chemicznej obróbki końcowej lub wykańczania farbą mają inne ograniczenia: bardzo agresywne i żrące rozpuszczalniki, utwardzanie w wysokiej temperaturze itp. W takich przypadkach TPU nie jest odpowiednim kandydatem. Jednak silikon jest w stanie spełnić wszystkie te ograniczenia.
Bardzo niewielu producentów jest obecnie w stanie drukować materiały elastomerowe. A jeszcze mniej w procesach wytłaczania materiałów umożliwiających szybkie drukowanie i bezpośrednie użycie.
Lynxter jest pionierem w dziedzinie płynnego druku 3D i oferuje technologię druku 3D z silikonu. Dzięki profesjonalnym drukarkom 3D S600D i S300X oraz silikonowym głowicom narzędziowym LIQ11 i LIQ21, Lynxter oferuje możliwość produkcji części silikonowych o niższych twardościach. Podobnie jak TPU, silikon oferuje wiele zalet dzięki swoim właściwościom technicznym:
– Doskonałe wydłużenie (od 300% do 1000%)
– Dobra odporność chemiczna
– Odporność na temperaturę: do 260 °C.
– Twardość od 5 shA do 40 shA
Modułowa drukarka 3D S600D umożliwia drukowanie na tej samej maszynie miękkich lub płynnych materiałów o twardości od 5 Shore A do 95 shA, a także odpowiada na wiele zastosowań przemysłowych w zakresie maskowania.
Silikonowa drukarka 3D S300X może drukować silikon i poliuretan z rozpuszczalną podporą, a tym samym wytwarzać złożone kształty geometryczne.
Opracowywane są nowe materiały, aby rozszerzyć tę gamę materiałów i zapewnić nowe rozwiązanie maskujące w ekstremalnych warunkach.
