Интегратор комплексных решений для аддитивного производства
Современное оборудование Солвер
  • Polyjet
  • Fortus
  • PolyJet
  • PolyJet в стоматологии
  • FDM материалы для жесткого тестирования
img

ПРИМЕНЕНИЕ

img

ПОРТФОЛИО

img

УСЛУГИ

Обзор

Вы можете создавать модели, размеры которых превышают размеры камеры печати 3D-принтера. Для этого потребуется выполнить технологическое членение детали на несколько составных частей, построить каждую в отдельности, а затем соединить все элементы воедино.

Соединение FDM деталей

Существует различные методы и материалы для соединения FDM-деталей. Основные факторы, которые следует учитывать при выборе метода соединения — это прочность шва и совместимость с каждым материалом FDM. Что касается данных о прочности, компания Stratasys провела лабораторные исследования в Техасском университете Эль-Пасо для измерения прочности на разрыв. Кроме того, учитывались другие критерии, включая время, затраты, сложность операций, конфигурацию детали и общую производительность. Однако общая геометрическая точность соединенных между собой частей зависит от многих факторов, например, от вязкости клеящего состава. Навыки технического специалиста, качество соединения и вид (площадь) контактных поверхностей также имеют большое значение.

В целях оказания помощи в выборе метода соединения, наиболее подходящего для ваших нужд, ниже приводится краткая оценка распространенных методов соединения деталей, выполненных из различных FDM материалов.

Клеящее вещество (эпоксидный клей)

Для соединения FDM-деталей, как правило, используется эпоксидный клей в два слоя. Компоненты эпоксидного клея смешиваются и наносятся распылителем, кисточкой или с помощью пропитки. Вязкость варьируется от легкой консистенции, похожей на герметик, до насыщенной, похожей на мастику, поэтому способы применения также будут различаться. После применения соединенные секции фиксируются или сжимаются, пока не высохнет эпоксидный клей.

Эпоксидные клеи обеспечивают очень хорошую механическую прочность и, как правило, демонстрируют отличную устойчивость к воздействию тепла и химических веществ. Время, требующееся для первичного схатывания, составляет от 20 до 70 минут, поэтому после состыковки частей изделия можно не спеша скорректировать прилегаемые поверхности. Высыхание при комнатной температуре может продолжаться несколько, а цикл полного отверждения составляет от одного до пяти дней. При отверждении с нагревом цикл может быть значительно ускорен.

Клеящее вещество (цианоакрилат)

Цианоакрилат часто называют суперклеем. Это быстро сохнущее клеящее вещество, которое просто наносится на склеиваемые поверхности, которые затем соединяются друг с другом. Склеивание происходит за несколько минут. Прочность на разрыв FDM-деталей на суперклее выше, чем прочность на разрыв клеящих веществ на основе эпоксидного клея. Однако его стойкость к температуре, химическим веществам и растворителям достаточно низкая. Поэтому склеивание деталей с использованием суперклея может отрицательно сказаться на эффективности использования FDM-деталей. Таким образом использование суперклея рекомендуется ограничить концептуальными моделями и прототипами и не распространять на функциональные прототипы или производственные детали.

Растворитель

Склеивание на основе растворителя основано на химической плавке пластика соединяемых поверхностей. Растворитель может наноситься на поверхности, которые затем прижимаются друг к другу. Также он может впрыскиваться в зазор уже соединенного узла. Растворитель на водной основе впитывается в поверхность детали, что усиливает прочность при ремонте и склейке. Можно использовать несколько растворителей, однако рекомендуемым продуктом является SAME STUFF от компании Micro-Mark. Этот метод обеспечивает склеивание, прочность которого превышает прочность многих клеящих веществ. Как и при использовании суперклея, процесс является простым, а склеивание происходит в считанные секунды. Растворитель можно наносить на труднодоступные участки, так как он впитывается в шов или трещину.

Преимущество при сравнении его с суперклеем и эпоксидным клеем заключается в том, что после испарения соединенная деталь содержит только FDM-материал. Хотя склеивание осуществляется за считанные секунды, деталям нужно дать затвердеть в течение не менее восьми часов. Кроме того, обратите внимание, что если деталь подвергается температурному воздействию выше 80 C, то может произойти вспучивание поверхности. Склеивание растворителем неприменимо при использовании материалов PPSF или ULTEM 9085. Эти FDM-материалы являются химоустойчивыми, поэтому их реакция на растворители очень слаба.

Сварка пластика горячим воздухом

Сварка пластика горячим воздухом очень схожа с ацетилено-кислородной сваркой металла. Однако при этом струя горячего воздуха замещает струю пламени, а волокно FDM-материала заменяет собой присадочный пруток. При склеивании деталей инструмент сварки горячим воздухом медленно ведется вдоль места соединения. Тепло плавит волокно, которое заполняет шов. Этот метод обеспечивает склеивание, прочность которого превышает прочность всех остальных методов. Он отличается быстротой и дешевизной.

Детали можно использовать по их назначению, как только они остынут. Так как материалом склеивания является небольшой объем FDM-пластика, то затраты при этом методе незначительны. Другим преимуществом использования FDM-материала в качестве связующего вещества является однородность материала. Соединение имеет те же свойства, что и основная деталь. Для достижения наилучших результатов сварку горячим воздухом не следует применять в местах с тонкими стенками. Кроме того, этот процесс требует некоторых навыков, поэтому результаты зависят от опыта и мастерства технического специалиста.

Ультразвуковая точечная сварка

Этот метод широко используется в производственных процессах при создании постоянного сцепления между пластиковыми деталями. Устройство для ультразвуковой точечной сварки использует звуковые волны для плавки отдельных областей соединяемых деталей. При наличии ручных аппаратов для ультразвуковой сварки этот метод можно также использовать для производства прототипов небольших объемов или в прямом цифровом производстве. По сравнению с другими методами соединения деталей данный метод характеризуется небольшим количеством недостатков, а то и их полным отсутствием (если не считать таковым необходимость приобретения установки для ультразвуковой сварки). Область сварки получается более прочной по сравнению с окружающим ее материалом, однако прочность на разрыв не такая высокая, если сравнивать со сваркой горячим воздухом. Облучатель и наконечник облучателя в ультразвуковом сварочном аппарате, как правило, взаимозаменяемы. Доступны разнообразные облучатели и сварочные наконечники, которые определяют толщину свариваемого материала, диаметр шва, а также тип создаваемого шва.

Так как на соединение не наносится дополнительный материал, точность детали и ее свойства практически не меняются. Это делает ультразвуковую сварку идеальной для использования в медицинских целях, где следует учитывать качество детали, а также приемлемость использования при контакте с тканями человеческого организма.

При необходимости обеспечения более высокой прочности ультразвуковую сварку можно использовать в сочетании с другими методами. Можно прихватить отдельные детали сваркой для фиксации их положения, а затем нанести клеящие вещества, растворители или другие адгезивы. Этот подход оказывается особенно полезным для громоздких или неудобных в исполнении узлов. Ультразвуковая сварка является быстрым и очень дешевым методом. После завершения сварки деталь можно незамедлительно использовать по ее назначению. Поскольку расходные материалы в данном методе отсутствуют, единственными затратами являются только прямые затраты труда.

Механические соединители

Хотя этот подход представляет собой метод соединения, а не склеивания, он также может стать эффективной альтернативой вышеприведенным методам. Для соединения FDM-деталей существует большое количество методов механического соединения и доступного для этого оборудования. Одним уникальным подходом механического соединения деталей является вставка закладных элементов в FDM-деталь во время ее печати.

Соединение деталей PolyJet

Возможности имитации многокомпонентного литья Objet значительно снизили потребность в формировании макетов в натуральную величину путем склеивания разных по свойствам деталей. Однако в некоторых случаях склеивание необходимо для создания деталей, размеры которых превышают модельный лоток, а также при необходимости объединения деталей, напечатанных на 3D-принтере, с другими компонентами. К счастью детали, напечатанные на 3D-принтере на основе фотополимеров PolyJet, могут быть быстро и без труда склеены вместе с помощью простого и дешевого бытового клея.

Крупные детали могут быть разделены на несколько частей при помощи программного обеспечения для последующей 3D-печати, что обеспечит высокую точность последующего соединения. Детали можно соединять с помощью мгновенно схватывающегося клея. Можно также использовать клей с активатором для контроля времени склеивания и обеспечения возможности коррекции положения склеиваемых деталей.

При печати крупных деталей можно разделить модель на несколько деталей, а затем склеить их вместе воедино. В этих целях можно использовать общее или специализированное программное обеспечение CAD.

При склеивании деталей воедино важно учитывать следующие факторы:

Программное обеспечение Magics от компании Materialise обеспечивает простой, интуитивно понятный способ членения крупных деталей на части. При использовании Magics рекомендуется придерживаться приведенной ниже последовательности действий:

  1. Настройте окна вашей CAD системы таким образом, чтобы четко видеть все основные стороны детали (вид спереди, вид сзади, вид слева и т.д.). Таким образом можно точно оценить, где следует проводить линию разреза.
  2. Нарисуйте линию разреза. Рекомендуется начать за пределами детали и закончить точкой на другой стороне детали, создав тем самым прямую линию, пересекающую деталь.
  3. Можно выбрать разрез по треугольнику (подходит больше всего для склеенных деталей), по квадрату (для форм), сходный с разрезом ножовкой или любой разрез произвольной формы. Можно также управлять размером и типом разреза.
  4. Убедитесь, что между разрезаемыми деталями будет достаточно места для клея и будет обеспечено сохранение в итоговой детали всех необходимых размерных свойств. Обратите внимание, что значение допуска варьируется в зависимости от типа используемого клея. Рекомендованным значением по умолчанию является 0,1 мм. После выполнения разреза создаются два отдельных STL-файла, готовые к печати.

Подготовка деталей Polyjet перед склеиванием

Перед склеиванием деталей рекомендуется придерживаться приведенной ниже последовательности действий:

  1. После печати деталей очистите их от материала поддержки водяной струей.
  2. После очистки деталей погрузите их в 2-процентный раствор NaOH на 20-40 минут. Это приведет к удалению всех остатков вспомогательного материала.
  3. Снова промойте детали водой.
  4. Высушите детали на открытом воздухе или воспользуйтесь сжатым воздухом для ускорения сушки.

Рекомендуемые типы клеев и активаторов

Типы клея, которые чаще всего используются экспертами PolyJet — это суперклеи (также известные как цианоакрилаты). По сути цианоакрилат является акриловой смолой, которая быстро полимеризуется в присутствии воды (а именно гидроксид-ионов). Как правило, ALTECO- ACE-D используется вместе с активатором (ускорителем) для управления временем склеивания. После чего детали можно зашлифовать, тем самым удаляя излишки клея.

Чтобы обеспечить мгновенное склеивание, необходимо нанести клей на нужную поверхность, а затем распылить активатор.

Дополнительные сведения о клеях и активаторах можно найти по следующим ссылкам:

Прочие типы клея

Жесткие детали:

Гибкие детали:

Документ в формате Adobe PDF Руководство по применению (En)

Документ в формате Adobe PDF Техническое руководство (En)

Документ в формате Adobe PDF История успеха KOR EcoLogic (En)


Предыдущая страница