Kiirprototüüpimise tehnoloogia kasutab toormaterjalina vedelat valgustundlikku polümeeri (epoksüvaiku või/või akrüülvaiku jne) ning ultraviolettlaserskaneerimist, et moodustada kihiline tervik. Stereo litograafiaseade (SLA) on üks peamisi seadmeid kiireks prototüüpimistehnoloogia rakendamiseks. Sellel on kõrge tootmistäpsus ja tooraine kõrge kasutusmäär ning seda saab kasutada keeruka kujuga ülitäpsete üksuste valmistamiseks. See töö uurib SLA kiirprototüüpimise tehnoloogia rakendamist toatemperatuuril vulkaniseeritud silikoonkummist (RTV silikoonkummist) tihendite valmistamisel.
1 Tehniline põhimõte
SLA kiirprototüüpimine jaguneb kolmeks etapiks: eeltöötlus, kihiline virnastamine vaba vormimine ja järeltöötlus. Eeltöötlus on valmistoote CAD projekteerimine vastavalt kasutaja poolt antud joonistele või objektidele ehk ruumiline modelleerimine. Võimaluse korral saab teostada tegeliku objekti optilist skaneerimist või CT-skaneerimist, et saada otse valmistoote kolmemõõtmeline mudel ja seejärel väljastada kolmemõõtmeline mudel STL-vormingus. Fail (kolmnurkne plaastrifail) ja selle alusel kihi (paksus 0,05-0,5 mm) viilu töötlemine ja redigeerimise toetamine (sarnaselt töötlemisseadmete lisamisega, kuid tugi ja vorm moodustatakse samal ajal).
Kihiline virnastamine tasuta prototüüpimine on kiire prototüüpimise, sealhulgas lõikamise ja virnastamise tuum. Põhimõte on näidatud joonisel 1. Spetsiifiline protsess on järgmine: ultraviolettlaser skaneerib punkthaaval CAD disaini iga kihilist lõiku, nii et skaneeritud alal olev vaigu õhuke kiht läbib fotopolümerisatsioonireaktsiooni ning ristsidestab ja kõveneb; kui õhuke kiht on kõvenenud, liigub töölaud allapoole, vahetult enne. Asetage kõvastunud vaigu pinnale uus vedela vaigu kiht, samal ajal kui kaabits teostab horisontaalset edasi-tagasi liikumist, et hoida vedeliku taset, ning seejärel skannib ja kõveneb uus kiht; äsja kõvenenud vaigukiht on tugevalt seotud eelmise kõvenenud kihiga. Korrake seda, kuni keha on moodustunud. SLA kiirprototüüpimise tehnoloogiast saab valmistada vaiguvorme, mis sobivad väikesemahuliste ülitäpse toatemperatuuril (madala temperatuuriga) valukummitoodete tootmiseks.
2. Kasutamine RTV silikoonkummist tihendite valmistamisel
2.1 Vormi valmistamine:
2.1.1 CAD-disain
Esmalt kasutage kahjustatud kummitihendi ja paigaldusvõlli suuruse täpseks mõõtmiseks noonuse nihikut, sise- ja välisläbimõõdu mikromeetrit. Vastavalt kasutatud kummimaterjali elastsusele ja kokkutõmbumisele määrake tihendiava ja võlli vaheline interferents 0,15–0,2 mm.
Pärast tihendi uuringu ja kaardistamise lõpetamist viiakse läbi vormi CAD-projekteerimine. CAD-disaini põhimõte on ehitada vorm minimaalse koguse materjaliga. Laparoskoopilise kirurgiainstrumendi kummitihendi vormi CAD-mudel on näidatud joonistel 4 ja 5 (6 valamiseava otspinnad on jaotunud ühtlaselt kokkupanematu pinnana) ja vormiõõne seinapaksus on ainult 0,5 mm.
2.1.2 Vormimine
Pärast vormi CAD-kujunduse lõpetamist kantakse STL-vormingus 3D-mudeli fail SLA kiirprototüüpimismasinasse ja vormimiseks kasutatakse valgustundlikku vaiku SPR-3010 (valem on: bisfenool A epoksüvaik 83, etoksüleeritud heksaandiooldiakrülaat 17 , 1,4-metüültsükloheksaani divinüüleeter 4.8, diarüülheksafluoroarsenaat vääveltinasool 7.2, bensoe dimetüüleeter 4.8) veekindlus, keemiline vastupidavus, mõõtmete stabiilsus ja sitkus on hea, kõrge tugevus, lai temperatuuri- ja niiskusvahemik ning seda saab kasutada autoosade, lennukiosade ja meditsiiniseadmete tootmine.
Kasutage RPData andmetöötlustarkvara, et teha kindlaks, kas vormimudel asetatakse tasaselt töölauale nii, et värav on ülespoole, ja seejärel lõigatakse 3D-mudel kihtideks paksusega 0,2 mm, nii et kolmnurga plaastrifail teisendatakse 2D-ks. kiht. Tüki ülevaade. Selleks, et vältida vormi kõverdumist ja deformeerumist vormimisprotsessi ajal ning tagada vormi valmistamise stabiilsus, tuleb teostada ka mudeli kandekonstruktsioon. Pärast seda valmistati 10 vormimistöölauda vastavalt kahele vormi spetsifikatsioonile. Lõpuks käivitage tootmistarkvara RPBuild, st lülitage laser sisse ja nullige töövedeliku tase, teostage kihtide kaupa laserskaneerimine ning tahkumine ja virnastamine, et vormi tootmine lõpetada. Selle tihendusvormi SLA kiirprototüüpimise protsessi parameetrid on: vaigu temperatuur 30 ℃, laseri võimsus 160 mW, laseri lainepikkus 355 nm, valguse intensiivsus 1,9 x 100 000 cd, täite skaneerimise kiirus 2 200 mm. s-1, täitevektorite vahekaugus 0. 1mm. Vormivormi pestakse atsetooniga, et eemaldada rasv ja tugi, ning lõpuks kiiritatakse vormimisvormi ultraviolettlambi all 2 tundi, et ristsiduda ja kõveneda.
2.2 Tihendite valmistamine
Laparoskoopilise kirurgiainstrumendi tihendite valamiseks kasutatakse kahekomponentset lisavormimist RTV silikoonkummi. Komponendi A valem on: kerge otsaga polüdimetüülsiloksaan 100, valge tahm 6,3, pliioksiid 12,5, metüülsilikoonõli 6,3; komponendi B valem on: etüülsilikaat 119, tinadialküüldisulfaat 6.3. Pärast seda, kui komponendid A ja B on vahekorras 10:1 ühtlaselt segatud, valage segu aeglaselt anumasse, mis on asetatud 20 kiirprototüüpimise vormi (et vältida segu vaakumisel anumast üle voolamist, tuleb vaakumi kõrgus). anum on konstrueeritud nii, et see vastaks vormi kõrgusele 3–4 korda), segatud vedelik süstitakse vormi valamiseava kaudu õõnsusse. Seejärel asetati anum vaakumkasti ning segatud lahuses olevad õhu- ja niiskusmullid eemaldati vaakumastmel 8,5 × 10-6 Pa. Pärast õhutamist võtke konteiner vaakumkastist välja ja vulkaniseerige. seda elektriküttekastis 60°C juures 4 tundi. Lõpuks võetakse vulkaniseeritud toode ahjust välja, vormi õhuke kiht kooritakse käsitsi maha ja värava kumer osa poleeritakse kergelt liivapaberiga, et otspind oleks tasane ja sile, ning valmis tihend saadud. Pärast testimist vastab tihendi jõudlus nõuetele ja see võeti kohe kasutusele. Praktiline kasutamine näitab, et tihendi jõudlus on jõudnud originaaltarvikute tasemele.
newmaker.com
3 Järeldus
SLA kiirprototüüpimise tehnoloogia sobib väikesemahuliste ülitäpse ruumitemperatuuri (madala temperatuuri) valukummitoodete tootmiseks. Võrreldes traditsioonilise tehnoloogiaga lüheneb selle tootmistsükkel 60-70% ja tootmiskulud vähenevad.