Drukarka_3D.pdf

(786 KB) Pobierz
jak to dziala k.qxd
jak to dział a
dzenia modelu detalu, który mamy zamiar wypro-
dukowaæ. Je¿eli chodzi o stosunkowo proste
kszta³ty maszynowe, doœæ ³atwo mo¿na wykonaæ mo-
del z dowolnego materia³u, daj¹cego siê ³atwo obra-
biaæ, takiego jak: drewno, ¿ywice epoksydowe, ró¿ne
masy plastyczne z modelin¹ w³¹cznie. Problem kompli-
kuje siê, gdy w grê wchodz¹ du¿e wymagania dok³ad-
noœciowe. Nale¿y uwzglêdniæ skurcz odlewniczy i ró¿-
ne inne zjawiska, bêd¹ce skutkiem stygniêcia roztopio-
nego metalu, a powoduj¹ce b³êdy kszta³tu. Po próbie
odlewania czêsto trzeba wielokrotnie poprawiaæ model,
a czasem wykonaæ go na nowo, uwzglêdniaj¹c wyniki
wstêpnych prób.
opartych o tê sam¹ zasadê komputerowego sterowania
organem roboczym, doœæ bêdzie wymieniæ te najbar-
dziej rozpowszechnionych. S¹ to wiêc:
– najstarsze – plotery do wykreœlania rysunków tech-
nicznych,
– urz¹dzenie do laserowego wycinania z³o¿onych
kszta³tów z arkuszy blach,
– podobne urz¹dzenie, ale uzbrojone w palnik acetyle-
nowo-tlenowy,
– kolejne urz¹dzenia; ale wycinaj¹ce strumieniem wo-
dy, podawanej pod ciœnieniem ok. 200 MPa, z zawie-
sin¹ proszku œciernego; technika „Hydrojet”,
– frezarki i tokarki 2D i 3D i inne.
Drukarka 3D
Kazimierz Topr
1
Budowa drukarki 3D
odsysanie
par parafiny
serwomechanizmy napêdu
ruchów roboczych dysz
dysza parafiny ochronnej
dysza parafiny modelowej
34
Na tle tych trudnoœci, a tak¿e w zwi¹zku z opa-
nowan¹ ju¿ technik¹ „prowadzenia czegokolwiek” pod
komend¹ programu komputerowego, ponad 20–25 lat
temu pojawi³a siê technologia Rapid Prototyping.
Pojawienie siê tej technologii jest typowym przy-
k³adem rozwijania siê i rozga³êziania technik, w zasa-
dzie identycznych, jeœli idzie o zasadê dzia³ania, a ró¿-
ni¹cych siê jedynie moc¹, wielkoœci¹ i rodzajem narzê-
dzi prowadzonych. Z ca³ego szeregu ró¿nych urz¹dzeñ,
Urz¹dzenia z grupy Rapid Prototyping tworz¹
model lub prototyp detalu, formuj¹c go z tworzywa fi-
nalnego (np. z metalu) lub z wosku odlewniczego.
Du¿¹ grupê stanowi¹ tzw. „drukarki 3D”, mode-
luj¹ce z wosku kszta³t przysz³ego odlewu.
Nieco marginalnym, ale bardzo efektownym za-
stosowaniem tej techniki jest tworzenie modeli jubiler-
skich: pierœcionków, kolczyków itp., których kszta³ty
przyprawiaj¹ „normalnego” z³otnika o ból g³owy!
W ykonanie jakiegokolwiek odlewu wymaga sporz¹-
15900587.140.png 15900587.151.png
 
15900587.172.png
 
15900587.007.png
 
15900587.024.png
 
15900587.040.png 15900587.048.png 15900587.054.png 15900587.060.png 15900587.066.png 15900587.072.png 15900587.078.png 15900587.084.png 15900587.091.png 15900587.098.png 15900587.109.png 15900587.112.png 15900587.113.png 15900587.114.png 15900587.115.png 15900587.116.png 15900587.117.png 15900587.118.png 15900587.119.png 15900587.120.png 15900587.121.png 15900587.122.png 15900587.123.png 15900587.124.png 15900587.125.png 15900587.126.png 15900587.127.png 15900587.128.png 15900587.129.png 15900587.130.png
 
15900587.131.png
 
15900587.132.png
 
15900587.133.png
 
15900587.134.png 15900587.135.png
 
15900587.136.png
 
15900587.137.png 15900587.138.png 15900587.139.png 15900587.141.png 15900587.142.png 15900587.143.png 15900587.144.png 15900587.145.png 15900587.146.png 15900587.147.png 15900587.148.png 15900587.149.png 15900587.150.png 15900587.152.png 15900587.153.png 15900587.154.png 15900587.155.png 15900587.156.png 15900587.157.png 15900587.158.png 15900587.159.png 15900587.160.png 15900587.161.png 15900587.162.png 15900587.163.png 15900587.164.png 15900587.165.png 15900587.166.png 15900587.167.png 15900587.168.png 15900587.169.png 15900587.170.png 15900587.171.png 15900587.173.png 15900587.174.png 15900587.175.png 15900587.176.png 15900587.177.png 15900587.178.png 15900587.179.png 15900587.180.png 15900587.181.png 15900587.182.png 15900587.001.png 15900587.002.png 15900587.003.png
 
15900587.004.png
 
15900587.005.png
 
15900587.006.png
 
15900587.008.png 15900587.009.png 15900587.010.png 15900587.011.png 15900587.012.png 15900587.013.png 15900587.014.png
 
15900587.015.png
 
15900587.016.png 15900587.017.png 15900587.018.png 15900587.019.png 15900587.020.png
 
15900587.021.png
 
15900587.022.png 15900587.023.png 15900587.025.png 15900587.026.png 15900587.027.png
 
15900587.028.png
 
15900587.029.png 15900587.030.png 15900587.031.png 15900587.032.png 15900587.033.png
 
15900587.034.png
 
15900587.035.png 15900587.036.png 15900587.037.png 15900587.038.png
 
15900587.039.png
 
15900587.041.png 15900587.042.png 15900587.043.png
 
15900587.044.png 15900587.045.png 15900587.046.png 15900587.047.png
 
15900587.049.png
 
15900587.050.png
 
15900587.051.png
 
15900587.052.png
 
15900587.053.png
 
15900587.055.png
 
15900587.056.png
 
15900587.057.png
 
15900587.058.png
 
15900587.059.png
 
15900587.061.png
 
15900587.062.png
 
15900587.063.png
 
15900587.064.png
 
15900587.065.png
 
15900587.067.png
 
15900587.068.png
 
15900587.069.png
 
15900587.070.png
 
15900587.071.png
 
15900587.073.png
 
15900587.074.png
 
15900587.075.png
 
15900587.076.png
 
15900587.077.png
 
15900587.079.png
 
15900587.080.png
 
15900587.081.png
 
15900587.082.png
 
15900587.083.png
 
15900587.085.png
 
15900587.086.png 15900587.087.png
 
15900587.088.png
 
15900587.089.png
 
15900587.090.png
 
15900587.092.png
 
15900587.093.png
 
15900587.094.png
 
15900587.095.png 15900587.096.png 15900587.097.png 15900587.099.png 15900587.100.png 15900587.101.png 15900587.102.png 15900587.103.png 15900587.104.png 15900587.105.png 15900587.106.png
Jak dzia³a taka drukarka? Bardzo prosto! Wyo-
braŸmy sobie zwyk³¹ drukarkê atramentow¹, która dru-
kuje wielokrotnie w tym samym miejscu np. literê A.
Oczywiœcie powstanie nawarstwienie atramentu.
A gdyby zamiast atramentu u¿yæ substancji, daj¹cej
pewn¹ gruboœæ warstwy, np. 0,02 mm i po ka¿dym wy-
drukowaniu obni¿aæ stolik urz¹dzenia o te 0,02? To co?
No w³aœnie to jest to! T¹ substancj¹ jest stearyna,
o specjalnych w³aœciwoœciach i doœæ wysokiej tempe-
raturze topnienia. Ca³oœæ urz¹dzenia ( ) zewnêtrznie
przypomina zwyk³¹ drukarkê, mo¿e nieco wiêksz¹. Ste-
aryna podawana jest dwoma dyszkami: jedna w kolo-
rze niebieskim – to jest w³aœciwy model, a druga w ko-
lorze czerwonym – warstwa ochronna ( ) . Ochrona
modelu – niebieskiego – jest konieczna z uwagi na na-
stêpuj¹ce po ka¿dej warstwie wyg³adzanie ostrym no-
¿em, co mog³oby uszkodziæ delikatn¹ strukturê kszta³tu
szczególnie finezyjnego.
2
1
2
Obie te ste-
aryny ró¿ni¹ siê
w³aœciwoœciami:
tê ró¿ow¹ po wy-
konaniu ca³ego
modelu rozpusz-
cza siê i wyp³uku-
je z zakamarków
modelu za pomo-
c¹ specjalnych
rozpuszczalników,
po czym pozostaje
niebieski model,
czêsto tak delikat-
ny, ¿e proste
wziêcie go do rêki
ju¿ jest niebez-
pieczne!
Jak to wszystko tak po kolei dzia³a? WyobraŸmy
sobie, ¿e do jubilera przychodzi klient i próbuje mu wy-
jaœniæ i narysowaæ, jaki to mianowicie pierœcionek
chcia³by zamówiæ. Na podstawie tej rozmowy i szki-
ców odrêcznych, projektant, pracuj¹cy oczywiœcie w je-
dnym ze znanych programów 3D (Solid Works, Rhinoce-
Trjwymiarowy pro-
jekt pierścionka
35
3
15900587.107.png 15900587.108.png
4
Modele odlewnicze wykonane opisywaną metodą
ros, Katia, Matrix itp.), wykonuje projekt komputerowy
zamawianej bi¿uterii np: – pierœcionek. Nawet po-
bie¿ny rzut oka na te rysunki wystarczy, ¿eby sobie
uzmys³owiæ absolutn¹ niemo¿liwoœæ wykonania mode-
lu woskowego dla takich detali w technologii rêcznej.
Zwraca uwagê delikatnoœæ kszta³tów i gabaryty. Pier-
œcionek ma kasetony wewn¹trz po to, ¿eby palec siê
nie poci³, a tak¿e, ¿eby jego ciê¿ar nie by³ nadmiernie
du¿y: to w koñcu z³oto!
Narysowany przez projektanta detal mo¿na wy-
koñczyæ, nadaæ mu postaæ niemal zdjêcia gotowego
wyrobu. Mo¿na te¿ okreœliæ ciê¿ar, a co za tym idzie,
doœæ dok³adnie obliczyæ cenê. Jeœli klient akceptuje
projekt, wtedy rusza drukarka 3D i wykonuje model
woskowy. Przyk³ady podobnych modeli ilustruje .
Poniewa¿ drukarka nak³ada warstwê po war-
stwie, model ma charakter „jaskó³czego gniazda”. Pre-
cyzja jego wykonania zale¿y od tego, na jak¹ gruboœæ
warstwy nastawimy
urz¹dzenie. Drukarka pre-
zentowana na zdjêciach
mo¿e nak³adaæ wosk
warstwami o gruboœci
minimum 12,7 µm lub
maksimum 76,2 µm. De-
cyzja: kiedy jakiej grubo-
œci u¿yæ, zale¿y w³aœnie
od ¿¹danej dok³adnoœci
wykonania modelu.
A wiêc: im cieñsza
jest warstwa, tym lepsza
jest koñcowa jakoœæ
zw³aszcza nachylonych
powierzchni. Rysunek
ilustruje wy¿ej opisan¹
zasadê i jej ujemny
wp³yw na stan po-
wierzchni.
3
Uzyskany w ten sposób model s³u¿y do wykona-
nia odlewu z metalu technik¹ tzw. „wosku traconego".
Zalewa siê po prostu model mas¹ gipsow¹ (gips specjal-
ny) i po wysuszeniu wygrzewa w piecu. Przez pozosta-
wione w tym celu kana³y wylewa siê roztopiony wosk, a
w gipsie pozostaje pusta przestrzeñ, bêd¹c¹ negaty-
wem detalu. W tê pust¹ przestrzeñ wlewa siê metal:
z³oto lub srebro i po ostygniêciu rozbija gipsow¹ formê.
Po wykoñczeniu, wycyzelowaniu i polerowaniu,
jeszcze tylko kamienie i pierœcionek jest gotowy! Dziêki
technologii Rapid Prototyping wykonanie modelu wo-
skowego (dawniej wykonywanego rêcznie!) trwa po-
nad 10-krotnie krócej, jest wielokrotnie tañsze i dok³ad-
niejsze.
Bior¹c pod uwagê ró¿norodnoœæ kszta³tów jubi-
lerskich, technologia ta zdobywa coraz wiêksz¹ liczbê
zwolenników, a dla klientów stanowi mo¿liwoœæ zamó-
wienia bi¿uterii marzeñ!
4
5
5
36
warstwy cienkie
warstwy grube
15900587.110.png 15900587.111.png
Zgłoś jeśli naruszono regulamin