Hybridní výroba odlitků 3D tiskem

3D tisk kovových dílů je stále žhavé téma a kovové 3D tiskárny se často stávají předmětem zájmu firem. Kovové 3D tiskárny jsou na trhu již nějakou dobu, ale nejsou jedinou aditivní technologií, která umí vyrábět díly z kovu. Voxeljet technologie v kombinaci se standardními slévárenskými postupy nabízí zajímavou alternativu, jak kovové díly vyrábět pomocí 3D tisku.

Každá technologie má svůj ideální typ aplikace, kde je technologicky i ekonomicky nejvýhodnější.

U výroby dílů pomocí Voxeljet technologie jde především o tvarově velmi komplexní díly střední velikosti (cca do rozměru krabice od bot), které mají spíše charakter skořepin anebo tenkostěnných dílů. Tyto typy dílů jsou zpravidla nevhodné pro CNC obrábění, a pro kovový 3D tisk pomocí práškových technologií SLM/DMLS/EBM kde jsou často příliš finančně nákladné.

Jak vypadá proces výroby?

Samotná Voxeljet tiskárna tiskne díly pomocí práškové technologie Binder Jetting. Materiálem pro tisk je PMMA prášek, který se pojí pomocí Binderu (pojiva) k sobě. Takto vytištěný díl se po vyjmutí z tiskárny a očištění od okolního prášku navoskuje ponořením do voskové lázně. Poté proběhne zpravidla rychlé ruční dočištění a díl je připraven na odeslání do slévárny.

Slévárna s výtiskem již může pracovat jako s klasickým voskovým modelem pro metodu lití za pomocí ztracené formy (metoda ztraceného vosku). PMMA materiál je velmi dobře vypalitelný a pro tyto účely se chová podobě jako vosk.

Zavoskovaný PMMA výtisk se obalí do keramické brečky, která se nechá zaschnout a následně se vypálí. Během vypálení se z formy vytaví voskový model (vyrobený 3D tiskárnou) a zbyde kavita (dutina), která přesně kopíruje tvar voskového modelu. Do vzniklé kavity se následně lije kov.

Celý proces od 3D tisku voskové formy až po samotné odlévání si můžete prohlédnout na videu:

Ještě před samotným obalením voskového modelu keramickou břečkou se na model umísťují vtokové soustavy, které jsou také z vosku. Ty zajistí, že bude kov během odlévání rovnoměrně distribuován. Po vychladnutí odlitku se roztříští keramická skořepina a díl se dočistí zpravidla tryskáním vodou nebo pískováním. Poslední krok je odříznutí vtokové soustavy a začištění těchto styčných míst.

Kdy je hybridní výroba odlitků vhodná?

Využití 3D tisku formy pro následné odlévání je velmi zajímavá alternativa. Nabízí výhodu 3D tisku (složité tvary, rychlost výroby a další) a současně zajistí standardní mechanické vlastnosti finálních odlitků díky osvědčeným postupům slévání.

Společnost 3Dees momentálně disponuje tiskárnou Voxeljet VX500. Velikost tiskové komory je 500 x 400 x 300 mm. Ve spolupráci s naší partnerskou slévárnou jsme schopni dodávat přímo kovové odlitky, primárně z hliníku a hořčíku.

Pokud vás zajímá více informací, můžete se obrátit na aplikačního inženýra adam.rehak@3dees.cz.