Vật Liệu Clear Cast Resin Mới Của Formlabs Là Giải Pháp Hoàn Hảo Cho Sản Xuất Khuôn Mẫu Kim Loại Chính Xác
Nhựa đúc trong suốt mới của Formlabs dành cho quy trình đúc mẫu chảy công nghiệp với độ chính xác cao và tăng năng suất.
Formlabs đã ra mắt một vật liệu mới được phát triển đặc biệt dành cho các xưởng đúc khuôn đầu tư công nghiệp. Nhựa Clear Cast Resin kết hợp với quy trình in 3D stereolithography (SLA) của Formlabs cho phép sản xuất trực tiếp các mẫu đúc ngay tại xưởng, giúp giảm chi phí, rút ngắn thời gian sản xuất, tăng tính linh hoạt trong quá trình lặp lại và sản xuất.
Với các khuôn mẫu được in bằng nhựa Clear Cast Resin, các xưởng đúc kim loại có thể kỳ vọng vào những lợi ích sau:
- Đốt cháy sạch: Nhựa cháy hết hoàn toàn trong quá trình đúc, để lại rất ít tro và không có kim loại lẫn vào sản phẩm cuối.
- Tối ưu độ giãn nở nhiệt: Nhựa ít bị biến dạng khi gặp nhiệt độ cao, đảm bảo sản phẩm sau khi đúc có độ chính xác cao.
- Độ chính xác cao: Sản phẩm sau khi đúc có hình dáng gần như giống hệt với thiết kế ban đầu, sai số không quá 0.25 mm.
Đặc biệt, các xưởng đúc có thể sử dụng ngay nhựa mới này mà không cần thay đổi quy trình sản xuất hoặc vật liệu đúc hiện tại.
Nội dung chính
Đúc Mẫu Chảy Công Nghiệp Với Công Nghệ In 3D
Việc sử dụng công nghệ in 3D SLA để tạo trực tiếp các mẫu đúc mẫu chảy đã trở thành một trong những ứng dụng chính của máy in SLA công nghiệp khổ lớn.
Trong những năm 1990 và 2000, các nhà sản xuất máy in 3D cũng đã giới thiệu các công nghệ mới, như phun vật liệu và phun chất kết dính, cho phép tạo ra các mẫu từ PMMA và sáp. Các vật liệu này có thể dễ dàng gắn vào hệ thống cây đúc truyền thống trước khi tiến hành quá trình đúc chính thức.
Với các mẫu in 3D, các nhà sản xuất giảm chi phí chung cho mỗi bộ phận bằng cách giảm chi phí cho các dụng cụ ban đầu. Họ có thể sản xuất các lô sản phẩm nhỏ đến trung bình và có thể tạo ra các bộ phận có hình dạng phức tạp mà nếu không sẽ không thể hoặc quá tốn kém để chế tạo.
Nhiều xưởng đúc ngay lập tức nhận thấy lợi ích của in 3D trong quy trình đúc mẫu chảy công nghiệp, nhưng không thể đưa một số công nghệ vào nội bộ.
Mặc dù ấn tượng về mặt kỹ thuật, các máy in khổ lớn truyền thống được sử dụng để sản xuất mẫu đúc mẫu chảy thường có giá rất cao (hàng trăm nghìn đô la) và thường yêu cầu một kỹ thuật viên chuyên dụng để vận hành và bảo trì. Đối với nhiều xưởng đúc vừa và nhỏ, chi phí và độ phức tạp của các hệ thống này đã khiến công nghệ này nằm ngoài tầm với. Thay vào đó, nhiều công ty thuê ngoài để tạo các mẫu in 3D của họ, làm tăng chi phí cho mỗi mẫu và kéo dài thời gian giao hàng.
Vật liệu Formlabs dành cho các ứng dụng đúc.
Formlabs có kinh nghiệm trong việc sản xuất các loại nhựa cảm quang với hệ số giãn nở nhiệt (CTE) thấp và khả năng cháy sạch. Cơ sở sản xuất vật liệu của chúng tôi, Spectra đã tạo ra các loại nhựa cho ngành đúc mẫu chảy trong hơn một thập kỷ. Trong nhiều năm, Formlabs đã cung cấp một số vật liệu được sản xuất riêng cho ngành kim hoàn, được làm đầy sáp và thiết kế để đúc trong bình chứa. Các vật liệu này, như Castable Wax Resin và Castable Wax 40 Resin, mang lại khả năng cháy sạch tốt và quy trình làm việc được cải thiện so với khắc sáp truyền thống. Tuy nhiên, đối với các khách hàng xưởng đúc lớn hơn, các vật liệu này quá yếu để có thể sử dụng cho các bộ phận lớn hơn, dày hơn và chắc chắn hơn về mặt cấu trúc cần thiết cho nghề kim loại công nghiệp. Giải pháp cho những khách hàng này sẽ phải kết hợp độ chính xác, độ phân giải và độ tin cậy tốt nhất của máy in 3D SLA Formlabs với hiệu suất kỹ thuật của thư viện vật liệu Formlabs.
Giới thiệu Clear Cast Resin
Clear Cast Resin cho phép các xưởng đúc ở mọi quy mô, có thể dễ dàng tiếp cận và tiết kiệm chi phí tự sản xuất các mẫu in 3D trong nội bộ. Được phát triển đặc biệt cho các xưởng đúc công nghiệp, Clear Cast Resin mang lại hiệu suất vượt trội với khả năng cháy sạch, hàm lượng tro cực thấp, bề mặt hoàn thiện tuyệt vời và độ chính xác của mẫu trong vòng 0,25 mm so với thiết kế.
Cùng với hiệu suất kỹ thuật, Clear Cast Resin cho phép các xưởng đúc tiếp cận quy trình làm việc dễ dàng và thân thiện nhất trong in 3D. Không cần đào tạo kỹ thuật hoặc kinh nghiệm in 3D, các xưởng đúc có thể bắt đầu bản in đầu tiên trong vài phút, chuyển sang các công việc mang lại giá trị cao hơn và khi quay lại sẽ có ngay một mẫu hoàn chỉnh, có độ chính xác cao. Thời gian lao động thấp hơn làm giảm tổng chi phí cho mỗi bộ phận, một lợi ích mà bạn có thể chuyển sang cho khách hàng của mình.
Máy in cấp độ nghiệp dư thường tạo ra các bộ phận có bề mặt hoàn thiện kém, dẫn đến khuôn mẫu kém chính xác hơn và sẽ tạo ra nhiều công việc hơn trong quá trình chuẩn bị và xử lý hậu kỳ. Với chi phí trả trước cao hoặc chất lượng kém có thể khiến xưởng đúc cảnh giác khi thử máy in hoặc vật liệu mới. Formlabs Clear Cast Resin kết hợp quy trình làm việc dễ dàng của máy in SLA Form Series, các xưởng đúc công nghiệp có thể đưa công nghệ vào nội bộ với chi phí bắt đâu thấp. Với mức độ dễ sử dụng cao, họ có thể bắt đầu sản xuất mẫu ngay lập tức.
Làm việc với Clear Cast Resin
Formlabs hợp tác với khách hàng để tạo ra các sản phẩm giải quyết vấn đề trong mọi ngành. Đối với đúc mẫu chảy công nghiệp, điều đó có nghĩa là tạo ra một loại nhựa có thể cháy sạch, giữ dung sai chặt chẽ, mang lại hàm lượng tro thấp và không có kim loại vi lượng, đặt trên một máy in 3D có giá cả phải chăng và có quy trình làm việc dễ tiếp cận. Mặc dù có các tiêu chuẩn cao, chúng tôi nhận thấy rằng Clear Cast Resin được in trên Form 3+, Form 3L và Form 4 đều đáp ứng được tất cả các nhu cầu trên..
Bằng cách làm việc với một số người thử nghiệm trong hơn một năm, chúng tôi đã phát triển một quy trình làm việc mà các xưởng đúc mẫu chảy công nghiệp có thể bắt đầu sử dụng ngay lập tức, hầu như không có bất kỳ thay đổi nào so với quy trình hiện có của họ.
Quy trình làm việc với Clear Cast Resin
- Tạo cấu trúc rỗng: Sử dụng phần mềm chuyên dụng (như Materialise Magics) để tạo các khoảng trống chi tiếtbên trong , giúp quá trình đốt cháy diễn ra nhanh và sạch hơn, đồng thời giảm thiểu nguy cơ nứt vỡ do giãn nở nhiệt.
- Chuẩn bị in: Tải tệp thiết kế đã được xử lý lên phần mềm PreForm của Formlabs, chọn máy in và vật liệu Clear Cast Resin.
- In 3D: Tiến hành in chi tiết.
- Rửa sạch: Rửa chi tiết in bằng dung dịch rửa nhựa Formlabs, cồn IPA hoặc TPM trong máy Form Wash (chọn kích thước máy phù hợp với chi tiết). Đặc biệt, dùng khí nén để loại bỏ hoàn toàn nhựa và dung môi còn sót lại bên trong các khoảng rỗng. Trong một số trường hợp, có thể cần rửa hai lần.
- Làm khô: Để chi tiết khô tự nhiênthì phải đợi ít nhất 30 phút hoặc sử dụng Form Cure L với chế độ sấy sơ bộ 30 phút ở 35°C.
- Xử lý hậu kỳ: Đặt chi tiết vào Form Cure hoặc Form Cure L để xử lý hậu kỳ ở 35°C trong 15 phút.
- Chuẩn bị đúc: Gắn các chi tiết vào cây đúc.
- Đúc mẫu chảy: Nhúng cây đúc vào hỗn hợp đúc theo quy trình thông thường.
- Đốt cháy: Đốt cháy mẫu ở nhiệt độ 700-900°C trong hai giờ.
- Đúc: Tiến hành quy trình đúc kim loại như bình thường.
Các ứng dụng công nghiệp trong thực tế: Diversified Metalsmiths và Clear Cast Resin
Diversified Metalsmiths, một xưởng đúc công nghiệp ở Alabama, chuyên cung cấp các linh kiện kim loại lớn cho ngành hàng không, ống nước, ô tô và nghệ thuật. Dù đã sử dụng máy in 3D sáp gần 30 năm, họ mới đây đã quyết định thử nghiệm máy in nhựa của Formlabs. Kinh nghiệm của họ đóng vai trò quan trọng trong việc thử nghiệm quy trình đúc mẫu chảy công nghiệp và vật liệu Clear Cast Resin mới của chúng tôi.
Diversified cần một giải pháp in 3D mới đáp ứng các yêu cầu cụ thể: vật liệu cháy sạch, hệ sinh thái đáng tin cậy và dễ sử dụng, và kích thước phù hợp cho dự án cánh quạt của họ. Sau khi đánh giá, họ thấy quy trình làm việc của Formlabs có giá cả hợp lý cho một xưởng đúc nhỏ như họ và dễ dàng tích hợp vào quy trình hiện tại mà không cần thay đổi gì nhiều.
“Toàn bộ hệ sinh thái và hệ thống hỗ trợ đều có ý nghĩa với chúng tôi. Độ hoàn thiện của máy in, phần mềm, dường như tốt hơn tất cả những thứ khác trong cùng tầm giá.”
John Farr, VP of Technology, Diversified Metalsmiths
Sau khi thử nghiệm các mẫu in. Farr, đại diện của Diversified Metalsmiths, nhận thấy Form 3L và Clear Cast Resin có thể sử dụng ngay trong quy trình sản xuất của họ mà không cần điều chỉnh nhiệt độ đốt, công thức bùn hay thiết kế chi tiết. Thậm chí, quy trình của Formlabs còn cho phép cải tiến quy trình nhờ khả năng thêm các chi tiết cửa định vị trực tiếp vào sản phẩm, điều mà họ không thể làm với PMMA trước đây.
Quy trình làm việc mới tỏ ra dễ dàng chuyển đổi, và điểm cuối cùng cần kiểm tra là quá trình đốt. Clear Cast Resin một lần nữa chứng minh là sự thay thế hiệu quả cho các mẫu PMMA thuê ngoài của họ, với chi phí thấp hơn đáng kể. Farr cho biết quá trình đốt cháy của Clear Cast Resin tương tự như PMMA, không gặp vấn đề gì.
|
Đối với một mẫu cánh quạt in 3D đơn lẻ trên Form 3L bằng Clear Cast Resin, Diversified chi khoảng 80 đô la cho vật liệu và nhân công. So với chi phí thuê ngoài 300 đô la của họ, mức giá này đã cho phép họ đạt được ROI nhanh chóng, đồng thời mở rộng các trường hợp sử dụng và tìm ra các ứng dụng mới.
“Ngay cả khi khấu hao chi phí cho máy in 3D Formlabs 3L và các thiết bị liên quan, chúng tôi ít nhất sẽ hòa vốn cho đơn hàng hiện tại và tiết kiệm hơn 200 đô la cho mỗi sản phẩm trong các đơn hàng sắp tới. Có rất ít sự khác biệt trong quy trình của chúng tôi, cả trước và sau khi đúc, giữa các mẫu PMMA và Clear Cast SLA.”
John Farr, VP of Technology, Diversified Metalsmiths
Bắt đầu với các mẫu đúc mẫu chảy in 3D
Máy in 3D SLA Form Series và vật liệu Clear Cast Resin mang đến quy trình làm việc “set it and forget it”, cực kỳ đơn giản và tiện lợi. Ngoài ra, chúng còn đảm bảo độ chính xác hàng đầu trong ngành và khả năng cháy sạch hoàn toàn.
Nhờ giảm thiểu công sức trong giai đoạn chuẩn bị in và giảm nhu cầu mài hoặc gia công sau in, các mẫu in 3D này giúp giảm tổng chi phí sản xuất cho mỗi chi tiết và mở ra những khả năng mới mà không cần thay đổi quy trình làm việc hiện tại.
