Đúc khuơn vỏ mỏng:
Đúc khuơn vỏ mỏng thường được gọi là đúc sáp, là một quá trình đúc chính xác để chế tạo là những chi tiết cĩ hình dáng sắc cạnh từ các hợp kim. Mặc dù đã cĩ một lịch sử phát triển khá lâu đời từ cơng nghệ chế tạo, nhưng trong thời gian gần đây phương pháp đúc khuơn vỏ mỏng mới được sử dụngđể chế tạo chi tiết cĩ hình dáng phức tạp và cĩ thành mỏng.
Mẫu thường được chế tạo bằng bằng sáp được tạo hình trong khuơn kim loại.mẫu sáp được chế tạo xong, nĩ sẽ được gắn kết với hệ thống sáp khác, sau đĩ, được nhúng chìm vào hỗn hợp gốm hỗn hợp gốm được hồ trộn với chất vữa kết dính và được đem sấy khơ. Quá trình nhúng chìm và kết dính vữa cứ lặp đi lặp lại cho đến khi chiều dày của vỏ đạt từ 6 mm- 8 mm.
Hiệu quả trong việc áp dụng phương pháp tạo mẫu nhanh trong cơng nghệ đúc khuơn vỏ mỏng là khả năng tạo ra mẫu cĩ độ chính xác cao, chi phí thấp và thời gian để tạo mẫu ngắn.
Ứng dụng trong chế tạo dụng cụ:
• Phủ lên bề mặt các chi tiết hay dụng cụ một lớp kim loại mỏng để sử dụng trong những mơi trường khắc nghiệt.
• Đồ gá làm bằng vật liệu chất dẽo thay thế cho đồ gá bằng kim loại trong trường hợp yêu cầu khơng cĩ áp lực trên bề mặt chi tiết mà chỉ yêu cầu giữ chi tiết cố định tại một chỗ.
Mơ tả quá trình đúc trong khuơn vỏ mỏng (tt)
• Tạo mẫu ảo, mẫu vật lý nhờ các máy quét laser, các hệ thống đo lường quang học và đo lường bằng tiếp xúc, máy đo địa đồ tia X, các cảm biến siêu âm 3D.
Mơ hình chất rắn từ số liệu được quét.
Cơng trình trên đang thực hiện tại viện kỹ thuật chế tạo và tự đơng hố Fraunhofer (IPA).
tạo mẫu nhanh được ứng dụng chế tạo các khe hở hoặc ruột của khuơn phun nhựa, các phần ruột của khuơn kim loại như cho chi tiết điện. Sử dụng hệ thống lập thể 3 chiều SLR-5180 với nhựa epoxy, cĩ thể gia cơng 200 chi tiết với các loại vật liệu khác nhau bao gồm ( Polystyrene ở 2400C, 1000 bar, chu kỳ 40s ; ASA ở 2100C ,90 bar và chu kỳ 40s).
Khe hở trong khuơn ảnh lập thể và ruột khuơn của ICT.
• Tại viện nghiên cứu vật lieu ứng dụng Frauhofer (Frauhofer Institute of applied materials research) (IFAM), sử dụng mơ hình nĩng chảy lắng (fdm)để tạo nên các chất nền, dùng trong cơng nghệ mạ điện mà khơng tạo ra nhiệt hoặc ứng suất trên kim loại, sử dụng cho mặt lưng chi tiết. Sử dụng quá trình hố rắn chọn lọc bằng tia laser, chế tạo khuơn với bột
Electrolux và sau đĩ điền đầy với PbAg2Sn2. Điều này cho phép tạo nên một một lượng lớn các chi tiế được sản xuất từ dụng cụ.
Hình :Dụng cụ chế tạo khuơn phun bằng FDM và mạ điện sản xuất tại IFAM.
• Trung tâm laser Bavarian (BLZ) tiến hành nhiều phát minh với tia laser như việc hố rắn bằng tia laser cho điện cực EDM, các điện cực sẽ được sử dụng để gia cơng khuơn phun và khuơn dập.
Hình minh hoạ: Tạo mẫu nhanh các điện cực để chế tạo khuơn dập tại BLZ. • Ở cơng ty Laser 3D và cơng ty Dassault Aviation:
- Chế tạo trực tiếp lỗ khuơn sử dụng nhựa thuỷ tinh (glass-filled resin), gồm 70 % thuỷ tinh. Những vật liệu này sử dụng để chế tạo nửa khuơn đúc cát cho các ống nối của hệ thống điều hồ nhiệt độ của hang Dassault.
Điện cực EDM Thiêu kết laser CAD/CA M Khuôn dập
được sử dụng để chế tạo cần điều khiển trong máy bay chiến đấu Mirage 2000. Phương pháp này đã tiết kiệm 1/3 chi phí khi so sánh với phương pháp gia cơng trên máy CNC.
Hình minh hoạ: Mẫu laser 3 chiều để chế tạo ống dẫn hệ thống điều hồ nhiệt độ.
• Hãng cơng nghiệp TOKUDA là cơng ty đầu tiên sử dụng máy kira KSC-50, và đã đưa ra một ứng dụng về một khuơn tấm kim loại cĩ kích thước 250mmx 150mm x 93mm, trong đĩ tạo mẫu nhanh giảm được chi phí và rủi ro trong chế tạo sản phẩm tuy nhiên độ chính xác và thời gian gia cơng của máy RP khơng vượt qua máy CNC.
Mơ hình khuơn tấm kim loại của TOKUDA.
So sánh chi phí và thời gian chế tạo sản phẩm của máy LOM và các phương pháp khác
Tạo mẫu nhanh trong chế tạo sản xuất:
RP ngày càng được sử dụng thường xuyên để kiểm tra chức năng và cĩ thể kiểm tra trước khi sản xuất hàng loạt hạn chế tối đa các lỗi trong chế tạo ( thời gian, giá cả,…), nâng cao tính
Phương pháp RP
Gia công bề mặt
Thời gian
Gia công bằng tay Gia công truyền thống
STL
Gia công CNC
dụng hiệu quả khi khơng dùng hệ thống CAD 3D để tạo mơ hình sản phẩm.
Tạo mẫu nhanh với cơng nghệ truyền thống :sẽ khơng thay thế hồn tồn các cơng nghệ
truyền thống như: NC và cán tốc độ cao hoặc ngay cả những phần làm bằng tay, đúng hơn, tạo mẫu nhanh là lựa chọn trong cơng cụ để chế tạo các bộ phận.
Ứng dụng trong y học:
Sự hội tụ của ba cơng nghệ riêng biệt hình ảnh nội soi, đồ hoạ điện tốn, CAD và tạo mẫu nhanh mang ý nghĩa rất quan trọng trong y khoa: mơ hình y học –cấu trúc bên trong cơ thể con người. Lợi ích mang đến là sẽ giảm được những rủi ro, giảm đau đớn cho bệnh nhân, nâng cao chất lượng kết quả cơng việc.
Bảng so sánh đặc tính của một số phương pháp tạo mẫu nhanh: Máy Giá cả (USD/giờ) Thời gian (tuần) Vật liệu Ưùng dụng Fused-Deposition
Modelr 1600 10 2 ABS hoặc sáp đúc Tạo vật đặc Laminated Object Manufacturing 18 1 Giấy (giống gỗ) - Vật lớn - Mẫu thử nghiệm Sanders Model Maker 2 3,3 5 Sáp Mẫu đúc Selective laser
Sintering 2000 44 1 - Poly arbonate - Vật liệu thật - Dạng cát - Mẫu đúc - Mẫu thử nghiệm Stereolithography 250 33 2 - Nhựa epoxy - Thành mỏng- Mô hình bền Corp. 402 27,5 1 - Sáp, dạng bột - Mẫu thử nghiệm