Miért érdemes 3D nyomtatni viasszal
A fémmunkások évezredek óta használnak méhviaszt, kézzel faragott eszközök vagy más tárgyak modelleit. A viaszmodellt egy olyan anyaggal veszik körbe, amely megkeményedik körülötte, majd a viaszt leolvasszák, és a megkeményedett héj öntőformává válik, amelybe folyékony fém kerül.
Ma az eljárást befektetési öntésnek nevezik, míg az ékszerészek viaszos öntésnek nevezik. Nem sokat változott azon kívül, hogy mostanra drámaian gyorsabb és jobban testreszabható a 3D nyomtatott viasszal és viaszszerű önthető anyagokkal.
Ahelyett, hogy fröccsöntéssel vagy faragással modellt vagy mintát készítene, számítógéppel segített tervezőszoftverrel (CAD) tervezhet alkatrészeket, és közvetlenül viaszba nyomtathatja. Léteznek olyan szoftverek, amelyek kifejezetten az iparban, a fogászatban és az ékszerekben való öntéshez használhatók, így nincs szükség mély tervezési készségekre. Meglévő alkatrészt is visszafejthet úgy, hogy 3D szkenneléssel hozza létre majd azt tölti fel a modellt CAD szoftverébe.
A 3D nyomtatás lehetővé teszi, hogy minden mintát különbözővé alakítson (a fröccsöntő gép új szerszámai nélkül), és a több fröccsöntött alkatrész összeszerelése helyett egyesítheti az alkatrészeket a 3D nyomtatott mintájában. Például kisebb ékszeralkatrészekkel egy egész minta sorozatot nyomtathat egyszerre összeszerelés nélkül.
A viaszmodellek 3D-s nyomtatása számos iparágban a preferált módszerré válik, és a „3D Printing Jewelry Markets 2023: Market Study and Forecast” tanulmány szerint a 3D-nyomtatott ékszerek piaca 2031-re eléri a 989 millió dollárt, szemben a 489 dollárral. millió 2021-ben.
Szerszám nélküli mintakészítés
A fröccsöntés (vagy faragás) lépés megszüntetése nemcsak azt jelenti, hogy hetek vagy hónapok helyett napok alatt eljuthat a digitális tervezéstől a végleges fém alkatrészig, hanem a költségek jelentős részét is kiküszöböli. A 3D nyomtatókat gyártó 3D Systems azt állítja, hogy akár 95%-kal is csökkenti az öntési minták költségeit.
Ezenkívül ugyanazzal a digitális fájllal 3D-nyomatot is készíthet, amely egy nap alatt prototípusként szolgálhat a forma- és illeszkedésértékeléshez. 3D nyomtatója nem korlátozódik viaszmintázatok készítésére. Modelltől függően szívós, ipari minőségű polimerekből is gyárthat szerszámokat, befogókat és segédeszközöket üzlete vagy öntödéje számára.
3D nyomtatási technológia mintákhoz
A viaszmintázatok készítéséhez három különböző típusú 3D nyomtatást használnak. Ékszerekhez és kis méretű, kis volumenű 3D nyomtatáshoz a legjellemzőbb az asztali kádas polimerizációs nyomtató, mert finoman részletezett modelleket hoz létre. A kádas polimerizáció alatt vagy a sztereolitográfiát (SLA), a maszkolt sztereolitográfiát (MSLA) vagy a közvetlen fényfeldolgozást (DLP) értjük. A kádas polimerizációt nagyobb viaszmodellek esetén is lehet alkalmazni, ipari vagy szobrászat ipari méretű nyomtatókkal. Ez a folyamat néhány utófeldolgozási lépést igényel, és rendkívül fontos, hogy kövesse az anyaggyártó irányelveit a modell befektetési öntéshez való előkészítése során.
Az anyagsugaras nyomtatás egy másik 3D nyomtatási technológia, amely viaszszerű anyagot visz fel, és ez az anyag UV-fénnyel azonnal kikeményedik. Általában sokkal gyorsabb, mint a kádas polimerizáció. Az egyik típusú anyagfúvóka az úgynevezett drop-on-demand (DOD). Ez a technológia két nyomtatófejet használ két különböző anyag felhordásához; az egyik az alkatrész fő anyaga, a másik pedig egy oldható hordozóanyag, amely folyékony oldatban oldódik, és csak a sima modellt hagyja maga után. Ez tovább leegyszerűsíti a folyamatot, mivel nincs szükség kézi támaszanyagok eltávolítására.
Ennek a technológiának köszönhetően vannak olyan ipari gépek, amelyek egyszerre több tucat modellt vagy nagyon nagy modelleket is kinyomtathatnak, ilyen például a 3D Systems új ProJet MJP 2500W Plus . 294 x 211 x 144 mm-es maximális beépítési kapacitásával ez a gép az egyik leggyorsabb és legtermékenyebb 3D nyomtató, amelyet kifejezetten ékszergyártásra terveztek. Az újonnan bevezetett ZHD nyomtatási móddal pedig a gép 8 µm-es rétegvastagságban képes nyomtatni, így kategóriájában a legjobb felületi minőséget éri el.
A viaszszerű modellek klasszikus FDM 3D nyomtatón is készíthetők viaszszerű filament segítségével, amely lehetővé teszi az FDM nyomtatók számára az öntvények készítését. Ez a leggazdaságosabb lehetőség, de a modelljei némi utómunkát igényelnek, például csiszolást, hogy eltávolítsák a szálréteg vonalait.
Mindent a 3D nyomtatható viaszról
Nyomtathat tiszta viaszba, de az újabb anyagok, például az önthető gyanták úgy vannak kialakítva, hogy erősebbek legyenek az öntési folyamat során, és tisztábban égjenek ki. A polimetil-metakrilát (PMMA) kiváló kiégési tulajdonságokkal rendelkező akril műanyag, amelyet gyakran használnak az ipari öntvényekben. Ezek az anyagok nem mindig alkalmasak a viasz közvetlen helyettesítésére, mivel egyesek negatív kölcsönhatásba léphetnek a foszfátkötésű és gipszkötésű befektetési anyagokkal. Ügyeljen arra, hogy az öntőanyagot a befektetési anyaggal párosítsa.
Mit kell keresni a viasz- és öntvényanyagoknál
Előfordulhat, hogy 3D nyomtatója csak a 3D nyomtató gyártója által készített viasszal kompatibilis, ahogy a Solidscape vagy a Formlabs nyomtatói esetében is. Ha nyomtatója kompatibilis harmadik féltől származó anyagokkal, az alábbiakra kell figyelnie, amikor önthető anyagokat vásárol.
- Olvadási idő. Mennyi idő alatt olvad ki vagy ég ki teljesen a viasz vagy önthető gyanta a formából? Két óra, 5 óra?
- Hamuszint. Az alacsony hamutartalmú vagy hamumentes viaszanyagok kevés hamut vagy kormot hagynak kiégetés után, míg más anyagok megkövetelhetik, hogy alaposan tisztítsa meg a hamutól a terméket.
- Alacsony zsugorodás. Minden viasz és önthető anyag kissé zsugorodik, ezzel számolni kell, ezért fontos tudni a zsugorodási tényezőt, amit az anyagtechnikai adatlapon kell feltüntetni.
- Alacsony vízfelvétel. A legtöbb önthető gyanta felszívja a nedvességet, ha fedetlen marad, ezért érdemes egy kicsit nedvességállóval kezdeni, majd hűvös, száraz helyen tárolni.
Viasz anyagok SLA, LCD és DLP 3D nyomtatókhoz
Viasz vagy önthető gyanta vásárlásakor keressen olyat, amelyet a nyomtató gyártója ajánl, vagy olyat, amelyik rendelkezik az Ön nyomtatómárkájának megfelelő nyomtatási profillal. Ezzel megspórolhatja a sok próbálkozást és költséget, amely ahhoz szükséges, hogy modelljeit nagy részletességgel és szűk tűréssel nyomtathassa.
| Márka és anyag | 3D Nyomtatás Tech | Költség | Alkalmazás | Folyamat |
| Nexa3D xCast | SLA | 1300 dollár / 5 kg | befektetési öntési minták | mártogatós, lombik típusú |
| TIKO-G Pro Castor Resin | SLA, DLP, LCD | 195 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
| PowerResins Wax | SLA, DLP, LCD | 350 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
| PowerResins Dental | DLP | 300 dollár / 1 kg | fogászati | lost wax |
| Liqcreate Castable Wax | SLA, DLP, LCD | 110 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
| Formfutura Castable Wax Resin | DLP, LCD | 165 dollár / 1 kg | ékszerek, művészeti, fogászati, ipari alkalmazások | lost wax |
| BlueCast X5 Resin | SLA, DLP, LCD | 300 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
| Phrozen Wax-like Castable Resin | SLA | 250 dollár / 1 kg | ékszer, művészet, fogászat | lost wax |
| PhotoCentric Castable Resin | SLA | 95 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
| eSun Castable for Dental (for Jewelry) | SLA | 175 dollár / 1 kg | ékszer, művészet, fogászat | lost wax |
| Siraya Tech Castable | DLP, LCD | 75 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
| Desktop Health Press-E-Cast | SLA | N/A | fogászati | lost wax |
| Formlabs Castable Wax Resin | SLA | 299 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
| Formlabs Castable Wax 40 Resin | SLA | 250 dollár / 1 kg | ékszerek, művészet | lost wax |
Viaszszál FDM nyomtatókhoz
Az FDM 3D nyomtatóhoz viaszalapú és önthető filamentek is rendelkezésre állnak. Ezeket úgy alakították ki, hogy jobban teljesítsenek, mint a hagyományos PLA, amikor öntőformákhoz használják.
Legjobb viasznyomtatók minden iparághoz
A 3D viasznyomtatást minden olyan iparág használhatja, amely fém vagy műanyag öntésével foglalkozik. Mindegyiknek megvannak a saját specifikációi, ezért eltérő követelményeket támasztanak az általuk használt gépekkel szemben. A fém ékszerek öntésére vonatkozó követelmények messze eltérnek az orvosi eszközök vagy mondjuk a repülőgépcsavarokhoz való öntőformák gyártásától. Íme néhány tipp a legjobb nyomtató kiválasztásához iparági bontásban.
Ékszerek
Az ékszernyomtatás megköveteli, hogy a gép egy finoman részletezett viaszos mestermodellt vagy egyszerre több részletes modellt tudjon készíteni. A különböző iterációk gyors előállításához a sebesség elengedhetetlen lesz a gép számára, különösen, ha a legmenőbb eladási forma tömeggyártásáról van szó.
A legtöbb ékszerész a gyanta alapú technológiákat választja, beleértve az SLA-t, az LCD-t vagy a DLP-t, mivel nagy nyomtatási felbontásuk, valamint a viasz és önthető gyanták rendelkezésre állnak.
Az anyagsugárzás egy másik gyantatechnológia, amely általában gyorsabb, mint az SLA és az LCD, különösen a nagy volumenű gyártásnál. Anyagsugárzással, mint például a 3D System ProJet 2500W sorozatú 3D nyomtatóival, a 8 mikronos rétegvastagság is rendkívül finom részletfelbontást tesz lehetővé.
Fogászat
A fogászati iparban végzett munka egy kicsit bonyolultabb, mint más szakmákban. Bármely fogorvos vagy egy fogászati laboratórium szakembere tudja, hogy a pácienseknek prezentálására szolgáló fogászati modellek és a betegek által használt fogászati alkatrészek között óriási különbségek vannak.
Ha az a cél, hogy a páciens szájáról ésszerűen pontos modelleket nyomtasson, amelyeket szájüregi 3D szkennelésből vagy lenyomatból vettek, hogy például elmagyarázzon egy eljárást a páciensnek, akkor nincs szükség speciális fogászati nyomtatóra. Ha azonban biokompatibilis fogászati alkatrészeket szeretne nyomtatni – bármit, ami a páciens szájával vagy bőrével érintkezik –, akkor biokompatibilis anyagokat kell használnia, amelyeket a terület szabályozó hatóságai tanúsítottak, valamint jóváhagyott szoftverekkel és 3D nyomtatókkal dolgozhat.
Az olyan nyomtatók, mint a Shining 3D AccuFab-L4D, AccuFab-D1s, a Desktop Health Einstein sorozata, a Carima IMD és számos Rapid Shape DLP nyomtató, alkalmasak gyantázásra és egyéb fogászati termékekre. A Stratasys J5 DentaJet a biokompatibilis foggyanták teljes választékával érkezik. Ezenkívül a Separator DM automatikusan bevonja a fogászati modelleket, hogy leegyszerűsítse az akril eszköznek a modellről való leválasztását, majd a viasz és a maradék eltávolítását
3D nyomtatási öntési minták az ipar számára
Számos iparág megköveteli, hogy az alkatrészeket öntéssel állítsák elő. A repülőgépipartól az autóiparig, a hadiipartól az orvostudományig számos iparág fordult a 3D-nyomtatás használatába öntőformák, magok és minták előállításához, hogy optimalizálja és modernizálja munkafolyamatait, és csökkentse költségeit. Ha a viasz- és öntvénynyomtatókról van szó, néhány 3D nyomtatógyártó kiemelkedik, nevezetesen a 3D Systems, a Voxeljet és az Eplus3D.
A 3D Systems viaszos 3D nyomtatót gyárt, és az összes befektetési öntési módszert és erőforrást az úgynevezett Digitális Öntödébe egyesítette . Ideális ipari mintakészítéshez. A 3D Systems egy QuickCast nevű eljárást is kínál speciális anyaggal, az Accura Fidelity-vel a sztereolitográfiai (SLA) 3D nyomtatóin, amelyek a cég 3D Sprint Pro additív gyártószoftverével elérhető felépítési stílussal rendelkeznek. A vállalat szerint ez a folyamat órák alatt összetett mestermintákat hoz létre, amelyek nagyok, de könnyűek és elég erősek ahhoz, hogy teljesítsék a befektetési öntés folyamatát.
Az öntödék, mint például a Washington állambeli Walla Walla Öntöde, a Voxeljet VX1000 szobrok öntési mintázataihoz fordultak. Valójában több száz modellt nyomtattak önthető anyagból, hogy létrehozzák az ölelést , egy bronzszobrot Bostonban. A műalkotás egy részenként kinyomtatott, majd öntött digitális terv volt.
Az Eplus3D EP-C7250 a cég által „gyantahomoknak” nevezett homokformákat használ olyan alkatrészek fémöntéséhez, mint a motorblokkok, hengerfejek, turbinák és összetett szerkezetű járókerekek. A nyomtató szelektív lézeres szinterezést (SLS) használ, és hatalmas felépítési méretet kínál, és gyorsan tud homok öntvényeket és formákat nyomtatni porított viaszból, polisztirolból vagy gyantahomokból, így formákat készíthet a hagyományos öntési eljáráshoz.
Eredeti forrás: All3dp.com
