Печатающий блок 3D принтера PolyJet Matrix состоит из 8 головок, которые работают, используя по два различных фотополимера Objet FullCure в одной из комбинаций: два твёрдых материала, два эластичных, комбинация одного из них с прозрачным или любого из указанных - с материалом поддержки. Головки идеально синхронизированы между собой, что даёт возможность чётко контролировать каждое из сопел, используемых в работе. Всем процессом управляет ПО Objet Studio for Connex, которое может работать как с готовыми мультиматериальными STL файлами, так и создавать их, комбинируя различные материалы, сборки и характеристики моделей. Такие возможности PolyJet Matrix позволяют изготавливать прототипы, полностью соответствующие реальным изделиям не только внешне, но и по тактильным ощущениям и функциональным свойствам.
- возможность создания Digital Materials - композиционных материалов, полностью соответствующих механическим свойствам детали - в режиме реального времени;
возможность печати сложносоставных сборок, избавляющая от необходимости изготовления их частей по отдельности и последующей сборки механизма/устройства;
сокращение времени, требуемого для изготовления и постобработки многокомпонентных моделей;
возможность получения прототипов и проведения тестов без использования силиконового литья на ранней стадии проектирования заметно сокращает риск возникновения ошибки при применении технологии двухкомпонентого литья.
высочайшее разрешение с толщиной слоя 16мкм позволяет получать гладкие, аккуратные модели с высокой деталировкой.
поверхность модели, выращенной по технологии PolyJet, гладкая и прочная, и не нуждается в дополнительной обработке. Выращенные прототипы готовы к применению сразу же после завершения печати.
В настоящее время, компания Objet вкладывает значительные средства в разработку новых материалов и расширение сфер применения технологии PolyJet[8].
Прозрачный материал (RGD720) - это многоцелевой прозрачный PolyJet фотополимер для имитации стандартных прозрачных пластиков. Он сочетает высокую стабильность геометрии и гладкость поверхности.
Прозрачный материал (VeroClear-RGD810) - это жесткий, практически бесцветный материал, отличающийся проверенной стабильностью размеров для любых целей, возможностью построения моделей с высокой степенью детализации и имитации прозрачных термопластиков, таких как PMMA[9].
В случае неудовлетворительного качества полученной поверхности применяют алмазное точение. При тонком точении снимается стружка весьма малого сечения, порядка 0,01-0,02 мм2, при высоких скоростях резания. В качестве режущего инструмента используют алмазные или твёрдосплавные резцы.
Не менее актуальной технологией является литьё пластмасс под давлением. Этим методом производится более трети от общего объема изделий из полимерных материалов. Сырье для литья представляет собой гранулы термопластов, термоэластопластов и термореактивные порошки, обладающих широким диапазоном механических и физических свойств. Термопластичные материалы сохраняют способность к повторной переработке после формования, а термореактивные при переработке претерпевают необратимые химические изменения, приводящие к образованию неплавкого и нерастворимого материала. В случае с прототипированием линз оптимальным выбором является использование полиметилметакрилата. В процессе литья специально подготовленный материал поступает в зону шнека машины, где расплавляется, а затем под высоким давлением впрыскивается в пресс-форму через литниковые каналы, заполняя с высокой скоростью её полость, а затем, остывая, образует отливку. Кристаллизация материала происходит сначала у холодных стенок полости формы, а затем распространяется вглубь тела отливки. Точность получаемой отливки во многом зависит от качества формообразующей детали[10].
2.3 Перспективы применения различных технологий на кафедре
В этом году кафедра технологии приборостроения выиграла в
конкурсе пилотных проектов по теме «Технологии проектирования и производства
оптических изделий из термопластичных полимерных материалов». В рамках этой
программы были начаты исследования сразу по нескольким направлениям, включая
тему моей выпускной работы «прототипирование оптических изделий». В работе было
описано создание прототипа формообразующей детали, работа над которым уже
ведётся сотрудниками нашей кафедры. Так же кафедра имеет 3D принтер EDEN 350V
Objet Geometries, работающий по технологии PolyJet. C помощью найденных мною материалов
можно напечатать рабочий прототип оптического изделия.
Глава 3. Обобщение и оценка результатов
быстрое прототипирование оптический аддитивный
Из большого разнообразия технологий быстрого прототипирования была выбрана наиболее подходящая технология PolyJet. Жёсткие требования, предъявляемые к оптическим изделиям, могут быть соблюдены лишь на высокоточных станках Objet, работающих по данной технологии. В то же время качество поверхности полученной линзы может быть повышено благодаря технологии алмазного точения.
Создание серийности обеспечивается прототипированием формообразующей детали и дальнейшим литьём линз под давлением.
Данные технологии можно считать перспективными ввиду высоких
точностных характеристик и с их помощью можно проводить большой спектр
исследовательских работ.
Выводы
В работе был проведён обзор видов технологий быстрого
прототипирования. Определены требования для полимерных линз. Не менее важным
стал выбор материала для прототипирования, который имел бы высокую прозрачность
и светопропускаемость. В итоге были составлены технологии быстрого
прототипирования при изготовлении изделий.
Список используемой литературы
1. Быстрое прототипирование. [Электронный ресурс]: Режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/Быстрое_прототипирование - свободный. Дата обращения: 03.05.2013.
2. Технологии быстрого прототипирования [Электронный ресурс]: Режим доступа http://www.vzrt.ru/rp_tec.php - свободный. Дата обращения: 10.05.2013
4. Ефремов А.А., Сальников Ю.В. Изготовление и контроль оптических деталей: Учебное пособие для СПТУ. - СПб.: - Высш. шк.,Профтехобразование, 1998. - 152с.
5. Оптическое стекло. [Электронный ресурс]: Режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/Оптическое_стекло - свободный. Дата обращения: 01.06.2013
7. Прототипирование пресс-форм. [Электронный ресурс]: Режим доступа://smartplast.spb.ru/pressform/prototyping/ - свободный. Дата обращения 04.06.2013
. Технология PolyJet Matrix. [Электронный ресурс]: Режим доступа://3dp.su/texnologiya-polyjet-matrix/ - свободный. Дата обращения 07.06.2013
. 3D-печать прозрачными материалами. [Электронный ресурс]: Режим доступа http://www.jetcom.ru/production/3dprinters/polyjet-materials/polyjet-materials_139.html - свободный. Дата обращения 17.06.2013
10. Литьё
пластмасс под давлением. [Электронный ресурс]: Режим доступа
http://ru.wikipedia.org/wiki/Литьё_пластмасс_под_давлением- свободный. Дата
обращения 20.06.2013