3d печать Инвент

3d печать, быстрое прототипирование, макетирование, изделия из пластмассы.

Литье по мастер-модели: успех в ювелирном деле сегодня во многом обеспечивается технологиями 3D печати.

Мы продолжаем наш анализ внедрения новейших достижений 3D печати в процесс создания ювелирных украшений. Напомним, что в предыдущей статье (подробнее … ) мы рассмотрели обновленную технологию производства золотых колец. При этом стоит задача создания большой номенклатуры для всей шкалы размеров этих украшений, при этом сама партия изделий сравнительно мала. В этом случае  для создания форм для заливки, достаточно использовать только сами прототипы, произведенные 3D принтером. Аналогичная ситуация возникает и при разовом изготовлении украшений на заказ.

Описание технологии литья ювелирных украшений с использованием мастер-модели
Фото – Пример отливки из серебра, выполненной в форме, созданной с использованием результатов 3D печати.

В данной же статье, мы рассмотрим другую ситуацию, когда объем выпускаемой продукции в разы больше, а сами изделия имеют один или сравнительно небольшое число  типоразмеров. К ним можно отнести серебряные украшения, изделия с позолотой, серьги, кулоны, бижутерию, игрушки и т.д. Как пример, в преддверии Олимпиады в Сочи ряд ювелирных заводов организовали изготовление памятных подарочных сувениров и украшений.

Так что же изменилось во втором варианте производственного процесса? Самое главное - потребовалось гораздо большее число одинаковых пластиковых прототипов при изготовлении форм для литья! Ведь для каждого из будущих изделий нужно использовать точно такое же количество прототипов. А учитывая, что все  украшения идентичны, то становится затратным (по времени и/или стоимости) использовать в качестве прототипов 3D модели, напечатанные на принтере. 


Фото – Примеры трехмерных прототипов, полученных с помощью принтеров компании EnvisionTEC.


В этой ситуации более прагматичной становится двухступенчатая технология. На первом шаге мы печатаем на 3D принтере несколько прототипов изделий. Затем на основе полученных прототипов создаем формы для литья их пластмассовых копий. С помощью этих форм отливаем необходимое количество пластиковых дублей прототипов и вот уже их используем для создания форм для завершающего литья металлов.

Возможно, пока это воспринимается Вами несколько запутанно, но сейчас мы рассмотрим процесс подробнее, и все встанет на свои места.

В данной статье мы опускаем детальное описание характеристик 3D принтера Micra от компании EnvisionTEC, имеющегося в нашей компании и специализированного на изготовлении именно прототипов ювелирных изделий. Более подробно описание его возможностей приведено в обзорной статье, которую Вы можете прочитать здесь …

Тем не менее, на приведенных в начале данной статьи фото Вы уже смогли познакомиться с результатами его работы. В частности на следующем фото показан прототип из зеленого пластика и готовое кольцо из серебра. Обратите внимание на проработку деталей, согласитесь, что для изготовления такого прототипа вручную ушло бы очень много времени и сил даже у опытнейшего  ювелира. А здесь мы этот результат получаем практически по взмаху руки, точнее компьютерной мыши.


Фото - Пример прототипа кольца, напечатанного на принтере Micro EnvisionTEC и готового изделия, отлитого по этому прототипу.

Оцените перспективы, которые могут открыться перед Вашей компанией при использовании такого высокотехнологичного оборудования. Во-первых, это практически ничем не ограниченная фантазия Ваших дизайнеров. Во-вторых, высокая оперативность внедрения новых моделей в производство. В-третьих, низкая стоимость создания необходимого количества прототипов для организации массового производства украшений.

При этом Вам не потребуется потратить несколько миллионов рублей на покупку такого принтера, а затем еще и время на обучение персонала, Вы можете просто обратиться в компанию «Инвент-Про» и заказать изготовление необходимого числа вот таких вот трехмерных прототипов. 


Фото – Еще один пример прототипов украшений, напечатанных с помощью 3D принтеров.

Вы не привыкли верить на слово и желаете во всем убедиться самостоятельно? Ну что ж, давайте рассмотрим в деталях весь процесс производства от компьютерной модели до готового изделия на примере изготовления мини браслетов из серебра с позолотой.

Описание технологии производства большой партии серебряных украшений.

Как выглядит готовая компьютерная модель будущего изделия представлено на следующем рисунке.

Для ее создания используется специализированное программное обеспечение и манипуляторы, как правило,  более чувствительные, чем традиционная мышка, см. следующее фото. 

Полученная модель загружается в программное обеспечение 3D принтера и в ходе распечатывания мы получаем набор прототипов из пластика (см. фото ниже). Напомним, что более детальное описание процесса печати приведено в отдельной статье, подробнее …

Полученный из принтера прототип промывается, избавляясь от остатков материала, и подвергается ультрафиолетовому облучению, в ходе которого происходит окончательная полимеризация пластика.

После этого напечатанный блок разрезается на отдельные элементы, которые затем механически обрабатываются для удаления вспомогательных элементов поддержки и т.д. На фото ниже показан процесс шлифовки одной из половин будущего мини браслета.

На врезке в правом верхнем углу следующего фото мы видим оба элемента мини браслета. А в основной зоне фото показано, как мастер вдавливает одну из половинок в мягкую резину, пока еще похожую на пластилин. Это материал будущей формы, в которую, после ее вулканизации, будут заливать расплавленный пластик.

Еще один ракурс процесса внедрения прототипа браслета в массив резины.

Такая же «участь» постигает и вторую половинку браслета, она также вдавливается в другой кусок резины. Для достижения более высокой производительности в будущем, оператор описанным выше способом помещает еще несколько экземпляров прототипа браслета в резину. 

После этого резина уплотняется и подвергается вулканизации (термообработке), см. следующее фото. В результате мы получаем несколько форм из резины, подготовленной к заливке жидкой пластмассы. 

После вулканизации резины эти формы разрезаются и из них удаляются исходные прототипы. Далее форма вновь собирается, зажимается между двумя металлическими пластинами для удобства работы оператора и лучшего теплоотвода (пластины обеспечат быстрое застывание отливаемых изделий).

На следующем фото показан процесс заливания в форму жидкого пластика под небольшим давлением. Справа на этом же фото, на белом листе бумаге можно увидеть уже готовые отливки, полученные ранее этим способом. Обратите внимание, что отливки в виде половинок браслета дополнены «ножками» и это неспроста. Во-первых, без этого не обойтись, ведь заливаемый пластик заполняет все пространство формы, включая входной канал, который и образует эту «ножку». А во-вторых, эта ножка нам еще пригодится для крепления заготовки, Вы это увидите на последующих фото.

Отметим также, что счетчик на приборе показывает количество отлитых деталей.

На следующей череде фото мы постарались показать весь процесс разъединения частей формы и вынимания застывшей заливки из розовой резины.

После этого форма вновь готова к заливке новой детали. На следующем фото показан процесс ее обратного монтажа.

Пришел черед начать собирать наше «дерево», которое послужит в будущем каналами и полостями для заливки изделия из драгоценного металла. Для этого (см. следующее фото) с помощью обычного паяльника оператор приваривает подготовленные заготовки за отмеченные выше «ножки» к центральной оси (стволу «дерева»).

Сделаем маленькую ремарку. Компания «Инвент-Про» оптимизировала описываемую выше процедуру отливки пластмассовых изделий. Мы предлагаем использовать специальную вакуумную камеру и литье пластмассы в силиконовые формы. Подробнее данный подход описан здесь …

Далее на желтое основание «дерева» надевается цилиндрическая стенка, и получившаяся туба заливается специальным белым составом, см. фото слева ниже. После застывания желтое основание тубы снимается, открывая воронку для будущей заливки металла (см. правую часть фото ниже).

Туба помещается в раскаленную печь, в которой все наше пластмассовое «дерево с листьями» выгорает с нулевым остатком зольности, теперь форма для заливки серебра готова.

Пустое отверстие в тубе как раз и символизирует готовность формы к заливке (см. фото ниже).

Для расплавления и заливки металла в форму используют специальную печь. На следующем фото показано, как в тигель этой печи засыпаются гранулы серебра. Внешний вид печи показан во врезке в следующем фото.

Серебро расплавляется … и с помощью встроенного в печь механизма заливается в подготовленную ранее форму.

После остывания из печи удаляется тигель и сама форма, в отверстие которой можно увидеть металлическую поверхность.

Еще горячую форму охлаждают в воде (см. фото ниже), при этом происходит разрушение формы и освобождение получившейся заготовки.

Что собой стало представлять наше дерево, теперь уже не пластиковое, а серебряное, показано на следующем фото. В дальнейшем каждую из половинок нашего мини браслета, аккуратно отсоединяют от «ветвей», шлифуют и дополнительно обрабатывают, включая нанесение позолоты. 

Еще раз систематизируем произошедшие события. На следующем фото показаны все три стадии жизненного цикла нашей формы. На первом этапе внутри формы находится пластиковая заготовка. На втором этапе она была выжжена и форма внутри стала полой. На третьем этапе все пустоты заполнились расплавленным серебром.

Покажем еще раз, как будет выглядеть наш браслет после завершения шлифовки и покрытия золотом.

Как Вы видите, данная технология достаточно отработана и имеет множество преимуществ, о которых мы уже говорили выше.

Для того, чтобы оценить возможную степень детализации мельчайших элементов украшений можно взглянуть на следующее фото, на котором показаны прототипы нескольких вариантов колец. Обратите также внимание, что при проектировании изделий не забывают о поддерживающих элементах (см. правое кольцо на фото ниже), они обеспечат правильную конфигурацию прототипа до момента полимеризации ультрафиолетом.

В завершение описания второго подхода к литью покажем еще одну заготовку для отливки широкой линейки украшений (см. фото ниже). 

Если у Вас остались вопросы по отдельным деталям описанного процесса, то Вы сможете проконсультироваться у специалистов нашей компании.

Мы готовы создать для Вас прототипы любой сложности и в необходимом количестве. Имеющееся у нас оборудование, квалификация наших сотрудников позволяет Вам быть уверенными в Вашем успехе.