Tehnologia de prototipare rapidă folosește polimer fotosensibil lichid (rășină epoxidice sau/și rășină acrilică etc.) ca materii prime și folosește scanarea laser ultravioletă pentru a forma o entitate stratificată. Aparatul de litografie stereo (SLA) este unul dintre echipamentele cheie pentru aplicarea tehnologiei de prototipare rapidă. Are caracteristicile unei precizii ridicate a producției și o rată ridicată de utilizare a materiilor prime și poate fi utilizat pentru fabricarea de entități de înaltă precizie cu forme complexe. Această lucrare explorează aplicarea tehnologiei de prototipare rapidă SLA în fabricarea de etanșări din cauciuc siliconic vulcanizat la temperatura camerei (cauciuc siliconic RTV).
1 Principiu tehnic
Prototiparea rapidă SLA este împărțită în trei etape: pre-procesare, turnare fără stivuire în straturi și post-procesare. Preprocesarea este proiectarea CAD a produsului finit conform desenelor sau obiectelor furnizate de utilizator, adică modelarea tridimensională. Dacă este posibil, scanarea optică sau scanarea CT a obiectului real poate fi efectuată pentru a obține direct modelul tridimensional al produsului finit și apoi scoaterea modelului tridimensional în format STL. Fișier (fișier de patch triunghiular), și pe această bază, strat (grosime 0,05 ~ 0,5 mm) procesare felii și procesare de editare a suportului (similar cu adăugarea dispozitivelor de prelucrare, dar suportul și matrița sunt formate în același timp).
Prototiparea fără stivuire stratificată este nucleul prototipării rapide, inclusiv tăierea și stivuirea. Principiul este prezentat în Figura 1. Procesul specific este: laserul ultraviolet scanează fiecare secțiune stratificată a designului CAD punct cu punct, astfel încât stratul subțire de rășină din zona scanată suferă o reacție de fotopolimerizare și se reticulă și se întărește; când stratul subțire este întărit, bancul de lucru se mișcă în jos, chiar înainte de a se plasa un nou strat de rășină lichidă pe suprafața de rășină întărită, în timp ce racleta efectuează mișcare alternativă orizontală pentru a menține nivelul lichidului, apoi scanează și întărește un nou strat; stratul de rășină nou întărit este ferm lipit de stratul întărit anterior. Repetați acest lucru până când corpul este format. Tehnologia de prototipare rapidă SLA poate fi utilizată pentru a face matrițe din rășină, care sunt potrivite pentru producția de produse din cauciuc de turnare la temperatura camerei (temperatură joasă) de înaltă precizie și de volum redus.
2. Aplicare la fabricarea garniturilor de cauciuc siliconic RTV
2.1 Fabricarea matriței:
2.1.1 Proiectare CAD
În primul rând, utilizați un șubler vernier, un micrometru cu diametrul interior și un micrometru cu diametrul exterior pentru a măsura cu precizie dimensiunea garniturii de cauciuc deteriorate și a arborelui de instalare. În funcție de elasticitatea și contracția materialului de cauciuc utilizat, determinați interferența dintre orificiul de etanșare și arbore să fie de 0,15 ~ 0,2 mm.
După finalizarea studiului și cartografierii sigiliului, se realizează proiectarea CAD a matriței. Principiul designului CAD este de a construi matrița cu cea mai mică cantitate de material. Modelul CAD al matriței de etanșare din cauciuc al instrumentului chirurgical laparoscopic este prezentat în figurile 4 și 5 (fețele de capăt ale celor 6 găuri de turnare sunt distribuite uniform ca suprafață de neasamblare), iar grosimea peretelui cavității matriței este doar 0,5 mm.
2.1.2 Formare
După finalizarea designului CAD al matriței, fișierul model 3D în format STL este transferat la mașina de prototipare rapidă SLA, iar rășina fotosensibilă SPR-3010 folosită pentru turnare (formula este: rășină epoxidica bisfenol A 83, diacrilat de hexandiol etoxilat 17 , 1,4-metilciclohexan divinil eter 4.8, diaril hexafluoroarsenat sulf staniu sare 7.2, benzoin dimetil eter 4.8) rezistența la apă, rezistența chimică, stabilitatea dimensională și tenacitatea sunt bune, rezistență ridicată, gamă largă de temperatură și umiditate aplicabilă și pot fi utilizate în producția de piese auto, piese de aviație și echipamente medicale.
Utilizați software-ul de procesare a datelor RPData pentru a determina că modelul matriței este așezat plat pe masa de lucru cu poarta în sus, iar apoi modelul 3D este tăiat în straturi cu o grosime a feliei de 0,2 mm, astfel încât fișierul de patch triunghiular să fie convertit într-un 2D strat. Informația generală a piesei. Pentru a preveni deformarea și deformarea matriței în timpul procesului de turnare și pentru a asigura stabilitatea confecționării matriței, trebuie efectuată și proiectarea suportului modelului. După aceea, au fost produse 10 mese de lucru de uniformizare conform celor două specificații ale matrițelor. În cele din urmă, rulați software-ul de producție RPBuild, adică porniți laserul și puneți la zero nivelul lichidului de lucru, efectuați scanare cu laser strat cu strat și solidificare și stivuire pentru a finaliza producția de matriță. Parametrii procesului de prototipare rapidă SLA ai acestei matrițe de etanșare sunt: temperatura rășinii 30℃, puterea laserului 160 mW, lungimea de undă laser 355 nm, intensitatea luminii 1,9 X 100000 cd, viteza de scanare de umplere 2 200 mm. s-1, spațierea vectorilor de umplere 0. 1mm. Forma de formare este spălată cu acetonă pentru a îndepărta grăsimea și suportul și, în cele din urmă, matrița de formare este iradiată sub o lampă cu ultraviolete timp de 2 ore pentru a reticula și întări în continuare.
2.2 Fabricarea sigiliilor
Cauciucul siliconic RTV de turnare cu două componente este utilizat pentru turnarea sigiliilor instrumentului chirurgical laparoscopic. Formula componentului A este: polidimetilsiloxan cu terminații în lumină 100, negru de fum alb 6,3, oxid de plumb 12,5, ulei de metil silicon 6,3; formula componentei B este: silicat de etil 119, dialchil disulfat de staniu 6.3. După ce componentele A și B sunt amestecate uniform într-un raport de 10:1, turnați încet amestecul într-un recipient care a fost plasat în 20 de matrițe de prototipare rapidă (pentru a preveni revărsarea recipientului la aspirare, înălțimea recipientul este proiectat să aibă înălțimea matriței de 3 ~ 4 ori), lichidul amestecat este injectat în cavitate prin orificiul de turnare a matriței. După aceea, recipientul a fost plasat într-o cutie de vid și bulele de aer și de umiditate din soluția amestecată au fost îndepărtate cu un grad de vid de 8,5 x 10-6 Pa. După ventilare, scoateți recipientul din cutia de vid și vulcanizați. într-o cutie de încălzire electrică la 60°C timp de 4 ore. În cele din urmă, produsul vulcanizat este scos din cuptor, stratul subțire al matriței este decojit manual, iar partea convexă a porții este ușor lustruită cu șmirghel pentru a face suprafața finală plată și netedă, iar sigiliul finit este obținut. După testare, performanța sigiliului îndeplinește cerințele și a fost pusă în funcțiune imediat. Utilizarea practică arată că performanța sigiliului a atins nivelul accesoriilor originale.
newmaker.com
3 Concluzie
Tehnologia de prototipare rapidă SLA este potrivită pentru producția de produse din cauciuc turnat, de înaltă precizie, la temperatura camerei (temperatură joasă). În comparație cu tehnologia tradițională, ciclul său de producție este scurtat cu 60% ~ 70%, iar costul de producție este redus.