Приборная доска, лакированнaя под дерево

Области применения финишной обработки

Скрепление, сварка и обработка напечатанных деталей

Для изготовления прототипов, почти неотличимых от изделий, созданных методом литья под давлением, сложных инструментов и прочных индивидуальных устройств, приятных на вид и в использовании, выполняйте простую финишную обработку деталей, созданных методом трехмерной печати.

Методы финишной обработки PPSF

Обзор

PPSF (полифенсульфон) – это FDM-материал обладающий стойкостью к высокой температуре, химическим веществам и физическому воздействию. Он идеально подходит для приложений, предъявляющих высокие требования, однако прочность и стойкость к химическим веществам делают финишную обработку деталей из PPSF с помощью шлифовальной бумаги или растворителей трудной и затратной по времени.

При необходимости получения гладких поверхностей часто используются два варианта обработки: ручная зачистка или фрезерование. Материал PPSF, стойкий к абразивным материалам, делает ручную зачистку трудоемкой задачей, на выполнение которой могут уйти долгие часы. Хотя финишная обработка с помощью фрезерного станка с ЧПУ типа CNC может ускорить финишную обработку поверхности, это сводит на нет многие преимущества технологии FDM. Чтобы подготовиться к машинной обработке, необходимо уделить время программированию CAM и настройке машины. Машинная обработка также подразумевает визуальный контроль со стороны оператора.

При использовании PPSF для изготовления инструментов или форм появилась новая и более быстрая альтернатива выравниванию поверхности, которая называется термоформованием. Тонкий лист пластика наносится на поверхность PPSF-детали. Хотя этот лист пластика повторяет форму детали, он не переносит линии слоя на внешнюю поверхность. Чтобы сохранить механические, термические и химические преимущества PPSF, при термоформовании используются листы пластика, изготовленные из резины ПЭЭК. По сравнению с ручной зачисткой термоформование ПЭЭК может снизить время на подготовку детали на 75 процентов, а затраты на 90 процентов.

Процесс

Сглаживание поверхности детали PPSF с внешним слоем ПЭЭК представляет собой относительно простую процедуру, которая требует ряд изменений по сравнению со стандартным термоформованием. Ключевые отличия заключаются в том, что ПЭЭК – это материал термоформования, а FDM-деталь служит формой для термоформования.

Ниже приведены основные моменты этого процесса. Подробное, исчерпывающее описание термоформования применительно к FDM-деталям см. в руководстве Stratasys’ “Термоформование прототипов и небольших партий”.

  1. Конструирование детали.
    Выберите желаемую толщину листа ПЭЭК, который подлежит термоформованию. Рекомендуемая толщина составляет от 0,003 до 0,005 дюймов (0,08 – 0,13 мм), однако можно использовать и более толстые листы, например 0,010 дюймов (0,25 мм). Обратите внимание, что более толстые листы ПЭЭК нуждаются в более высоком вакууметрическом давлении во время термоформования и прилегание к более мелким компонентам может оказаться проблематичным. Для компенсации толщины термоформованного листа измените модель CAD детали PPSF, сместив все внешние поверхности. Кроме того, модель CAD может быть изменена для включения кольца глубиной 0,050 дюймов (1,27 мм) вокруг периметра формы. Это кольцо поможет креплению пленки ПЭЭК на детали. В целях упрощения и ускорения процесса термоформования, измените параметры построения FDM для придания детали PPSF большей степени пористости. Это позволит пропускать разряженный воздух в машине для термоформования через деталь, не требуя ручного сверления вентиляционных отверстий по контуру детали. Выполните эту задачу в Insight, отрегулировав растровые воздушные зазоры на двух внешних поверхностях до уровня 0,001 дюйма (0,03 мм). Кроме того, измените растровые воздушные зазоры корпуса модели до 0,010 дюйма (0,25 мм), чтобы поток воздуха свободно проходил через деталь. Затем изготовьте деталь PPSF в системе Fortus. Завершив изготовление, снимите опоры, готовясь к термоформованию.
  2. Термоформование.
    Установите деталь PPSF на основание, соответствующее валику машины для термоформования. Основание может быть выполнено из любого прочного материала, который выдержит температуру термоформования. Загрузите деталь PPSF в вакуум-формовочную машину и вставьте лист ПЭЭК. Для обеспечения прочного механического соединения детали PPSF и пленки ПЭЭК рекомендуется использовать материалы, покрытые клеем. Тестирование показало, что пленка APTIV PEEK Victrex P500S с силиконовым клеем хорошо подходит для этого способа применения. Нагрейте лист до 284 – 320 °F (140 – 160 °C) и вытяните его на деталь PPSF, как только лист достигнет точки придания формы. Как правило, этот цикл должен быть завершен в течение 20 секунд. Более длительное время цикла приведет к кристаллизации пленки ПЭЭК, что сделает ее твердой и мутной. Во избежание кристаллизации визуально контролируйте лист ПЭЭК. При подаче тепла материал перестает быть твердым, а затем туго натягивается. После натяжения листа ПЭЭК включите вакуум до охлаждения пленки ПЭЭК. После вакуумного формообразования обрежьте лист ПЭЭК по размерам детали PPSF. Теперь деталь PPSF/ПЭЭК готова к обработке.

Сравнение времени и затрат ручной зачистки и термоформования с помощью ПЭЭК формовой модели FDM дефлектора обдува задней шины.


Процесс

Время производства

Трудозатраты

Затраты на материалы

Ручная зачистка

4 часа

USD $160

USD $5

Пленка ПЭЭК

1 час

USD $10

USD $6

ЭКОНОМИЯ

3 часа (75%)

USD $149 (90%)

Stratasys Ltd. © 2015. All rights reserved. See stratasys.com/legal for trademark information.