Silikon 3D bosib chiqarish texnologiyasi

Bugungi kunda qo'shimcha ishlab chiqarish nafaqat prototiplash uchun ishlatilishi mumkin, balki seriyadan oldingi ishlab chiqarish va seriyali qismlarni ishlab chiqarishda ham katta imkoniyatlarga ega. 3D bosilgan komponentlar uchun materialning xususiyatlari muhim ahamiyatga ega.

Ushbu sohada 3D bosilgan qismlar faqat bir xil mexanik va kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lsa, an'anaviy ishlab chiqarilgan qismlar bilan raqobatlasha oladi. Biologik muvofiqlik, issiqlikka chidamlilik, yuqori elastiklik va boshqa talablar silikonni ko'plab ilovalarda ajralmas holga keltiradi. Shu sababli, odamlar qo'shimchalar ishlab chiqarishning afzalliklarini kremniy kabi materiallar bilan birlashtirishni intiqlik bilan kutishadi. Biroq, silikonni qo'shimcha ishlab chiqarish jarayoni oddiy emas. Ushbu maqolada turli xil o'zaro bog'lanish mexanizmlari va ularning afzalliklari va kamchiliklari batafsil ko'rsatilgan ekstruziyaga asoslangan turli usullar va jarayonlar ro'yxati keltirilgan.

Silikon 3D bosib chiqarish: ekstruziyaga asoslangan jarayon

Ekstruziya jarayonining hal qiluvchi afzalligi - bu qayta ishlanishi mumkin bo'lgan turli xil suyuqliklar va pastalar, shu jumladan polisiloksanlarning deyarli barcha turlari: past yopishqoqlikdan yuqori yopishqoqlikka, RTV (Xona harorati vulkanizatsiyasi) dan standart LSR (Suyuq silikon kauchuk) UVgacha. davolanadigan va zarrachalar bilan to'ldirilgan silikon. Ekstruziya ishlab chiqarish jarayoni FLM (Fused Layer Modeling) bosib chiqarishga juda o'xshaydi, bu erda material bosma kallagi orqali ekstruziya qilinadi va qatlam qatlamga joylashtiriladi. Ikki komponentli LSR va RTV silikon jarayoni quyida ishlab chiqiladi. LSR o'zaro bog'lanish uchun issiqlik energiyasini talab qiladi, RTV silikon esa xona haroratida reaksiyaga kirishishi mumkin.

△Suyuq qo'shimchalarni ishlab chiqarish (LAM) jarayoni biroz FDM ga o'xshaydi, bu materialni ekstruziya texnologiyasidir. Har bir qatlam ekstrudirovka qilinadi, lekin u FFF va FDM kabi usullardan farq qiladi, chunki xom ashyo jarayonda erimaydi. Aksincha, LAM moddasi yotqizilganda suyuqlik bo'lib, suyuqlik issiqlik ta'sirida vulkanizatsiya qilinadi, shunda material termal ishlov beradi va o'zaro bog'lanadi. Ushbu jarayon materialning mexanik xususiyatlarini saqlab qolishga imkon beradi va ko'plab yangi ilovalarni yaratadi. LAM 3D bosib chiqarish komponentlarni inyeksion kalıplama qismlari bilan deyarli bir xil xususiyatlarga ega qilishi mumkin va tibbiy, poyabzal va moslashuvchan materiallarda yuqori qo'llaniladigan qiymatga ega.

O'zaro bog'langan LSR

Silikon bosib chiqarish suyuq materiallarni o'z ichiga oladi. Shuning uchun hal qiluvchi jarayon parametrlari silikonning o'lchovli barqarorligi va o'zaro bog'lanishidir. Bundan tashqari, tayyor silikonning mustahkamligiga faqat materialning kimyoviy reaktsiyasi, masalan, qo'shimcha polimerizatsiya yoki kondensatsiya polimerizatsiyasi orqali erishish mumkinligi muhimdir. Asosan, LSR silikoni turli xil o'zaro bog'lanish vaqtlari o'rtasidagi farqga ega: ishlab chiqarish jarayonida o'zaro bog'lanish va ishlov berish yoki qayta ishlashdan keyin o'zaro bog'lanish.

Ishlab chiqarish jarayonida o'zaro bog'liqlik:

Isitish platformasi: qo'shimchalar ishlab chiqarish mashinasidagi issiq o'choq termal o'zaro bog'lanish energiyasini ta'minlashi mumkin. Silikonning reaktsiya vaqtiga qarab, o'zaro bog'lanish isitiladigan o'choqqa ekstrudirovka qilinganidan keyin bir necha soniya ichida sodir bo'lishi mumkin.

Biroq, bu jarayonning hal qiluvchi kamchiligi bor: harorat taqsimoti komponentning balandligi bilan o'zgaradi. Buning sababi shundaki, qatlam qurilish platformasidan qanchalik uzoq bo'lsa, u kamroq issiqlik beradi. Bu shuni anglatadiki, ko'p qatlamli komponentlar uchun ishonchli va doimiy jarayonga erishish qiyin. Tajriba shuni ko'rsatdiki, 2 dan 3 sm gacha bo'lgan qismlarni ishlab chiqarish uchun issiq yotoq tizimini qo'llash endi mumkin emas.

Qatlamma-qavat o'zaro bog'lash: Yuqoridan har bir komponentga issiqlik kiritish har qanday miqdordagi qatlamlarning bir xil o'zaro bog'lanishiga erishishi mumkin. Chop etish paytida to'g'ridan-to'g'ri isitiladi, shuning uchun komponentlar chop etilgandan so'ng darhol ishlatilishi mumkin. Ushbu usul qo'shimcha issiqlik manbasini, masalan, infraqizil chiroqni talab qiladi. Bundan tashqari, intensivlik va ta'sir qilish vaqti mos keladigan qatlamga moslashtirilishi kerak, bu esa butun ishlab chiqarish jarayonini qimmatroq va murakkablashtiradi.

Davolanishdan keyingi davrda o'zaro bog'lanish:

Yana bir usul - materialning reologik xususiyatlaridan foydalanish va ekstruziyadan keyin shaklini saqlab qolishi mumkin bo'lgan silikondan foydalanish. Bunga silikonning yuqori yopishqoqligi yoki yuqori tiksotropiyasi yoki ikkalasining kombinatsiyasi orqali erishish mumkin. LSR silikonidan tayyorlangan tayyor qismlar keyingi ishlov berish bosqichida pechga joylashtiriladi va tegishli haroratda o'zaro bog'lanadi. Shu bilan birga, issiqlik kiritish qismlarning deformatsiyasiga olib kelmasligi kerak. Ushbu jarayonda bosib chiqarish jarayonida issiqlikni ta'minlash uchun qo'shimcha uskunalardan foydalanishga hojat yo'q.

Yordamchi material

Haddan tashqari yoki ko'prik (yopiq profil) tuzilmalari uchun ishlab chiqarish uchun qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalar qurilishi kerak. Ushbu qo'llab-quvvatlovchi material ishlab chiqarish jarayonida silikonga yopishishi va o'zaro bog'lanish jarayonida termal sharoitlarga bardosh berishi kerak. Shundan so'ng, uni tayyor qismdan osongina olib tashlash kerak. Biroq, har bir turdagi silikon uchun mos keladigan qo'llab-quvvatlovchi materialni topish qiyinchilik tug'diradi va qo'llab-quvvatlovchi tuzilmani qurish ishlab chiqarish jarayonida qo'shimcha materiallar va vaqtdan foydalanishni talab qiladi.

RTV: gidrogelda ishlab chiqarilgan

Ammo qo'llab-quvvatlovchi tuzilmalardan foydalanmasdan dizayn erkinligini ta'minlaydigan jarayon mavjud: turli materiallarda ishlab chiqarish. Shu maqsadda silikon smolani"qo'llab-quvvatlash materiali" bo'lgan idishga chiqarish uchun uzun igna ishlatilishi mumkin. Ushbu qo'llab-quvvatlovchi material, masalan, chang yoki gidrojel bo'lishi mumkin. Jarayon rasmda ko'rsatilgan:

△Silikon 3D bosib chiqarish: gidrogel ichidagi ishlab chiqarish jarayoni

Birinchi bosqichda silika jeli (apelsin) qo'llab-quvvatlovchi materialga (ko'k) ekstrude qilinadi va ekstrudirovka qilingan iplar atrofdagi material bilan o'rnatiladi. Kerakli struktura hosil bo'lgandan va silikon o'zaro bog'langandan so'ng, komponentni cımbızla materialdan olib tashlash mumkin. Nihoyat, qo'llab-quvvatlovchi materialning qoldiqlarini olib tashlang yoki oddiygina yuving. RTV silikonlari bu jarayon uchun ayniqsa mos keladi, chunki ular qisqa vaqt ichida (30 dan 60 minutgacha) o'zaro bog'lanadi. Komponentlarni olib tashlaganingizdan so'ng, qo'llab-quvvatlovchi material yana ishlatilishi mumkin.

△ Silikageldan tayyorlangan DNK tuzilishi, gidrogelda 3D bosma komponent sifatida ishlab chiqarilgan.

Ushbu usulning eng katta afzalligi dizayn erkinligining yuqori darajasidir. U na tik o'tishlar bilan, na ko'priklar bilan cheklanmagan. Misol uchun, rasmdagi DNKning qo'sh spiral tuzilishi 0,3 mm igna bilan bosilgan. Hozircha spirallar orasidagi nozik aloqani boshqa jarayonlar yordamida yakunlash qiyin. Biroq, ushbu texnologiyaning noqulayligi shundaki, kattaroq komponentlarni ishlab chiqarish uchun katta miqdorda qo'llab-quvvatlovchi material talab qilinadi va odatda bu jarayon yordamida LSR materiallarini ishlab chiqarish mumkin emas.

Xulosa - Silikon 3D bosib chiqarish

Ekstruziya asosidagi ishlab chiqarish jarayonlarining xilma-xilligi tufayli deyarli barcha komponentlar silika gel bilan ishlab chiqarilishi mumkin. Silikonning kerakli geometriyasi va turiga qarab, tegishli jarayonni tanlash mumkin. Muvaffaqiyatli ishlab chiqarish jarayonining asosi va mezoni har doim silikonni aniq va takrorlanadigan tarqatishdir. Biroq, silikon 3D bosib chiqarish salohiyati tugamagan. Ayniqsa, yangi qo'llab-quvvatlovchi materiallar (masalan, gidrogellar) kabi yangi texnologiyalardan foydalanish bilan Antarctic Bear ko'proq yangi dizaynlar hali ham yo'lda ekanligiga ishonadi.