|
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УМПО - ШАГ В БУДУЩЕЕ
(Окончание. Начало в № 1 - 2006)
Рассмотрим
установку S15. Эта установка (принцип 3D-Print - трехмерная печать)
обеспечивает технологию послойного селективного отверждения песчаной
смеси. Габариты камеры: длина 1500 мм, ширина 750 мм и высота 740 мм.
Материал - песчаная смесь. Точность - 0,4 мм. Применение - формы для
литья стали, магниевых, алюминиевых, титановых сплавов.
Рассмотрим технологию литья в силиконовые и металлополимерные формы.
В тех случаях, когда стоит задача тиражирования детали, широко используется
метод получения "восковок" с помощью силиконовых форм. Этот
метод также предполагает применение стереолитографии или послойного
синтеза в любом другом виде. Суть метода состоит в том, что стереолитографическая
модель используется для изготовления оснастки из силикона в качестве
мастер-модели.
Стереолитографическую модель, по сути - копию детали, заливают жидким
силиконом. После затвердения силикона полученную форму разнимают, извлекают
стереолитографическую модель (в данном случае она оказывается "не
теряемой") и после финишной обработки полученную форму используют
для тиражирования "восковок".
В
зависимости от сложности детали "силиконовая" технология позволяет
получить от нескольких штук до нескольких сотен изделий с гарантированным
качеством. Эта технология получила также широкое распространение в различных
отраслях для изготовления мелких партий изделий из пластмассы, которая
заливается непосредственно в силиконовую форму.
Технология
изготовления металлополимерных форм аналогична технологии изготовления
эластичных силиконовых форм. С использованием послойного выращивания
изготавливается одна половина пресс-формы (подмодельная плита) и деталь
(промодель), которую необходимо получить. При помощи полировки подмодельная
плита и промодель доводятся до идеального состояния. Затем в половину
формы вкладывается промодель детали и заливается жидким металлополимером
(основа - эпоксидная смола). После затвердевания подмодельная плита
удаляется, промодель детали остается в отлитой половине и снова заливается
металлополимером. Так получается вторая половина пресс-формы. После
затвердевания форма разнимается, промодель детали удаляется, и получается
готовая пресс-форма. Ресурс металлополимерной пресс-формы гораздо больше,
чем у силиконовой: он достигает нескольких десятков тысяч отливок из
пластмассы. Металлополимер обеспечивает возможность воспроизведения
сложных поверхностей, мельчайших деталей и любой текстуры.
Система оптической трехмерной оцифровки ATOS (установки ATOS SO/200, ATOS 400/600/XL) для контроля геометрических размеров и реверсивного инжиниринга является объемным сканером. Сканирующая головка содержит проектор и две цифровые камеры. При съемке проектор проецирует на объект сетку. Эта сетка снимается камерами с разных ракурсов, и по ней генерируется так называемое облако точек. Несколько миллионов точек образуют трехмерную поверхность снятого объекта. Облако точек может быть использовано для решения двух задач:
-
контроля геометрии детали. Облако точек совмещается с моделью объекта, точки проецируются на поверхность модели и в зависимости от того, выше или ниже поверхности лежат точки, модель раскрашивается в разные цвета. Как видно из иллюстраций, в центре шкалы лежит зона минимального отклонения геометрии реальной детали от геометрии модели - зеленая зона. Красная часть шкалы показывает припуск, синяя - провалы в детали. Таким образом, происходит контроль геометрии детали сразу по всей поверхности;
-
реверсивного инжиниринга - процесса получения модели с использованием готовой детали. Это требуется в случаях, когда есть годная эталонная деталь, нередко сделанная вручную, но не имеющая объемной модели и чертежей. В этом случае по облаку точек можно сделать объемную модель и использовать ее в процессе прототипирования или традиционной обработки на станке с ЧПУ. Установка ATOS в зависимости от размера измеряемой детали обеспечивает точность измерений не хуже 0,02 мм.
Технологии быстрого прототипирования заняли
прочное место практически во всех областях материального производства
в индустриально развитых странах. На рубеже веков произошла настоящая
технологическая революция, значение которой поистине огромно. Современный
конструктор, разрабатывающий детскую игрушку или космический аппарат,
уже не мыслит создание своего детища без технологий быстрого прототипирования.
Мы коснулись только проблемы изготовления литейных прототипов, но существуют
другие технологии быстрого прототипирования применительно к другим задачам.
Для отечественной авиационной промышленности задача скорейшего освоения
технологий быстрого прототипирования - всей цепочки от CAD-модели до
отливки и станка с ЧПУ - является стратегически важной. В современных
условиях ни один участник авиационного производства не имеет перспектив
без освоения технологий быстрого прототипирования.