8/7/2019 priect TN

1/10

Tehnologia de prelucrare

Metoda folosete exprimate matrite de silicon, a fcut dupcum urmeaz: un model de master, care de obicei provine de lastereolitografie sau sinterizare selectiva cu laser, este pregtitcu atenie, pentru a asigura o finisare de nalt calitate lasuprafa, definiia avioane desprire. Silicon sunt exprimate njurul comandantului, parial sub vid n scopul de a evita bulelede aer fiind prinse ntre maestru i silicon. Dup uscare,mucegai se taie n funcie de avioane desprire i comandantuleste eliminat, lasand o cavitate pentru a face copii. Flexibilitateasilicon permite submineaz limitate, care ar putea evitadiapozitive sau avioane suplimentare desprire.poliuretani dou componente sunt de obicei folosite ca materialde copiere. Acest lucru permite producerea rapid a pieselor denalt calitate. turnare n vid este o tehnica de copiere de obiceiutilizate pentru producia de serie mica (10-20) de prototipurifuncionale din plastic.

Turnarea sub vid este una dintre cele mai utilizate,

interesante si spectaculoase aplicatii de utilizare a modelelorRP la dezvoltarea de produse noi. Turnarea sub vid este otehnica moderna care si-a dovedit oportunitatea si eficienta netapa de dezvoltare a produselor noi, etapa n care trebuieutilizate prototipurile pieselor complexe, pentru testareafuctionalitatii noului produs si/sau testarea pietei privindmarketingul noului produs

Fabricarea matritelor din cauciuc siliconic printurnare sub vid

n tehnologiile de fabricare rapida a prototipurilor,

cauciucul siliconic este un material extrem de avantajos cepoate fi turnat cu usurinta n jurul unui model master obtinut prin

8/7/2019 priect TN

2/10

procedee de fabricare rapida a prototipurilor cunoscute, deexemplu sinterizarea selectiva cu laser (Selectiv Laser Sintering- SLS), lipirea susccesiva a unor straturi laminare (LaminatedObject Manufacturing LOM), depunerea unui material nstare topita ( Fused Deposition Modeling FDM) etc., pentru aobtine o cavitate [1], [5], [6], [9]. Pe piata sunt disponibile douatipuri de cauciuc siliconic, folosit pentru fabricareamatritelor, metodele de lucru fiind asemanatoare. Cele douatipuri de cauciuc siliconic disponibile pe piata sunt sub formatransparenta, acest fiind mai scump sau sub forma opaca.n cazul n care pentru fabricatia matritei se foloseste cauciucsiliconic transparent, modelul master este suspendat ntr-ocutie, dupa care cauciucul siliconic este turnat astfel nct el sanconjoare n ntregime modelul RP n cutie.Operatiile pentru realizarea matritei, sunt executate sub vid,pentru a evita formarea bulelor de aer ntre modelul master sisilicon. Dupa solidificarea cauciucului siliconic, se taie un plande separatie si se extrage modelul master, rezultnd douasemimatrite. Se asambleza cele doua semimatrite din cauciucsiliconic ntre care a rezultat cavitatea ce copiaza forma

modelului master RP, care a fost folosit. n cavitatea obtinuta sepoate turnasub vid materialul din care se doreste fabricarea pieseirespective.Materialele folosite n procesul de turnare sub vid a pieselorsunt diverse materiale plastice, materiale ceramice pentruturnare, rasini sintetice etc. n general sunt folosite douacomponente de poliuretan pentru fabricarea pieselor. Pentru a

evita aparitia bulelor de aer n piese, turnarea se realizeaza subvid.Matritele din cauciuc siliconic rezista bine la turnarea a circa 20bucati de piese din material plastic

Procesul de turnare sub vidPractic, dupa fabricarea unui model RP prin procedeul desinterizare selectiva culaser [7], pe masina Sinterstation 2000 din dotarea Centrului de

Fabricare Rapida a

8/7/2019 priect TN

3/10

Prototipurilor din cadrul Universitatii Tehnice din Cluj-Napoca,model utilizat ca master(figura 1), dupa finisarea si verificarea acestuia, tehnologia defabricare prin turnare subvid s-a derulat n doua etape: formarea matritei din cauciuc siliconic; turnarea pieselor n matrita din cauciuc siliconic.

Fiig 1. Model SLS [7]

Formarea matritei din cauciuc siliconic

Pentru fabricarea unei matrite din cauciuc siliconic, necesarafabricarii pieselor printurnare sub vid, s-au parcurs urmatoarele etape de lucru :1. Verificarea modelului master SLS.2. Curatirea modelului master si aplicarea unor substantechimice care sa previna lipirea siliconului de suprafatamodelului.3. Stabilirea planului de separatie a viitoarei matrite din cauciucsiliconic si materializarea acestuia prin lipirea unei benziadezive la nivelul planului de separatie.4. Colorarea conturului planului de separatie pentru a fi vizibil

prin cauciucul siliconicsemi-transparent, dupa turnarea acestuia n jurul piesei.5. Fabricarea unei cutii din lemn, care sa ncadreze modelul RPsi n care sa se poata turna cauciucul siliconic n stare lichida.Modelul RP nu trebuie sa atinga baza cutiei, n acest scop i s-aatasat modelului o tija verticala, care a fost nlaturata dupaturnarea cauciucului siliconic, rezultnd astfel plnia de turnaredin semimatrita superioara.

8/7/2019 priect TN

4/10

6. Suspendarea modelului n cutia de formare si atasarea unorsrme orizantale si verticale de sustinere, cu rolul de a creacanalele de aerisire necesare pentru evacuarea aerului dincavitatea dintre viitoarea matrita.7. Turnarea cauciucului siliconic n cutia de formare. Anterioretapei de turnare, cauciucul siliconic a fost introdus ntr-oincinta vidata, pentru degazeificare.8. Dupa turnarea cauciucului siliconic n cutia de formare, esteintrodus din nou n incintavidata, pentru eliminarea bulelor de aer acumulate la turnareaacestuia n jurulmodelului master. n continuare cutia continnd cauciucsiliconic turnat, este introdusan cuptorul de polimerizare unde are loc solidificarea blocului decauciuc siliconic.9. Dupa polimerizarea totala, blocul de cauciuc siliconic estescos din cutia de formare. Printr-o opratie manuala se taie cubisturiul planul de separatie dintre cele doua semimatriteurmarind traseul marcat n etapa a 2-a, pe marginea benziiadezive aplicate pe modelul master SLS, la nivelul planului de

separatie10. Deschiznd cele doua semimatrite din cauciuc siliconic, senlatura modelul master utilizat (figura 2). Astfel, rezulta douasemimatrite (figura 3), a caror suprafete reproduc cu fidelitate,suprafetele modelului master utilizat. Fabricatia matritei a durat2 zile.

Fig. 2. Inlaturarea modeului master [7]

8/7/2019 priect TN

5/10

Fig. 3. Semimatritele rezultate [7]

Dupa formarea matritei din cauciuc siliconic urmeazaturnarea sub vid a pieselor care vor fi copii fidele ale modelului

master utilizat.n functie de complexitatea, finetea detaliilor si sortimentul

de caucic siliconic, durabilitatea matritelor din cauciuc siliconicvariaza ntre 30 si 60 de turnari n functie de complexitateageometrica a piesei. n general, productivitatea este limitata laaproximativ 10 turnari pe zi.

Turnarea pieselor in matrita din cauciuc siliconic

Turnarea sub vid n matrita din cauciuc siliconic s-a desfasuratprin parcurgerea etapelor urmatoare:1. Legarea celor doua semimatrite cu banda adeziva simontarea plniei de turnare(figura 4).

Fig. 4. matrita pregatita pentru turnare [7]2. Masurarea precisa a cantitatilor necesare ale componentilorA si B, din care se

compune rasina care se utilizeaza la turnarea pieselor (figura5). Un exemplu de astfel de rasina este SG 95. Cantitatile

8/7/2019 priect TN

6/10

necesare din cei doi componenti ai rasinii SG 95 sunt pregatiten doua recipiente A si B, ale masinii de turnare sub vid.

Fig. 5. Componentii A si B ai rasinii SG 95 utilizati la turnareapiesei [7]

3. Odata programat, ciclul se desfasoara automat. Are locamestecarea celor doicomponenti si apoi turnarea automata.4. Prin plnia flexibila amestecul format se toarna n matrita dincauciuc siliconic pna cnd se observa ca rasina iese prin toatecanalele de aerisire. Urmeaza introducerea pachetului matritein cuptorul de polimerizare (figura 6), unde are loc solidificareapiesei turnate, prin polimerizare termala la temperatura de 70C,

timp de 20 pna la 80 minute.

Fig. 6 Matrita in cuptorul de polimerizare, pentru solidificareapiesei

5. Dupa scoaterea din cuptor, se desface banda care leagacele doua semimatrite si se extrage piesa turnata (figura 6).

8/7/2019 priect TN

7/10

Apoi, semimatritele din cauciuc siliconic se leaga din nou cubanda si se pregatesc pentru turnarea urmatoarei piese.Piesa turnata este o reproducere fidela a modelului master RP.Se taie tijele din plastic ramase datorita gaurilor de aerisire siale plniei (figura 7).

Fig. 7. Piesa turnata dupa extragerea din matrita, unde pot fiobservate tijele din plastic formate in gaurile de aerisire

6. Se verifica precizia piesei obtinute prin turnare sub vid (figura8).

Fig. 8. Piesa obtinuta prin turnare sub vid in matrite din cauciuc

siliconic [7]

ConcluziiTurnarea sub vid este o tehnica moderna de fabricatie

rapida a matritelor, careutilizeaza modelele RP ale pieselor complexe, care sidovedeste eficienta n etapa de dezvoltare a produselor noi,prin multiple avantaje prezentate n continuare: simplitatea procesului de fabricatie a matritelor din caucicsiliconic;

8/7/2019 priect TN

8/10

timp scurt de fabricatie; precizie rididicata precizia matritei depinde de preciziamodelului master utilizat;

este metoda rapida, precisa si necostisitoare de fabricare apieselor complexe si a pieselor cu forme netehnologice; pot fi obtinute piese complexe cu grosimea minima aperetului de 0,2 mm; piesele turnate sub vid sunt rezistente la temperaturi maimari de 120C; este medoda ideala pentru fabricarea seriei mici (30 50bucati), n care matritele conventionale pentru injectia maselor

plastice nu se justifica din punct de vedere economic; abilitatea de a se potrivi unui domeniu larg al productiei, datfiind faptul ca pentru turnarea sub vid sunt disponibile peste 20de tipuri de rasini de poliuretan, cucaracteristici asemanatoare.

Infrastructura de cercetare-dezvoltare Masina de turnare sub vid (ilustrat n fig.1) de tip MCP 001PLC,

utilizat att pentru fabricarea matrielor din cauciuc siliconic,ct sipentru utilizarea acestor matrie la turnarea sub vid a pieselorcomplexe, n serii mici de fabricaie (30-50 buci);

8/7/2019 priect TN

9/10

Aplicatii facute prin turnarea sub vid in matrite din cauciucsiliconic

8/7/2019 priect TN

10/10

Bibliografie

[1] BERCE, P., BLC, N., s.a., Fabricarea rapida aprototipurilor, Editura Tehnica, Bucuresti, 2000.[2] CHUA, C.K., LEONG, K.F., Rapid Prototyping: Principlesand Applications in Manufacturing, JohnWiley, New York, 1977,[3] HALFORD, B., Low Cost, Short Run Tooling, Rapid News,Volume 4, Number 4, p.54, (1996).[4] MCP Silicone Rubber&Polyurethane Casting Resins, 2003,http://www.mcp-group.co.uk/rpt/rpttmat.html[5] MCP Vacuum Casting System,http://www.mec.ef.ac.uk/services/index.php?view=vacuum_casting&style=plain[6] Nichita Gabriela Georgeta, Cercetari teoretice siexperimentale privind utilizarea tehnologiilor RapidPrototyping n fabricatia de piese complexe, teza de doctorat,Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca,2004.[7] Rapid Prototyping primer, http://www.Rapid Prototyping.com[8] Vacuum Casting, 2003,http://www.materialise.be/prototypingsolutions/vacuum_ENG.html________ _____________ __________________ ___

_____