spot_img

Читайте нас в ТГ

Еще больше свежих новостей в нашем Telegram-канале.

Обогащение

spot_img

Образование

ГлавнаяСтроительный секторСовременные технологии изготовления модельной оснастки для производства трубопроводной арматуры DENDOR

Современные технологии изготовления модельной оснастки для производства трубопроводной арматуры DENDOR

Основой производства трубопроводной арматуры является использование литых заготовок, и одно из наиболее важных решений, принимаемых в любой организации, – «производить их или покупать».

При увеличении объема выпуска продукции до среднесерийного и массового, собственное литейное производство становится непременным условием успешной работы в современных реалиях.

Компания ЗАО «ЭНЕРГИЯ» прошла аналогичный путь развития. В настоящее время для производства литых заготовок компания использует технологию литья по Альфа-сет-процессу, который является современной и наиболее технологичной разновидностью ХТС-процесса.

За последнее десятилетие производство форм и стержней по технологии ХТС-процесса получило большое распространение на территории Российской Федерации. Это объясняется тем, что способ получения литейных стержней и форм из холодно-твердеющих смесей имеет ряд технологических достоинств:

  • высокая прочность производимых форм и стержней;
  • возможность применения в изготовлении отливок практически любой конфигурации;
  • гибкость при изготовлении многономенклатурной продукции;
  • универсальность, простота технологии.

Технологическая оснастка состоит из формообразующих моделей и стержневых ящиков, именуемых вместе модельным комплектом. В состав комплекта также входят и формы литниково-питающей системы. В применявшихся ранее технологиях производства модельной оснастки использовалось 3D-моделирование, а при изготовлении формообразующих частей применялась фрезерная обработка модельного пластика. На данный момент в компании ЗАО «ЭНЕРГИЯ» фрезерную обработку производит вертикальный фрезерный станок с Числовым Программным Управлением.

Несмотря на относительную простоту оснастки, ее изготовление занимает много времени и требует больших энергозатрат на подготовку производства литья, которые необходимо снижать при появлении новых технологических возможностей.

В нашем случае применен метод изготовления формообразующих частей из пластика с использованием 3D-печати.

О 3D-принтере

Для производства модельной оснастки в ЗАО «ЭНЕРГИЯ» используются принтеры HerculesStrong с программным обеспечением Repetier-Host, позволяющие изготавливать детали с габаритами 300х290х370 мм со скоростью до 80 мм/сек из пластика PLA.

Технология подразумевает создание трехмерных объектов за счет нанесения последовательных слоев материала, повторяющих контуры цифровой модели. Производственный цикл начинается с обработки трехмерной цифровой модели. В формате STL она делится на слои и ориентируется наиболее подходящим для печати образом.Модель производится выдавливанием («экструзией») и нанесением микрокапель расплавленного термопластика с формированием последовательных слоев, которые застывают сразу после экструдирования.

Пластиковая нить разматывается с катушки и поступает в экструдер – устройство, оснащенное механическим приводом для подачи нити. Также в устройстве есть нагревательный элемент для плавки материала и сопло, через которое осуществляется непосредственно экструзия. Нагревательный элемент служит для нагревания сопла, которое в свою очередь плавит пластиковую нить и подает расплавленный материал на строящуюся модель. Как правило, верхняя часть сопла наоборот охлаждается с помощью вентилятора для создания резкого градиента температур, необходимого для обеспечения плавной подачи материала.

Экструдер перемещается в горизонтальной и вертикальной плоскостях под контролем алгоритмов, аналогичных используемым в станках с числовым программным управлением. Сопло перемещается по траектории, заданной системой автоматизированного проектирования («САПР» или «CAD»). Модель строится слой за слоем снизу-вверх. Как правило, экструдер (также называемый «печатной головкой») приводится в движение пошаговыми моторами или сервоприводами.

Для изготовления более габаритной детали, есть возможность разделить ее при печати на более мелкие части в рамках габаритов стола. Далее идет сборка с применением замков. Большие изделия специалисты компании также обрабатывают на вертикально-фрезерном станке с ЧПУ с размером стола 2,5х1,4 метра.

Изготовление оснастки на 3D-принтере имеет ряд преимуществ:

  • возможно существенное снижение себестоимости изготовления модельной оснастки за счет низкого энергопотребления 3D-принтера – 500 Вт, тогда как фрезерный обрабатывающий центр потребляет 12 КВт;
  • не требует высокой квалификации оператора, достаточно базовых навыков работы с компьютером (в отличие от станка с ЧПУ);
  • оборудование практически бесшумное и малогабаритное, есть возможность установить его на обычный офисный стол;
  • изготавливаемые детали имеют сотовую структуру, что значительно облегчает массу модельной оснастки в сравнении с оснасткой, изготовленной из цельного пластика методом фрезеровки;
  • за счет сотовой структуры уменьшается расход пластика и время работы принтера на изготовление деталей;
  • практически безотходное использование материала;
  • стоимость 3D-принтера в десятки раз ниже стоимости фрезерного станка с числовым программным управлением.

О материале

Сегодня при работе на принтере специалисты ЗАО «ЭНЕРГИЯ» используют материал PLA. Данный вид пластиков является экологически чистым материалом, который производят из кукурузы и сахарного тростника. Сырьем для производства также служит картофельный и кукурузный крахмал, соевый белок, крупа из клубней маниока и целлюлоза.

Преимущества использования данного материала при изготовлении оснастки:

  • гладкая структура материала PLA подходит для нанесения антипригарного покрытия и обеспечивает минимальную адгезию при съеме формы;
  • высокая прочность изготавливаемых деталей. Количество съемов в работе от 1 000 до 1 500 в зависимости от размеров и сложности формы;
  • материал распространен на рынке и имеет достаточно низкую стоимость, что также влияет на себестоимость изготовления модельной оснастки.

Технология серийно применяется с июня 2017 года. За этот период опыт изготовления формообразующих элементов модельной оснастки с помощью 3D-принтеров оценен как положительный и имеет бесспорные преимущества. В дальнейшем ЗАО «ЭНЕРГИЯ» планирует увеличение парка принтеров для изготовления модельной оснастки для получения качественных отливок в производстве трубопроводной арматуры DENDOR на территории Российской Федерации.