Rosmould 2025: инновации для промышленности и ноу‑хау, меняющие подход к литью

Одно из главных преимуществ 3D‑технологий – возможность создавать и воспроизводить объекты со сложнейшей геометрией, а также вносить изменения в конструкцию на любом этапе. В конечном счете, аддитивное производство ускоряет процесс разработки продукта и его вывода на рынок.

Передовые 3D‑решения и эксклюзивные проекты

Новейшие разработки и готовые к внедрению решения на базе 3D‑технологий и методов постобработки демонстрировались на совместном стенде iQB Technologies и TWIZE – компаний, давно и успешно взаимодействующих на рынке поставок и интеграции оборудования, инжиниринга и услуг.

3D‑печать прототипов, функциональных изделий и оснастки

Наши гости могли ознакомиться с полным циклом промышленной 3D‑печати и примерами изделий, напечатанных из самых используемых материалов, – фотополимеров, термопластов, полиамида, воска и металлов (технологии SLA, SLS, FDM, MJP и SLM), а также образцами защитных покрытий.

Раздел 3D‑печати металлами: макет SLM‑принтера HBD, порошки CUBRUS и образцы изделий

Решения для 3D‑печати, которые мы предлагаем, выгодны при создании следующих изделий:

• наглядные и функциональные прототипы, макеты;

• корпуса, кожухи и элементы оснастки, в т. ч. крупногабаритные;

• выжигаемые и выплавляемые модели, мастер-модели для литья в силикон;

• фотополимерные пресс-формы для литья под давлением, для изготовления мелкой серии;

• оптимизированные элементы пресс-форм (к примеру, вставки с каналами конформного охлаждения).

Миниатюрные изделия из PEEK, самого прочного и термостойкого инженерного полимера, напечатанные на 3D‑принтере IEMAI 3D

Оптимизация кронштейна для задач производства

На стенде мы представили проект, максимально доступно демонстрирующий возможности нескольких технологий 3D‑печати в сочетании с топологической оптимизацией и постобработкой.

Для примера мы взяли обычный кронштейн и сначала напечатали два экземпляра – из фотополимера и TPU‑пластика. Далее в результате оптимизации удалось уменьшить объем конструкции и вес изделия, что впоследствии позволило сэкономить время изготовления и расходные материалы. Два варианта улучшенного кронштейна были вновь напечатаны из фотополимера, а на один из них нанесено металлизированное покрытие. И наконец, еще несколько принтов были выполнены из полиамида и двух видов полимеров, армированных стекловолокном. Таким образом, наши клиенты получают наглядное представление о том или ином способе изготовления, его плюсах и ограничениях.

Семь вариантов аддитивного производства кронштейна

1. SLA – фотополимерная смола ABS‑like
2. FDM – стеклонаполненный пластик TPU GF30

После топологической оптимизации:
3. SLA – фотополимерная смола ABS‑like
4. SLA + вакуумная установка – фотополимерная смола ABS‑like и металлизированное покрытие
5. SLS – полиамидный порошок
6. FDM – стеклонаполненный композит ABS GF13
7. FDM – стеклонаполненный пластик PETG GF10

Изготовление корпусов приборов – одна из ключевых задач SLA‑печати

Лазерная стереолитография (SLA) представляет особую актуальность для производств. Это единственный аддитивный метод, позволяющий получать вакуумплотные бездефектные изделия различного назначения. Точность SLA‑печати составляет от 50 до 200 микрон, в зависимости от размера, типа фотополимерной смолы, геометрии модели и сгенерированных поддержек.

Реверс-инжиниринг и быстрое прототипирование автокомпонента

Еще один пример призван показать, как можно интегрировать технологии 3D‑сканирования, обратного проектирования и аддитивного производства. Мы выбрали сложную крупногабаритную деталь – крышку коробки передач автомобиля (одну из двух половин корпуса).

Этапы работы:

1. оцифровка изделия ручным лазерным 3D‑сканером ZG CereScan;

2. реверс-инжиниринг на основе полученных данных с созданием твердотельной CAD‑модели в Geomagic Design X;

3. 3D‑печать на фотополимерном принтере ProtoFab SLA800EX DLC (время построения – 25 часов).

Этот кейс показывает, как можно пройти весь путь от исходной детали до получения цифровой модели и изготовления прототипа. iQB Technologies и TWIZE располагают всеми необходимыми технологиями и предлагают предприятиям готовые решения и комплекс услуг по сканированию, обратному проектированию, контролю геометрии и 3D‑печати сложных промышленных деталей, прототипов и оснастки.

Оцифровка поврежденной детали

Готовясь к проведению выставок, мы всегда агитируем посетителей: приносите свои изделия, и наши эксперты отсканируют их прямо на стенде. Так, нас попросили оцифровать воздушный дефлектор квадроцикла, сломанный в процессе транспортировки, с тем чтобы изготовить его копию. 3D‑модель была готова в течение получаса – за это время были размещены метки, проведены сканирование и финализация полученных данных.

Покрытия для повышения износостойкости и качества поверхности изделий

Мы также представили инновационные методы нанесения защитных покрытий, которые применяются компанией TWIZE, включая собственные ноу‑хау. Покрытия толщиной от 0,5 микрона до нескольких микрон, получаемые с помощью ионно-лучевого осаждения твердым раствором вакуумной среды, используются для обеспечения износостойкости, электропроводности и для создания декоративных эффектов.

Покрытия могут быть нанесены на проводящие и непроводящие изделия – полимеры, керамику, стекло, пленки, металлические изделия, дерево и другие природные материалы.

Возможно использование практически любых металлов, сплавов, керамики и композиционных материалов с высокой адгезией. Среди опробованных материалов покрытий – латунь, нержавеющая сталь, титан, нитрид титана, медь, алюминий, хром, олово.

Юбилей TWIZE и конференция по оптимизации производства пресс-форм

В завершающий день выставки, 19 июня, главный технолог TWIZE Денис Климов принял участие в конференции «Оптимизация процессов и повышение эффективности в производстве пресс-форм: технологии, инновации, ремонт и техническое обслуживание». Эксперт представил доклад на тему «Композиционные материалы и покрытия в производстве и ремонте пресс-форм с применением 3D‑технологий». Так совпало, что именно в этот день компания TWIZE отметила десятилетний юбилей.

В выступлении рассматривались передовые методы, меняющие подход к литью:

• восстановление геометрии форм с применением 3D‑сканирования;

• прямой нагрев и охлаждение через покрытие литьевых каналов – ноу‑хау TWIZE;

• антикоррозийные и противоналетные покрытия для сложных каналов охлаждения;

• 3D-печать литьевых форм металлом с бионически подобной системой охлаждения для минимизации потерь;

• ресурсосберегающие антикоррозийные покрытия для напечатанных форм.

Энергоэффективный обогрев пресс-форм через покрытие

Подробнее коснемся одного из методов, представленных Денисом Климовым. Сегодня широко распространены два основных способа подогрева литьевых форм – термостатирование (через теплоноситель) и прямой нагрев через встроенные электронагреватели. Отдельная задача заключается в подогреве литьевых каналов.

Наши компетенции включают исследования и разработку решений по прямому прогреву отливаемого материала через специальное покрытие литьевых каналов или нужных поверхностей формы. В результате происходит прямой подогрев материала в канале и литьевой форме, что приводит к минимизации затрат энергии, т.к. не надо прогревать всю массивную металлическую конструкцию формы.

Литьевая форма должна поглощать и отводить значительное количество тепла, чтобы расплав затвердевал и охлаждался желаемым образом. При этом необходимо обеспечивать хорошую проливаемость литьевой формы за счет требуемого равномерного поля температур в ней.

Актуальной становится задача прогрева литников, подающих каналов, неравномерно прогреваемых участков литьевой формы с их поверхностей за счет применения специального подогревающего покрытия – нагревателя.

Покрытие литьевых каналов и элементов формы специальной системой многослойного покрытия, обеспечивающего программный подогрев непосредственно материала в каналах, будет существенно уменьшать затраты электроэнергии на прогрев и повысит производительность.

Итоги выставки: кратко

Для iQB Technologies и TWIZE участие в выставках масштаба Rosmould – важная веха в расширении связей и популяризации передовых технологий. Мы были рады заинтересовать производственных специалистов, сотрудников научных и образовательных учреждений, студентов и установить новые контакты с теми, кто хочет быть на острие инноваций.

Представленные нами комплексные 3D‑решения – от прототипирования до восстановления деталей и серийного изготовления – повышают эффективность и открывают новые горизонты для всё новых компаний.

Вместе с вами мы работаем на будущее, в котором проектировать и производить будет быстрее, проще и удобнее.