5_ Brza izrada prototipova

5. BRZA IZRADA PROTOTIPOVA

(“Rapid prototyping”)

D. Bajić, Sveučilište u Splitu, FESB, – [email protected]

Stanje i zahtjevi tržišta

Smanjenje vremena razvoja poticano stalnim inovacijama i tržišnom borbom

Veća složenost proizvoda

Potreba za stvarnim modelima (unatoč velikih mogućnosti “prividne

stvarnosti” – Virtual Reality)

Konvencionalna izrada modela je vremenski zahtjevna i često iziskuje veliki

udio ručnog rada (vještine)

Rješenja:

• Razvoj tehnika za generativnu izradu

prototipa, izravno iz CAD modela

• Mobilizacija mogućih ušteda u vremenu i

cijeni

2



Trendovi

• Sustavna poboljšanja

Točnost, materijali, mehanička svojstva, brzina rada, rukovanje, ...

• Smanjenje nabavne cijene i troškova rada

Brza izrada dijelova

• Primjena RP tehnika za izradu krajnjih proizvoda

• Proizvodnja u malim serijama

• Utvrđivanje granice isplativosti u odnosu na konvencionalne metode

Brza izrada alata

• Produljenje životnog vijeka alata

• Kompatibilnost sa alatima u serijskoj proizvodnji

• Postepena gradnja alata uz promjenjiva svojstva

3


Osnovni faktori koji utječu na vrijeme izlaska na tržište

“Time to Market”

Vrijeme razvoja proizvoda

Uvjeti u fazi razvoja proizvoda

• Nedorečeni ili brzo promjenjivi zahtjevi korisnika

• Zahtjevi vezani uz okoliš

• Kraći životni vijek proizvoda

• Niže cijene i stalni pritisak na troškove

• Zakonska ograničenja

Često se i 25% vremena razvoja proizvoda utroši na izradu

prototipova i modela


4


Širok pojam koji uključuje primjenu tehnika brze izrade prototipa (Rapid

Prototyping - RP), brzu izradu alata (Rapid Tooling-RT) i/ili izravnu

primjenu “sloj-po-sloj” (Layered Manufacturing-LM) izrade u cilju što

bržeg dobivanja gotovog proizvoda.

Brzi razvoj proizvoda (Rapid Product Development RPD) ima puni

smisao ako je dio brze izrade proizvoda (Rapid Manufacturing-RM) -

brzi razvoj i brza izrada proizvoda trebaju biti integrirani.

RP se u pravilu provodi prije nego se pristupi oblikovanju i izradi

posebnih alata, kalupa, stega i sl.

Brza izrada novog proizvoda - Rapid Manufacturing (RM)

Brzi razvoj i brza izrada novog proizvoda

5


Što je brza izrada prototipa (Rapid Prototyping) ?

Pod brzom izradom prototipa podrazumijeva se niz postupaka koji omogućuju brzu

izradu prototipa, neposredno, na temelju 3D računalskih modela.

• U počecima (prije 20-tak godina) RP modeli su se uglavnom koristili za vizualnu

provjeru estetskih učinaka dizajna i donekle za optimizaciju konstrukcije.

• Danas se modeli dobiveni RP-om mogu koristiti za funkcijsko testiranje proizvoda,

procjenu tehnološke prihvatljivosti konstruiranja, provjeru dimenzija, uvježbavanja

sklapanja (montaže), pa i za redovitu uporabu (male serije).

• Na raspolaganju je veliki broj različitih postupaka brze izrade prototipa.

• Većina RP postupaka koristi metodlogiju gradnje modela od niza horizontalnih slojeva,

primjenjujući proces “dodavanja” materijala.

• Očekuje se stalan porast broja proizvoda čiji će modeli, i sami proizvodi, dobiveni

nekom od tehnika RP zahtijevati vrlo malo naknadne obrade.

Brza izrada prototipova

6

D. Bajić, Sveučilište u Splitu, FESB, – [email protected] 7


Princip:

Podaci se pretvaraju u tanke virtualne

horizontalne presjeke, svaki virtualni

horizontalni presjek se stvara u fizičkom

prostoru (polažu se slojevi tekućine, praška ili

listova materijala), slažu se jedan na drugi

dok se ne dovrši model koji je istovjetan onom

na trodimenzionalnom nacrtu.


Dizajn

Nacrti

Detaljiranje i radionički nacrti

Projektiranje i izrada alata

Projektiranje i izrada naprava

Prototipna radionica (oprema i

kadar)

3D prototip

RP – osnovna ideja

8



Konstruiranje

(Crtež)

Razrada

Komunikacija

Izrada modela

na temelju crteža PROTOTIP

CAD + CAM Prototipa

Konstruiranje

(CAD 2D/3D)

Proizvodno

inženjerstvo

Planiranje

Strojna obradba

NC/CNC PROTOTIP

CAD + Brza izrada prototipa (RP/RT)

Konstruiranje

CAD 3D

(Solid Modelling)

Generička izrada proizvoda

PROTOTIP

Tradicionalno konstruiranje i izrada prototipa

9


RP – osnovna ideja

Aktivnost planiranja i izrade proizvoda uz pomoć RP – tehnologije po fazama

10



BRZA IZRADA PROTOTIPOVA (e. Rapid Prototyping - RP)

Definicija:

Izrada modela na temelju 3D CAD podataka, računalne

tomografije ili na temelju podataka dobivenih digitaliziranjem.

Materijal:

drvo, polimeri, metali, keramika i kompoziti u raznim oblicima

(tekućine, prahovi, tanke ploče itd.).

Svrha izrade modela:

• procjene oblika i dimenzija,

• određivanja funkcionalnosti,

• ergonomska studija,

• izrada uzoraka za kupca,

• fotografiranje proizvoda u marketinške svrhe,

• testiranje u zračnim tunelima itd.


BRZA IZRADA ALATA (e. Rapid Tooling - RT)

Brza proizvodnja/izrada elemenata alata (npr. kalupa) s pomoću jednog od RP

postupaka ili kombinacijom više RP postupaka.

Brza izrada alata

Iste karakteristike kao i RP

• Generativna izradba, izrada kalupa i alata

sloj-po-sloj (Layered Manufacturing),

izravno iz CAD modela

• Najčešće nisu potrebni nikakvi kalupi ili

alati

• Postizanje značajnih ekonomskih učinaka

pri izradbi dijelova složene geometrije u

malim serijama ili pojedinačno

Oblikovanje kalupa na temelju modela

12


Brza izrada alata

5 4 3 2 1

3D SCAN OF THE

ORIGINAL MODEL MODIFICATIONS MOLDS DESIGN CAD MODEL

3D PRINTING OF MOLDS

13


Područja primjene

Zastupljenost brze

izrade prototipova u

pojedinim granama

industrije

14


Rapid Prototyping Prototyping Rapidly

RP nije uvijek brz

• “Rapid” više vrijedi za ukupni ciklus dizajna, nego brzinu samu za sebe

• Neki funkcijski korisni dijelovi mogu zahtjevati značajne naknadne obrade

• RP uklanja potrebu dizajna za prototip, a podržava dizajn za proizvodnju,

dizajn za pouzdanost, dizajn za održavanje, itd.

RP nije ograničen samo na izradu prototipa

• Kod nekih obradaka, serije se kreću do nekoliko stotina, nekoliko tisuća, a u

posljednje vrijeme i nekoliko desetaka tisuća komada u seriji

• U određenim situacijama proizvodnja u slojevima je jedini način izradbe

dijela, što RP čini i načinom izradbe dijelova i načinom izradbe prototipova

Brza izrada prototipa

15


Prednosti brze izrade prototipa ?

U velikoj mjeri doprinosi proizvodnoj "filozofiji" sažetoj u maksimi proizvoditi

brže, kvalitetnije i jeftinije.

• RM, kroz RP i RT omogućuje skraćenje vremena izlaska proizvoda na

tržište i veću konkurentnost - vrijeme od ideje do prototipa skraćuje se

za nekoliko puta.

• Analizom prototipa mogu se utvrditi potrebne korekcije u konstrukciji

prije početka same proizvodnje, što omogućuje značajne uštede.

Punu učinkovitost RM daje samo uz integraciju tehnologije, organizacije i

informatike, a to podrazumijeva primjenu računala i odgovarajućih CAx

aplikacija u svim fazama razvoja proizvoda i proizvodnje.

Brza izrada prototipa

N e d o s t a t a k : visoka cijena opreme, ograničen broj materijala koji se mogu

uspješno koristiti, mehanička svojstva, itd.

N a j v e ć a p r e d n o s t je mogućnost izrade kompliciranih i geometrijski zahtjevnih

modela.

16


CNC obrada

• Visoka dimenzijska točnost

• Visoka kvaliteta obrađene površine

• Kompaktnost osnovnog materijala

• Mala naknadna obrada

RP

• Pristup svim točkama modela

• Nema složenog i zahtjevnog planiranja

procesa (CAPP je u velikoj mjeri integriran

i automatiziran)

• Nema potrebe za napravama (ponekad ...)

• Nema ili minimalna zamjena alata

Usporedba CNC obrade i RP

• Obrada odvajanjem je najčešći prvi izbor kod maloserijske proizvodnje

• Redovito se primjenjuje na CNC strojevima

17


Vrste prototipova

Konceptni prototipovi (modeli)

Geometrijski prototipovi

Funkcionalni prototipovi

Tehnički prototipovi


Konceptni prototipovi (modeli)

Vizualizacija proporcija proizvoda

Materijal modela i površina ne odgovaraju

konačnom proizvodu

Moguće je prepoznati grube pogreške u

dizajnu koje bi u kasnijim fazama razvoja

proizvoda bilo skupo ispraviti

Koriste se u ranoj koncepcijskoj fazi

razvoja proizvoda za prezentaciju

osnovne ideje


Geometrijski prototipovi

Vizualizacija točnih i detaljnih dimenzija

proizvoda

Površina prototipa u potpunosti odgovara

onoj konačnog proizvoda (boja, tekstura

itd.)

Koristi se u završnoj koncepcijskoj fazi

razvoja proizvoda.

Na temelju geometrijskog prototipa donosi

se odluka o daljnem razvoju (proizvodnji)


Funkcionalni prototipovi

Sve glavne karakteristike prototipa

identične su onima kod serijskog proizvoda,

posebice one najznačajnije za njegovu

funkciju.

Rabe se na kraju središnje faze

konstruiranja (razrada, dimenzioniranje)

Provedba pokusa mehaničkog/toplinskog

opterećivanja i/ili montažnih karakteristika

kao dopuna simulacijskim metodama


Tehnički prototipovi

Karakteristike prototipa gotovo u potpunosti

odgovaraju serijskom proizvodu (oblik, dimezije,

površina, boja itd.)

Najčešće su izrađeni od istog ili vrlo sličnog

materijala kao i serijski proizvodi

Često se izrađuju istim ili sličnom postupkom kao

i serijski proizvodi radi analize utjecaja postupka

Rabe se uglavnom pri razvoju tehnički

najzahtjevnijih proizvoda kao zadnja mogućnost

konstrukcijskih izmjena prije serijske proizvodnje


Usporedba RP i konvencionalnih postupaka

Kompleksnost proizvoda

Tro

ško

vi i to

čn

ost iz

rad

be

Optimalno

područje

primjene RP/RT

Troškovi

Točnost RP/RT

Konvencionalni

postupci

23


Osnovni koraci pri postupcima brze izrade

24


Osnovni koraci pri postupcima brze izrade

CAD STL Rezanje u slojeve

Čišćenje i završna

obrada prototipa

25


Softver za pretvaranje CAD u STL

26


BRZA (IZRAVNA) PROIZVODNJA

(e. Rapid / Direct Digital Manufacturing – RM/DDM)

Proizvodnja jednog ili manje serije proizvoda postupcima RP.

Brza proizvodnja


Primjena RP-a

Vizualizacija dizajna (estetski,

stroj., arhit., medic., ...)

Provjera oblika (DFA, DFM, ...)

Funkcijski prototipovi

(funkcionalno primjenjive

komponente ili cijeli proizvodi)

Izrada alata (izrada dijelova ili

cijelih alata za lijevanje,

injekcijsko prešanje i sl. –

Rapid Tooling)

Proizvodnja 28


Podjela postupaka

29


Podjela postupaka

30


Komercijalni postupci brze izrade

Stereolitografski postupak (Stereolitography - SLA)

Laminiranje (Laminated Object Manufacturing - LOM)

Selektivno srašćivanje s pomoću lasera

(Selective Laser Sintering - SLS)

Srašćivanje taloženjem (Fused Deposition Modeling - FDM)

Trodimenzijsko tiskanje (3D Printing - 3DP)

Hibridni postupak 3DP/SLA (Polyjet)

31


Stereolitografski postupak

(Stereolitography – SLA)

Patent 1986. (3D Systems Corp., USA, CA)

Početak razvoja RP

Princip: fotopolimerizacija s pomoću lasera

Materijali: epoksidi, akrilati

Točnost/debljina sloja: do 0,05 mm

32



(Stereolitography – SLA) Prototip se dobiva na temelju CAD

modela koji je podijeljen na slojeve.

Materijal: fotopolimer u tekućem stanju

osjetljiv na UV zračenje.

Do skrućivanja slojeva dolazi pod

utjecajem laserskog snopa. Dio koji se

izrađuje nalazi se na platformi. Nakon što

je pod utjecajem laserskih zraka došlo do

skrućivanja sloja, platforma se pomiče za

0.1 mm prema dolje nakon čega slijedi

skrućivanje drugog sloja. Nakon što su

svi slojevi skrućeni, prototip je gotov.

Nakon toga se platforma izdiže iznad

tekućeg fotopolimera i čeka se cijeđenje

preostalog tekućeg materijala.

Proizvod se zatim čisti i, ako je potrebno,

naknadno obrađuje kako bi se dobila

površina odgovarajućeg stanja.

33




Prednosti :

• visoka rezolucija,

• moguća izrada dvobojnih prototipova,

• nema geometrijskih ograničenja oblika,

• potpuna automatiziranost procesa.

Nedostaci:

• ograničen broj upotrebljivih materijala (samo fotopolimeri),

• prototip slabijih mehaničkih svojstava,

• naknadna obrada prototipa UV očvršćivanjem u peći,

• pri izradi su potrebni potpornji prototipa koje treba ukloniti,

• stezanje fotopolimera pri očvršćivanju može uzrokovati

pojavu naprezanja i deformacija,

• fotopolimer je otrovan u tekućem stanju.

34




MATERIJAL VRSTA OPIS

Watershed

Fotopolimer na bazi epoksida koji

oponaša mnoga svojstva plastomera

polibutilentereftalata

Niski koeficijent apsorpcije vlage (0.24%), u vlažnim uvjetima

zadržava dobra mehanička svojstva, izuzetno izdržljiv, mogu

se provoditi i neka lagana i ograničena funkcionalna

istraživanja

Somos 9100

Epoksid na bazi fotopolimera koji

oponaša mnoga svojstva polipropilena

Iznimna izdržljivost, žilavost i udarna čvrstoća, otporan na

vlagu, koristi se za analizu oblika i dimenzija, izrada uzoraka i

lagana funkcionalna ispitivanja

Somos 8100

Epoksid na bazi fotopolimera koji

oponaša mnoga svojstva polipropilena

Polukrut materijal velike fleksibilnosti i izdržljivosti, otporan na

vlagu, koristi se za analizu oblika i dimenzija, i izradu uzoraka i

lagana funkcionalna ispitivanja

ACCURA SI40

Fotopolimer koji oponaša svojstva

poliamida 6.6

Otpornost na visoke temperature i iznimna žilavost, dijelovi

ostaju kruti i kada su izloženi vlazi, koristi se za analizu oblika i

dimenzija te za ispitivanja pri visokim temperaturama

ACCUDUR

Fotopolimer Iznimna izdržljivost i fleksibilnost, vrlo dobro stanje površine,

30% brže stvaranje prototipa, otporan na vlagu, koristi se za

analizu dimenzija i oblika, stavaranje uzoraka,te za

funkcionalna isptitivanja

35




Masa (kg) 0.1 – 20

Maksimalne dimenzije (mm) 10 – 580

Debljina presjeka (mm) 0.5 – 100

Promjer rupe (mm) 0.4 – 20

Minimalni polumjer zakrivljenosti (mm) 0.4 – 1

Tolerancije (mm) 0.1 – 2

Hrapavost (µm) 100 - 125

Tehničke karakteristike prizvoda koji se izrađuju postupkom stereolitografije

36


SLA-250/50 (3D Systems)

Maksimalni obujam prototipa:

250 x 250 x 250 mm




SLA-5000 (3D Systems)

Maksimalni obujam

prototipa:

500 x 500 x 600 mm



Usisni razvodnik motora izrađen

postupkom stereolitografije


Postupak laminiranja

(Laminated Object Manufacturing – LOM)

Patent 1988. (Helisys Inc., USA, CA)

Princip: izrezivanje i sljepljivanje folije

Materijali: papir, plastična folija


39



(Laminated Object Manufacturing – LOM) Materijal: papirnata, polimerna ili

kompozitna folija koja je

namotana na valjak.

Preko sustava upravljivih pomičnih

ogledala laserska zraka izrezuje konturu

objekta od posebne vrste folije koja je

namotana na valjak. Umjesto lasera mogu

se koristiti i oštri noževi za rezanje –

primjerice Solido. Folija s donje strane

ima disperzirano vezivno sredstvo koje

osigurava čvrsto povezivanje slojeva.

Kako bi se osiguralo dobro povezivanje,

nakon svakoga izrezanog sloja zagrijani

valjak prolazi po površini modela. Na taj

se način aktivira vezivno sredstvo i

povezuje izrezani sloj s ostatkom modela.

Nakon završetka izrade aplicira se

impregnacijsko sredstvo radi zaštite od

vlage.

40




Prednosti :

• niža cijena u odnosu na ostale spomenute postupke izrade prototipova zbog

primjene jeftinijih materijala,

• mogućnost proizvodnje velikih dijelova,

• relativno velika brzina postupka,

• male dimenzije uređaja koji se može instalirati u običnom uredu,

• nije potreban potporanj izratka,

• nema pojave zaostalih naprezanja u prototipu.

Nedostaci:

• nešto manja točnost nego kod ostalih postupaka brze izrade prototipova,

• anizotropnost i higroskopnost materijala prototipa,

• nužno je lakiranje prototipa da bi se izbjeglo upijanje vlage i time promjena

dimenzija,

• funkcionalnost prototipova ograničena je uskim izborom materijala,

• traženu višu kvalitetu površine treba postići dodatnom završnom strojnom

obradom,

• velik udio otpadnog materijala. 41




Vađenje laminiranog objekta

iz uređaja i skidanje zaštitnog

zida

Uklanjanje kockica

materijala koje su višak i

dobivanje proizvoda koji

može ići na daljnju obradu

42




Masa (kg) 0.1 – 50


Debljina presjeka (mm) 1 – 100





Tehničke karakteristike laminiranih objekata

43




44




LOM 1015 (Helisys Inc.) 45




Patent 1989. (Carl Deckard, DTM Corp., USA, TX)

Princip: srašćivanje polimernog praha s pomoću

lasera

Materijali: PC, PA, vosak, metali, keramike


46

http://web.media.mit.edu/~ewilhelm/pedagogy/2001-10-01_fab_class/laminate.htm



(Selective Laser Sintering - SLS) Proces počinje od STL filea koji je

dobiven na temelju CAD modela. Nakon

toga precizni mehanizam za valjanje

raspoređuje praškasti materijal po

platformi. Zraka CO2 lasera prolazi po

sloju praha i grije ga na temperaturu

nešto nižu od tališta. Pri tome dolazi do

povezivanja čestica materijala i

skrućivanja sloja prototipa. Skrućivanje

praha ovisi o snazi lasera te o temperaturi

sinteriranja materijala. Nakon toga se

platforma spušta, nanosi se novi sloj

praškastog materijala koji se sinterira i

tako sve dok nije gotov čitav prototip.

Prototip se skida s platforme i naknadno

obrađuje ako je to potrebno. Ovom se

tehnikom mogu proizvesti dijelovi vrlo

složenih oblika.

47




Prednosti :

• dijelovi boljih mehaničkih svojstava od onih izrađenih stereolitografijom,

• SLS dijelovi mogu se koristiti za funkcionalna ispitivanja,

• postupak SLS brži je od stereolitografije,

• moguća primjena većeg broja materijala,

• nije potreban potporanj jer višak praha podupire prototip,

• neuporabljeni prah može se koristiti za sljedeći prototip,

• bolja obradivost izrađenih dijelova u odnosu na stereolitografske dijelove,

• mala zaostala naprezanja.

Nedostaci:

• lošija kvaliteta površine u odnosu na stereolitografske dijelove,

• pri korištenju nekih materijala potrebna je zaštitna atmosfera radi pojave

otrovnih plinova tijekom srašćivanja.

48





LaserForm ST-100

Čestice od nehrđajućeg čelika

AlSl420 koje su presvučene

polimernim vezivom

Idealni za proizvodnju funkcionalnih i izdržljivih metalnih

prototipova, dijelova ili alata; tijekom sinteriranja vezivo

izgara i infiltrira se bronca tako da se dio sastoji od 54%

čelika i 46 % bronce; dijelovi su zavarljivi i imaju dvostruko

veću toplinsku vodljivost

LaserForm ST-200

DuraForm PA

Poliamid Izrada dijelova s vrlo glatkom površinom i finim detaljima;

koristi se najčešće u medicini (izrada i testiranje kirurških

intrumenata i pomagala)

DuraForm GF

Poliamid punjen staklenim

česticama

Vrlo velika krutost, mehanička svojstva i otpornost na

toplinu čine ga idealnim za izradu dijelova koji su izloženi

ekstremnim uvjetima; otporan na vlagu, slabe fleksibilnosti;

koristi se za funkcionalna ispitivanja, te za analizu oblika i

dimenzija

CastForm PS

Polistiren Najčešće se koristi za izradu alata za precizno lijevanje i

alata složenih oblika; nije pogodan za izradu funkcionalnih

prototipova

Materijali koji se koriste u procesu laserskog sinteriranja

49




Masa (kg) 0.1 – 20







Tehničke karakteristike proizvoda izrađenih SLS postupkom

50




Propeler izrađen selektivnim

laserskim sinteriranjem

Eosint M250 (EOS GmbH) 51


Srašćivanje taloženjem

(Fused Deposition Modeling – FDM)

Patent 1992. (Stratasys Corp., USA, MN)

Princip: upravljano ekstrudiranje polimerne žice

Materijali: vosak, poliolefini, ABS





Tehnologija se zasniva na izradi pomoću

čvrstih materijala na principu ekstruzije

kroz mlaznicu. U osnovi, plastično vlakno

konstantno se dobavlja kroz mlaznicu

maloga promjera. Mlaznica je zagrijana te

se dobavljeni materijal topi i nanosi u

slojevima. Tijekom nanošenja materijala

mlaznica se giba u X-Y ravnini

ravnomjerno istiskujući materijal. Nakon

završetka nanošenja jednog sloja, radni

stol vrši pomak po Z-osi te započinje

nanošenje idućeg sloja. Širina nanesenog

sloja u horizontalnoj ravnini varira i kreće

se oko 0,25 mm. Prilikom taloženja

rastaljenog materijala nužne su potporne

strukture koje se kasnije lako uklanjaju s

dijela budući da su veze između potporne

strukture i dijela slabe.

53




Prednosti :

• manja potrošnja energije,

• ne koristi se laserski snop,

• nema posebnih zahtjeva za ventilacijom i hlađenjem,

• jednostavna primjena,

• relativno niska investicija u uređaj kao i niski troškovi održavanja,

• mogućnost izrade više prototipova istovremeno,

• male dimenzije uređaja,

• materijali nisu otrovni,

• nema iskrivljenja prototipova.

Nedostaci:

• funkcionalnost prototipova ograničena je izborom materijala,

• relativno mali broj komercijalno raspoloživih materijala,

• nužna je primjena potpornja,

• vidljive su linije između slojeva.





ABS (P400) ABS

Služi za izradu prototipova u svrhu funkcionalnih isptitivanja, dolazi

u više boja (bijela, crna, crvena, plava, zelena i žuta), iznimna

mogućnost završne obrade

ABSi (P500) ABS

Posebna vrsta ABS materijala koja je otporna na udarna

opterećenja, otporan na kemijski aktivne medije, proizvod je

najčešće proziran, a moguće su i razne boje

Medicinski ABS ABS Velika izdržljivost, nije otrovan, dolazi u više boja

E20 Elastomer na bazi poliestera Sličan materijal se koristi za izradu britvi, izolacije, cijevi itd.

ICW06 Vosak za precizno lijevanje Vrlo maleni udio pepela (0.0004%)

Materijali koji se koriste u procesu modeliranja topljenim depozitom




Masa (kg) 0.1 – 15







Tehničke karakteristike proizvoda izrađenih

modeliranjem topljenih depozita

56




Planetni zupčanik izrađen

modeliranjem topljenim

depozitom

Podešavajući ključ izrađen modeliranjem

topljenim depozitom

57




FDM Titan (Stratasys Inc.)

58


Trodimenzijsko tiskanje

(3D Printing – 3DP)

Redoslijed tiskanja:

1. Iz spremnika s prahom nanosi se

sloj praha,

2. kroz mlaznicu se nanosi vezivno

sredstvo na prah,

3. kroz mlaznicu se nanosi boja,

4. posmak po Z-osi..

59




Prednosti :

• mogu se jednako uspješno izrađivati prototipovi, funkcionalni dijelovi i alati

vrlo složenih oblika,

• vrlo fleksibilan postupak izrade,

• uglavnom neotrovni materijali,

• visoka preciznost izrade,

• dobre dimenzijske tolerancije,

• vrlo glatka površina izrađenih dijelova i alata,

• mogućnost izrade vrlo tankih slojeva.

Nedostaci:

• ograničene dimenzije izratka,

• ograničen broj primjenljivih materijala,

• ograničena brzina izrade.

60




MATERIJAL

VRSTA OPIS

ProPart S3

Kompoziti s metalnom matricom nastali

infiltriranjem bronce u nehrđajući čelik

Koriste se za izradu širokog asortimana konstrukcijskih

dijelova; vrlo dobra mehanička svojstva; niska cijena

ProPart S4

ProTool S4H Modificirana varijanta materijala ProPart S3 i S4 Koristi se za izradu alata; ima povišenu vlačnu čvrstoću i

tvrdoću, vrlo dobra otpornost na trošenje; vrlo dobra

preciznost izrade čime se izbjegavaju troškovi naknadne

obrade

ProPart Ni Materijal na bazi nikla Homogeni materijal sinteriran do gotovo pune gustoće;

iznimna kemijska postojanost i otpornost na koroziju; može se

primjenjivati na visokim temperaturama

Z-Max Epoksid Vrlo dobra čvrstoća, iznimna otpornost na vlagu i povišene

temperature; obrada odvajanjem čestica

Synair Por-A-Mold Poliuretan Vrlo velika čvrstoća, izdržljivost i fleksibilnost, otporan na

udarna opterećenja

Z-Snap Epoksid Dobra mehanička svojstva, dimenzijska stabilnost

Z Corp. Zr10 Cijanoakrilat Nešto slabija mehanička svojstva, jednokomponentan

Materijali koji se koriste u procesu 3D tiska

61




Masa (kg) 0.1 – 10







Tehničke karakteristike proizvoda izrađenih postupkom 3D tiska

62




Masa (kg) 0.1 – 10







Tehničke karakteristike proizvoda izrađenih postupkom 3D tiska

63




64




ZPrinter® 350 (Zcorp)

Actua 2100 (3D Systems)

65


Usporedba postupaka

Karakteristika POSTUPAK

SLA FDM SLS 3DP LOM

Postprocesiranje

potrebno da ne da da ne

Potpore potrebne da da ne ne ne

Materijal Epoksi-smola,

Akril

ABS, MABS,

vosak, elastomjer,

polietilen, poliamid

Najlon, metal,

vosak,

polikarbonat,

polistirol

Keramika, metalni

prah

Papir, plastika,

keramika, drvo, lim

Laser potreban da ne da ne da

Debljina sloja (mm) 50 125-250 100-150 250 76-150

Točnost ± 0,05 mm niska ± 0,13 μm srednja ± 0,25 mm

Maksimalne

dimenzije dijela

(mm3)

500 x 500 x

584

254 x 254 x

254

330 x 380 x

425

355 x 457 x

355

813 x 559 x

508

Cijena strojeva (€) 100.000 - 400.000 15.000 – 400.000 150.000 – 180.000 12.000 – 250.000 6.000 – 250.000

66

Documents

5_ Brza izrada prototipova