Керамические формы для литья металла создают с помощью 3D-печатных выжигаемых моделей

Исследователи Самарского Политеха упростили традиционную технологию литья путем применения аддитивных технологий – выжигаемую модель для создания огнеупорной керамической формы стали печатать на 3D-принтере. Технология такова: создание трехмерной компьютерные модели, затем печать на 3D-принтере полимерной выжигаемой модели, изготовление огнеупорной керамической формы, затем выжигание модельного блока, прокаливание формы. После этого она готова для литья металла.

Один из разработчиков, инженер центра литейных технологий Багдат Тукабайов поясняет: «В аддитивных технологиях стратегия построения изделия напрямую влияет на комплекс его физических свойств: массу, прочность, упругость, усадку и т.д. Поэтому при изготовлении выжигаемых моделей необходимо обеспечить требуемое качество поверхности и необходимую прочность модели, минимизировать ее массу, а также добиться оптимального времени печати.

Любой модельный материал в процессе выжигания расширяется и оказывает давление на стенки формы, а оптимальная структура материала позволяет модели при расширении «складываться» внутрь, не создавая внешнего давления. Так мы можем исключить риск разрушения керамической формы».

Специалисты кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии» факультета машиностроения, металлургии и транспорта Политеха на протяжении более 30 лет экспериментируют с металлическими сплавами и разрабатывают новые способы изготовления литых изделий. Результаты последних экспериментов опубликованы в №6 журнала «Литейные технологии».

Получается, что исследователи взяли идею из технологии SLA – послойное спекание жидких смол под воздействием ультрафиолета (фотополимер), применяемой для изготовления форм для литья ювелирных изделий. Но при этом изменили состав смолы для 3D-принтера и масштаб изделия. Технология также отличается от используемой в металлургии 3D-печати литейных форм. Вопрос только в том, какая из них более экономически целесообразна.

Технология литья с применением 3D-печати позволяет снизить стоимость изделий и ускорить их изготовление, вне зависимости от сложности конфигурации. На изготовление прототипа теперь уходит не более месяца, вместо шести месяцев при традиционной технологии. При этом на порядок сокращается доля ручного труда при изготовлении отливок.

Источник: СамГТУ

Фото: Светлана Соколова