3D моделирование. Пример создания модели на установке – крышка

3D моделирование.

Установка применяется для получения трёхмерных моделей при объёмном проектировании каких-либо изделий. В основном она используется после разработки чертежа и перед изготовлением пресс-формы, чтобы проверить собираемость комплектующих, правильность сделанной модели. Предприятия, которые делают какую-то оснастку по пресс-формам, с общим видом, допустим в AutoCadе или в бумажном виде, требуют 3D –модель, потому что она всегда более правильная и соответствует тому, что хотели получить.

Для создания 3D-моделей используется следующая система. Установлены два компьютера. Один из компьютеров ориентирован на работу с операционной системой Windows и всеми программами, которые он поддерживает (такие как ProEngineer, SolidWorks и все подобные 3D программы объёмного проектирования). Вызвав любую из этих программ, мы увидим рабочее поле, ограниченное красными линиями. В нём мы можем располагать необходимые детали: на боку, лёжа, стоя, под углом – главное, чтобы понять, какой размер более точно мы хотим получить на этой детали. Второй компьютер воспринимает только программы совместимые с системой DOS. 

Крышка.

Обоснование создания моделей

Пример создания модели на установке – крышка. Она используется для серийных заказов, но их поступает всего около десятка штук в год. Поэтому «Новая Эра» под такую деталь форму не делает.  Изготавливаются  детали те, которые идут на программу. То есть при единичном изготовлении метод выгоден, даже изготовление промышленных образцов. Выгоден также для проверок, моделирования. Для массового производства невыгоден, потому что цена изготовления этих деталей очень большая. Так стоимость 1 см^3 построения на этом станке стоит минимально 2,5$. Если деталь объёмная, то цена может составлять около 3000-5000$. Но это всё равно соизмеримо со стоимостью пресс-формы. Если сделать непроверенную пресс-форму, за которую будет заплачено 10000-20000$. А при сборке готовых изделий окажется, что она не годна, нужно будет обратно переделывать  форму. А это означает, что придётся заказывать новую форму и  платить за неё 10000-15000$.

На заводе «Новая Эра» для проектирования моделей используется станок Sinterstation 2500. Построение моделей происходит следующим образом. В центре станка за защитным стеклом установлена лазерная головка, мощность которой составляет всего 18 Вт. Существует 3 порта: два загрузочных и один, в котором строится сама деталь. Имеется внутри установки специальный ролик. Порт поднимается на небольшую высоту, и роликом раскатывает порошок. После этого ролик уходит в сторону. Затем он накатывает в это место новую партию порошка. В это время лазерный луч, головка которого закреплена стационарно, опускается на поле построения. Вокруг головки лазера находится 14 зеркал (обычные зеркала), которые, отклоняя этот луч в определённую сторону, изменяют его направление. Порошок, используемый при построении, представляет из себя мелкую фракцию круглой формы, диаметром 4 микрона. Так как мощность луча мала, поэтому вся рабочая область подогревается до температуры 150 градусов. Температура плавления полиамида начинается при 170-180 градусах. То есть не хватает 20-30 градусов, чтобы началось спекание. Эта нехватка тепла восполняется при помощи лазера и происходит оплавление. Но оплавление только там, где прошёл лазер.

Тем самым возможно построить линию, спеченную из пластмассовых шариков, толщиною 0,08 мм. Но её просто невозможно взять в руки – она просто сломается. Поэтому нет смысла делать толщиною меньше 1 мм. Самый оптимальный вариант получается при стенке не меньше 2 мм.

Можно получить отверстие любого диаметра, хоть 0,2, хоть 0,3 мм. Главное требование –  отверстие должно быть чуть больше 2 диаметров толщины лазерного луча. То есть отверстие 0,16 мм проблематично получить – оно может быть частично заплавленным. А вот 0,2 мм  можно получить. На такой установке можно получить детали самой разнообразной формы. Он может сделать и шар, но внутри порошок останется.