Czy wiesz...

Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

Jak jest ważny i do czego służy model reologiczny polimeru?

Wizualizacja wyników OpenFOAM

Jaką cenę należy zapłacić za korzystanie z bezpłatnych pakietów do symulacji inżynierskich?

Wykres błędnych ruchów osi wrzeciona w funkcji kąta obrotu

Jak diagnozować przyczyny błędów obróbki CNC detali? cz. 2

Pękanie Elementów Form Wtryskowych

Dlaczego pękają matryce form wtryskowych?

Czytaj także:

Większe opakowanie skrzyniowe ze sklejki wraz z przygotowanymi materiałami sztauerskimi
Rozwiązania

Pakowanie maszyn dla transportu morskiego

­ Aleksander Łukomski
Połączenie Skurczowe
Technologie

Niedoceniane połączenie skurczowe

­ Jerzy Mydlarz
Kontrola procesu aktywacji powierzchni polimerowych plazmą atmosferyczną
Technologie

Kontrola procesu aktywacji powierzchni polimerowych plazmą atmosferyczną

­ [Marek Bernaciak]
gięcie blachy
Projektowanie

Blaszane origami. Metodyka projektowania konstrukcji blachowych

­ Paweł Bancarzewski
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    działanie mechanizmu ochronnego, inspirowanego zachowaniem bolit, ssaków z rzędu pancernikowców

    Mechanizm ochronny dla miękkich robotów

    Mobilny robot z dwudziestoma siłownikami

    Mobilny robot z dwudziestoma siłownikami

    Wydłużona maska modelu Cobra GT Coupe kryje ośmicylindrowy silnik widlasty o pojemności 5 l

    Drapieżna perełka – Cobra GT Coupe

    rekreacyjny ekranoplan WaveFly 5X

    Ekranoplan jako środek transportu osobistego

    Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem materiału zgrzeiny FSW na przykłądzie próbek wydrukowanych metodą LPBF ze stopu miedzi

    Zgrzewanie tarciowe FSW komponentów wytworzonych przyrostowo ze stopów miedzi

    Nadprzewodnikowy silnik lotniczy podczas prób w laboratorium

    Nadprzewodnikowy silnik lotniczy

    X-59 wreszcie w powietrzu

    Naddźwiękowy lot X-59

    Próby silnika wysokoprężnego w systemie dwupaliwowym

    Spalanie metanolu w dwupaliwowych silnikach o zapłonie samoczynnym

    Laserowe teksturowanie

    Laserowe teksturowanie dla lepszej emisji ciepła

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    zaleta sprężyn falistych oszczędność miejsca

    Poznaj zalety sprężyn falistych

    analiza zmęczeniowa spoiny

    Numeryczna i eksperymentalna analiza losowego zmęczenia złączy spawanych metodą Dirlika

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Robotyzacja transportu profili w lakierni proszkowej

    Jednozwojowa sprężyna falista Smalley do wstępnego obciążenia łożyska

    Wstępne napięcie łożysk: pięć najbardziej typowych nieporozumień

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Odpowietrzanie form wtryskowych; cz. 1

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Wielowrzecionowe głowice wiertarskie

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Jak symulacja komputerowa wspiera konstruktora już na etapie projektu?

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Precyzyjna ewidencja operacji i materiałów a kontrola jakości

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Wczoraj i dziś. Współczesna MV Augusta Superveloce 1000 Serie Oro i 500/4 z 1974 roku

    Aerodynamika motocykla – rywalizacja konstrukcyjna

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Obróbkowe uchwyty modułowe

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Organizacja produkcji; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Racjonalizacja zużycia surowców w praktyce produkcyjnej

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ceramika ultra-wysokotemperaturowa UHTC dla lotów hipersonicznych; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Jak jest ważny i do czego służy model reologiczny polimeru?

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • STRONA GŁÓWNA
  • Aktualności
    działanie mechanizmu ochronnego, inspirowanego zachowaniem bolit, ssaków z rzędu pancernikowców

    Mechanizm ochronny dla miękkich robotów

    Mobilny robot z dwudziestoma siłownikami

    Mobilny robot z dwudziestoma siłownikami

    Wydłużona maska modelu Cobra GT Coupe kryje ośmicylindrowy silnik widlasty o pojemności 5 l

    Drapieżna perełka – Cobra GT Coupe

    rekreacyjny ekranoplan WaveFly 5X

    Ekranoplan jako środek transportu osobistego

    Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem materiału zgrzeiny FSW na przykłądzie próbek wydrukowanych metodą LPBF ze stopu miedzi

    Zgrzewanie tarciowe FSW komponentów wytworzonych przyrostowo ze stopów miedzi

    Nadprzewodnikowy silnik lotniczy podczas prób w laboratorium

    Nadprzewodnikowy silnik lotniczy

    X-59 wreszcie w powietrzu

    Naddźwiękowy lot X-59

    Próby silnika wysokoprężnego w systemie dwupaliwowym

    Spalanie metanolu w dwupaliwowych silnikach o zapłonie samoczynnym

    Laserowe teksturowanie

    Laserowe teksturowanie dla lepszej emisji ciepła

  • Artykuły
    • Wszystkie artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
    zaleta sprężyn falistych oszczędność miejsca

    Poznaj zalety sprężyn falistych

    analiza zmęczeniowa spoiny

    Numeryczna i eksperymentalna analiza losowego zmęczenia złączy spawanych metodą Dirlika

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Robotyzacja transportu profili w lakierni proszkowej

    Jednozwojowa sprężyna falista Smalley do wstępnego obciążenia łożyska

    Wstępne napięcie łożysk: pięć najbardziej typowych nieporozumień

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Odpowietrzanie form wtryskowych; cz. 1

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Wielowrzecionowe głowice wiertarskie

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Jak symulacja komputerowa wspiera konstruktora już na etapie projektu?

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Precyzyjna ewidencja operacji i materiałów a kontrola jakości

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Organizacja produkcji; cz. 3: systemy zarządzania jakością

    Wczoraj i dziś. Współczesna MV Augusta Superveloce 1000 Serie Oro i 500/4 z 1974 roku

    Aerodynamika motocykla – rywalizacja konstrukcyjna

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Obróbkowe uchwyty modułowe

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Organizacja produkcji; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Racjonalizacja zużycia surowców w praktyce produkcyjnej

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Ceramika ultra-wysokotemperaturowa UHTC dla lotów hipersonicznych; cz. 2

    Błędy w druku 3D przyczyną wypadków

    Jak jest ważny i do czego służy model reologiczny polimeru?

    Wybrane tematy:

    • robotyzacja
    • spawanie
    • obróbka skrawaniem
    • MES
    • klejenie
    • tworzywa sztuczne
    • motoryzacja
    • CAD
    • polskie projekty
    • lotnictwo
    • druk 3D
    • silniki
    • formy wtryskowe
    • budowa maszyn
    • technologie łączenia
    • obliczenia
    • kompozyty
    • ceramika techniczna
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Technologie
    • Maszyny i urządzenia
    • Części maszyn i urządzeń
    • Konstrukcje
    • Rozwiązania
    • Projektowanie
    • Materiały
    • Historia
    • Inne
  • Czasopismo
    • Jak zakupić
    • Archiwum
      • Archiwum 2026
      • Archiwum 2025
      • Archiwum 2024
      • Archiwum 2023
      • Archiwum 2022
      • Archiwum 2021
      • Archiwum 2020
      • Archiwum 2019
      • Archiwum 2018
      • Archiwum 2017
      • Archiwum 2016
      • Archiwum 2015
      • Archiwum 2014
      • Archiwum 2013
      • Archiwum 2012
      • Archiwum 2011
      • Archiwum 2010
      • Archiwum 2009
      • Archiwum 2008
      • Archiwum 2007
  • O nas
  • Kontakt
  • ­
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
ceramiczne elementy maszyn

pneumatyka

Techniki tworzenia mikroform

­ Wojciech Kociuba
29.08.2010
A A

W dobie coraz szybciej postępującej miniaturyzacji wyrobów, stanowiących fragmenty różnych, bardziej złożonych urządzeń o niewielkich gabarytach, jak również rosnącej potrzebie wykonywania elementów o wadze nieprzekraczającej dziesiątych części grama i rozmiarach rzędu kilku mikrometrów, bardzo istotnym problemem stała się możliwość wykonywania na dużą skalę precyzyjnych i powtarzalnych w swym kształcie mikroform.

Wszczególności zagadnienie to pojawia się w takich branżach, jak: przemysł zegarmistrzowski, medycyna (implanty), modelarstwo, jubilerstwo, a także wszędzie tam, gdzie poprawne i dokładne funkcjonowanie maszyn i ich zespołów, warunkowane jest wsparciem ze strony mikromaszyn, czy mikroukładów.

Metoda addytywno-subtraktywna

Przełomem w tym zakresie stała się nowa technologia, opracowana przez zespół naukowo-badawczy amerykańskiej firmy Solidscape Inc, a polegająca na tworzeniu, czy też właściwie budowaniu precyzyjnych modeli woskowych, stanowiących fizykalne odwzorowanie zaprojektowanego komputerowo elementu, o zupełnie dowolnym kształcie, którego minimalne rozmiary mogą wynosić nawet 0,254 mm. Osiągana w tej technice porowatość powierzchni nie przekracza 0,8 μm, co umożliwia odlanie modelu w metalu i uzyskanie jego dokładnej repliki, będącej na przykład mikroformą, która w dalszej fazie posłuży uzyskaniu finalnego produktu, poprzez wtryśnięcie doń wybranego materiału.

Technika ta, określana, jako DODJET (wtrysk kropli na żądanie), nie jest co prawda zupełną nowością, gdyż w pewnym zakresie korzystały z niej już wcześniej niektóre rodzaje drukarek, niemniej została ona w ogromnym stopniu ulepszona i zmodyfikowana po to, by możliwe stało się otrzymywanie modeli przestrzennych.

Generalnie proces jego tworzenia polega na stosowaniu dwóch rodzajów materiału, dla zapewnienia wierności odtwarzania zaprojektowanego elementu. Model w swej podstawowej geometrii budowany jest przez główny materiał i nakładany kolejnymi warstwami, podczas gdy materiał pomocniczy, który nie wnika we właściwą strukturę modelu, daje stabilność konstrukcji (układany jest w zagłębieniach i wspiera występy). Każda warstwa składa się z kropel materiału, których wielkość i pozycjonowanie jest niezwykle dokładne, dzięki dwóm głowicom sterowanym elektrycznie z wykorzystaniem zjawiska piezoelektrycznego. Odpowiednia grubość warstwy oraz jej gładkość zachowywane są dzięki zabiegowi wygładzania (frezowania) powierzchni, stosowanemu każdorazowo po nałożeniu kolejnej warstwy. Grubość nakładanych warstw jest bez przerwy monitorowana i utrzymywana w przedziale 12,7 do 76,2 mikrometra, co skutecznie zapobiega powstaniu niepożądanego efektu „schodków” na powierzchni gotowego modelu.

Następnie materiał pomocniczy zostaje z gotowego modelu selektywnie usunięty poprzez rozpuszczenie, tak aby uzyskać całkowitą jego wierność w stosunku do zaprojektowanego wzorca. Dzięki temu nie ma potrzeby stosowania żadnych dodatkowych zabiegów, jak szlifowanie, czy korekta kształtu, jako że obiekt jest pozbawiony wad strukturalnych, które często pojawiają się w technikach tworzenia modelu woskowego za pomocą obróbki pojedynczego kawałka materiału, lub gdy warstwy posiadają grube uziarnienie.

druk 3d wosk odlew

Wprowadzenie systemu DODJET pozwoliło na uzyskanie porowatości stanowiącej 1/10 tego co proponowały dotychczas stosowane techniki tworzenia woskowych wzorców.

Ta wysoka precyzja jest nadzwyczaj użyteczna przy tworzeniu najbardziej złożonych i skomplikowanych mikroform.

Właściwy materiał konstrukcyjny tworzący model, jak i materiał pomocniczy są cyfrowo nanoszone na podłoże w postaci ciekłych kropelek, z których każda z kolei stanowi serię jednorodnych objętościowo „mikro kropelek”, co jest istotą techniki nakrapiania wtryskowego w systemie Solidscape. Technologia ta pozwala na ulokowanie kropelek w dowolnie wybranym miejscu podłoża z całkowitą dokładnością do 25,4 mikrometra. Kropelki mają znamionową średnicę 76,2 mikrometra i przyklejają się jedna do drugiej w fazie zestalania modelu, tj. w trakcie przechodzenia fazy ciekłej w stałą, tworząc w ten sposób jednolitą, stałą masę.

druk 3D solidscape dodjet

Proces twardnienia przebiega na tyle szybko, iż pozwala na wygładzenie powierzchni, wkrótce po jej nałożeniu.

Ponieważ wtrysk jest sterowaną cyfrowo funkcją DODJET, kropelki są zsynchronizowane z cyklami przesuwu głowicy, co sprawia iż model jest w sposób ciągły i jednorodny rozbudowywany wzwyż. Stopień, w jakim kropelki na siebie zachodzą lub są od siebie dystansowane, jest precyzyjnie sterowany przez binarny program roboczy ModelWorks.

Program ten umożliwia ponadto: import plików STL i SLC, orientowanie elementów w przestrzeni w trakcie tworzenia modelu, przesuwanie i skalowanie jego części, odnajdywanie i korygowanie pustych przestrzeni, luk i otwartych powierzchni, obserwację trójwymiarowych, cieniowanych obrazów fragmentów modelu, korektę powierzchni, podział na warstwy i rastrowanie, graficzną ilustrację pliku binarnego danego przekroju, wielokrotne tworzenie i replikowanie elementów dla pojedynczego cyklu budowy. Gładkość powierzchni zapewnia również powadzenie ciągłej analizy długości obwodu, jaki ma w swoim obrysie każda porcja nakładanego materiału – przed wypełnieniem wnętrza modelu materiałem konstrukcyjnym. W celu wzmocnienia wytrzymałości i trwałości ścianki, jak również uzyskania należytej jakości, odpowiedni plik programu roboczego, który odpowiada za konfigurację, automatycznie buduje dwie lub więcej, przylegających ścianek wewnętrznych.

druk 3D solidscape dodjet

Gdy struktura ścianki jest już przygotowana, pozostający w części wewnętrznej obszar jest szybko wypełniany, naprzemiennie wzdłuż osi X i Y, to jest w kierunkach do siebie prostopadłych. Taka ortogonalność procedury powoduje wewnętrzne związanie i zwarcie struktury modelu co zwiększa jego wytrzymałość i trwałość.

Po wypełnieniu materiałem konstrukcyjnym, na tę samą warstwę nanoszony jest materiał pomocniczy, który, jak wspomniano, nie wnika jednakże w konstrukcję modelu. Dzięki temu nie tworzy się struktura „rusztowania”, charakterystyczna dla innych metod posługujących się jednym tylko materiałem konstrukcyjnym.

Opisana powyżej technologia stanowi przykład addytywno-subtraktywnej metody tworzenia mikroform, jako że z jednej strony urządzenie rozpoczyna od pustej przestrzeni, w której umieszcza (dodaje) materiał; z drugiej zaś, na koniec procesu, materiał pomocniczy zostaje usunięty (odjęty) z właściwej konstrukcji modelu. Jako ciekawostkę można podać fakt, iż główny jej pomysłodawca i twórca czerpał swoje inspiracje z technik wykorzystywanych do tworzenia pisma Braille’a.

Mikroforma Stalowa

Metoda subtraktywna

Inną, podobnie skuteczną i dokładną technologię, ale o charakterze ściśle subtraktywnym oferują grawerki laserowe z oprogramowaniem 3D. W tym przypadku tworzenie mikroformy polega na jej bezpośrednim wykonaniu w metalu poprzez wiązkę promienia laserowego, który penetruje metal ze ściśle określoną mocą i dokładnością, oraz w sposób ustalony na podstawie uprzednio przygotowanego projektu komputerowego. Włoska firma „Sisma”oferuje bardzo szeroką gamę urządzeń, z których jedna z najbardziej popularnych i uniwersalnych – posiada laser diodowy Nd:Yag i jest zdolna do grawerowania z maksymalną prędkością 5000 mm/s.

Przy odpowiednim zawężeniu pola roboczego, co przy mikroformach stanowi normę, koniec wiązki laserowej, zwany popularnie „plamką”, może osiągać minimalną średnicę o wielkości 23 μm, przy mocy 50 W.

Mikroforma Gumowa

Rozdzielczość położenia natomiast osiąga wartość 1,7 μm, co zapewnia wykonanie zadania z najwyższą dokładnością.

Właściwości te oraz gwarancja całkowitej powtarzalności procesu przy danych, ustawionych parametrach, zapewniają szybkie i precyzyjne wykonanie matrycy, która może następnie stanowić idealną formę do produkcji mikroelementów.

Wojciech Kociuba

artykuł pochodzi z wydania 7/8 (34/35) lipiec/sierpień 2010

  • Share on Facebook
  • Share on Twitter
  • Share on LinkedIn
  • Share on WhatsApp
  • Share on Email
Tagi: druk 3D

Powiązane artykuły

Projektowanie generatywne i wytwarzanie przyrostowe kadłuba autonomicznego statku powietrznego
Aktualności

Projektowanie generatywne i wytwarzanie przyrostowe kadłuba autonomicznego statku powietrznego

odcinek MPL ze zintegrowanymi funkcjami pomiaru temperatury i ogrzewania cieczy
Aktualności

Wytwarzanie przyrostowe na potrzeby regulacji temperatury satelity

Wielomateriałowy Filament Do Druku 3D Głowica
Aktualności

Wielomateriałowy filament do druku 3D

Nowa metoda fotopolimeryzacji na potrzeby druku 3D
Aktualności

Nowa metoda fotopolimeryzacji na potrzeby druku 3D

Druk 3D z lodu
Aktualności

Druk 3D z lodu

Wymienne głowice ekstruzyjne na potrzeby wielomateriałowego druku 3D
Aktualności

Zrobotyzowana platforma do wielomateriałowego druku 3D

Tematyka:

aluminium budowa maszyn CAD ceramika techniczna CNC diagnostyka druk 3D energetyka formy wtryskowe innowacje inżynieria materiałowa klejenie kompozyty konstruktor laser lotnictwo mechanizm MES montaż motocykle motoryzacja nanotechnologia narzędzia obliczenia obrabiarki obróbka plastyczna obróbka skrawaniem polskie projekty powłoki programy przemysł kosmiczny przemysł morski przemysł zbrojeniowy robot robotyzacja silniki spawanie stal technologie łączenia tribologia tworzywa sztuczne wynalazki wywiad zgrzewanie łożyska
FORMY WTRYSKOWE Integracja Konstrukcji i Technologii Ebook
MetalTop
ceramiczne elementy maszyn

pneumatyka
Projektowanie i Konstrukcje Inżynierskie
  • O nas
  • Polityka prywatności
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

Nie znaleziono
Zobacz wszystkie wyniki
  • Strona główna
  • Aktualności
  • Artykuły
    • Analizy, symulacje
    • Badania, analizy
    • Części maszyn i urządzeń
    • Historia
    • Inne
    • Konstrukcje
    • Maszyny i urządzenia
    • Materiały
    • Projektowanie
    • Rozwiązania
    • Technologie
  • Jak zakupić
  • O nas
  • Kontakt

© ITER 2007-2026

email_icon

Nie przegap nowych wydań!

Zapisz się, aby na bieżąco otrzymywać linki do kolejnych, darmowych wydań Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich

Wpisz adres email

Dziękuję, nie pokazuj więcej