A tecnologia de prototipagem rápida usa polímero fotossensível líquido (resina epóxi ou / e resina acrílica, etc.) como matéria-prima e usa varredura a laser ultravioleta para formar uma entidade em camadas. O Aparelho de Estereolitografia (SLA) é um dos principais equipamentos para a aplicação da tecnologia de prototipagem rápida. Ele tem as características de alta precisão de produção e alta taxa de utilização de matérias-primas, e pode ser usado para fabricar entidades de alta precisão com formas complexas. Este trabalho explora a aplicação da tecnologia de prototipagem rápida SLA na fabricação de vedações de borracha de silicone vulcanizada à temperatura ambiente (borracha de silicone RTV).
1 princípio técnico
A prototipagem rápida SLA é dividida em três etapas: pré-processamento, moldagem livre de empilhamento em camadas e pós-processamento. Pré-processamento é o projeto CAD do produto acabado de acordo com os desenhos ou objetos fornecidos pelo usuário, ou seja, a modelagem tridimensional. Se possível, a varredura ótica ou tomografia computadorizada do objeto real pode ser realizada para obter diretamente o modelo tridimensional do produto acabado e, em seguida, produzir o modelo tridimensional no formato STL. Arquivo (arquivo de remendo triangular) e, com base nisso, processamento de fatias de camada (espessura de 0,05 ~ 0,5 mm) e processamento de edição de suporte (semelhante à adição de acessórios de processamento, mas o suporte e o molde são formados ao mesmo tempo).
A prototipagem livre de empilhamento em camadas é o núcleo da prototipagem rápida, incluindo corte e empilhamento. O princípio é mostrado na Figura 1. O processo específico é: o laser ultravioleta faz a varredura de cada seção de camadas do desenho CAD ponto a ponto, de modo que a fina camada de resina na área digitalizada sofre reação de fotopolimerização e reticulação e cura; quando a camada fina é curada, a bancada se move para baixo, logo antes de Colocar uma nova camada de resina líquida na superfície de resina curada, enquanto o raspador realiza um movimento alternativo horizontal para manter o nível do líquido e, em seguida, digitalizar e curar uma nova camada; a camada de resina recém-curada é firmemente ligada à camada curada anterior. Repita isso até que o corpo esteja formado. A tecnologia de prototipagem rápida SLA pode ser usada para fazer moldes de resina, que são adequados para a produção de produtos de borracha fundida de baixo volume e alta precisão em temperatura ambiente (baixa temperatura).
2. Aplicação na fabricação de vedações de borracha de silicone RTV
2.1 Fabricação de moldes:
2.1.1 Projeto CAD
Primeiro, use um calibrador vernier, micrômetro de diâmetro interno e micrômetro de diâmetro externo para medir com precisão o tamanho da vedação de borracha danificada e do eixo de instalação. De acordo com a elasticidade e contração do material de borracha usado, determine a interferência entre o furo de vedação e o eixo como sendo 0,15 ~ 0,2 mm.
Após a conclusão do levantamento e mapeamento do selo, é realizado o projeto CAD do molde. O princípio do projeto CAD é construir o molde com a menor quantidade de material. O modelo CAD do molde de vedação de borracha do instrumento cirúrgico laparoscópico é mostrado nas Figuras 4 e 5 (as faces de extremidade dos 6 orifícios de vazamento são uniformemente distribuídas como a superfície de não montagem), e a espessura da parede da cavidade do molde é apenas 0,5 mm.
2.1.2 Formando
Depois de concluir o projeto CAD do molde, o arquivo do modelo 3D em formato STL é transferido para a máquina de prototipagem rápida SLA e a resina fotossensível SPR-3010 usada para moldagem (a fórmula é: bisfenol A resina epóxi 83, diacrilato hexanodiol etoxilado 17 , 1,4-metilciclohexano divinil éter 4,8, diaril hexafluoroarsenato enxofre e sal de estanho 7.2, benzoin dimetil éter 4,8) resistência à água, resistência química, estabilidade dimensional e dureza são boas, alta resistência, ampla faixa de temperatura e umidade aplicável e podem ser usados em a produção de autopeças, peças de aviação e equipamentos médicos.
Use o software de processamento de dados RPData para determinar se o modelo de molde é colocado plano na mesa de trabalho com a porta para cima e, em seguida, o modelo 3D é fatiado em camadas com uma espessura de fatia de 0,2 mm, de modo que o arquivo de remendo de triângulo seja convertido em 2D camada. As informações de contorno da peça. A fim de evitar o empenamento e deformação do molde durante o processo de moldagem e garantir a estabilidade da confecção do molde, o projeto do suporte do modelo também deve ser realizado. Em seguida, foram produzidas 10 mesas de trabalho uniformadoras de acordo com as duas especificações de moldes. Por fim, execute o software de produção RPBuild, ou seja, ligue o laser e zere o nível do líquido de trabalho, execute a digitalização a laser camada por camada e a solidificação e empilhamento para completar a produção do molde. Os parâmetros do processo de prototipagem rápida SLA deste molde de vedação são: temperatura da resina 30 ℃, potência do laser 160 mW, comprimento de onda do laser 355 nm, intensidade da luz 1,9 X 100000 cd, velocidade de varredura do enchimento 2 200 mm. s-1, espaçamento do vetor de preenchimento 0. 1 mm. O molde de formação é lavado com acetona para remover a graxa e suporte e, finalmente, o molde de formação é irradiado sob uma lâmpada ultravioleta por 2 horas para reticulação adicional e cura.
2.2 Fabricação de selos
Borracha de silicone RTV para moldagem de adição de dois componentes é usada para fundir as vedações do instrumento cirúrgico laparoscópico. A fórmula do componente A é: polidimetilsiloxano 100 terminado em luz, negro de fumo branco 6,3, óxido de chumbo 12,5, óleo de metil silicone 6,3; a fórmula do componente B é: silicato de etilo 119, dissulfato de dialquilo de estanho 6.3. Depois que os componentes A e B são misturados uniformemente em uma proporção de 10: 1, despeje lentamente a mistura em um recipiente que foi colocado em 20 moldes de prototipagem rápida (a fim de evitar que a mistura transborde do recipiente durante a aspiração, a altura do recipiente é projetado para ter a altura do molde 3 ~ 4 vezes), o líquido misturado é injetado na cavidade através do orifício de vazamento do molde. Em seguida, o recipiente foi colocado em uma caixa de vácuo e as bolhas de ar e umidade na solução misturada foram removidas sob a condição de um grau de vácuo de 8,5 × 10-6 Pa. Após a ventilação, retire o recipiente da caixa de vácuo e vulcanize em uma caixa de aquecimento elétrico a 60 ° C por 4 horas. Finalmente, o produto vulcanizado é retirado do forno, a fina camada do molde é removida à mão e a parte convexa da porta é levemente polida com lixa para tornar a superfície final plana e lisa, e a vedação final é obtido. Após o teste, o desempenho do selo atende aos requisitos e foi colocado em uso imediatamente. O uso prático mostra que o desempenho da vedação atingiu o nível dos acessórios originais.
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3 Conclusão
A tecnologia de prototipagem rápida SLA é adequada para a produção de produtos de borracha para moldagem fundida de baixa temperatura e alta precisão em temperatura ambiente (baixa temperatura). Em comparação com a tecnologia tradicional, seu ciclo de produção é reduzido em 60% ~ 70% e o custo de produção é reduzido.