Аддитивное производство с силиконом: Экструзия

11 ноября 2021 г.

11:27

В течение некоторого времени компоненты, изготовленные аддитивным способом, использовались не только для создания прототипов. Их большой потенциал также используется в предсерийном строительстве и для серийных деталей. Для технически пригодных компонентов свойства материала имеют решающее значение. В этой области компоненты, напечатанные на 3D-принтере, могут конкурировать с компонентами, изготовленными традиционным способом, только если они имеют такие же механические и химические свойства. Биосовместимость, термостойкость и, конечно же, очень высокая эластичность делают силикон незаменимым для очень многих применений. Поэтому существует большой интерес к использованию преимуществ аддитивного производства с такими материалами, как силикон. Однако процесс аддитивного производства силикона не является простым.

Из различных подходов в этом документе представленына основе экструзии методы и процессы. В частности, более подробно рассматриваются различные механизмы сшивки с указанием их преимуществ и недостатков.

3D-печать силикона: процессы, основанные на экструзии

Решающим преимуществом процессов, основанных на экструзии, является широкий спектр жидкостей и паст, которые можно перерабатывать. Поэтому можно использовать практически все типы силиконов: от низкой до высокой вязкости и от RTV (ромТтемператураВвулканизация) до стандартного ЛСР (лэто то чтоСкремнийрubber) до УФ-отверждаемых и наполненных частицами силиконов.

Процесс производства на основе экструзии очень похож на процесс производства FLM (ФиспользоваллдаМ моделирование) печать. С помощью дозирующей головки укладывается прядь. Из этой пряди, слой за слоем, изготавливается компонент.

В этом техническом документе обсуждаются двухкомпонентные LSR и силиконы RTV. LSR требуют тепловой энергии для сшивки, тогда как силиконы RTV предназначены для реакции при комнатной температуре.

Сшивка LSR

Силиконовая печать всегда предполагает жидкий материал. Таким образом, решающими параметрами процесса являются стабильность размеров и сшивка силикона. Также важно отметить, что прочность готового силикона достигается только за счет химической реакции материала, например, за счет полиприсоединения или поликонденсации.

По сути, для силиконов LSR различают два разных периода сшивки: сшивку во время производства и сшивку после обработки или во время постобработки.

Сшивка в процессе производства

Однако у этого процесса есть решающий недостаток: распределение температуры меняется с высотой детали. Это связано с тем, что чем дальше слой находится от строительной платформы, тем меньше подается тепловой энергии. Это означает, что обеспечить надежный и непрерывный процесс для компонента с многочисленными слоями очень сложно. Опыт показал, что производство компонентов размером более двух-трех сантиметров с использованием подогреваемой платформы уже непрактично.

Перекрестные ссылки в постобработке

Другой подход заключается в использовании силикона, который сохраняет свою форму после экструзии благодаря своим реологическим свойствам. Этого можно достичь за счет очень высокой вязкости или высокой тиксотропии силикона, или за счет того и другого. Готовый компонент из силикона LSR на этапе постобработки помещается в печь и сшивается при соответствующих температурах. Подводимое тепло не должно вызывать деформацию детали. В этом процессе не требуется никакого дополнительного оборудования для подачи тепла во время печати.

Материальная поддержка

При крутых свесах или перемычках (замыкании контура) необходимо соорудить опорную конструкцию. Этот опорный материал должен прилипать к силикону во время производственного процесса и выдерживать температурные условия во время сшивки. После этого она должна легко сниматься с готовой детали. Найти подходящий поддерживающий материал для каждого силикона – непростая задача. А строительство опорной конструкции требует дополнительных материалов и времени для производственного процесса.