Rapid prototyping 기술은 액체 감광성 폴리머(에폭시 수지 또는/또는 아크릴 수지 등)를 원료로 사용하고 자외선 레이저 스캐닝을 사용하여 적층체를 형성합니다. SLA(Stereo Lithography Apparatus)는 신속한 프로토타이핑 기술 적용을 위한 핵심 장비 중 하나입니다. 그것은 높은 생산 정확도와 높은 원료 활용률의 특성을 가지고 있으며 복잡한 모양의 고정밀 개체를 제조하는 데 사용할 수 있습니다. 이 작업은 실온 가황 실리콘 고무(RTV 실리콘 고무) 씰의 제조에 SLA 래피드 프로토타이핑 기술의 적용을 탐구합니다.
1 기술 원리
SLA 래피드 프로토타이핑은 사전 처리, 적층형 자유 성형 및 사후 처리의 세 단계로 나뉩니다. 전처리는 사용자가 제공한 도면이나 객체에 따라 완성된 제품의 CAD 설계, 즉 3차원 모델링입니다. 가능하다면 실제 물체의 광학 스캐닝 또는 CT 스캐닝을 수행하여 완제품의 3차원 모델을 직접 얻은 다음 3차원 모델을 STL 형식으로 출력할 수 있습니다. 파일(삼각 패치 파일) 및 이를 기반으로 레이어(두께 0.05~0.5mm) 슬라이스 가공 및 지지대 편집 가공(가공 지그 추가와 유사하나 지지대와 금형이 동시에 형성됨).
레이어드 스태킹 프리 프로토타이핑은 절단 및 스태킹을 포함한 래피드 프로토타이핑의 핵심입니다. 원리는 그림 1에 나와 있습니다. 구체적인 프로세스는 다음과 같습니다. 자외선 레이저는 CAD 디자인의 각 레이어 섹션을 포인트별로 스캔하여 스캔된 영역의 수지 박막이 광중합 반응과 가교 및 경화를 겪도록 합니다. 얇은 층이 경화되면 작업대가 아래로 이동합니다. 경화된 수지 표면에 새로운 액체 수지 층을 놓기 직전에 스크레이퍼가 수평 왕복 운동을 수행하여 액체 레벨을 유지한 다음 새 층을 스캔하고 경화합니다. 새로 경화된 수지층은 이전 경화층에 단단히 접착됩니다. 몸이 형성될 때까지 이것을 반복하십시오. SLA 쾌속 조형 기술은 수지 몰드를 만드는 데 사용할 수 있으며 이는 소량, 고정밀 실온(저온) 주조 고무 제품의 생산에 적합합니다.
2. RTV 실리콘 고무 씰 제조에 적용
2.1 금형 제조:
2.1.1 CAD 설계
먼저 버니어 캘리퍼스, 내경 마이크로미터 및 외경 마이크로미터를 사용하여 손상된 고무 씰과 설치 샤프트의 크기를 정확하게 측정합니다. 사용하는 고무재질의 탄성과 수축률에 따라 씰홀과 축의 간섭을 0.15~0.2mm로 결정한다.
씰 조사 및 매핑을 완료한 후 금형의 CAD 설계가 수행됩니다. CAD 설계의 원칙은 최소한의 재료로 금형을 구성하는 것입니다. 복강경 수술 기구의 고무 씰 몰드의 CAD 모델은 그림 4와 그림 5에 나와 있으며(6개의 주입 구멍의 끝면이 비조립면으로 균일하게 분포됨) 몰드 캐비티의 벽 두께는 0.5mm.
2.1.2 성형
금형의 CAD 설계를 완료한 후 STL 형식의 3D 모델 파일을 SLA 쾌속 조형기로 전송하고 성형에 사용된 SPR-3010 감광성 수지(공식은 비스페놀 A 에폭시 수지 83, 에톡실화 헥산디올 디아크릴레이트 17 , 1,4-methylcyclohexane divinyl ether 4.8, diaryl hexafluoroarsenate sulphur tin salt 7.2, benzoin dimethyl 에테르 4.8) 내수성, 내화학성, 치수안정성 및 인성이 우수하고, 고강도, 넓은 적용 가능한 온도 및 습도 범위에서 사용할 수 있습니다. 자동차 부품, 항공 부품 및 의료 장비 생산.
RPData 데이터 처리 소프트웨어를 사용하여 몰드 모델이 작업대에 게이트가 위쪽으로 평평하게 배치되었는지 확인한 다음 3D 모델을 슬라이스 두께 0.2mm의 레이어로 슬라이스하여 삼각형 패치 파일을 2D로 변환합니다. 층. 조각의 개요 정보입니다. 성형 공정 중 금형의 뒤틀림 및 변형을 방지하고 금형 제작의 안정성을 확보하려면 모델의 지지대 설계도 수행해야 합니다. 그 후 금형의 2가지 사양에 따라 10개의 균일화 작업대를 제작하였다. 마지막으로 RPBuild 생산 소프트웨어를 실행합니다. 즉, 레이저를 켜고 작동 액체 레벨을 0으로 만들고, 레이어별 레이저 스캐닝 및 응고 및 스태킹을 수행하여 금형 생산을 완료합니다. 이 밀봉 몰드의 SLA 급속 프로토타이핑 공정 매개변수는 수지 온도 30℃, 레이저 출력 160mW, 레이저 파장 355nm, 광도 1.9 X 100000cd, 충전 스캔 속도 2 200mm입니다. s-1, 채우기 벡터 간격 0.1mm. 성형 몰드를 아세톤으로 세척하여 그리스 및 지지체를 제거하고, 최종적으로 성형 몰드를 자외선 램프 하에서 2시간 동안 조사하여 추가 가교 및 경화를 수행한다.
2.2 씰 제조
2성분 추가 성형 RTV 실리콘 고무는 복강경 수술 기구의 씰을 주조하는 데 사용됩니다. 성분 A의 공식은 다음과 같습니다: 가벼운 말단 폴리디메틸실록산 100, 화이트 카본 블랙 6.3, 산화납 12.5, 메틸 실리콘 오일 6.3; 성분 B의 공식은 에틸 실리케이트 119, 주석 디알킬 디설페이트 6.3입니다. 성분 A와 성분 B를 10:1의 비율로 고르게 섞은 후, 20개의 쾌속 조형 틀에 넣은 용기에 혼합물을 천천히 붓습니다. 용기는 금형의 높이가 3~4배가 되도록 설계됨), 혼합액은 금형 주입구를 통해 캐비티에 주입됩니다. 그 후, 용기를 진공 상자에 넣고 진공도 8.5×10-6 Pa의 조건에서 혼합 용액 내의 기포와 수분을 제거하였다. 벤트 후 진공 상자에서 용기를 꺼내 가황하였다. 60°C에서 4시간 동안 전기 가열 상자에 넣습니다. 마지막으로 가황된 제품을 오븐에서 꺼내어 손으로 몰드의 얇은 층을 벗겨내고 게이트의 볼록한 부분을 사포로 가볍게 연마하여 단면을 평평하고 매끄럽게 만들고 완성 된 씰은 얻은. 테스트 후 씰의 성능이 요구 사항을 충족하고 즉시 사용되었습니다. 실제 사용은 씰의 성능이 원래 액세서리 수준에 도달했음을 보여줍니다.
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3 결론
SLA Rapid prototyping 기술은 소량, 고정밀 실온(저온) 주조 성형 고무 제품의 생산에 적합합니다. 기존 기술과 비교하여 생산주기가 60% ~ 70% 단축되고 생산 비용이 절감됩니다.