Технология Binder Jetting
Наиболее распространенная технология, применяемая в литейном производстве, — послойное выращивание песчано-полимерных форм (Binder Jetting). Применение данного метода для литья металлов помимо прямой печати (Metal Binder Jetting) возможно в двух вариантах:
Изготовление форм из огнеупорного материала, в качестве которого в большинстве случаев используется кварцевый песок.
Изготовление полимерной формы для дальнейшего нанесения на нее огнеупорного керамического материала с последующим выжигом полимера.
Технология послойного выращивания песчано-полимерных форм
Описание
Огнеупорный материал (кварцевый песок) смешивается с кислотным отвердителем, затем подается в область построения и разравнивается до слоя нужной толщины. Затем через печатающую систему 3D-принтера наносится связующее, которое при взаимодействии с отвердителем полимеризуется и связывает песок в жесткую структуру. Таким образом послойно формируется песчано-полимерная форма. После окончания процесса печати формы извлекаются из бункера, очищаются от остатков песка, при необходимости покрываются противопригарными и разделительными покрытиями.
Плюсы технологии
1. Скорость печати — современные принтеры оснащаются высокопроизводительными печатающими системами, что позволяет выращивать формы в короткие сроки.
2. Размеры форм — на данный момент на рынке доступны принтеры с размером области печати вплоть до 4000×2000×1000 см, что позволяет печатать достаточно большие формы, а также, при необходимости, возможна печать составных форм.
3. Отсутствие поддержек — поскольку процесс печати идет в объеме песка, нет необходимости печатать дополнительные элементы поддержек криволинейных и наклонных поверхностей форм.
4. Процесс заливки металлов в 3D-напечатанные формы идентичен процессу заливки в стандартные песчано-полимерные формы, изготовленные по технологии «Фуран-ХТС».
5. Высокая точность построения форм.
Недостатки технологии
1. Низкая газопроницаемость форм — для обеспечения высокой точности построения используется кварцевый песок фракции 016, обладающий низкой газопроницаемостью.
2. Высокая газотворность форм — в процессе печати в качестве связующего на песок наносится фурановая смола в количестве существенно большем, чем при классической формовке по технологии ХТС.
3. Нельзя применять стандартные фенол-формаль-дегидные связующие, используемые в ХТС-процессах.
Способы устранения недостатков
1. Низкую газопроницаемость необходимо учитывать при проектировании форм, добавляя большое количество каналов для отвода газов при заливке.
2. Для обеспечения приемлемой газотворности необходимо вести печать на минимально возможных дозировках связующего.
3. Для достижения наилучшего результат в части качества изготавливаемых форм, а также продления сроков службы дорогостоящих печатных модулей необходимо использовать специализированные расходные материалы.
Система материалов для печати песчано-полимерных форм от компании «ПромХимТех»
1. Фурановая смола BindEX+ — связующее на основе фурфурилового спирта, разработанное специально для применения в 3D-принтерах, работающих по технологии Binder Jetting.
Основные свойства:
Содержание фенола — 0%.
Содержание азота — 0%.
Содержание формальдегида — 0%.
Содержание фурфурилового спирта — не менее 85%.
Условная вязкость — не более 12 с по ВЗ‑246, 4 сопло (динамическая вязкость — 10 мПа*c).
Плотность — 1,13–1,15 г/см3.
Содержание твердых включений не допускается.
2. Кислотный катализатор ActivEX+ — отвердитель для фурановых смол на основе сульфоновых кислот.
Основные свойства:
Плотность — 1,2–1,25 г/см3.
Содержание серной кислоты — не более 3%.
Общая кислотность — не менее 70%.
Стабильность в диапазоне температур — от –15 до +30°С.
3. Очиститель CleanEX+ — очиститель, совместимый со связующим BindEX+.
Основные свойства:
Плотность — 0,9–1,1 г/см3.
Отсутствие твердого осадка при взаимодействии со связующим BindEX+.
Высокая эффективность по растворению связующего BindEX+.
Отсутствие в составе спиртов — нет рисков повреждения (отклейки) печатающих модулей.
Система материалов «ПромХимТех» совместима со всеми типами песчано-полимерных принтеров, представленных на российском рынке, и успешно применяется большинством предприятий, внедривших технологию Binder Jetting в производственный цикл.
Технология послойного выращивания полимерных мастер-моделей
Описание
Полимерный материал на основе полиметилметакрилата подается в область построения и разравнивается до слоя нужной толщины. Затем через печатающую систему 3D-принтера наносится связующее, которое связывает полимер в жесткую структуру. Таким образом послойно формируется полимерная модель. После окончания процесса печати модели извлекаются из бункера, очищаются от остатков полимерного порошка и покрываются воском. После сушки модели покрывают специализированным связующим, содержащим огнеупорные наполнители, и помещают в печь для выжига полимера и закалки керамики. В образовавшуюся полую керамическую форму заливается металл.
Формы из ПММА напечатаны на оборудовании FHZL
Плюсы технологии
1. Высокая точность.
2. Высокое качество поверхности.
3. Возможность изготовления моделей больших размеров (зависит от области построения принтера).
4. Возможность заливки любых металлов и сплавов (в т. ч. титан).
5. Нулевая зольность.
6. Отсутствует риск растрескивания керамической оболочки (КТЛР близок к нулю).
Недостатки технологии
1. Ажурные формы и «висящие» элементы могут деформироваться (коробление).
2. Высокая стоимость расходных материалов.
Способы устранения недостатков
1. Перед запуском моделей в печать проводится анализ форм и при необходимости в модель внедряются дополнительные элементы, усиливающие конструкцию.
2. Данная технология применяется для изготовления сложных тонкостенных изделий, которые зачастую нельзя изготовить иным способом.
Песчано-полимерные формы напечатаны на оборудование Kocel
Система материалов «ПромХимТех» для печати ПММА-моделей
1. Порошок Microsint PMMA
Размер частиц — 80–120 мкм.
Остаточная зольность — 0.
Т выжигания — 600 °С.
Насыпная плотность — 0,7 г/см3.
2. Связующий состав Microsint PMMA Binder
Плотность — 0,8–1,1.
Порошок ПММА и связующее применяются на предприятиях ОДК «УМПО» и АО «Центр цифровых технологий», а также ООО «ПромХимТех» оказывает услуги по печати на оборудовании FHZL PCM450.
ООО «ПромХимТех»
https://xtreel.ru/
inbox@xtreel.ru
+7 (499) 398-19-65
г. Москва, территория Инновационного центра «Сколково», Большой бульвар, д. 42, стр. 1
Источник журнал "РИТМ машиностроения" № 5-2025
Еще больше новостей |  |
