VOXELJET ОПТИМИЗИРУЕТ СВЕТОДИОДНЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ CREE

VOXELJET ОПТИМИЗИРУЕТ СВЕТОДИОДНЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ CREE

СИСТЕМА 3D-ПЕЧАТИ VOXELJET VX1000 СОХРАНИТ ВРЕМЯ И ДЕНЬГИ В СОЗДАНИИ ПРОТОТИПОВ

Cree Inc., один из ведущих мировых производителей светодиодных светильников, нашел способ сделать конструкцию прототипа более быстрой и экономичной. Компания, специализирующаяся на новейших светодиодных технологиях, полкучает модели для литья по выплавляемым моделям, изготовленные с помощью системы 3D-печати VX1000 от компании Voxeljet — отливкой занимается лидирующий литейный цех Aristo Cast.

Будь то настольная лампа, рекламный дисплей или уличный фонарь: светодиоды, наследники лампочки, уже давно стали неотъемлемой частью жизни. И все еще развиваются. Хотя в 2011 году продажи светодиодных ламп в Европе достигли одного миллиарда евро, к 2020 году прогнозируется рост до 14 миллиардов евро.

Этот бум также мотивировал Cree Inc. Американская компания из Северной Каролины является одним из первопроходцев в области светодиодов; в 1989 году он представил синий светодиод на рынке, а сегодня его доход превышает 1,6 миллиарда долларов США. И
Cree не собирается ослаблять темп. Отдел исследований и разработок преследует цель дальнейшей оптимизации светодиодных технологий. Это относится не только к самим диодам, но и к радиаторам с канавками, которые можно найти на задней панели светодиодных плат для высокоэффективных светодиодов — как это видно на современных уличных фонарях. Радиаторы изготовлены из теплопроводящих материалов, таких как алюминий или медь, которые излучают рабочее тепло от диодов к окружающему воздуху, обеспечивая низкую рабочую температуру и более длительный срок службы лампы.

ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ: КЛАССИЧЕСКОЕ ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ ДОСТИГАЕТ СВОИХ ПРЕДЕЛОВ С СВОБОДОЙ ДИЗАЙНА

Но как радиаторы должны быть легкими, эффективными и визуально привлекательными одновременно? Отдел исследований и разработок испытывает это на опытных образцах, изготовленных компанией Aristo Cast, многократно завоевавшей награду инвестиционной компанией Almont в американском штате Мичиган. Проблема: производство пресс-форм для литья по выплавляемым моделям становится все более и более неэкономичным с ростом геометрической сложности. Для изготовления восковых моделей для пресс-форм требуются часы ручной работы и дорогостоящие инструменты для литья под давлением и восковые прессы. В прошлом нередки случаи, когда Cree держал первую деталь в своих руках. Кроме того, не все геометрии могут быть реализованы, так как классическая конструкция пресс-формы ограничивает свободу дизайна.

Aristo Cast больше не хотел навязывать эти ограничения клиенту и поэтому создал альтернативу: VX1000 от voxeljet. 3,5-тонная система 3D-печати с рабочим пространством 1000 x 600 x 500 мм и эффективным объемом построения 300 литров.

Поскольку аддитивный процесс требует только данных САПР, сложные модели для инновационных охлаждающих элементов могут быть изготовлены в цифровой форме без использования оснастки. Эти данные САПР, напечатанные с использованием PMMA, впоследствии обрабатываются Aristo Cast непосредственно для литых деталей, что значительно оптимизирует разработку Cree и делает возможными новые конструкции, которые ранее было сложно построить.

Особое преимущество 3D-печатных радиаторов заключается в эффективной конструкции охлаждающих элементов, которая часто имеет сложную геометрию, чтобы максимально эффективно охлаждать светодиоды. Чем сложнее охлаждающий элемент, тем долговечнее и эффективнее светодиод — идеальные условия для 3D-печати.

ПОЧТИ ЛЮБАЯ ФОРМА ТРБУЕТ ТОЛЬКО НЕСКОЛЬКО ЧАСОВ, ЧТОБЫ НАПЕЧАТАТЬСЯ НА СИСТЕМЕ 3D-ПЕЧАТИ VOXELJET

С помощью системы печати VX1000 от voxeljet литейная мастер модель может быть изготовлена ​​всего за несколько часов. Aristo Cast просто снабжает систему 3D-печати из voxeljet файлом CAD, представляющим план создания цифрового прототипа. Через несколько шагов начинается печать модели.

В рамках системы 3D-печати так называемый рекоатер наносит слой пластика полиметилметакрилата (ПММА) толщиной 150 микрометров на платформу печати. На следующем этапе печатающая головка применяет связующее только к тем участкам, где предполагается создание прототипа. 100% непечатного порошка могут быть переработаны и использованы повторно. Затем строительная платформа опускается на толщину в один слой, и процесс повторяется. Вертикальный прирост составляет 18 миллиметров в час. Это намного быстрее, чем классическая конструкция литейной формы, которая часто занимает несколько недель для сложных геометрий.

Когда печать завершена, Aristo Cast покрывает модель воском для герметизации поверхностей. Впоследствии модель покрыта несколькими керамическими слоями. Затем модель PMMA выгорает в автоклаве. При температуре 700 °C порошок PMMA выгорает без остаточной золы. Остается готовая керамическая форма для точного литья по прототипу.

Печать модели размером 43 x 43 x 11 сантиметров весом 1900 грамм занимает всего около шести часов. Cree Inc. использует эти временные преимущества для более быстрого изготовления прототипов охлаждающих элементов. Посредством вложения, размещения компонентов в камере печати можно одновременно выпускать несколько моделей. Таким образом, восемь из этих моделей могут появиться только из одного рабочего места всего за 24 часа. «Обычный производственный процесс занял бы недели для этого размера», объясняет Пол Леонард, вице-президент Aristo Cast Inc. «Для этого компонента технология печати Binder Jettung дает нам возможность завершить модель в кратчайшие сроки и с существенной экономией затрат» говорит Леонард.

Еще одно преимущество времени заключается в экономии керамических слоев. Из-за отрицательных коэффициентов теплового расширения порошка ПММА модели легко разрушаются, когда обжигают керамическую оболочку. Поэтому для построения модели можно использовать меньше керамических слоев, что приводит к экономии материалов и времени.

Благодаря разрешению VX1000 600 dpi, Aristo Cast может реализовывать филигранную геометрию. Поэтому устройства Cree могут быть легко изготовлены с толщиной стенок 2,5 мм. Возможны даже поднутрения, элементы дизайна, свободно выступающие из отливки. Задача разработчиков Cree Inc. — снять как можно больше ограничений. Дизайнеры из всех секторов могут извлечь выгоду из технологии 3D-печати. В качестве примера, они могут разработать новую геометрию для деталей двигателя и легких дверей. Используя эти современные технологии производства добавок, через 17 дней после заказа Cree смогла изготовить пять готовых опытных образцов. Если бы планирование проекта осуществлялось с использованием обычной разработки продукта, для создания первого прототипа потребовалось бы до 6 недель.

ЧЕМ МЕНЬШЕ РАЗМЕР ПАРТИИ, ТЕМ БОЛЬШЕ ВЫГОДА

Что касается других методов производства добавок, таких как прямая металлическая печать или восковые модели, процесс Binder Jetting  компании Voxeljet демонстрирует как эффект масштаба, так и преимущества с точки зрения стоимости. «Используя обычную конструкцию литейной формы, мы смогли собрать охлаждающие элементы только из одного куска. Прямая печать металлом непригодна отчасти из-за размера и отчасти из-за огромных затрат», — объясняет Леонард. «В этом случае печатная модель PMMA была оптимальным решением». Дэвид Тэйт, управляющий директор voxeljet America Inc., объясняет: «Чем меньше размер партии, тем выше экономическое преимущество технологии voxeljet. Специально для сложных геометрий 3D-печать является наиболее экономичной альтернативой, даже для партий размером в несколько сотен, хотя она еще не может заменить классическое изготовление пресс-форм для больших серий».

No Comments

Post A Comment

Подпишитесь на рассылку новостей
Аддитивного Производства, чтобы быть
профессионалом в современных
промышленных технологиях

Вы успешно подписались на рассылку.

There was an error while trying to send your request. Please try again.

СМАРТПРИНТ - Прямое Цифровое Производство will use the information you provide on this form to be in touch with you and to provide updates and marketing.