Hitra izdelava prototipov v pomoč inovatorjem

13.01.2012

V sodelovanju med Inovacijsko-razvojnim inštitutom Univerze v Ljubljaniin podjetjem IB-Procadd so raziskovalci Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani (UL FS) v letu 2011 na UL FS testno instalirali opremo za hitro izdelavo prototipov in končnih izdelkov, ki je na voljo za raziskovalne in pedagoške potrebe.

Tehnologije izdelave po principu dodajanja plasti materialov, ki  so se pojavile v devetdesetih letih prejšnjega stoletja, so omogočile izdelavo geometričnih oblik, ki jih s konvencionalnimi postopki ni možno doseči. Zgodovinski razvoj seže 20 let nazaj, tako da so te tehnologije že v fazi staranja, poznamo jih za hitro izdelavo prototipov (RP); uporabljajo se tudi za hitro izdelavo orodij (RT) in neposredno izdelavo končnih izdelkov (RM). Vsem postopkom je skupno, da pretvorijo računalniški CAD-model v stvaren 3D-model, tako da CAD-model najprej v primernem programu razrežemo na plasti in nato stroj za hitro prototipiranje oz. izdelavo gradi ta izdelek plast za plastjo.

Opravljeno je bilo testiranje postopkov hitre izdelave. V predstavljeni analizi, so za primer izdelka vzeli zgornji del ohišja laserske naprave, ki se uporablja v medicinske namene, fokusirali so tri postopke hitre izdelave.

Prvi je posebna različica stereolitografije, kjer polimera občutljivega na svetlobo ne strjuje laser temveč UV-svetloba, katero oddaja DLP-projektor (DLP-stereolitografija). DLP-projektor je sestavljen iz izvora UV-svetlobe in iz DLP-čipa, ki skrbi, da svetloba tvori obliko plasti izdelka. DLP-čip vsebuje več sto tisoč vrtljivo vpetih mini ogledal, ki glede na položaj osvetljujejo polimer občutljiv na svetlobo in ga strjujejo na želenih mestih. Z DLP-projektorjem se v primerjavi z klasično stereolitografijo izredno poveča hitrost izdelave, saj celotno površino plasti, ki jo želimo strditi, osvetlimo naenkrat ter se s tem izognemo času potovanja laserskega žarka po plasti. To še posebej velja pri izdelavi večjih izdelkov oz. ko delamo več izdelkov naenkrat in je s tem površina celotne delovne plasti dodobra zapolnjena. Torej čas izdelave izdelka ni odvisen od velikosti izdelka, temveč od števila plasti, torej od višine izdelka.

Naslednji postopek je selektivno lasersko sintranje polimernega prahu, kjer s CO2 laserjem stalimo prah v plasti tam, kjer se v tej plasti nahaja izdelek, in s tem spojimo prah. Tako ponavljamo plast za plastjo, da na koncu dobimo 3D-model.

Tretji uporabljen postopek pa je 3D-tiskanje, kjer prah med seboj spojimo z vezivom, ki ga nanašamo na plast prahu s podobnimi glavami, podobno kot pri klasičnem 2D-tiskalniku. Napravo ZBuilder, ki omogoča tovrstno tiskanje, imamo tudi v Laboratoriju za odrezavanje (LABOD) UL FS.

Rezultati analize so pokazali, da so izdelki narejeni na Z-Builderju, v določenih primerih bolj kakovostni kot izdelki pri ostalih dveh tehnologijah. Največja prednost ZBuilderja je v izredno gladkih površinah izdelka, saj je hrapavost teh izdelkov le približno 1 µm.  Postopek je tudi cenovno ugoden za velike izdelke, ki dobro zapolnijo izdelovalno platformo. Primeren pa je tudi za serije manjših izdelkov, saj hitrost tiskanja ni odvisna od števila izdelkov, temveč le od višine izdelka.

ZBuilder se nahaja v laboratoriju LABOD na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani. V primeru vprašanj in naročil se obrnite na Davida Homarja. Ko naročite izdelek, ga lahko že v naslednjem dnevu pričakujete pri vas. Tako lahko zalo hitro pridobite potrditev oblike oziroma konstrukcije vašega izdelka, kajti na tridimenzionalnem računalniškem modelu si ne moremo do potankosti predstavljati, kako bo model viden v realnosti.

 Zgibanka ZBuilder (PDF, 613kb)

Nazaj