Formlabs’ New Clear Cast Resin

Formlabs มีความยินดีที่จะประกาศเปิดตัววัสดุใหม่ที่พัฒนาขึ้นมาเฉพาะสำหรับโรงหล่อโลหะที่ใช้การหล่อโลหะแบบลงทราย (investment casting) โดยเฉพาะ วัสดุ Clear Cast Resin และกระบวนการพิมพ์แบบ stereolithography (SLA) 3D ของ Formlabs ช่วยให้สามารถผลิตแบบหล่อได้โดยตรงภายในโรงงาน ซึ่งช่วยลดต้นทุน ลดเวลาในการผลิต และเพิ่มความยืดหยุ่นในการทดลองและผลิตได้มากขึ้น

เมื่อใช้ Clear Cast Resin ในการพิมพ์แบบหล่อ โรงหล่อโลหะสามารถคาดหวังได้ว่าจะได้กระบวนการเบิร์นออฟ (burnout) ที่สะอาด โดยมีปริมาณเถ้าต่ำและไม่มีโลหะเจือปน มีการขยายตัวจากความร้อนที่ดีที่สุด และความแม่นยำสูงภายใน 0.25 มม. จากแบบที่ออกแบบไว้ โรงหล่อสามารถเริ่มใช้งานวัสดุนี้ได้ทันทีโดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงวัสดุที่ใช้ในกระบวนการหล่อหรือกระบวนการเบิร์นออฟ

Industrial Investment Casting With 3D Printing

การใช้การพิมพ์ 3 มิติแบบ SLA เพื่อพิมพ์แบบหล่อสำหรับการหล่อโลหะโดยตรงได้กลายเป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันหลักของเครื่องพิมพ์ SLA ขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรม ในช่วงทศวรรษ 1990 และ 2000 ผู้ผลิตการพิมพ์ 3 มิติยังได้แนะนำเทคโนโลยีใหม่ เช่น material jetting และ binder jetting ซึ่งทำให้สามารถสร้างแบบหล่อที่ทำจาก PMMA และขี้ผึ้งได้ วัสดุเหล่านี้สามารถติดกับต้นหล่อโลหะได้อย่างง่ายดายในกระบวนการเตรียมก่อนการหล่อ

ด้วยการใช้แบบหล่อที่พิมพ์จาก 3 มิติ ผู้ผลิตสามารถลดต้นทุนต่อชิ้นได้โดยหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูงจากการทำแม่พิมพ์ นอกจากนี้ยังสามารถผลิตชิ้นงานในปริมาณน้อยถึงปานกลางได้อย่างคุ้มค่า และสร้างชิ้นส่วนที่มีความซับซ้อนทางเรขาคณิตที่ยากหรือมีค่าใช้จ่ายสูงในการผลิตแบบดั้งเดิม โรงหล่อโลหะหลายแห่งมองเห็นประโยชน์จากการพิมพ์ 3 มิติในกระบวนการหล่อโลหะแบบอุตสาหกรรมทันที แต่ไม่สามารถนำเทคโนโลยีบางอย่างเข้ามาใช้ในโรงงานได้

แม้ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะน่าประทับใจ แต่เครื่องพิมพ์ขนาดใหญ่แบบดั้งเดิมที่ใช้ในการผลิตแบบหล่อมักมีราคาสูงถึงหลายแสนดอลลาร์ และโดยปกติต้องมีช่างผู้เชี่ยวชาญในการควบคุมและบำรุงรักษา สำหรับโรงหล่อขนาดเล็กถึงปานกลาง ค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนของระบบเหล่านี้ทำให้เทคโนโลยีนี้ยากที่จะเข้าถึง หลายบริษัทจึงต้องจ้างบริการพิมพ์ 3 มิตินอกสถานที่ ส่งผลให้ต้นทุนต่อแบบหล่อเพิ่มขึ้นและระยะเวลาการผลิตยืดออกไป

Formlabs Materials for Casting Applications

Formlabs มีประสบการณ์ในการผลิตโฟโตโพลิเมอร์ที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อน (CTE) ต่ำและสามารถเบิร์นออฟได้อย่างสะอาด โรงงานผลิตวัสดุของเราในชื่อ Spectra ได้พัฒนาน้ำยาสำหรับอุตสาหกรรมการหล่อโลหะมาเป็นเวลากว่าทศวรรษ

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา Formlabs ได้นำเสนอน้ำยาหลายชนิดที่พัฒนาเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมเครื่องประดับ ซึ่งมีส่วนผสมของขี้ผึ้งและออกแบบมาเพื่อการหล่อในถังปูน (flask) วัสดุเหล่านี้ เช่น Castable Wax Resin และ Castable Wax 40 Resin ช่วยให้เบิร์นออฟได้ดีและปรับปรุงกระบวนการทำงานให้ดีกว่าการแกะสลักขี้ผึ้งแบบดั้งเดิม

อย่างไรก็ตาม สำหรับลูกค้าที่เป็นโรงหล่อขนาดใหญ่ วัสดุเหล่านี้อาจไม่แข็งแรงเพียงพอสำหรับการใช้งานกับชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่ หนา และต้องการความแข็งแรงเชิงโครงสร้างสำหรับการหล่อโลหะอุตสาหกรรม ทางออกสำหรับลูกค้ากลุ่มนี้คือการผสานความแม่นยำ ความละเอียด และความเชื่อถือได้ที่ดีที่สุดของเครื่องพิมพ์ SLA 3D ของ Formlabs เข้ากับFormlabs material library

Introducing Clear Cast Resin

Clear Cast Resin ช่วยให้โรงหล่อโลหะทุกขนาดสามารถนำกระบวนการผลิตแบบหล่อพิมพ์ 3 มิติมาใช้ภายในโรงงานได้อย่างคุ้มค่าและง่ายดาย วัสดุนี้พัฒนาขึ้นมาโดยเฉพาะสำหรับโรงหล่อโลหะอุตสาหกรรม Clear Cast Resin มอบประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ด้วยการเบิร์นออฟที่สะอาด ปริมาณเถ้าต่ำมาก ผิวสำเร็จที่ยอดเยี่ยม และความแม่นยำของแบบหล่อภายใน 0.25 มม. จากการออกแบบ

นอกจากประสิทธิภาพทางเทคนิคแล้ว Clear Cast Resin ยังช่วยให้โรงหล่อเข้าถึงกระบวนการทำงานที่ง่ายและเป็นมิตรกับผู้ใช้มากที่สุดในโลกของการพิมพ์ 3 มิติ โดยไม่ต้องมีการฝึกอบรมทางเทคนิคหรือประสบการณ์การพิมพ์ 3 มิติ โรงหล่อสามารถเริ่มพิมพ์ครั้งแรกได้ภายในไม่กี่นาที จากนั้นสามารถไปทำงานที่มีมูลค่าสูงกว่าได้ และกลับมาเพื่อรับแบบหล่อที่มีความแม่นยำสูง การใช้แรงงานน้อยลงนี้จะช่วยลดต้นทุนต่อชิ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ที่สามารถส่งต่อให้ลูกค้าของคุณได้

Working With Clear Cast Resin

Formlabs ร่วมมือกับลูกค้าในการสร้างผลิตภัณฑ์ที่แก้ปัญหาในทุกอุตสาหกรรม สำหรับการหล่อโลหะแบบอุตสาหกรรม นั่นหมายถึงการพัฒนาน้ำยาที่สามารถเบิร์นออฟได้อย่างสะอาด รักษาความแม่นยำของขนาดได้ดี มีปริมาณเถ้าต่ำและไม่มีโลหะเจือปน อีกทั้งต้องสามารถใช้งานบนเครื่องพิมพ์ 3 มิติที่มีราคาย่อมเยาและกระบวนการทำงานที่เข้าถึงง่าย แม้มาตรฐานจะสูง แต่เราพบว่า Clear Cast Resin ที่พิมพ์บนเครื่อง Form 3+, Form 3L, และ Form 4 นั้นสามารถตอบสนองทุกด้านได้อย่างสมบูรณ์

เราทำงานร่วมกับผู้ทดสอบเบต้าหลายรายเป็นเวลากว่าหนึ่งปี เพื่อพัฒนากระบวนการทำงานที่โรงหล่อโลหะแบบอุตสาหกรรมสามารถเริ่มใช้งานได้ทันที โดยแทบไม่ต้องเปลี่ยนแปลงกระบวนการที่มีอยู่เดิมเลย

ใช้ซอฟต์แวร์สร้างโครงตาข่าย เช่น Materialise Magics* เพื่อเจาะและสร้างโครงสร้างภายในที่ไม่เป็นของแข็งสำหรับชิ้นส่วนของคุณ วิธีนี้จะช่วยให้การ Burnout สะอาดและรวดเร็วขึ้น มีปริมาณขี้เถ้าต่ำ นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงจากการขยายตัวทางความร้อน ทำให้ป้องกันการแตกร้าวของแม่พิมพ์ได้
อัปโหลดชิ้นส่วนที่มีโครงตาข่ายของคุณไปยัง PreForm ซอฟต์แวร์ก่อนการพิมพ์ของ Formlabs จากนั้นเลือกเครื่องพิมพ์ของคุณและเลือกวัสดุ Clear Cast Resin
พิมพ์ชิ้นส่วน
ล้างชิ้นส่วนด้วย Formlabs Resin Washing Solution แอลกอฮอล์ไอโซโพรพิล (IPA) หรือ TPM ในเครื่อง Form Wash สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก และเครื่อง Form Wash L สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่
ขั้นตอนสำคัญคือใช้ลมอัดเป่าเรซินและตัวทำละลายที่อยู่ภายในโครงตาข่ายออกให้หมด เพื่อให้มั่นใจว่าไม่มีของเหลวหลงเหลืออยู่ภายในชิ้นส่วน
สำหรับบางชิ้นส่วน อาจจำเป็นต้องล้าง 2 ครั้ง โดยต้องกำจัดวัสดุออกจากภายในระหว่างการล้าง
ปล่อยให้ชิ้นส่วนแห้งอย่างน้อย 30 นาที ใน Form Cure L สามารถทำได้ด้วยการอุ่นล่วงหน้าเป็นเวลา 30 นาที ที่อุณหภูมิ 35°C
อบชิ้นส่วนหลังพิมพ์ที่อุณหภูมิ 35°C เป็นเวลา 15 นาที ในเครื่อง Form Cure หรือ Form Cure L
การเตรียมแม่พิมพ์: ติดชิ้นส่วนเข้ากับต้นหล่อโลหะ
การทำแม่พิมพ์: จุ่มชิ้นส่วนลงในสารละลายทำแม่พิมพ์ ตามขั้นตอนการทำงานที่คุณใช้อยู่
Burnout : เผาชิ้นส่วนด้วยการยิงไฟที่อุณหภูมิ 700-900°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมง
การหล่อ: ดำเนินการตามขั้นตอนการหล่อที่คุณใช้อยู่