3D-печать — одна из самых современных технологий производства, литьё — одна из древнейших, и без них обеих невозможно представить производство в современном мире. В некоторых областях применения эти технологии могут заменять друг-друга, но наиболее перспективно выглядит их симбиоз, а именно — 3D-печать литьевых форм и моделей.

В этой статье мы рассмотрим 3D-печать воском, ее назначение и применение, используемую технику и материалы.

Для чего используется печать воском

Восковая 3D-печать используется для изготовления выплавляемых мастер-моделей — восковок для литья металлов. По этим моделям создаются формы для литья. Воск из форм выплавляется и вместо воска заливается расплавленный металл. Так создаются ювелирные украшения очень высокого качества и прототипы металлических деталей различной техники. Раньше мастер-модели изготавливались вручную и это был очень сложный и дорогостоящий процесс. С появлением 3D-печати из воска изготовление выплавляемых моделей стало быстрее и дешевле.

Материал, который используется для восковой 3D-печати, с натуральным воском обычно не имеет ничего общего, кроме названия, низкой зольности и схожих температур плавления.

Для литьевых восковок используется несколько технологий 3D-печати — обычно это струйная печать на специальном 3D-принтере, но может применяться и FDM.

Технологии 3D-печати воском

Существуют разные технологии 3D-печати воском, в которых применяется различное оборудование и материалы.

Технология многоструйной печати — MJM

Компания 3D Systems разработала и запатентовала технологию многоструйной  печати Multi Jet Modeling — MJM. Принтеры, работающие по этой технологии, печатают материалами Visijet®, среди которых есть и литьевой воск.

Видео:

При печати материал подается через сопла малого диаметра, расположенные рядами на печатающей головке. Количество сопел может быть от нескольких штук до нескольких сотен. Материал нагревается до температуры плавления, затем подается в головку, наносится послойно и застывает. Слои формируются перемещением головки в горизонтальной плоскости, а вертикальное смещение при переходе к следующему слою обеспечивается опусканием рабочего стола.

Одна из особенностей технологии заключается в том, что для выступающих частей изделия используются поддерживающие структуры, которые без труда удаляются по завершении процесса печати.

Оборудование

В качестве примера оборудования работающего по технологии многоструйной печати можно привести 3D-принтер Projet MJP 2500W

Projet MJP 2500W

Характеристики

  • Размеры, мм: 1120 x 740 x 1070;
  • Поддерживаемые форматы файлов: STL, CTL, OBJ, PLY, ZPR, ZBD, AMF, WRL, 3DS, FBX, IGES, IGS, STEP, STP, MJPDDD;
  • Рабочая камера, мм: 294 x 211 x 144;
  • Разрешение печати: 600 x 600 x 600 DPI;
  • Технология печати: MJP;
  • Толщина слоя от: 42 мкм;
  • Поддерживаемые материалы: VisiJet M2 ICast, VisiJet IC SUW;
  • Цена: по запросу

ProJet MJP 2500W — компактный 3D-принтер для изготовления высококачественных восковых литейных моделей. Используется для ювелирного производства, в медицине и в машиностроительной отрасли. На фотографии ниже приведены примеры изделий напечатанных по данной технологии.

Материалы для 3D-печати воском по технологии MJM (MJP)

Для печати восковок на 3D-принтере с технологией MJP используют пластик VisiJet M3 ProCast и аналоги. Так выглядят детали напечатанные данным материалом.

Послойное наплавление — FDM

Технология FDM — это технология послойного наплавления пластика. В качестве рабочего вещества используется нить из различных видов пластика, в том числе и тугоплавкого литейного воска. Печать воском по технологии FDM мало чем отличается от печати другими материалами по данной технологии. При печати пруток поступает в экструдер, где нагревается до температуры плавления и укладывается слоями на печатную платформу, образуя объемную модель.

Технология даёт возможность формировать модели с точностью до 0,05 мм. На формирование таких моделей требуется всего несколько часов, тогда как на создание моделей вручную могут потребоваться месяцы.

Напечатанные детали с легкостью поддаются постобработке и сглаживанию термическим способом.