PL219091B1 - Method for rapid manufacturing of forms and models, especially large-scale forms and models - Google Patents
Method for rapid manufacturing of forms and models, especially large-scale forms and modelsInfo
- Publication number
- PL219091B1 PL219091B1 PL395726A PL39572611A PL219091B1 PL 219091 B1 PL219091 B1 PL 219091B1 PL 395726 A PL395726 A PL 395726A PL 39572611 A PL39572611 A PL 39572611A PL 219091 B1 PL219091 B1 PL 219091B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- layers
- flat materials
- thickness
- model
- contours
- Prior art date
Links
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Sposób polega na wykonaniu rysunku przedmiotu odwzorowania geometrycznego, podziale go na poziome warstwy (1) o grubości odpowiadającej grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonana forma i model oraz wykonaniu rzutów poziomych tych warstw (1). Do obrysów warstw i negatywnych obrysów warstw (1), dodaje się naddatek na obróbkę. Warstwy te (1), po wycięciu, zestawia się i scala zachowując kolejność z podzielonego przedmiotu odwzorowania.The method consists in making a drawing of the object of geometric projection, dividing it into horizontal layers (1) with a thickness corresponding to the thickness of the flat materials from which the form and model will be made, and making horizontal projections of these layers (1). A machining allowance is added to the layer outlines and negative layer outlines (1). These layers (1), after cutting, are combined and merged, maintaining the order of the divided mapping object.
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób szybkiego wytwarzania form i modeli, zwłaszcza wielkogabarytowych, szczególnie do szybkiej produkcji wyrobów kompozytowych.The subject of the invention is a method of rapid production of molds and models, especially large-size ones, especially for the rapid production of composite products.
Ze względu na gabaryty i masy elementów i form, wymagana jest duża sztywność formy, modelu-wzornika, stabilność kształtów, mała rozszerzalność cieplna, odporność wymiarowa i chemiczna na zmiany wilgotności. Najkorzystniejszym materiałem do wytwarzania form i modeli do produkcji wielkogabarytowych elementów kompozytowych są metale i ich stopy, zwłaszcza staliwo lub aluminium i jego stopy.Due to the dimensions and weight of the elements and forms, high rigidity of the form, pattern-pattern, shape stability, low thermal expansion, dimensional and chemical resistance to changes in humidity is required. The most advantageous material for the production of molds and models for the production of large-size composite elements are metals and their alloys, especially cast steel or aluminum and its alloys.
Znane sposoby wytwarzania form składanych polegają na wykonaniu spawanej podstawy i ramy. Gniazda formujące w tych formach wykonuje się na wielkogabarytowych frezarkach lub w przypadku wymaganej wysokiej dokładności, precyzyjną obróbkę wykonuje się przy pomocy obrabiarek elektroiskrowych. Wykończenie formy polega na ręcznym szlifowaniu i polerowaniu.Known methods of producing foldable molds consist in making a welded base and frame. Molding cavities in these molds are made on large-size milling machines or, in the case of the required high accuracy, precise machining is performed using EDM machines. The mold is finished by manual grinding and polishing.
Formy i modele monolityczne z bloku metalu lub odlewu wykonuje się przez frezowanie na wielkogabarytowych 5-osiowych frezarkach lub przez obróbkę elektroiskrową na urządzeniu jednoelektrodowym CNC lub z odwzorowania modelu wykonanego na przykład z grafitu.Monolithic forms and models from a metal block or a casting are made by milling on large-size 5-axis milling machines or by EDM treatment on a single-electrode CNC device or by mapping a model made of, for example, graphite.
Wymienione metody wytwarzania modeli i form, zwłaszcza wielkogabarytowych zawierają ograniczenia co do metod produkcji wyrobów formowych, są drogie i czasochłonne. Ponadto, w tych sposobach konieczna jest pracochłonna obróbka niwelująca zwichrowania, skurcze, deformacje itp. W związku z tym, naddatki obróbkowe muszą być znaczne i nie do końca mogą być zdefiniowane na etapie projektowania.The above-mentioned methods of producing models and molds, especially large-size ones, contain limitations as to the methods of producing molded products, they are expensive and time-consuming. In addition, these methods require labor-intensive treatment to eliminate warping, shrinkage, deformation, etc. Therefore, machining allowances must be considerable and may not be fully defined at the design stage.
Najprostszy materiał na formy, jakim jest żeliwo, jest trudny w obróbce. Ponadto, po obróbce mogą ujawniać się naprężenia wewnętrzne, które mogą powodować zdeformowanie obrobionego detalu. Odlewy aluminiowe, mimo że lżejsze, łatwiejsze w obróbce, w przypadku form wielkogabarytowych wymagają dużych przekrojów, ze względu na zachowanie sztywności i przy tym są drogie.The simplest material for molds, which is cast iron, is difficult to process. In addition, internal stresses may appear after the treatment, which may cause deformation of the processed detail. Aluminum castings, despite the fact that they are lighter and easier to process, in the case of large-size molds require large cross-sections, due to the retention of stiffness, and are also expensive.
Sposób szybkiego wytwarzania form, zwłaszcza wielkogabarytowych, według wynalazku, polega na wykonaniu rysunku przedmiotu odwzorowania geometrycznego i podzieleniu go na poziome warstwy o grubości równej grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonywana forma. Następnie wykonuje się rzuty z góry tych warstw na poziomą płaszczyznę, po czym do negatywnych odwzorowań obrysów warstw, stanowiących wewnętrzną stronę tych obrysów na poziomej płaszczyźnie, dodaje się naddatek na późniejszą obróbkę. Według tego naddatku dokonuje się wycięć w materiałach płaskich. Materiał pozostały po wycięciach stanowi poszczególne warstwy formy, które zestawia się i scala, za pomocą znanych środków, zachowując kolejność i wzajemne położenie z podzielonego przedmiotu odwzorowania geometrycznego. Scalone warstwy formy można poddać obróbce wykańczającej.The method of quick production of molds, especially large-size ones, according to the invention consists in drawing a drawing of the object of geometric representation and dividing it into horizontal layers with a thickness equal to the thickness of flat materials from which the mold will be made. Then, top projections of these layers are made on a horizontal plane, and then, to the negative representations of the outlines of the layers, which are the inside of these outlines on the horizontal plane, an allowance for subsequent processing is added. According to this allowance, cuts are made in flat materials. The material left over from the cutouts constitutes individual layers of the mold, which are assembled and joined by known means, maintaining the order and mutual position of the divided object of the geometric representation. The merged mold layers can be finished.
Sposób szybkiego wytwarzania form, zwłaszcza wielkogabarytowych, według wynalazku, polega na wykonaniu rysunku przedmiotu odwzorowania geometrycznego i podzieleniu go na poziome warstwy o grubości równej grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonywana forma. Następnie wykonuje się rzuty z góry tych warstw na poziomą płaszczyznę. Według negatywnych odwzorowań obrysów warstw, stanowiących wewnętrzną ich stronę, dokonuje się wycięć w materiałach płaskich. Po wycięciu, na te negatywne odwzorowania obrysów natryskuje się naddatek obróbkowy, po czym warstwy zestawia się i scala, za pomocą znanych środków, zachowując kolejność i wzajemne położenie z podzielonego przedmiotu odwzorowania geometrycznego. Scalone warstwy formy można poddać obróbce wykańczającej. Jako naddatek obróbkowy stosuje się a-tiksotropowaną żywicę lub metal lub gips lub piankę lub kompozyt lany.The method of quick production of molds, especially large-size ones, according to the invention consists in drawing a drawing of the object of geometric representation and dividing it into horizontal layers with a thickness equal to the thickness of flat materials from which the mold will be made. Then, projections from the top of these layers are made on a horizontal plane. According to the negative representations of the contours of the layers, which are their inner side, cuts are made in flat materials. After cutting, the machining allowance is sprayed onto these negative contour representations, and the layers are then assembled and joined by known means, maintaining the order and relative position of the divided object of the geometric representation. The merged mold layers can be finished. As machining allowance, an alpha-thixotropic resin or metal, or gypsum or foam or cast composite are used.
Sposób szybkiego wytwarzania modeli, zwłaszcza wielkogabarytowych, według wynalazku, polega na wykonaniu rysunku przedmiotu odwzorowania geometrycznego i podzieleniu go na poziome warstwy o grubości równej grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonywany model. Następnie wykonuje się rzuty z góry tych warstw na poziomą płaszczyznę i powiększa się obrys rzutów tych warstw na poziomej płaszczyźnie o naddatek na późniejszą obróbkę. Według tego naddatku wycina się z płaskich materiałów poszczególne warstwy. Warstwy te zestawia się i scala, za pomocą znanych środków, zachowując kolejność i wzajemne położenie z podzielonego przedmiotu odwzorowania geometrycznego. Scalone warstwy modelu można poddać obróbce wykańczającej.The method of quick production of models, especially large-size ones, according to the invention consists in making a drawing of the object of geometric representation and dividing it into horizontal layers with a thickness equal to the thickness of flat materials from which the model will be made. Then, top projections of these layers are made on the horizontal plane and the outline of the projections of these layers on the horizontal plane is enlarged by an allowance for subsequent processing. According to this allowance, individual layers are cut from the flat materials. These layers are arranged and merged by known means, maintaining the order and relative position of the divided object of the geometric representation. Merged model layers can be finished.
Sposób szybkiego wytwarzania modeli, zwłaszcza wielkogabarytowych, według wynalazku, polega na wykonaniu rysunku przedmiotu odwzorowania geometrycznego i podzieleniu go na poziome warstwy o grubości odpowiadającej grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonywany moPL 219 091 B1 del. Następnie wykonuje się rzuty z góry tych warstw na poziomą płaszczyznę. Na podstawie tak otrzymanych rysunków, według linii obrysów wymienionych warstw, wycina się z płaskich materiałów poszczególne warstwy, po czym przez natryskiwanie, powiększa się obrysy wyciętych warstw o naddatek obróbkowy. Warstwy te zestawia się i scala, za pomocą znanych środków, zachowując kolejność i wzajemne położenie z podzielonego przedmiotu odwzorowania geometrycznego. Scalone warstwy modelu można poddać obróbce wykańczającej. Jako naddatek obróbkowy stosuje się a-tiksotropowaną żywicę lub metal lub gips lub piankę lub kompozyt lany.The method of quick production of models, especially large-size ones, according to the invention consists in making a drawing of the object of geometric representation and dividing it into horizontal layers with a thickness corresponding to the thickness of the flat materials from which the model will be made. Then, projections from the top of these layers are made on a horizontal plane. On the basis of the thus obtained drawings, according to the lines of the contours of the above-mentioned layers, individual layers are cut out of flat materials, and then, by spraying, the contours of the cut-out layers are enlarged by machining allowance. These layers are arranged and merged by known means, maintaining the order and relative position of the divided object of the geometric representation. Merged model layers can be finished. As machining allowance, an alpha-thixotropic resin or metal, or gypsum or foam or cast composite are used.
Sposób, według wynalazku, cechuje się dużą dokładnością wykonania, prostą i łatwą oraz co istotne, szybką technologią. Ponadto, sposób ten jest tani w realizacji, nie wymagający specjalistycznego sprzętu. Pozwala on na odwzorowanie skomplikowanych kształtów, przy dużych gabarytach i wymaganiach odnośnie powtarzalności i sztywności form oraz modeli. Sposób ten jest szczególnie predystynowany do zastosowań jednostkowych i małoseryjnych, gdzie udział przygotowania form i modeli w kosztach jest duży. Formy i modele wykonane sposobem, według wynalazku, gwarantują stabilność kształtów, odporność na zmiany wilgotności otoczenia, stabilność i trwałość w podwyższonej temperaturze.The method, according to the invention, is characterized by high precision of execution, simple and easy and, what is important, fast technology. Moreover, the method is cheap to implement, requiring no special equipment. It allows for the mapping of complex shapes with large dimensions and requirements for repeatability and stiffness of forms and models. This method is especially suitable for unit and small lot applications, where the share of mold and model preparation in the costs is high. The molds and models made by the method according to the invention guarantee shape stability, resistance to changes in ambient humidity, stability and durability at elevated temperatures.
Sposób według wynalazku w przykładzie realizacji jest bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia przekrój formy, a fig. 2 przedstawia widok tej formy z góry.The method according to the invention in an exemplary embodiment is explained in more detail on the basis of a drawing, in which Fig. 1 shows a cross section of a mold, and Fig. 2 shows a top view of this mold.
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
Sposób wytwarzania formy z kompozytu lanego do odlewania elementu oporowego polega na wykonaniu rysunku tego elementu oporowego w rzucie pionowym i podzieleniu go na poziome warstwy 1. Grubość tych warstw 1 jest równa grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonana forma. Następnie wykonano rzuty z góry tych warstw 1 na poziomą płaszczyznę. Do negatywnych odwzorowań obrysów warstw 1, czyli do wewnętrznej ich strony, dodano w tych rzutach naddatek na późniejszą obróbkę. W kolejnym etapie, w płaskich materiałach dokonano wycięć według obrysów z naddatkiem, zestawiono te materiały na podstawie 2 i scalono je poprzez klejenie. Zestawianie i scalanie tych materiałów odbywało się przy zachowaniu kolejności i wzajemnego ich położenia, które wynikało z podziału elementu oporowego na warstwy 1. Wzajemne zestawienie materiałów uzyskano przez ich osadzanie otworami 3 na kołkach 4 podstawy 2. W końcowym etapie wykonano ostateczny zarys 5 geometrii części wzorującej formy za pomocą frezarki portalowej 5D osiowej, po czym forma jest gotowa do produkcji elementu oporowego.The method of manufacturing a cast composite mold for casting a resistance element consists in drawing this counter element in a vertical projection and dividing it into horizontal layers 1. The thickness of these layers 1 is equal to the thickness of the flat materials from which the mold will be made. Then, projections were made of these layers 1 on a horizontal plane. To the negative representations of the contours of layers 1, i.e. to their inner side, an allowance for further processing was added in these views. In the next stage, cutouts were made in the flat materials according to the outlines with an allowance, these materials were combined on the base 2 and joined by gluing. These materials were assembled and assembled while maintaining the order and their mutual position, which resulted from the division of the resistance element into layers 1. The mutual combination of materials was obtained by embedding them with holes 3 on pins 4 of the base 2. In the final stage, the final outline 5 of the modeling part's geometry was made the mold with a 5D axial portal milling machine, after which the mold is ready for the production of the counter element.
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Sposób wytwarzania formy z kompozytu lanego do odlewania elementu oporowego polega na wykonaniu rysunku tego elementu oporowego w rzucie pionowym i podzieleniu go na poziome warstwy 1. Grubość tych warstw 1 jest równa grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonana forma. Następnie wykonano rzuty z góry tych warstw 1 na poziomą płaszczyznę. Według negatywnych odwzorowań obrysów warstw 1, stanowiących wewnętrzną ich stronę, dokonano wycięć w płaskich materiałach. Po wycięciu, na te negatywne odwzorowania obrysów natryskano naddatek obróbkowy w postaci a-tiksotropowanej żywicy, po czym zestawiono te materiały na podstawie 2 i scalono je poprzez klejenie. Zestawianie i scalanie tych materiałów odbywało się przy zachowaniu kolejności i wzajemnego ich położenia, które wynikało z podziału elementu oporowego na warstwy 1. Wzajemne zestawienie materiałów uzyskano przez ich osadzanie otworami 3 na kołkach 4 podstawy 2. W końcowym etapie wykonano ostateczny zarys 5 geometrii części wzorującej formy za pomocą frezarki portalowej 5D osiowej, po czym forma jest gotowa do produkcji elementu oporowego.The method of manufacturing a cast composite mold for casting a resistance element consists in drawing this counter element in a vertical projection and dividing it into horizontal layers 1. The thickness of these layers 1 is equal to the thickness of the flat materials from which the mold will be made. Then, projections were made of these layers 1 on a horizontal plane. According to the negative representations of the contours of the layers 1, constituting their inner side, cuts were made in flat materials. After cutting out, the machining allowance in the form of an α-thixotroped resin was sprayed onto these negative contours, and these materials were assembled on the base 2 and joined by gluing. These materials were assembled and assembled while maintaining the order and their mutual position, which resulted from the division of the resistance element into layers 1. The mutual combination of materials was obtained by embedding them with holes 3 on pins 4 of the base 2. In the final stage, the final outline 5 of the modeling part's geometry was made the mold with a 5D axial portal milling machine, after which the mold is ready for the production of the counter element.
P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3
Sposób wykonania modelu elementu oporowego polega na wykonaniu jego rysunku w rzucie pionowym i podzieleniu go na poziome warstwy. Grubość tych warstw jest równa grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonany model. Następnie wykonano rzuty z góry tych warstw na poziomą płaszczyznę i ich obrysy powiększono o naddatek na późniejszą obróbkę. Według linii naddatku na tak otrzymanych rysunkach dokonano wycięć w płaskich materiałach kompozytowych, po czym materiały te zestawiono i scalono warstwy, za pomocą klejenia, zachowując kolejność i wzajemne położenie z podzielonego modelu, wykorzystując do tego celu podstawę z kołkami ustalającymi i otwory ustalające w poszczególnych warstwach modelu. Sklejony model poddano obróbce wykończającej na portalowej frezarce 5D. Otrzymany w ten sposób model służy jako wzorzec do odtwarzania geometrii wyrobu, do wykonywania szablonów i sprawdzianów stosowanych do weryfikacji wymiarowej gotowych wyrobów.The method of making a model of a resistance element consists in making its drawing in a vertical projection and dividing it into horizontal layers. The thickness of these layers is equal to the thickness of the flat materials from which the model will be made. Then, top projections of these layers were made on a horizontal plane and their outlines were enlarged by an allowance for later processing. According to the allowance line, in the drawings thus obtained, cuts were made in flat composite materials, then these materials were assembled and joined together by gluing, maintaining the order and mutual position of the divided model, using a base with dowel pins and locating holes in individual layers model. The glued model was finished on a 5D portal milling machine. The model obtained in this way is used as a model to recreate the geometry of the product, to make templates and checks used for dimensional verification of finished products.
PL 219 091 B1PL 219 091 B1
P r z y k ł a d 4P r z k ł a d 4
Sposób wykonania modelu elementu oporowego polega na wykonaniu jego rysunku w rzucie pionowym i podzieleniu go na poziome warstwy. Grubość tych warstw jest równa grubości płaskich materiałów, z których będzie wykonany model. Następnie wykonano rzuty z góry tych warstw na poziomą płaszczyznę. Na podstawie tak otrzymanych rysunków, według linii obrysów wymienionych warstw, dokonano wycięć w płaskich materiałach, po czym, przez natryskanie, powiększono obrysy wyciętych warstw o naddatek obróbkowy w postaci kompozytu lanego. Materiały te zestawiono i scalono warstwy, za pomocą klejenia, zachowując kolejność i wzajemne położenie z podzielonego modelu, wykorzystując do tego celu podstawę z kołkami ustalającymi i otwory ustalające w poszczególnych warstwach modelu. Sklejony model poddano obróbce wykończającej na portalowej frezarce 5D. Otrzymany w ten sposób model służy jako wzorzec do odtwarzania geometrii wyrobu, do wykonywania szablonów i sprawdzianów stosowanych do weryfikacji wymiarowej gotowych wyrobów.The method of making a model of a resistance element consists in making its drawing in a vertical projection and dividing it into horizontal layers. The thickness of these layers is equal to the thickness of the flat materials from which the model will be made. Then, top projections of these layers were made on a horizontal plane. On the basis of the drawings obtained, according to the lines of the outlines of the above-mentioned layers, cuts were made in flat materials, and then, by spraying, the outlines of the cut layers were enlarged with a machining allowance in the form of a cast composite. These materials were put together and the layers were joined by gluing, keeping the order and mutual position of the divided model, using for this purpose a base with dowel pins and locating holes in individual layers of the model. The glued model was finished on a 5D portal milling machine. The model obtained in this way is used as a model to recreate the geometry of the product, to make templates and checks used for dimensional verification of finished products.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL395726A PL219091B1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Method for rapid manufacturing of forms and models, especially large-scale forms and models |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL395726A PL219091B1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Method for rapid manufacturing of forms and models, especially large-scale forms and models |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL395726A1 PL395726A1 (en) | 2013-02-04 |
| PL219091B1 true PL219091B1 (en) | 2015-03-31 |
Family
ID=47632468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL395726A PL219091B1 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Method for rapid manufacturing of forms and models, especially large-scale forms and models |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL219091B1 (en) |
-
2011
- 2011-07-21 PL PL395726A patent/PL219091B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL395726A1 (en) | 2013-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jain et al. | Feasibility study of manufacturing using rapid prototyping: FDM approach | |
| EP2465623B1 (en) | Adaptive production method for mould | |
| Wang et al. | Rapid tooling for sand casting using laminated object manufacturing process | |
| CN106334780A (en) | Method for producing sand mold for cylinder cover through modularization | |
| CN108121291A (en) | A kind of casting machine-tooled method | |
| Kuo et al. | Effects of different cooling channels on the cooling efficiency in the wax injection molding process | |
| Singh et al. | Investigations for reducing wall thickness of aluminium shell casting using three dimensional printing | |
| CN105034671B (en) | Art work integrated forming technique based on the multidisciplinary integration that waste material utilizes | |
| CN104014731B (en) | Evaporative pattern thin-walled model cutting anti-deformation method | |
| CN106976187B (en) | A kind of more curved surfaces close corner structure technique for aircraft composite forming parts tooling | |
| Singh | An overview of three dimensional printing for casting applications | |
| PL219091B1 (en) | Method for rapid manufacturing of forms and models, especially large-scale forms and models | |
| Kuo et al. | Fabrication of a high precision silicone rubber mold for replicating wax patterns of cylinder heads | |
| Glozer et al. | Laminate tooling for injection moulding | |
| Garcia et al. | Conformal cooling in moulds with special geometry | |
| CN104057024B (en) | A kind of combined shaping manufacture method of metalwork | |
| Patil | Development of complex patterns: scope and benefits of rapid prototyping in foundries | |
| CN110014119A (en) | A kind of combined shaping manufacturing method of metalwork | |
| Baligidad et al. | Sand casting: conventional and rapid prototyping manufacturing approaches | |
| Budzik et al. | The application of VoxelJet technology to the rapid prototyping gear cast | |
| Balaykin et al. | Analysis of possibilities of high-speed prototyping technology in hot section manufacturing | |
| Hussain et al. | Injection mould tool design of power box side panel | |
| Junk et al. | Additive tooling for thermoforming a cowling of an UAV using binder jetting | |
| Singh | Comparison of Polyjet Printing and Silicon Moulding as Rapid Plastic Moulding Solution | |
| JP2018024184A (en) | Method of manufacturing injection molding die |