UA79828U - Method of manufacturing molds - Google Patents

Method of manufacturing molds Download PDF

Info

Publication number
UA79828U
UA79828U UAU201302804U UAU201302804U UA79828U UA 79828 U UA79828 U UA 79828U UA U201302804 U UAU201302804 U UA U201302804U UA U201302804 U UAU201302804 U UA U201302804U UA 79828 U UA79828 U UA 79828U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
mold
model
layer
molds
manufacturing molds
Prior art date
Application number
UAU201302804U
Other languages
Russian (ru)
Ukrainian (uk)
Inventor
Илья Петрович Кулишко
Original Assignee
Илья Петрович Кулишко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Илья Петрович Кулишко filed Critical Илья Петрович Кулишко
Priority to UAU201302804U priority Critical patent/UA79828U/en
Publication of UA79828U publication Critical patent/UA79828U/en
Priority to PCT/UA2013/000124 priority patent/WO2014137309A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/007Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10Formation of a green body
    • B22F10/12Formation of a green body by photopolymerisation, e.g. stereolithography [SLA] or digital light processing [DLP]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

A method of manufacturing molds includes producing a pattern of a manufactured part and layer molding of a mold with a construction material, in addition, by means of one of 3D CAD software a 3D model of a manufactured part and a 3D pattern of a split mold are generated, in strict accordance with which using a 3D printer layer molding of the mold is carried out with a material selected depending on the required pressure for molding a part.

Description

Корисна модель стосується машинобудування, зокрема виготовлення жорстких прес-форм, що використовуються переважно при виробництві деталей методом порошкової металургії.The useful model concerns mechanical engineering, in particular the manufacture of rigid molds, which are used mainly in the production of parts by the method of powder metallurgy.

Широко відомий спосіб виготовлення прес-форм для порошкової металургії, згідно з яким розробляють конструкцію прес-форми в залежності від конфігурації і матеріалу деталі, що виробляється, після чого створюють комплект конструкторсько-технологічної документації (креслення, технологічні карти тощо), відповідно до яких методом механічної обробки заготовки з подальшою чистовою обробкою робочих поверхонь виготовляють прес-форму (Прессо-формьї! для порошковой металлургии. Расчет и конструирование. Радомьсельский И.Д., ПечентковскийA widely known method of manufacturing molds for powder metallurgy, according to which the design of the mold is developed depending on the configuration and material of the part being produced, after which a set of design and technological documentation (drawings, technological maps, etc.) is created, according to which method mechanical processing of the workpiece with subsequent finishing of the working surfaces, a press mold is made (Presso-formy! for powder metallurgy. Calculation and construction. Radomselsky I.D., Pechentkovsky

Е.Л., Сердюк Г.Г. - К.: Техніка, 1970.- С. 163-167).E.L., Serdyuk H.G. - K.: Technika, 1970. - P. 163-167).

У відомому способі, завдяки складним і точним розрахункам, а також якісній обробці робочих поверхонь, виготовляють прес-форму, яка дозволяє отримати деталь з максимально наближеними до заданих параметрами.In a well-known method, thanks to complex and precise calculations, as well as high-quality processing of working surfaces, a mold is made that allows you to get a part with the closest possible parameters to the given parameters.

Недоліками відомого способу, спричиненими інструментальною технологією виготовлення прес-форм, є його трудомісткість, тривалість і висока вартість, а також велика кількість відходів при механічній обробці.The disadvantages of the known method, caused by the instrumental technology of making molds, are its laboriousness, duration and high cost, as well as a large amount of waste during mechanical processing.

Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється, вибраним за прототип, є спосіб виготовлення прес-форм, в якому на основі форми і розмірів майбутньої деталі виготовляють з легкооброблюваного матеріалу (наприклад, дерева або сплаву олова) її майстер-модель, після чого методом гальванопластики виготовляють металеву (наприклад, мідну або нікелеву) копію її робочої поверхні товщиною 1-2 мм, на яку наносять карбідо-хромове покриття. На зазначене покриття пошарово нарощують конструкційний матеріал. Наприклад, методом плазмового або електродугового напилювання нарощують метал, яким може бути алюміній Д-16, сталь 20, латунь Л-63. Відділення виготовленої таким чином прес-форми здійснюють шляхом розчинення у кислоті металевої копії майстер-моделі (ВО 2269611 С2, МПК(2006.01) Сб250 1/00, оп. 10.02.2006).The closest analogue of the proposed method, chosen as a prototype, is the method of manufacturing molds, in which, based on the shape and dimensions of the future part, its master model is made from an easily machined material (for example, wood or tin alloy), after which it is made by the electroplating method a metal (for example, copper or nickel) copy of its working surface with a thickness of 1-2 mm, on which a carbide-chrome coating is applied. Construction material is built up layer by layer on the specified coating. For example, by the method of plasma or electric arc spraying, metal is built up, which can be aluminum D-16, steel 20, brass L-63. Separation of the mold made in this way is carried out by dissolving in acid a metal copy of the master model (VO 2269611 С2, MPK(2006.01) Сб250 1/00, op. 10.02.2006).

У порівнянні з традиційною технологією відомий спосіб, завдяки формоутворенню робочої поверхні прес-форми на копії майстер-моделі, є менш витратним і не потребує значної механічної обробки з великою кількістю відходів.Compared to the traditional technology, the known method, thanks to the formation of the working surface of the mold on a copy of the master model, is less expensive and does not require significant mechanical processing with a large amount of waste.

Однак, недоліками відомого способу є його велика трудомісткість і складність, пов'язані ізHowever, the disadvantages of the known method are its high complexity and complexity associated with

Зо виготовленням майстер-моделі, її копії і видаленням копії із готової прес-форми. Крім цього, метод плазмового або електродугового напилювання є дуже складним і витратним, а прес- форми, виготовлені відомим способом, потребують подальшої чистової обробки робочих поверхонь і не можуть бути використані для виготовлення деталей складної форми, наприклад з внутрішніми порожнинами або ребрами, розташованими під кутом, внаслідок обмеженості конфігурації майстер-моделі, отриманої, наприклад, деревообробкою, і відповідно, самої прес- форми.With the production of the master model, its copy and removal of the copy from the finished mold. In addition, the method of plasma or electric arc spraying is very complicated and expensive, and the molds made by the known method require further finishing of the working surfaces and cannot be used for the manufacture of parts of a complex shape, for example, with internal cavities or ribs located at an angle , due to the limitation of the configuration of the master model obtained, for example, by woodworking, and, accordingly, of the mold itself.

В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу виготовлення прес- форм, в якому шляхом введення додаткових операцій і зміни виконання існуючих забезпечується значне спрощення і здешевлення виготовлення прес-форм, зменшення виробничих площ, можливість отримання деталей складної форми і точних розмірів без подальшої обробки, у тому числі деталей змінного перерізу, з внутрішніми порожнинами і ребрами, розташованими під кутом, за рахунок створення не реальних, а віртуальних моделей, відповідно без застосування матеріалів і устаткування на їх виготовлення, з реальним виготовленням тільки самої прес-форми, однак за сучасною технологією, яка дозволяє отримати точну копію віртуальної моделі, форма якої може бути обмежена тільки заданими параметрами деталі.The basis of a useful model is the task of improving the method of manufacturing molds, in which, by introducing additional operations and changing the execution of existing ones, a significant simplification and cheaper production of molds is ensured, the reduction of production areas, the possibility of obtaining parts of complex shapes and exact sizes without further processing, in including parts of a variable section, with internal cavities and ribs located at an angle, due to the creation of not real, but virtual models, respectively, without the use of materials and equipment for their production, with the actual production of only the mold itself, however, using modern technology, which allows you to get an exact copy of the virtual model, the shape of which can be limited only by the specified parameters of the part.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі виготовлення прес-форм, що включає виконання моделі виготовлюваної деталі і пошарове формування прес-форми конструкційним матеріалом, згідно з корисною моделлю, новим є те, що за допомогою однієї з комп'ютерних програм ЗО СА створюють ЗО модель виготовлюваної деталі і відповідну їй ЗО модель рознімної прес-форми, у точній відповідності з якою за допомогою ЗО принтера здійснюють пошарове формування прес-форми матеріалом, вибраним в залежності від необхідного тиску для пресування деталі.The task is solved by the fact that in the method of manufacturing molds, which includes the execution of a model of the manufactured part and the layer-by-layer formation of the mold with structural material, according to a useful model, the new thing is that with the help of one of the computer programs ZO SA, ZO is created the model of the manufactured part and the corresponding ZO model of the removable mold, in exact accordance with which, with the help of the ZO printer, layer-by-layer formation of the mold is carried out with the material selected depending on the necessary pressure for pressing the part.

Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок.The following cause-and-effect relationship exists between the set of essential features of the claimed useful model and the technical result achieved.

Уведення додаткових операцій і зміна виконання існуючих, а саме: - створення ЗО моделі виготовлюваної деталі і відповідної їй ЗО моделі рознімної прес- форми за допомогою однієї з комп'ютерних програм 30 СА; - здійснення за допомогою 30 принтера пошарового формування прес-форми у точній 60 відповідності з її ЗО моделлю;Introduction of additional operations and changes in the execution of existing ones, namely: - creation of the ZO model of the manufactured part and the corresponding ZO model of the removable press mold using one of the 30 SA computer programs; - implementation of layer-by-layer molding of the mold using a printer 30 in exact accordance with its 3D model;

- вибір матеріалу прес-форми в залежності від необхідного тиску для пресування деталі; у сукупності з відомими ознаками корисної моделі, що заявляється, забезпечує на відміну від способу- прототипу виключення з процесу устаткування і матеріалів, застосовуваних для інструментального виготовлення майстер-моделі, гальванопластичного виготовлення її копії, нанесення на неї покриття, плазмового або електродугового напилювання при формуванні прес-форми, і заміну цих технологій на комп'ютерні технології, включаючи ЗО друкування, які дозволяють виготовляти такі прес-форми, в яких пресують деталі надскладної форми з точними розмірами, що не потребують додаткової обробки, при значному спрощенні способу, зменшенні кількості операцій і витратних матеріалів, на мінімальних виробничих площах. Усе, що потрібно, це створити ЗО модель прес-форми і забезпечити ЗО принтер необхідним матеріалом. При виготовленні прес-форм для пресування деталей з внутрішніми порожнинами або розташованими під кутом ребрами і при неможливості вийняти прес-форму з деталі, деталь або спікають (при пресуванні порошків), або піддають термообробці, при цьому прес-форма плавиться, не руйнуючи деталь.- selection of mold material depending on the required pressure for pressing the part; in combination with the known features of the claimed useful model, unlike the method-prototype, it ensures the exclusion from the process of the equipment and materials used for instrumental production of the master model, galvanoplastic production of its copy, coating it, plasma or electric arc spraying during press forming -forms, and the replacement of these technologies with computer technologies, including ZO printing, which make it possible to manufacture such press forms, in which parts of extremely complex shapes are pressed with precise dimensions that do not require additional processing, with a significant simplification of the method, a reduction in the number of operations and consumables, on minimal production areas. All that is required is to create a ZO model of the mold and provide the ZO printer with the necessary material. When making molds for pressing parts with internal cavities or ribs located at an angle and when it is impossible to remove the mold from the part, the part is either sintered (when pressing powders) or subjected to heat treatment, while the mold melts without destroying the part.

Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 схематично зображений фронтальний переріз прес-інструмента пресового устаткування, перед пресуванням; на фіг. 2 - те саме, що на фіг. 1, після пресування. На кресленнях позначено: 1 - нижня прес-форма; 2 - верхня прес-форма; З - порошок, що пресується, (на фіг. 1) і спресована деталь (на фіг. 2); 4 - фіксатор; 5 - верхній пуансон; 6 - нижній пуансон.The essence of the proposed useful model is explained by the drawings, where in fig. 1 schematically shows the front section of the press tool of the press equipment, before pressing; in fig. 2 is the same as in fig. 1, after pressing. The drawings show: 1 - lower press-form; 2 - upper press-form; C - pressed powder (in Fig. 1) and pressed part (in Fig. 2); 4 - retainer; 5 - upper punch; 6 - lower punch.

Спосіб виготовлення прес-форм, що заявляється, на прикладі виготовлення прес-форм для порошкової металургії здійснюють таким чином.The claimed method of making molds, using the example of making molds for powder metallurgy, is carried out as follows.

На основі заданих параметрів деталі З (фіг. 2) (форма, розміри, матеріал) на комп'ютері за допомогою однієї зі спеціальних програм ЗО СА (Компас-30О, боіййУуоїк5, АшодезкК Іпуепог тощо) створюють тривимірну графічну модель виготовлюваної деталі (30 модель) і відповідні їйOn the basis of the specified parameters of part C (Fig. 2) (shape, dimensions, material) on the computer using one of the special programs of ZO SA (Compass-30O, boiiyUuoik5, AshodezkK Ipuepog, etc.) create a three-dimensional graphic model of the manufactured part (model 30 ) and corresponding to it

ЗО моделі нижньої прес-форми 1 і верхньої прес-форми 2. При цьому форма робочої поверхні прес-форми 1 відповідає формі нижньої поверхні деталі 3, а форма робочої поверхні прес- форми 2 відповідає формі верхньої поверхні деталі 3. Отримані дані передають у ЗО принтер, принцип роботи якого полягає у пошаровому формуванні (вирощуванні) фізичної моделі прес- форми різними методами, наприклад, за технологією лазерного друкування, згідно з якоюZO models of lower mold 1 and upper mold 2. At the same time, the shape of the working surface of mold 1 corresponds to the shape of the lower surface of part 3, and the shape of the working surface of mold 2 corresponds to the shape of the upper surface of part 3. The obtained data are transferred to ZO printer, the principle of which consists in the layer-by-layer formation (growing) of the physical model of the mold by various methods, for example, by laser printing technology, according to which

Зо ультрафіолетовий лазер поступово, піксель за пікселем, засвічує рідкий фотополімер або фотополімер засвічується ультрафіолетовою лампою крізь фотошаблон, що змінюється з новим шаром. При цьому рідкий полімер твердіє і перетворюється у достатньо твердий пластик.An ultraviolet laser gradually, pixel by pixel, illuminates the liquid photopolymer, or the photopolymer is illuminated by an ultraviolet lamp through a photopattern that changes with a new layer. At the same time, the liquid polymer hardens and turns into a sufficiently hard plastic.

Може бути також використана технологія ламінування, згідно з якою велику кількість шарів робочого матеріалу поступово накладають один на одний і склеюють між собою, при цьому лазер вирізає у кожному шарі контур перерізу виготовлюваної прес-форми. Метод друкування на ЗО принтері і матеріал для виготовлення прес-форми вибирають, виходячи з параметрів деталі, що буде виготовлятися у прес-формі. Наприклад, формування деталей з різних сплавів потребує різного тиску (від 30 до 1000 МПа), знаючи ці параметри, можна вибрати оптимальний матеріал для прес-форми, це може бути, крім фотополімеру, АВ5 пластик, метал, віск та інші.Lamination technology can also be used, according to which a large number of layers of the working material are gradually superimposed on each other and glued together, while the laser cuts the cross-sectional contour of the manufactured mold in each layer. The method of printing on a ZO printer and the material for making the mold are chosen based on the parameters of the part that will be made in the mold. For example, the formation of parts from different alloys requires different pressure (from 30 to 1000 MPa), knowing these parameters, you can choose the optimal material for the mold, it can be, in addition to photopolymer, AB5 plastic, metal, wax and others.

Виготовлені таким чином нижню і верхню прес-форми 1 і 2 встановлюють у прес-інструмент між нижнім і верхнім пуансонами 6 і 5 і фіксаторами 4. Між прес-формами 1 їі 2 засипають порошок З (фіг. 1), який піддають вертикальному пресуванню і отримують деталь З (фіг. 2).The lower and upper molds 1 and 2 made in this way are installed in the press tool between the lower and upper punches 6 and 5 and the retainers 4. Powder C (Fig. 1) is poured between the molds 1 and 2, which is subjected to vertical pressing and part C is obtained (Fig. 2).

Прес-форми 1 і 2 рознімають і вивільняють деталь 3. Якщо частини прес-форм залишаються у внутрішніх порожнинах деталі 3, то при спіканні вони плавляться, надаючи деталі З остаточної форми, яка має точні розміри і не потребує подальшої додаткової обробки.Molds 1 and 2 separate and release part 3. If parts of the molds remain in the internal cavities of part 3, they melt during sintering, giving parts C of the final shape, which has precise dimensions and does not require further additional processing.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб виготовлення прес-форм, що включає виконання моделі виготовлюваної деталі і пошарове формування прес-форми конструкційним матеріалом, який відрізняється тим, що за допомогою однієї з комп'ютерних програм 30 САО створюють ЗО модель виготовлюваної деталі і відповідну їй ЗО модель рознімної прес-форми, у точній відповідності з якою за допомогою 30 принтера здійснюють пошарове формування прес-форми матеріалом, вибраним в залежності від необхідного тиску для пресування деталі.USEFUL MODEL FORMULA The method of manufacturing molds, which includes the execution of a model of the manufactured part and the layer-by-layer formation of the mold with structural material, which is distinguished by the fact that with the help of one of the computer programs 30 CAO create a ZO model of the manufactured part and a corresponding ZO model of the detachable part mold, in exact accordance with which, with the help of 30 printers, layer-by-layer molding of the mold is carried out with material selected depending on the required pressure for pressing the part.
UAU201302804U 2013-03-05 2013-03-05 Method of manufacturing molds UA79828U (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201302804U UA79828U (en) 2013-03-05 2013-03-05 Method of manufacturing molds
PCT/UA2013/000124 WO2014137309A1 (en) 2013-03-05 2013-10-28 Method for manufacturing a press mould

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU201302804U UA79828U (en) 2013-03-05 2013-03-05 Method of manufacturing molds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA79828U true UA79828U (en) 2013-04-25

Family

ID=51491698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU201302804U UA79828U (en) 2013-03-05 2013-03-05 Method of manufacturing molds

Country Status (2)

Country Link
UA (1) UA79828U (en)
WO (1) WO2014137309A1 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6203861B1 (en) * 1998-01-12 2001-03-20 University Of Central Florida One-step rapid manufacturing of metal and composite parts
US7141207B2 (en) * 2004-08-30 2006-11-28 General Motors Corporation Aluminum/magnesium 3D-Printing rapid prototyping
UA77767C2 (en) * 2004-10-04 2007-01-15 Serhii Ivanovych Chernyshov Method for manufacture of hollow molds by laser sintering of powdered metal

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014137309A1 (en) 2014-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sahebrao Ingole et al. Rapid prototyping–a technology transfer approach for development of rapid tooling
CN101670437B (en) Mould making method with conformal cooling pipe
DE602009000951D1 (en) Method for producing a workpiece by melting or selective sintering using a laser of powders of different materials
CN105714295B (en) A kind of enamel production method
CN104339437A (en) Method using 3D (three-dimensional) printing technology to produce ceramic casting mould
CN106579672A (en) Qibao embedding method
Thomas et al. A review on transition in the manufacturing of mechanical components from conventional techniques to rapid casting using rapid prototyping
CN104226906B (en) A kind of manufacture method of type cavity mould
Kakde et al. Development of customized innovative product using fused deposition modeling technique of rapid prototyping and investment casting
CN101579990B (en) Method for fabricating mounted handicraft
UA79828U (en) Method of manufacturing molds
CN101886277A (en) Manufacturing method of simulation mold
Hanus et al. Surface quality of foundry pattern manufactured by FDM method-rapid prototyping
CN103464679B (en) The forming method of sheet metal and formation system
Lin et al. Improved contact lens injection molding production by 3D printed conformal cooling channels
JP2004211162A (en) Method for producing die for press
Baligidad et al. Sand casting: conventional and rapid prototyping manufacturing approaches
GORSKI et al. APPLICATION OF POLYSTYRENE PROTOTYPES MANUFACTURED BY FDM TECHNOLOGY FOR EVAPORATIVE CASTING METHOD.
CN1142068C (en) Process for manufacturing large-volume hollow metal artware
EP1112828B1 (en) Method for manufacturing molds suitable for plastic injection
JP2018024184A (en) Method of manufacturing injection molding die
Singh Comparison of Polyjet Printing and Silicon Moulding as Rapid Plastic Moulding Solution
Geraci Additive manufacturing in the Italian goldsmith industry. Adoption and economic impact.
KR20050115738A (en) Menufacturing method for metal casting moulds
JP3865667B2 (en) Electrode for electrical discharge machining and manufacturing method