Rapid Prototyping - využití technologie sandprint

Abstract

Disertační práce se zabývá výzkumem aditivní technologie Sandprint, neboli 3D tisku z písku na principu Binder jetting, která se jeví jako nejvhodnější způsob aplikace pro výrobu forem ve slévárenství, ale i pro další využití ve strojírenství. Ze všech zatím známých způsobů aditivní výroby byla vybrána tato technologie, přestože je zatím nejméně rozšířená. Je však vhodná pro zásadní a nezbytné změny v technologiích slévání v rámci probíhajících změn v digitalizaci výroby v období nazývaném Průmysl 4.0. Práce se zabývá vývojem v etapě předvýrobního výzkumu a vývoje digitální aditivní technologie Rapid prototyping s cílem praktického využití v těchto směrech: 1) Tisk slévárenských forem pro tvarově složité kovové odlitky Na základě provedených experimentů jsou popsány problematické oblasti i detaily při použití této technologie při výrobě forem. Navrženy jsou testovací formy na základě odladění tvarově problémových partií odlitků. 2) Tisk technologických a kontrolních přípravků Při těchto nových aplikacích je využito vlastností tištěných struktur, jejich tvarově neomezených možností, teplotní odolnosti použitých materiálů a v neposlední řadě rychlost a nízká cena výroby. 3) Vývoj nového materiálu – pískového kompozitu Jde o pryskyřicemi zpevněný a dále vhodně vyztužený materiál, který vykazuje nové potřebné vlastnosti. Může být využit pro výrobu nejen slévárenských forem, ale i pro řadu různých přípravků a funkčních strojních součástí. Práce je zaměřena na možnosti digitalizace ve strojírenských technologiích a digitalizaci vazeb konstrukční a technologické části výroby.

This dissertation deals with the research of the additive technology Sandprint on the principle of Binder jetting, which seems to be the most suitable way to apply 3D printing from sand to produce molds in foundry also for further use in mechanical engineering. From all known additive production methods, this technology was chosen, which is the least widespread so far. However, it is suitable for fundamental and necessary changes in casting technologies as part of the ongoing changes in the digitization of production in the period called Industry 4.0. The work deals with the development in the stage of pre-production research and development of this digital additive technology Rapid prototyping with the aim of practical use in the following directions: 1) Printing of foundry molds for complex metal castings. Based on the performed experiments, problematic areas and details in using this technology in the production of molds are described. Test molds are designed based on debugging shape problem parts of castings. 2) Printing of welding, gluing, and measuring jigs. In these new applications, the properties of printed structures, their unlimited possibilities, the temperature resistance of the materials used, and last but not least, the speed and low cost of production are used. 3) Development of a new material - sand composite, a resin-reinforced and suitably reinforced material that exhibits new and necessary properties. It can be used for the production of foundry molds and a number of different jigs and functional machine parts. The work is focused on the possibilities of digitization in the production of engineering technological realizations of interconnections and connections of the structural and technological part of the production.