3D列印的PLA材質成品轉換成金屬材質需的特殊處理!

2023-03-23

3D列印的PLA材質成品轉換成金屬材質需的特殊處理!


3D列印PLA材質鑄造成金屬材質不是夢


目前市場上的3D列印機主要使用的材料是塑膠、樹脂、矽膠等,無法直接列印金屬。

但是某些應用場景下,需要製作金屬樣品來測試其實際特性,比如耐熱、耐壓、損耗等。因此,客戶通常會選擇使用光固化的3D列印機來打印蠟模,再進行脫模鑄造等工藝,最終製作出金屬樣品。

然而,光固化3D列印機的材料成本較高,且其列印範圍較小,因此限制了其在大型產品製作上的應用。目前,將3D列印用於金屬製品的製造,主要集中在精密產品如戒指、珠寶等方面。



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PLA也可以做脫蠟鑄造

今天要來告訴大家使用PLA材質也可以透過脫蠟鑄造的方式轉變成金屬。

這種方法的過程是先使用3D列印機印出要鑄造成型的物件,然後在蠟模表面黏附耐火粉末與矽酸乙脂的泥漿,再淋砂並重複數次,加熱脫去PLA且烘乾燒結後,最後將熔融的金屬液倒入形成的模穴中,就可以製作出金屬成品了。


脫模鑄造需要考慮收縮率

當我們使用3D列印機進行金屬鑄造時,必須考慮到金屬液的收縮率。因此,在印刷模型時,需要將模型的尺寸放大一定比例。一般來說:

  • 鑄鐵需要放大10/1000
  • 輕金屬如鋁鎂合金需要放大13/1000
  • 重金屬如青銅和黃銅需要放大15/1000
  • 鑄鋼則需要放大20/1000。


利用桌上型的FDM 3D列印機的低成本和易於操作的優勢,印刷出各種金屬模型變得非常簡單。

當我們把模型印好之後,也把模具做好了,接下來就是要加熱脫PLA模型且烘乾燒結後澆鑄,以往是用蠟材質只要100度左右就能把蠟脫除,而PLA塑膠則需要1000度就會變成粉末,這樣我們就能形成模穴。接著再澆鑄,然後去割與切割,最後修磨鑄件,就能得到一個完全的金屬模型。


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簡單說明PLA脫蠟鑄造

  1. 設計模型:使用 CAD 設計軟件或其他 3D 建模工具設計出需要鑄造的模型。
  2. 3D 列印:使用桌上型 3D 列印機將模型印出來,需要考慮鑄造後金屬收縮的因素,將模型放大一定比例。
  3. 塗覆脫蠟劑:在 PLA 模型表面均勻塗覆一層脫蠟劑,以防止 PLA 模型燒結時黏在模具上。
  4. 製作蠟模:在 PLA 模型表面上塗覆耐火粉末與矽酸乙脂的泥漿,形成一層薄膜,重複幾次後形成一個厚實的耐火塗層,待塗層干燥後,將其放入高溫爐中燒結,PLA 模型將被燒成灰色粉末,留下一個完整的蠟模。
  5. 澆鑄金屬:將熔融的金屬倒入蠟模內,讓其冷卻凝固,待金屬冷卻後,從模具中取出金屬模型。
  6. 割除模口和切割:從金屬模型上割掉模口和切割出其他必要的部分。
  7. 修磨:使用砂輪或其他工具修磨金屬模型表面,達到需要的精度和表面效果。


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除了使用沾漿淋砂的方式,鑄造的過程還可以使用矽膠模或其他石膏模的做法。這種方法的流程是先完成模型設計與製作,再使用矽膠模來形成另一組蠟模。完成蠟模後,可以選擇使用沾漿淋砂或石膏模的方式進行鑄造。使用矽膠模或石膏模的方式相對來說會比較容易。當然!想要成品效果好,還是需要一台高品質、高精度3D列印機。


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