欢迎访问三维打印网

蜡材料如何3D打印:终极指南来了,请收藏!

频道:教程 日期: 浏览:

蜡材料如何3D打印?今天中国3D打印和大家一起学习3D打印蜡的相关知识。

一、为什么使用蜡进行3D打印


3D打印机上用浇注蜡打印复杂的珠宝图案(来源:Formlabs)

    数千年来,金属工匠一直使用蜂蜡手工雕刻工具或图案。蜡模被包裹在一种周围会变硬的材料中,然后蜡会被融化,变硬的外壳就成了浇注液态金属的模具。如今,这种工艺被称为熔模铸造,而珠宝商则称之为失蜡铸造。除了现在使用3D打印蜡的速度更快、可定制性更强之外,这种工艺并没有太大变化。

     您无需通过注塑或雕刻来制作蜡型,而是在计算机辅助设计(CAD)软件中设计部件,然后用蜡进行3D打印。有专门用于工业、牙科和珠宝铸造的软件程序,因此您不需要很高的设计技能。您也可以通过三维扫描对现有零件进行逆向工程,然后将其上传到CAD软件中。

       通过3D打印,您可以让每个模型都与众不同(无需为注塑机制作新模具),还可以在3D打印模型中整合零件,而无需组装多个注塑零件。例如,对于较小的珠宝部件,您可以一次性打印出整个图案树,而无需组装。

3D打印蜡模正成为许多行业的首选方法,尽管许多行业目前正经历着普遍的经济衰退,但在奢侈珠宝市场却呈现出一片繁荣景象。2023年3D打印珠宝市场:市场研究与预测"研究表明,到2031年,3D打印珠宝市场将达到9.89亿美元,而2021年为4.89亿美元。

Polymaker Polycast长丝制成的3D打印模型铸造而成的金属部件(来源:Polymaker)

1、免工具制版

    省去注塑(或雕刻)步骤不仅意味着从数字设计到最终的金属零件只需几天而不是几周或几个月,而且还省去了一大块成本。据悉可将铸模成本降低95%。此外,使用相同的数字文件,您还可以在一天内制作出3D打印件,并将其作为原型进行形状和匹配评估。3D打印机不仅限于制作蜡型。根据不同的模型,您还可以用坚硬的工业级聚合物为您的车间或铸造厂制造工具、夹具和辅助工具。

2、图案3D打印技术

      用于制作蜡型的3D打印有三种不同类型。对于珠宝和小尺寸、小批量3D打印来说,台式大桶聚合打印机最为典型,因为它能制作出精细的模型。我们所说的大桶聚合是指立体光刻(SLA)、掩膜立体光刻(MSLA)或直接光处理(DLP)。大桶聚合也可用于使用工业级打印机制作工业或雕塑用的大型蜡模。该工艺需要一些后处理步骤,因此必须遵循材料制造商的指南,为熔模铸造做好准备。

      材料喷射是另一种3D打印技术,它能沉积蜡状材料,并通过紫外线瞬间固化。它通常比缸聚合快得多。材料喷射的一种类型称为按需喷射(DOD)。这种技术使用两个打印头来喷射两种不同的材料:一种是零件的主要材料,另一种是可溶性支撑材料,这种材料会溶解在液体溶液中,只留下光滑的模型。这进一步简化了工艺流程,因为无需人工去除支撑材料。

在这种技术下,有一些工业机器可以同时打印几十个模型或超大型模型,例如3D  Systems公司的新型ProJet MJP 2500W Plus。该机器的最大构建包络面容量为294 x 211 x  144毫米,是专为珠宝制造设计的速度最快、生产效率最高的3d打印机之一。借助新推出的ZHD打印模式,该机器能够以8µm的层厚进行打印,从而实现同类最佳的表面质量。

还可以在传统的FDM三维成型机上使用仿蜡长丝制作仿蜡模型,这种长丝可使FDM打印机生产模具铸件。这是最经济的选择,但您的模型需要进行一些后处理,如打磨以去除丝层纹路。

二、关于3D打印蜡的一切


用于珠宝设计的3D打印蜡模可实现复杂的图案,而这通常是手工无法实现的(来源:Blue Cast)

在这里,我们讨论的是蜡、铸造树脂和其他用于铸造的材料。

您可以使用纯蜡进行打印,但较新的材料(如可浇铸树脂)在浇铸过程中更坚固,燃烧时也更干净。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种丙烯酸塑料,具有极佳的燃烧性能,常用于工业铸造。这些材料并不总是适合直接替代蜡,因为有些材料可能会与磷酸盐粘结和石膏粘结的投资材料产生负面影响。请确保铸造材料与投资材料相匹配。

蜡和铸造材料的注意事项

您的3D打印机可能只与您的3D打印机制造商生产的蜡兼容,例如Solidscape或Formlabs的打印机。如果您的打印机兼容第三方材料,那么在购买浇注材料时应注意以下几点。

熔化时间蜡或可浇注树脂材料从模具中完全熔化或烧尽需要多长时间?2小时还是5小时?

灰分水平低灰分或无灰分蜡材料在燃尽后几乎不会在模具内留下灰分或烟尘,而其他蜡材料则可能需要彻底清洁模具。

收缩率低所有蜡和可浇注材料都会有一定的收缩,您需要考虑到这一点,因此了解收缩系数非常重要,收缩系数应列在材料的技术数据表上。

低吸水性大多数可浇注树脂在未加盖的情况下都会吸湿,因此您需要选择具有一定防潮性能的树脂,然后将其放置在阴凉干燥的地方。

三、用于SLA、LCD和DLP 3D打印机的蜡材料


使用3D打印模型进行大规模定制更加经济高效(来源:Liqcreate)

购买蜡或可浇铸树脂时,请寻找打印机制造商推荐的蜡或可浇铸树脂,或者具有适合您的打印机品牌的打印配置文件的蜡或可浇注树脂。这将节省打印具有高细节和严格公差的模型所需的试验和错误量。



关键词:蜡3D打印

0 留言

评论

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。