预浸料的3D打印:采用PolyCast细丝的熔模铸造
发布时间:2021-01-26 09:15
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虽然灾难尚未降临到我这个卑微的家庭,但全球并不缺少紧急情况,COVID-19大流行证明了在灾难情况下,即使青岛台式机3D打印也可以发挥多大作用。我有机会回顾一台青岛Ultimaker S3 3D打印机和几根独特的细丝,因此我想探索一下在紧急情况下可能有用的简单商品的济南3D打印,以了解台式3D打印机的实用性。

除了 概述该主题外,我还 回顾了Ultimaker S3, 并 与Ultimaker交流了 有关在紧急情况和灾难情况下使用威海台式机3D打印机的信息。我也有机会测试由The Virtual Foundry制造的一些铜丝,该铜丝是由Sapphire3D烧结而成的。我曾与制造商谈过这种材料,以及其众多其他独特的金属丝。

 我们审查了济南Ultimaker S3装置。

尽管金属丝为烟台台式3D打印机制造金属零件开辟了一些有趣的选择,但确实需要一些额外的设备和专业知识才能制造足够的零件。但是,有一个具有5000年历史的过程最近进行了3D打印改头换面,任何拥有3D打印机的人都可以在谨慎的情况下在家中尝试。

我当然是指投资铸造。发现的最古老的用失蜡铸造制成的物品是来自印度河谷文明的6000年历史的护身符。印度河谷文明是南亚西北地区的一个青铜时代的社会。该技术包括在用诸如蜡之类的材料制成模型之前,先根据该模型创建模具,然后将熔融模型倒入模具中以创建固体金属复制品。显然,这里所涉及的细节比这里提供的要多,我们稍后再讨论。

已知的最古老的作品是用失蜡铸造制成的,一种来自Mehrgarh(现代巴基斯坦)的具有6000年历史的护身符。图片由Nature Communications提供。

作为最古老的金属制造方法之一,它以多种形式存在,尽管最初使用粘土或蜡来手工制作模型,但3D打印降低了准备这些设计所需的艺术技能的壁垒。现在,可以从在线存储库中获取模型,通过青岛3D扫描生成物理对象的副本,或者使用CAD工具设计要铸造的东西。

而且,仅出于这种目的,存在许多青岛3D打印机和材料。对于珠宝首饰或牙冠之类的专业应用,通常选择桶式光聚合(数字光处理[DLP]和立体光刻[SLA])或青岛喷墨3D打印(Solidscape蜡质打印),因为它们可以实现更高的分辨率正确的材料。但是,低成本的材料挤出(熔丝制造[FFF])和DLP系统也能够生成铸造模型。

作为FFF打印机,与便宜的DLP机器相比,我评测的Ultimaker在材料方面可供选择的选项要少得多。通常,DIY铸造爱好者实际上已经使用您的标准PLA或挠性细丝来打印其初始模型。但是,市场上有专门设计用于铸造的几根细丝。最著名的两个是Kai Parthy的MOLDLAY和Polymaker的PolyCast。

Polymaker用于铸造的PolyCast 3D打印灯丝。图片由Polymaker提供。

Polymaker的团队很友好,可以免费向我发送其Polycast材料的样本以进行试用。该灯丝设计成具有低“燃尽”的特性,因为在铸造时仅剩很少的灰烬。这样,当液态金属倒入模具中时,不会从模腔中的任何碎屑中收到任何缺陷。因此,对所有印刷品进行后处理,打磨任何支撑结构并对其进行平滑抛光也很重要。这将确保铸造的物体更光滑,缺陷更少。

至此,在检查过程中,我已经充分堵塞了第二个喷嘴,因此不再可以使用可溶解的支撑物。我不想冒用PolyCast制成的支撑结构造成太多缺陷的风险,因此我打印的物体没有悬垂。这些在紧急情况下仍然是可行的。我选择了扳手和外科手术牵开器,其型号与我在本系列的上一篇文章中从PLA制造的型号相同。

 由PolyCast打印的3D外科手术牵开器和扳手。

打印它们很容易,就像PLA一样容易。由于该材料放在装有干燥剂的密封袋中,因此没有水分问题。我只是将PolyCast打印机配置文件添加到了Cura,并且在启动Ultimaker时加载了配置文件。装入细丝后,打印机完全没有问题。

当我不得不铸造照片时,困难的部分来了。带着一个蹒跚学步的婴儿在家中,在一次致命的大流行期间进行隔离,创建自己的铸造工位既不容易也不安全,但这是我考虑的。我将在进入我的工作方式(不太有趣)之前解释一些人如何在下面进行自己的演员表转换(有点有趣)。这并不是要作为指南,因为我自己并没有进行演员表转换,但是应该足够有用,以使读者了解它的执行方式。

根据大量的在线帐户,如果采取适当的预防措施,进行自己的铸造并不难,并且在紧急情况下这是可行的。实际上,如下面的视频所示,可以用不到20美元的价格制造后院铸造厂,用铝罐制造锭。

 

该视频演示了您甚至可以用汤罐制作一个:

 

建立好模型后,您必须制作一棵树。这种蜡结构将人物固定在适当的位置,并在铸造过程中与模型一起燃烧。此过程称为浇注,通常是将蜡棒和蜡线融化在一起进行;但是,如果您具有CAD技能(或自动化软件),也可以直接用模型3D打印浇口。

使用由最后部分制成的肯定图案,下一步是创建否定图案。您可以购买所需的所有设备附带的铸造套件,但也可以以相当便宜的价格购买和制造大部分所需的东西。基本上,您需要一个容器和一个能够承受浇铸到模具中的熔融金属热量的介质。

使用青岛3D打印图案进行精铸的石膏工艺。图像一显示了石膏板桶内的3D打印部件。图二,一旦浇注了膏药后,该桶。图三,将模具从桶中取出。图片由Scottiek用户在Instructables上提供。

对于容器,我已经看到一个DIY脚轮使用干式墙浴缸和足够的石膏砂浆来保护浴缸免受高温影响。然后将模型放入容器中,并浸入有毒材料的投资石膏中,该石膏需要戴防护眼镜,手套,N95型呼吸器和通风良好的区域。一些DIY人士通过将爱好级灰泥与细硅砂混合来制作自己的投资灰泥。

如果使用更大的容器,最终将石膏模具从容器中取出并执行后续步骤。但是,如果您使用足够小的钢制容器,则可以将其用作烧瓶,然后将其放入带有灰泥和3D打印图案的窑炉中。

良好的最终浇铸的关键是消除浆料中的气穴,这需要使用真空室。亚当·兹洛夫(Adam Zeloof)是一个连铸机,依靠与咖啡罐相连的机械泵将其倒入要用于模具的容器中。另一种方法是立即用异丙醇清洗3D打印的零件,然后再涂上投资石膏。

这两种技术均旨在防止在下一步中形成气泡。这是当您将带有浇口的3D打印物放入容器中,并在其上注满投资石膏时。灰泥然后硬化过夜。

将3D打印图案周围的石膏模具硬化后,可以在熔炉或窑炉中对其进行加热以烧毁图案,留下负片,然后将其填充熔融金属。是的,这意味着我们几乎处于直接制造阶段。这需要通过后院锻造或购买的窑炉将金属加热到其熔化温度,然后将其倒入模具中。

亚当·泽洛夫(Adam Zeloof)将熔融金属倒入一个钢制烧瓶中的熔模铸造模具中,并放在他的咖啡罐真空室顶部。图片由Adam Zeloof / Hackaday提供。

上面提到的Zeloof解释说,有几种获得最佳金属零件的技术,因为仅将液态金属倾斜到模具中可能不会导致均匀的涂层和倾倒。他的选择方法是使用由泵和咖啡罐制成的同一DIY真空室。

金属冷却后,可以将模具放入一桶冷水中。石膏模具被打碎,露出您的青岛3D打印零件的金属复制品和浇口。最后,您需要切断浇口并抛光零件。

这是一个涉及到一定程度的过程,特别是如果您以前没有做过,但是,如果您拥有用品和工作区,那么一旦掌握了它,似乎就没有那么困难了。虽然,显然要进行大量反复试验和专业知识才能真正做好工作。再说一次,我还没有做!

我所做的就是找到最接近的铸造业务。因为我住在该国的偏远地区,所以实际上我不得不将青岛3D打印的零件邮寄到我居住的北部以北几个小时的Reinmuth Bronze Studio并进行专业铸造。在SHTF方案中,对于紧急情况而言,两小时的车程可能还不错。当我在玻利维亚的一片雨林中的一家医疗诊所工作时,这对于在丛林中无法获得必要的设备或专业知识的情况下将患者运送到城市是相当标准的。当然,这完全取决于场景。

 我的最后零件铸成青铜。

将这两部分铸成青铜的价格为118美元。它们的状态良好,而且据我了解,由于青铜中存在铜,它们甚至可能具有一定的抗菌性能。但是,如果我是一名准备工,我肯定会开始建立自己的锻造和铸造站,在那里我可以在后院熔化铝罐。