CadXpert Baza wiedzy Case studies Jak rozwijać formy wtryskowe? Case study drukarek 3D Formlabs na Politechnice Częstochowskiej
Case Study

Jak rozwijać formy wtryskowe? Case study drukarek 3D Formlabs na Politechnice Częstochowskiej

1

O uczelni

Nauka o materiałach i formach wtryskowych

Politechnika Częstochowska wdrożyła druk 3D z żywic na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Informatyki. W Katedrze Technologii i Automatyzacji w ramach przedmiotów takich jak “Technologie przyrostowe” i “Rapid prototyping and tooling” studenci uczą się projektowania, modelowania oraz optymalizacji procesów produkcyjnych. Drukarki 3D pojawiają się także na zajęciach z uczniami partnerskich szkół średnich, dla których, często po doświadczeniach z FDM w edukacji, korzyścią jest poznawanie różnorodnych technologii addytywnych.

Uczelnia aktywnie współpracuje też z przemysłem, co umożliwia realizację projektów badawczych i inżynierskich z zastosowaniem druku 3D w rzeczywistych warunkach.

2

Wyzwanie

Formy wtryskowe

Wśród celów badań jest opracowanie naukowe praktycznych właściwości żywic stosowanych w Form 3 oraz projektowanie prototypowych wkładek do form wtryskowych.

“Od kilku lat na uczelni prowadzimy prace nad prototypowymi formami wtryskowymi, w których gniazda formujące są wykonane metodami przyrostowymi. Formy wtryskowe, zwłaszcza na niewielkie elementy, wymagają dużej dokładności.” mówi dr Tomasz Jaruga z WIMiI Politechniki Częstochowskiej.

3

Rozwiązanie

Drukarki Formlabs i różnorodne żywice

Drukarka Formlabs Form 3 okazała się dobrze dostosowaną odpowiedzią na potrzeby Politechniki Częstochowskiej, a także szerzej – pracowni druku 3D w edukacji wyższej.

  1. Urządzenie pracuje w warunkach biurowych i nie zajmuje dużo przestrzeni. Nie wymaga dodatkowych wyciągów i filtrów powietrza. Dzięki temu łatwo umiejscowić ją w warunkach uczelnianych pracowni.
  2. Technologia SLA dostarcza wysokiej dokładności wymiarowej wydruków potrzebnej przy tworzeniu precyzyjnych wkładek formujących do form wtryskowych.
  3. Form 3 to korzystna krzywa uczenia się. Studenci są szybko w stanie nauczyć się obsługi urządzenia.
  4. Drukarka Form 3 umożliwia szybkie prototypowanie i łatwe projektowanie dzięki oprogramowaniu PreForm. Intuicyjność przyspiesza pracę ze studentami i poszerza ich możliwości.

W badawczych zastosowaniach Formlabs Form 3 ponownie rolę gra wysoka dokładność, ale także niezawodność sprzętu. Kilka lat ciągłej pracy na Politechnice Częstochowskiej nie wiązało się z naprawami sprzętu, a resin tanki (kuwety na żywicę) są wysoce trwałe.

Ważna okazuje się także odporność wydruków wkładek, które można kolejno wykonać z różnych żywic i prowadzić symulacje oraz porównania w praktyce formowania wtryskowego.

Pomyśleliśmy, że przyda ci się nasz poradnik

Porównujemy w nim drukarki, żeby ułatwić ci podjęcie decyzji
o wdrożeniu druku 3D dopasowanego do twojej firmy.

Z myślą o tym stworzyliśmy “Porównanie drukarek 3D. Uniwersalny przewodnik użytkownika”.

Nasz przewodnik pomoże ci w procesie decyzyjnym. To użyteczny materiał, który będziesz mógł przedstawić na zarządzie lub przed komitetem zakupowym. Pomaga ocenić technologie i drukarki 3D pod względem szeregu przydatnych kryteriów.

Co znajdę w poradniku?

  • Opisy cech charakterystycznych technologii druku 3D.
  • Porównanie drukarek 3D różnych producentów według segmentów rynku.
  • Porównanie technologii druku 3D.
  • Case study zakupu drukarki 3D.

    4

    Wyniki

    Udana forma wtryskowa, materiały porównawcze

    Na Politechnice Częstochowskiej do badań nad formami wtryskowymi dotąd wykorzystano żywice standardową Grey oraz inżynieryjne High Temperature i Rigid 10K. Studenci testowali przykładowo zginanie trójpunktowe belki z różnych żywic przy wzroście temperatury.

    Przeprowadzono także testy ścinania i określano wytrzymałość na ściskanie poszczególnych żywic. Wśród wyników pojawiły się wnioski o stopniu kruchości żywic, o stopniu odkształcenia czy odporności mechanicznej.

    Możliwość operacji na wydrukach 3D jest cennym doświadczeniem dla dydaktyki. Studenci wykonują na przykład wypraski z niewielkimi napisami, gdzie ważna jest dokładność technologii SLA albo przygotowują prace dyplomowe w oparciu o badania wydruków.

    Obecność nowoczesnej drukarki 3D na wydziale jest skutecznym asumptem do pracy dla studentów i otwiera nowe obszary badań dla kadry. Na wydziałach mechanicznych laboratoria można wyposażyć w drukarki 3D w ramach państwowych programów dofinansowań i doposażeń w aparaturę laboratoryjną.

    W CadXpert pomagamy przeprowadzić wdrożenie drukarki na każdym etapie – od planowania i dokumentacji po wstępne szkolenia z obsługi.

    5

    Podziękowania

    z Politechniki Częstochowskiej

    Drukarkę Form 3, pracującą w technologii Light Force Stereolithography, stosujemy, gdy zależy nam na dokładności odwzorowania szczegółów, czego nie zapewniają powszechniej stosowane drukarki pracujące w technologii FDM. Cenimy też intuicyjność obsługi programu do przygotowania wydruku – PreForm.

    Jesteśmy w stałym kontakcie z CadXpert w kwestii zaopatrzenia w żywice i utrzymania drukarki Form 3. CadXpert to całościowa pomoc we wdrożeniu i użytkowaniu.

    dr Tomasz Jaruga

    6

    Co dalej? Form 4

    Rozwój technologii SLA

    Technologie przyrostowe od Formlabs wykonały w 2024 r. znaczący krok do przodu wraz z wprowadzeniem nowej drukarki 3D Form 4. Zastosowana w tym modelu technologia Low Force Display pozwoliła przyspieszyć druk nawet 4-krotnie przy zachowaniu precyzji. 

    Politechnika Częstochowska testuje nową Form 4 do tworzenia wkładek do form rozdmuchowych. W przeciwieństwie do podstawowych modeli drukarek 3D sprzęt od Formlabs dobrze radzi sobie z żywicami inżynieryjnymi, o właściwościach potrzebnych w formowaniu wtryskowym. Połączenie wytrzymałości wydruków z nową szybkością technologii LFD dodatkowo wskazuje wybór Formlabs do zastosowań badawczych.

    W CadXpert wykonaliśmy dla uczelni 2 wkładki z żywicy Rigid 10K, które posłużyły do przygotowania modelu maskotki uczelni z użyciem rozdmuchu.

    Większa szybkość druku i nowe wytrzymałe żywice na Form 4 wyznaczają kierunek rozwoju wykorzystania technologii addytywnych w Częstochowie. Prezentujemy kilka zdjęć z pierwszych formowań na naszych wkładkach.

    Politechnika Częstochowska wdrożyła technologię druku 3D od Formlabs, co wzbogaciło ofertę dydaktyczną i umożliwiło prowadzenie badań nad formami wtryskowymi.

    Dzięki wykorzystaniu drukarki Form 3 oraz żywic inżynieryjnych takich jak High Temperature i Rigid 10K możliwe stało się projektowanie i testowanie prototypowych wkładek do form wtryskowych oraz realizacja rzeczywistych projektów badawczych z przemysłem.

    Technologia SLA pozwala na tworzenie precyzyjnych modeli o wysokiej wytrzymałości, a intuicyjne oprogramowanie PreForm ułatwia studentom naukę. Form 3 sprawdziła się również w codziennej pracy laboratoryjnej.

    Drukarka stała się istotnym elementem w edukacji przyszłych inżynierów oraz rozwoju zaplecza badawczego uczelni.

    Prześlij formularz, nasz konsultant skontaktuje się z tobą w ciągu 15 minut