Научная статья на тему 'Создание гипсовых моделей с использованием autocad и 3D- печати'

Создание гипсовых моделей с использованием autocad и 3D- печати Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
142
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Academy
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Создание гипсовых моделей с использованием autocad и 3D- печати»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

СОЗДАНИЕ ГИПСОВЫХ МОДЕЛЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ AutoCAD И 3D- ПЕЧАТИ Арцукевич И.М.

Арцукевич Ирина Моисеевна - кандидат биологических наук, доцент, кафедра строительных конструкций, инженерно-строительный факультет, Гродненский государственный университет им. Янки Купалы, г. Гродно, Республика Беларусь

В работе реализована возможность объемного моделирования в AutoCAD-2018 и 3Б-печати на принтере FlasheForgeDreamer для получения полиуритановой формы (мастер-модели) с использованием аддитивных технологий для изготовления гипсовых моделей.

На первом этапе работы подготовлена модель формы эмблемы факультета. Для моделирования использовался AutoCAD-2018, рабочее пространство - 3D-моделирование. Модель сформирована из элементарных тел и дальнейшего использования логических операций объединения, вычитания, пересечения. В геометрическом пространственном моделировании объект можно представить в виде каркасной, полигональной (поверхностной) и объемной (твердотельной) моделей. Применялись классические операции редактирования - перемещение, удаление, копирование, поворот, изменение масштаба и т.п. Предназначенные для этого инструменты объединены и размещены на специальной панели инструментов [1, с. 15].

Далее были использованы возможности аддитивной технологии 3D-печати, которая в настоящее время является одной из наиболее динамично развивающихся направлений цифрового производства [2]. Наиболее перспективным направлением развития аддитивных технологий и приоритетной сферой их практического применения является изготовление силиконовых или полиуритановых форм (мастер-моделей).

В качестве материала для литьевой формы эмблемы выступала полимерная нить (филамент) из термопластичного полиуретана TPU диаметром 1,75 мм с допуском ± 0,05 мм от фирмы «G^zone». Литьевую форму получали на 3D-принтере FlasheForgeDreamer, реализующим технологию моделирования методом послойного наплавления (FDM), с диаметром сопла экструдера 0,4 мм. Температура стола составляла 60°С, а температура сопла экструдера - 220°С. FDM-печать осуществляли при следующих технологических режимах: скорость движения сопла экструдера V, = 20 мм/с, толщина укладываемого слоя нити h^ = 180 мкм, высота первого слоя Ип = 270 мкм, степень заполнения 15 %, способ заливки - шестиугольник [3].

Процесс изготовления объекта исследований проводили при последовательном выполнении следующих этапов:

1) Разработка 3D-модели в прикладных пакетах программ геометрического моделирования (CAD-системах) -AutoCAD-2018.

2) Загрузка 3D-модели в специализированное программное обеспечение (программу-слайсер FlashPrint 3.27.0) в формате STL, в котором задаются необходимые технологические параметры 3D-печати (скорость, температура и т.д.), производится разбивка детали на слои (слайсинг) и расчёт траектории движения печатающих головок 3D-принтера.

3) Передача управляющего G-кода на 3D-принтер через USB-флеш-накопитель или SD-карту и запуск печати.

4) Снятие готового изделия со стола 3D-принтера (рисунок 1).

Время печати одной полуформы составило 2 ч 56 мин, расход материала - 6,22 м (16,74 г) [2].

Рис. 1. Мастер-модель для литья эмблемы из гипса, полученная 3D-печатью

Такие формы широко используются для производства художественных и декоративных изделий (сувенирной продукции) из различных материалов.

Рис. 2. Готовое гипсовое изделие

На третьем этапе, используя отпечатанную форму, изготавливали эмблему. В качестве материала использовали экологически чистый материал - гипс, который широко применяют в строительстве, архитектуре и дизайне при изготовлении различного рода архитектурных украшений, элементов декора, фигур и т.д. Соотношение гипс: вода 300:180, соответственно (рисунок 2).

В связи с тем, что формы, изготовленные 3D-печатью, достаточно дорогие, было решено на основе полученного сувенира, изготовить более доступные и дешевые формы. Состав включал использование глицерина и желатина (1:1 по объему) с добавлением нескольких капель вазелина. После набухания желатина в глицерине и нагревания на водяной бане полученной смесью заливали эмблему. Молд при необходимости можно нарезать и повторно переплавлять

Список литературы

1. Жарков Н.В. AutoCAD 2016: официальная русская версия. Эффективный самоучитель. СПб.: Наука и техника, 2016. 624 с.

2. Филатов С.А. Аддитивные производства: современное состояние и перспективы // Материалы выступления. [Электронный ресурс], 2015. Режим доступа: http://research.bsu.by/wp-content/uploads/2015/06/Филатов-СА-Аддитивные-технологии.pdf/ (дата обращения: 03.05.2019).

3. Лунева Д.А. Применение 3D-печати в строительстве и перспективы ее развития // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. [Электронный ресурс], 2017. Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-3d-pechati-v-stroitelstve-i-perspektivy-ee-razvitiya/ (дата обращения: 03.05.2019).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.