Формы для холодного литья

Формы для холодного литья

Редактор casting-mold создаёт жёсткий печатный негатив из одной STL, OBJ или 3MF-модели. Доступны открытая форма и форма из двух половин. Результат предназначен для холодного и совместимого низкотемпературного литья: силиконов, совместимых смол, гипса, бетона, мыла и похожих составов.

Не используйте напечатанную форму для расплавленного металла. Не заливайте состав, температура или химическая активность которого выходит за характеристики выбранного пластика, покрытия или разделительного средства.

Быстрый старт

1. Загрузите один замкнутый водонепроницаемый мастер в STL, OBJ или 3MF.

2. Поверните и расположите мастер: локальная ось Y задаёт направление разъёма, а Z считается верхом при заливке.

3. Выберите Открытую форму или Две половины и установите положение разъёма.

4. Настройте стенки, усадку, ключи, литник и воздушники.

5. Нажмите Построить форму и устраните блокирующие ошибки. Предупреждения об уклонах и поднутрениях требуют ручной проверки.

6. Выберите печатный материал, цвет, точность и заполнение, затем экспортируйте STL, OBJ или 3MF.

Исходный мастер показывается полупрозрачным только как ориентир и не попадает в экспорт. Две половины автоматически размещаются рядом наружными плоскими сторонами на столе, полостями вверх.

Как выбрать тип формы

Открытая форма подходит, если изделие имеет одну пригодную открытую или плоскую сторону и может извлекаться в одном направлении без запирания. Новая открытая форма начинает с положения разъёма 100% и направления извлечения +Y.

Две половины нужны, когда полость должна охватывать изделие со всех сторон. Положение разъёма по умолчанию — 50% габарита по Y. Выбирайте линию разъёма так, чтобы обе половины снимались без повреждения отливки и формы. Тип формы зависит от геометрии, поднутрений и материала отливки; общий процесс описан в рекомендациях Formlabs по силиконовым формам.

Подготовка водонепроницаемого мастера

Сетка должна быть замкнутой, иметь ненулевой объём и не содержать дыр, самопересечений или вырожденных граней. Несколько mesh-частей одного файла объединяются перед вычитанием из блока. Если Manifold не может получить корректное тело, построение блокируется.

До построения исправьте сетку в CAD или mesh-редакторе. Мелкие декоративные детали, которые меньше реального разрешения печати или плохо смачиваются литьевым составом, лучше упростить.

Ориентация, разъём и извлечение

Плоскость разъёма всегда перпендикулярна локальной оси Y. Поверните мастер существующими transform-контролами до построения; масштаб и положение также учитываются. Для двух половин плоскость обязана пересекать модель между крайними точками. Для открытой формы сторона извлечения должна соответствовать открытой поверхности.

После построения произвольное масштабирование готовой формы отключено: оно изменило бы зазоры ключей, размеры каналов и компенсацию усадки. Если нужен другой размер, измените мастер и перестройте форму.

Направление извлечения, линия разъёма и уклон определяют возможность демолдинга — см. руководство Autodesk по draft analysis.

Уклоны и поднутрения

Редактор предупреждает о гранях с уклоном менее 2° и потенциально сложном извлечении, но не блокирует экспорт только из-за предупреждения. Осмотрите форму вручную:

• добавьте уклон на почти параллельные направлению извлечения стенки;

• перенесите линию разъёма с заметных или запирающих участков;

• исключите обратные зацепы либо предусмотрите отдельную вставку;

• учитывайте гибкость отливки и жёсткость напечатанного негатива.

Автоматическая диагностика не заменяет технологическую проверку конкретного материала и геометрии.

Стенки и внешние углы

Боковая стенка задаёт запас вокруг полости по X и Z, задняя стенка — толщину за полостью по Y. Значение по умолчанию 8 мм, допустимый диапазон 3–30 мм. Радиус внешних углов 0–10 мм уменьшает концентрацию напряжений и упрощает обращение с формой.

Построение блокируется, если ключ, воронка или канал не помещается с безопасным запасом, булева операция дала пустое тело либо разложенные части выходят за рабочую область выбранного принтера.

Сопрягаемые ключи

Ключи взаимно позиционируют половины на плоскости разъёма. По умолчанию создаются четыре ключа диаметром 6 мм и высотой 3 мм. Доступно 2–8 ключей, диаметр 3–20 мм и высота 1–10 мм.

Зазор ключа увеличивает ответное гнездо относительно выступа. Начальное значение 0,15 мм, диапазон 0,05–0,5 мм. Малый зазор точнее совмещает части, но сильнее зависит от калибровки принтера и слоёв; большой облегчает сборку, но допускает смещение. Рекомендации по взаимному позиционированию половин приведены у Polytek.

Литник и воронка

В двухчастном режиме редактор строит канал от верхней воронки к нижней точке сечения полости на плоскости разъёма. Такой подвод помогает вытеснять воздух вверх. Диаметр литника по умолчанию 6 мм, воронки — 14 мм; смещение позволяет переместить точку подвода по ширине модели.

Проверьте, что место входа не портит важную поверхность и доступно для последующей обработки. Слишком маленький литник может преждевременно перекрыться вязким составом, слишком большой увеличивает след и расход материала.

Воздушники

Воздушники идут от наиболее высоких разнесённых точек сечения к верхней грани. По умолчанию создаются два канала диаметром 1 мм. Доступно 1–6 каналов диаметром 0,5–2 мм. Добавляйте их в верхних и потенциально запирающих воздух зонах; после построения визуально проверьте выход каждого канала наружу.

Рекомендуемые расположение литника и воздушников, диапазон воздушников 0,5–2 мм и ориентир зазора ключей около 0,1 мм приведены в техническом материале Formlabs.

Компенсация усадки

Компенсация равномерно увеличивает полость относительно центра мастера на 0–5%. Значение зависит не только от печатного пластика, но прежде всего от состава отливки, режима отверждения и геометрии. Используйте данные производителя и измеренный тестовый образец; не назначайте компенсацию вслепую.

Материал, цвет и параметры печати

Материал и цвет доступны во всех редакторах. Для формы важнее всего жёсткость, размерная стабильность, химическая и температурная совместимость. Цвет обычно технологически нейтрален, но помогает отличать половины и видеть загрязнение или остатки разделителя.

Выбирайте точность слоя с учётом требуемой поверхности. Заполнение влияет на жёсткость блока, но не исправляет слишком тонкую стенку. Для гидрофильных, агрессивных или очень текучих составов проверьте совместимость на небольшом образце.

Герметизация и разделительный состав

FDM-поверхность может быть пористой и оставлять выраженные слои. После печати:

1. удалите нити, заусенцы и дефекты на разъёме;

2. выполните пробную сухую сборку ключей;

3. при необходимости отшлифуйте и герметизируйте поверхность совместимым покрытием;

4. нанесите подходящий разделительный состав тонким равномерным слоем;

5. проверьте покрытие и разделитель на тестовом кусочке с тем же литьевым составом;

6. стяните половины равномерно, не деформируя блок.

Разделительный состав выбирают по паре «материал формы — материал отливки». Не полагайтесь только на общее название пластика или смолы: проверяйте технические паспорта конкретных продуктов.

Перед заливкой

• обе половины сходятся без щели и смещения;

• ключи входят без чрезмерного усилия;

• литник достигает полости, а воздушники открыты наружу;

• поверхность герметична и покрыта совместимым разделителем;

• форма закреплена и выдержит массу заливки;

• температура и химия состава находятся в пределах характеристик пластика и покрытия;

• расплавленный металл и другие высокотемпературные составы исключены.

Сначала выполните малый пробный цикл. Если отливка запирается, воздух остаётся в полости или форма размягчается, прекратите использование и скорректируйте геометрию либо материал.