sv_SE Svenska

Hur gör man originalvaxmodell och mastermodeller för smyckesgjutning?

Den här guiden visar hur man gör snygga smyckesmodeller. Den innehåller information om vaxskärning, 3D-utskrift och hur man ställer in gjutformar för förstklassig gjutning. Det är en måste-läsning för juvelerare, studior och alla som säljer bling.

Hur man gör smycken vaxmodell och master modeller för smycken gjutning?

De grundläggande principerna och operativa färdigheterna för 5 typiska arbetsuppgifter

Vid smyckesproduktion är gjutning av förlorat vax den viktigaste formningsprocessen. Originalmodellproduktion är det första steget i gjutningsprocessen, vilket har en betydande inverkan på gjutkvalitet, produktionseffektivitet och andra aspekter. Den traditionella metoden för produktion av originalmodeller involverar främst handsnidade vaxmodeller. Handsnidade vaxmodeller är en modelleringsteknik som integrerar både additiva och subtraktiva metoder. Genom att hänvisa till smyckedesignritningarna används vax som material och snidningsverktyg är mediet för att skulptera vaxet till en vaxmall som motsvarar designritningarna. Denna teknik möjliggör fri formning av den ursprungliga modellen. Men på grund av dess beroende av manuellt arbete är produktionseffektiviteten låg och stabiliteten i produktkvaliteten är svår att garantera. Med teknikutvecklingen förlitar sig originalmodellproduktionen huvudsakligen på formningsteknik för 3D-utskrift. 3D-utskrift, akademiskt känd som additiv tillverkning, avser att skapa tredimensionella modeller genom att skära modellen och stapla den lager för lager med utrustning, vilket i slutändan producerar en tredimensionell enhetsmodell som är helt förenlig med motsvarande datamodell. Användningen av 3D-utskriftsteknik har avsevärt förbättrat produktionseffektiviteten och säkerställt noggrannheten i produktdimensionerna. Beroende på råvarornas form varierar också metoderna för stapling av lager-för-lager i 3D-utskrift, inklusive UV-härdad modellering, smält deponeringsmodellering och selektiv lasersintring. UV-härdad modellering och smält depositionsmodellering är smyckenas mest använda metoder för produktion av originalmodeller.


När den ursprungliga modellen är färdig måste en gran ställas in. Granen är den reserverade kanalen för flödet av smält metall under gjutningsprocessen, och det är också kanalen för att kompensera krympningen av metallen under gjutningens solidificering. Den korrekta inställningen av granen är ett grundläggande villkor för att säkerställa gjutkvalitet, och många defekter i förlorat vax orimliga graninställningar orsakar direkt eller indirekt gjutning. När du ställer in granen är det nödvändigt att följa några grundläggande principer samtidigt som du också överväger smyckesproduktens struktur, material, storlek och andra egenskaper.

Bild 1-36 Färdigt ringämne

Kompletterad ring blank

Innehållsförteckning

Avsnitt I Produktion av handsnidade vaxmodeller

1. Bakgrundskunskap

1.1 Egenskaper hos vaxmaterial

Vax är det grundläggande materialet för att göra smycken originalmodeller. Olika typer av vax används i smyckesindustrin, men endast ett fåtal har rätt balans mellan styrka och seghet som är lämplig för att skära vaxmodeller. De flesta vaxer är antingen för spröda eller för mjuka, vilket gör dem svåra att skära med konventionella metoder. Vaxets lämplighet för att skära modeller utvärderas huvudsakligen utifrån fem aspekter: hårdhet, styrka, seghet, enhetlighet och smältpunkt.


Vaxet som används för att skära modeller ska ha tillräcklig hårdhet så att ytan inte lätt skadas när den utsätts för kraft, vilket gör det möjligt att skära fina mönster.


Eftersom väggtjockleken på smycken i allmänhet är liten, och vissa smycken har en väggtjocklek på mindre än 0,3 mm, krävs det att snidvaxet har tillräcklig styrka och seghet så att det tunna vaxmaterialet inte deformeras eller går sönder.


Vaxmaterialet ska också ha en enhetlig densitet. För att säkerställa att mönstren på vaxmodellen har samma klarhet måste vaxets väggtjocklek vara konsekvent. När vaxmaterialets densitet är enhetlig är metoden för att bedöma väggtjockleken vanligtvis ganska enkel: titta på vaxmodellens färg på olika ställen mot ljuset; om väggtjockleken är inkonsekvent kommer färgerna att skilja sig åt. Men när vaxmaterialets densitet är ojämn, även om väggtjockleken är densamma, kan den uppvisa olika färger, vilket kan leda till felbedömning under drift.


För vaxmodeller som används direkt för gjutning med förlorat vax krävs också att vaxmaterialet lätt smälter bort under rostningsprocessen, har en liten värmeutvidgningskoefficient och lämnar minimala rester efter rostningen.


Välkända vaxmärken i branschen är Ferris, Matt, Kerr och så vidare.

1.2 Klassificering av vaxmaterial

Enligt olika prestanda- och bearbetningsegenskaper kan snidningsvax klassificeras på olika sätt.


(1) Klassificering efter hårdhet


Enligt hårdhet kan snidningsvax delas in i tre kategorier: vax med hög hårdhet, vax med medelhård hårdhet och mjukt vax. För att underlätta distinktionen använder branschen motsvarande färger. Grönt, lila och blått används för att representera dem. Om man tar Ferris snidningsvax som ett exempel är egenskaperna hos grönt vax, lila vax och blått vax följande.


Grönt vax: Detta vax har den högsta hårdheten och den lägsta elasticiteten och mjukheten. Grönt vax är det mest använda snidvaxet, lämpligt för att skära skarpa vinklar och invecklade detaljer i vaxmodeller. Det kan bearbetas till en tjocklek på mindre än 0,2 mm, behåller sin form väl utan att lätt deformeras och poleras till en jämnhet som glas. Den låga segheten hos grönt vax gör det benäget att spricka när man skulpterar stora och tunna böjda ytor. Smälttemperaturen för grönt vax är 110 ℃, och när det smälter kan det omedelbart förvandlas till vätska utan att gå igenom ett tätt stadium. Olika vaxsågar, snidningsknivar, vaxfiler och maskinborrar kan enkelt skära, fila och bearbeta ytstrukturer med grönt vax.


Lila vax: Lila vax har medelhårdhet, god elasticitet och mjukhet, vilket gör det lämpligt för att göra mer komplexa vaxmodeller. Smälttemperaturen för lila vax är 107 ℃ och det blir mjukare när det värms upp och blir märkbart mjukare när temperaturen ökar tills det blir flytande, vilket gör det olämpligt för att skapa fina mönster.


Blått vax: Blått vax har den lägsta hårdheten och är mycket mjukt, vilket gör det lämpligt för att göra enkla vaxmodeller, särskilt för arbeten med sfäriska eller krökta ytor. En 3 mm tjock bit blåvax kan böjas till en halvsfärisk form efter att ha blötlagts i kokande vatten. Blått vax skärs bäst med en kniv, eftersom det inte producerar vaxpulver som grönt vax eller gör av som lila vax. Blått vax smälter vid 104 ℃ men förvandlas inte till en flytande vätska; det bibehåller en viss viskositet. Det är mycket bekvämt att använda blått vax för att replikera ytmönstren på en mastermodell, men det är inte lämpligt för att göra mycket fina mönster eller bearbetning med en hängande kvarn.


(2) Klassificering baserad på form och användning


När det gäller form kan vaxmaterial vara block, ark, rör, remsor, trådar etc. Olika förformade vaxmaterial eller vaxtillbehör finns tillgängliga för val, såsom ringvax, armbandsvax, bezelvax, prongvax och andra hjälpformande vaxer för att underlätta produktionsanvändningen, spara bearbetningstid och minska förlusten av vaxmaterial. Formerna, egenskaperna och användningsområdena för vanligt förekommande vaxmaterial för handsnideri visas i tabell 1-1.

Tabell 1-1 Vanligt förekommande vaxmaterial för handsnideri

Kategori av vaxmaterial Form Egenskaper Applikationsområde
Hårdvax (vaxstenar, vaxark etc.) Hard Wax Hög hårdhet, utmärkt bearbetningsprestanda, mycket lämplig för snidning Vaxmodeller för snidning av smycken, prydnadsföremål och hantverk
Mjukt vax Mjukt vax Låg hårdhet, lätt att böja och deformera, kan formas fritt Biomimetiska tillbehör med linjemönster, t.ex. växtblad, vinrankor och texturer på insektsvingar
Ring vax Ring vax Designen för ringar omfattar rena runda och "U"-formade plattformar, med både massiva och ihåliga typer, vilket sparar bearbetningstid. Tillverkning av herrringar och damringar
Armband vax Armband vax Kan användas för att göra runda, ovala och fyrkantiga armband, vilket sparar bearbetningstid Tillverkning av armband
Inställning av vax Inlay wax Standardform, storlek och hög hållfasthet, inte lätt att bryta Vaxmodell för tillverkning av standardinfattning för ädelsten
Prong vax Claw wax Kompletta storlekar, god elasticitet, kan vax böjas, inte lätt att bryta Tillverkar delar av vax för prongs och linjär modellering
1.3 Vaxmodell Struktur Storlek Terminologi

När personalen för modelltillverkning får beställningen måste de först förstå kundens krav baserat på beställningen, till exempel smyckesstorlek, ädelstensstorlek etc. Om man tar ringar som exempel är det nödvändigt att förstå de specifika betydelserna av följande termer.


  Ringstorlek: Ringens innerdiameter, som kan mätas i olika standarder, t.ex. amerikanska, Hongkong, japanska och italienska storlekar.


  Ringens bottenbredd: I branschen kallas det ofta för "ringskaftsbredd" och avser bredden längst ned på ringen.


  Ringbotten tjocklek: I branschen kallas det ofta för "ringskaftets tjocklek" och avser tjockleken längst ned på ringen.


  Ringens höjd: I branschen kallas detta ofta för "axelhöjd" och avser den vertikala höjden på kanten av ringens huvud.


  Prong höjd: I branschen kallas den ofta för "sidohöjd" och avser huvudets totala höjd, som måste mätas med ett skjutmått.


  Vanligt skaft: Avser området mellan ringskaftet och huvudet, vilket är den del som återstår efter att man tagit bort pavéinfattningsstenarna eller andra mönster.


  Slät skafttjocklek: Avser tjockleken på ytorna på båda sidor av huvudet utan beläggningspositioner, mätt med invändigt skjutmått. Om kunden inte har några speciella krav, är den vanligtvis 0,6~0,7 mm.


  Pave inställning position tjocklek: Avser tjockleken på beläggningens inställningsposition, som måste mätas med ett invändigt skjutmått. Om kunden inte har några speciella krav kan den tas som 1~1,2 mm.


  Kanttjocklek på steninfattningsfäste: Avser tjockleken runt huvudinställningsfästet, som kan uppskattas till 1,1~1,3 mm.


De specifika platserna för ovanstående termer visas i figur 1- 1.

Figur 1-1 Huvudstruktur för ringvaxmodellen
Figur 1-1 Huvudstruktur för ringvaxmodellen

  Storlek på ädelstenen: Avser ädelstenens dimensioner. Om beställningen innehåller en ädelsten kan inställningspositionen öppnas enligt den faktiska storleken; om beställningen inte innehåller en sten måste ädelstenens storleksintervall bestämmas baserat på ädelstenens informationskod i beställningen. Ädelstenarnas skärstilar inkluderar i allmänhet rund briljant cur, baguettskärning och prinsessskärning etc.

1.4 Koefficient för termisk expansion
Föremål expanderar eller drar ihop sig på grund av temperaturförändringar. När temperaturen stiger ökar molekylernas genomsnittliga kinetiska energi, avståndet mellan molekylerna ökar också och objektets volym expanderar i motsvarande grad; när temperaturen sjunker minskar molekylernas genomsnittliga kinetiska energi, avståndet mellan molekylerna förkortas och därmed krymper också dess volym. De termiska expansionsegenskaperna beror på materialegenskaperna och faktorer som temperatur, värmekapacitet, bindningsenergi och smältpunkt. När temperaturen ökar, ökar också den termiska expansionskoefficienten i motsvarande grad. Förståelse för materialens expansions- och sammandragningsegenskaper kan ge effektiv teoretisk vägledning för smyckesproduktion. När du gör vaxmodeller är det nödvändigt att fullt ut överväga gjutgodsens solidifieringskrympningsegenskaper och lägga till krympningsmängden för metallmaterialen under gjutningsprocessen baserat på produktens erforderliga dimensioner.

2. Genomförande av uppgifter

Denna uppgift tar vaxmodellen för rent guldring som ett exempel, främst med hjälp av grunt lättnadshantverk för att slutföra den handsnidade vaxmodellproduktionen.


(1) Skärande material enligt beställning

Använd ett skjutmått för att mäta måtten och dra linjer enligt specifikationerna och måtten i mönstret och använd en bågfil för att skära ut det vaxblock som krävs, enligt figur 1-2.


(2) Grov formning

Placera det skurna vaxblocket på en fyrkantig fil för att jämna ut det och skapa tre rätvinkliga ytor, nämligen framsidan och ovansidan i rät vinkel, framsidan och sidovyn (vänster eller höger) i rät vinkel samt ovansidan och sidovyn i rät vinkel, som visas i figur 1-3. När du har polerat de tre räta vinklarna ska du använda ett skjutmått för att rita en baslinje som skär varandra i mitten och är vinkelrät längs de räta vinkelkanterna (inklusive ovansidan och baksidan, kallad den vertikala mittlinjen) och monteringens konturlinje, se figur 1-4. Använd en kompass med skärningspunkten mellan monteringens konturlinje och den vertikala mittlinjen som utgångspunkt, med en halv ringstorlek som radie, för att ta punkter på den vertikala mittlinjen och använd detta som centrum för att rita ringens inre cirkelkurva (inklusive baksidan), som visas i figur 1-5.

Figur 1-2 Sågning av vax

Figur 1-2 Sågning av vax

Figur 1-3 Filning av vaxblocket

Figur 1-3 Filning av vaxblocket

Figur 1-4 Ritning av baslinjen

Figur 1-4 Ritning av baslinjen

Figur 1-5 Rita båglinjen

Figur 1-5 Rita båglinjen

Borra sedan ett litet hål på insidan av bågen, för sågbladet igenom och använd en sågram för att skära ut ett hål i ringstorlek längs båglinjen, som visas i figur 1-6.


Använd en vaxborr för att trimma den inre cirkelkanten och använd sedan en vaxringskärkniv för att skrapa den inre cirkeldiametern till avläsningspositionen för ringstorleksskalan och se till att botten- och toppytorna på ringstorlekshålet har samma storlek enligt figur 1-7.

Bild 1-6 Sågning av hål med ringstorlek

Bild 1-6 Sågning av hål med ringstorlek

Bild 1-7 Skrapning av ringstorlek

Bild 1-7 Skrapning av ringstorlek

(3) Fin detaljbearbetning


När den övergripande formen är klar går du vidare till nästa steg i detaljreparationen. Använd en vaxfräs för att forma ringens yttre form, använd en fyrkantig fil för att göra vänster och höger kant symmetriska och släta till den nedre kanten, som visas i figur 1-8. Använd ett skjutmått för att rita mittlinjen på sidan, ställ in bredden på monteringen och underkanten och använd en vaxmaskinborr för att forma båda kanterna. Om herrringen har dubbelt snedställda raka kanter, placera den på fyrkantfilen för att slipa den till en diagonal symmetrisk form. Var noga med att behålla ringens övergripande form och använd en liten vaxfil för att förfina den, så att alla fyra sidorna är snygga och symmetriska. Rita mönstret (bokstäver, former eller mönster) på monteringen (ringytan) med en spetsig borr och använd en diagonalkniv eller en medelstor halvmånekniv för att skära den inre kantlinjen, den yttre kantlinjen eller gravera bokstäver i följd, som visas i figur 1-9. Använd en sidokniv för att urholka mellanrummen mellan ramen och bokstäverna (eller formerna) och använd sedan en bottenkniv för att avsluta.

Figur 1-8 Utformning av utseendet

Figur 1-8 Utformning av utseendet

Bild 1-9 Täljmönster

Bild 1-9 Täljmönster

Observera ringytan på avstånd, använd en kniv för att korrigera tecken och former och förfina noggrant för att säkerställa att gjutningen har tydliga lager och en livlig bild med mjuka kurvor och flödande linjer.


(4) Ta bort bottenvikten


När du har bekräftat att ringen är korrekt, använd en grov vågborr för att urholka vaxet inuti ringen, som visas i figur 1-10. Lämna en väggtjocklek på 1 mm med en återstående yttjocklek på 0,5~0,8 mm. Observera att väggtjockleken ska vara jämn, så att den inte är för tunn och orsakar perforering eller för tjock och ökar vikten.


(5) Trimning


Använd en täljkniv för att skrapa bort repor på ytan, använd grovt sandpapper 400#~600# för grovpolering och sedan fint sandpapper 800#~1200# för finslipning, se figur 1-11. Torka av gjutgodset med lackförtunning eller vitolja.

Figur 1-10 Muddring av botten

Figur 1-10 Muddring av botten

Bild 1-11 Polering med sandpapper

Bild 1-11 Polering med sandpapper

Avsnitt II Framställning av ljushärdad originalmodell

1. Bakgrundskunskap

1.1 Principer för Rapid Prototyping-teknik

Snabb prototypteknik, eller snabb prototyptillverkningsteknik, är en viktig del av modern avancerad tillverkningsteknik. Snabb prototyputrustning kan direkt, snabbt och exakt omvandla designkoncept eller designplaner till faktiska delprototyper eller direkt tillverka delar genom processer som modelletablering, approximationsbearbetning och skivbearbetning, vilket ger ett effektivt och billigt medel för prototyptillverkning och verifiering av designkoncept, vilket därmed kompenserar för bristerna i traditionella tillverkningsmetoder.


Rapid prototyping är en ny tillverkningsteknik som utvecklats med hjälp av datorstödd konstruktion, datorstödd tillverkning, numerisk styrning, laserteknik och nya material. Tekniken bygger på principerna om diskretisering och stapling, vilket innebär att CAD-modellen av en detalj kan diskretiseras på ett visst sätt till bearbetningsbara diskreta ytor, diskreta linjer och diskreta punkter. Sedan staplas dessa diskreta ytor, linjer och punkter på fysisk eller kemisk väg för att bilda detaljens övergripande form. Den specifika metoden innebär att den tredimensionella CAD-modellen av detaljen konverteras till ett annat format och skärs upp i lager för att få fram de tvådimensionella konturformerna i varje lagers tvärsnitt. Enligt dessa konturformer solidifierar en laserstråle selektivt lager av flytande ljuskänsligt harts, skär lager av papper eller metallplåtar eller sintrar lager av pulveriserade material och sprutar selektivt lager av lim eller termoplastiska material med hjälp av en jetkälla, vilket bildar de plana konturformerna för varje tvärsnitt, som sedan gradvis staplas för att skapa en tredimensionell del. Rapid prototyping-tekniken använder inte traditionella "subtraktiva" bearbetningsmetoder (där överflödigt material avlägsnas från arbetsstycket med hjälp av verktyg för att få fram önskad form på detaljen). Istället används en ny "additiv" bearbetningsmetod, som först skapar ett tunt lager av grovt material med hjälp av punkter, linjer eller ytor. Därefter staplas gradvis flera lager av grovt material för att bilda komplext formade delar. Den grundläggande principen för snabb prototypteknik är att sönderdela komplex tredimensionell bearbetning till stapling av enkel tvådimensionell bearbetning. Därför kallas den också för "skiktad tillverkning", "additiv tillverkning" eller "inkrementell tillverkning".

1.2 Skivning av modell
Operatörerna använder specialiserad programvara för att skära upp den tredimensionella solidmodellen (vanligtvis i STL-format) i lager. Skivning av lager innebär endimensionell diskretisering av CAD-modellen efter val av staplingsriktning för att erhålla tvärsnittskonturer och solid information för varje upplösningstunt lager. Kanterna på det tvärsnitt som erhålls genom att skära ett kluster av parallella plan längs staplingsriktningen med CAD-modellen representerar konturinformationen för det tunna lagret. Däremot erhålls solidinformationen genom vissa kriterier. Avståndet mellan de parallella planen är skiktens tjocklek, vilket också är tjockleken på ett enda skikt under stapling. I denna process stör skivningen kontinuiteten i CAD-modellens yta i skivningsriktningen, vilket oundvikligen leder till förlust av viss information från modellen, vilket resulterar i fel i delarnas dimensioner och former. Inom felintervallet utgör de dimensioner som kan bestämmas för varje lager bearbetningsupplösningen. Tjockleken på de skivade skikten påverkar direkt detaljens ytjämnhet och detaljens totala måttnoggrannhet. Efter skivningen innehåller den information som erhålls från varje skikt skiktets kontur- och solidinformation. Eftersom konturinformationen härleds från skärningspunkten mellan planet och CAD-modellens STL-file efter skivning, består konturen av en serie punkter som är anslutna för att bilda linjesegment. Den modellkontur som erhålls efter skiktning är således ungefärlig och konturinformationen mellan skikten har gått förlorad. Ju tjockare skiktet är, desto mer information går förlorad, vilket leder till större dimensionsfel.
1.3 Fördelar med Rapid Prototyping-teknik

I den traditionella utvecklingsprocessen för produktprover måste konstruktörerna först skapa en tredimensionell bild av användarens krav i huvudet och sedan omvandla den till tvådimensionella konstruktionsritningar, som senare måste omvandlas till tredimensionella prover eller modeller av tillverkarna. Om det krävs ändringar av produkten måste konverteringen mellan tredimensionellt och tvådimensionellt upprepas flera gånger. Därför är den traditionella design- och utvecklingsprocessen för produktprover stegvis, vilket ofta tar lång tid och förlänger produktutvecklingscykeln.


Rapid prototyping-tekniken integrerar konceptet concurrent engineering och löser problemet med att snabbt och intuitivt analysera och demonstrera produkter inom teknisk design. Detta gör att de designade produkterna kan genereras direkt som tredimensionella solida modeller utan mellanliggande tekniska ritningar eller steg. Det har följande uppenbara fördelar: ① förkortar kraftigt utvecklingscykeln för nya produkter, vilket gör att produkterna kan komma ut på marknaden snabbare; ② minskar FoU-kostnaderna för nya produkter avsevärt; ③ ökar förstagångsfrekvensen för nya produktlanseringar; ④ stöder genomförandet av samtidig teknik; ⑤ stöder teknisk innovation och förbättrar designen av produktutseende.

1.4 Metoder för snabb prototyptillverkning
Det finns många processmetoder för snabb prototyptillverkning och olika kategorier, vilket visas i figur 1-12. Alla metoder för snabb prototyptillverkning tillverkar delar lager för lager och skiljer sig åt i fråga om material och bindningsmetoder. Typiska tekniker för snabb prototyptillverkning är stereolitografiapparater (SLA), digital ljusbehandling (DLP), smält depositionsmodellering (FDM), selektiv lasersintring (SLS) och tillverkning av laminerade objekt (LOM).
Figur 1-12 Huvudsakliga processmetoder för snabb prototypframställning och deras klassificering
Figur 1-12 Huvudsakliga processmetoder för snabb prototypframställning och deras klassificering

(1) Apparat för stereolitografi (SLA)


Denna gjutningsmetod använder ljuskänsligt harts som råmaterial. Under datorstyrning skannar en UV-laser ytan på det flytande ljuskänsliga hartset enligt de skiktade tvärsnittsdata för delen, vilket gör att hartset i det skannade området genomgår en fotopolymerisationsreaktion och stelnar och bildar ett tunt lager av delen; efter att ett lager har härdat sänks arbetsbänken ner och ett nytt lager flytande harts appliceras på den tidigare härdade hartsytan för nästa skannings- och härdningslager. Det nyligen härdade skiktet fäster ordentligt vid det föregående skiktet och denna process upprepas tills hela prototypen av detaljen är klar, se figur 1-13.

Figur 1-13 Principschema för fotopolymerisation
Figur 1-13 Principschema för fotopolymerisation

SLA-metoden analyserar de skiktade tvärsnittsdata till otaliga pixelpunkter. Datorn kontrollerar alla pixelpunkter, kopplar ihop dem till kontinuerliga linjer och ritar dem till ytor genom parallella arrangemang av kontinuerliga linjer. Lasern fullbordar härdningen av det skiktade tvärsnittet punkt för punkt längs en linjär optisk bana. De viktigaste processparametrarna för SLA-metoden inkluderar laserpunktens diameter, skiktets tjocklek, punktens steglängd, punktens uppehållstid och ljusets rörelseriktning. Den tryckta modellens ytkvalitet begränsas inte bara av hårdvarans upplösning utan också av utformningen av datorns optiska bana. Denna gjutningsmetod kännetecknas av relativt höga utrustningskostnader, längre utskriftstider och begränsad livslängd för laserröret. Den kan skapa delar med komplexa former (ihåliga delar) och finare detaljer (smycken och hantverk).


(2) Digital ljusbehandling (DLP)


Principen för snabb prototypframställning med digital ljusbehandling är att använda en DLP-projektor för att projicera modellens skiktade grafik på ytan av tryckplattformen under hartstanken på ett plant sätt. Hela ytan härdas samtidigt. Efter att ett lager harts har härdats höjs tryckplattformen med en lagerhöjd och sedan härdas ytterligare ett lager harts, varvid denna process fortsätter lager för lager tills hela modellen är tryckt.


DLP-metoden kännetecknas av att den åstadkommer samtidig härdning av hela den skiktade ytan genom projektion, vilket effektivt ökar hastigheten för 3D-utskrifter. Under utskriftsprocessen befinner sig modellen i ett inverterat suspenderat tillstånd, där skikten läggs på individuellt, vilket gör det möjligt att skriva ut med en liten mängd material. Figur 1-14 visar en typisk DLP 3D-skrivare. De viktigaste processparametrarna för DLP-metoden inkluderar exponeringstid för ett lager, formningsriktning och skikttjocklek. Ju mindre skikttjockleken är, desto högre är utskriftsprecisionen, men motsvarande utskriftstid kommer också att förlängas. Exponeringstiden för varje lager påverkar den faktiska lagertjockleken som skrivs ut, och olika typer av harts kräver olika exponeringstider; därför är exponeringstiden för ett lager en viktig parameter för DLP-processen. Utskriftsprocessen för DLP-metoden liknar andra 3D-utskriftsmetoder, eftersom det är en ackumuleringsprocess lager för lager. Under skiktnings- och staplingsprocessen bearbetas grafiken på ett sätt som ger en ungefärlig form. Modellens formningsmetod under tryckprocessen påverkar således också tryckprecisionen.

Bild 1-14 DLP 3D-skrivare
Bild 1-14 DLP 3D-skrivare

DLP-metoden kännetecknas av att ljuskällan har ändrats från punktskanning till områdesskanning, vilket gör att tryckytan kan formas på en gång, vilket avsevärt sparar tiden för punktvis skanning och gör tryckprocessen snabbare och effektivare. DLP-metoden har särskilt följande fördelar.


① Brett utskriftsområde. DLP-tekniken använder en ytljuskälla som möjliggör en effektiv utvidgning av utskriftsmodellens område, vilket möjliggör ett bredare utbud av utskrivbara storlekar.

② Hög utskriftsnoggrannhet och låg distorsionsgrad. DLP-metoden har ingen rörlig balk, vilket resulterar i minimal vibrationsavvikelse i utskriften. Dessutom kan det optiska DLP-systemet paras ihop med automatisk kalibreringsteknik, vilket möjliggör effektiv storlekskorrigering med hög precision, vilket ger högre ytupplösning och underlättar efterföljande bearbetning.

③ Snabb utskriftshastighet. Jämfört med övergången från punkt till linje till yta i SLA 3D-utskriftsteknik möjliggör DLP 3D-utskriftsteknik en engångsformningsprocess, vilket gör utskriftsprocessen snabbare och effektivare, vilket bättre tillgodoser marknadens efterfrågan på kvantitativ och raffinerad produktion. DLP-utrustningen har inga rörliga munstycken, vilket eliminerar problem med materialblockering, och kräver inga värmekomponenter, vilket förbättrar elsäkerheten.

1.5 Vanliga verktyg och tillbehör för stereolitografiapparater

(1) Rengöringsduk: Används för att rengöra den inre ytan av det flexibla filmlagret.

(2) Bomullspinne: Används för att rengöra ID-chipet i hartslådan.

(3) Allmänt rengöringsmedel (glasrengöringsmedel) eller tvättmedel: Rengöring av skrivarens hölje, kåpa och bildskärm.

(4) Isopropylalkohol med en koncentration på 90% eller högre: Används för att rengöra skrivarens optiska komponenter, byggplattform och ID-chip för hartslåda, och kan även användas för att rengöra arbetsytan och verktygen.

(5) Litiumfett för kullager: Används för att smörja skruven på X-axeln och Z-axeln.

(6) Pappershanddukar med låg fiberhalt: Används för rengöring av arbetsytor och verktyg, för att skydda känsliga komponenter och kan även användas för att torka bort rester av fett, harts eller lösningsmedel.

(7) Slitstark mikrofiberduk: Används för rengöring av skrivarens lock, hölje och displayskärm.

(8) Rengöringsduk av klorerad polyeten: Används för rengöring av skrivarens optiska komponenter och ID-chipet för hartskassetten.

(9) Blåsmaskin med gummikula: Används för att avlägsna damm från optiska glasfönster.

(10) Rengöringsverktyg för hartsbehållare: Används för att inspektera och rengöra den inre ytan av det flexibla filmlagret.

1.6 Inspektion och underhåll av skrivaren

(1) Kontroll före varje utskrift

Driftsmiljön måste kontrolleras, byggplattformen rengöras och fästventilerna inspekteras före varje tryckning.


(2) Månatlig inspektion

ID-chipet för hartstanken ska underhållas varje månad, utsidan av hartstanken ska kontrolleras så att den är ren och hartstankens ram ska inspekteras för skador.


(3) Regelbundet underhåll

Bestäm en fast period för att regelbundet kontrollera att maskinens hölje är intakt, kontrollera att bildskärmen och uppsamlingsenheten fungerar korrekt, kontrollera eventuella skador på det yttre skalet och se till att lyft- och indragningsfunktionerna för axel X och axel Z är stabila.

2. Genomförande av uppgifter

Denna uppgift är att skapa en smyckesprototyp med hjälp av SLA 3D-skrivaren.


(1) Hämta modellfilen

Slutför konstruktionen av modellen och exportera modellens STL-fil.


(2) Skivning av modell

När du har importerat modellens STL-fil ska du slutföra skivningen med hjälp av skivningsprogrammet. De specifika stegen är som följer.


① Öppna modellen i PreForm

När PreForm öppnas ser gränssnittet ut som i bilderna 1-15. Klicka på "File" - "Open" i menyraden för att visa fönstret "Open File". Välj den fil som ska skrivas ut.

Figur 1-15 PreForm-programvarans gränssnitt
Figur 1-15 PreForm-programvarans gränssnitt

② Förbereda modellen i PreForm

Ändra vy med hjälp av funktionsknapparna på vänster sida för att visa modellens struktur, som visas i Figur 1-16. Välj sedan utskriftsskiktets tjocklek.

Figur 1-16 Originalmodellens vystruktur
Figur 1-16 Originalmodellens vystruktur

1) Klicka på knappen "<" längst upp till höger. Dialogrutan "Task Information" öppnas.

2) Klicka på skrivarens namn. Fönstret "Task Settings" öppnas.

3) Bläddra ner till avsnittet "Välj material". Håll muspekaren över önskat material för att visa tillgängliga versioner av den materialtypen. Klicka för att välja material och version, enligt bild 1-17.

Figur 1-17 Gränssnitt för val av utskriftsmaterial och version
Figur 1-17 Gränssnitt för val av utskriftsmaterial och version

4) Bläddra till avsnittet "Select Print Layer Thickness" (Välj tjocklek på utskriftsskiktet). Klicka för att välja tjocklek på utskriftsskiktet.

5) Klicka på "Apply" för det valda materialet och inställningarna för tryckskiktets tjocklek. Fönstret "Task Settings" stängs omedelbart.

6) Välj orienterings- och supportmodeller. Fyll i stöddata. Välj modell i PreForm. Klicka på "Support" för att öppna dialogen. Klicka på "Auto-generate All" för att lägga till stöd för alla modeller på byggplattformen.

(3) Förberedelse för tryckning

När du har ställt in modellen i PreForm väljer du en skrivare som ska köra utskriftsjobbet: välj eller lägg till en skrivare manuellt i PreForm. Matcha förbrukningsartiklarna (hartstank, hartspatron) i PreForm med dem i skrivaren. När du är klar skickar du utskriftsjobbet från PreForm till skrivaren.


① När du ska skicka utskriftsjobbet till skrivaren klickar du på den orangefärgade knappen "Print". Fönstret "Print" öppnas enligt bild 1-1

Bild 1-18 Fönstret "Skriv ut"
Bild 1-18 Fönstret "Skriv ut"

② Klicka på pilen "Select Device". Fönstret "Device List" öppnas enligt bild 1-19.

Figur 1-19 Fönstret "Enhetslista"
Figur 1-19 Fönstret "Enhetslista"

③ Klicka på kryssrutan "Select Device" bredvid skrivarens serienamn.

④ Klicka på "Välj". Fönstret "Skriv ut" öppnas igen. Ange eller uppdatera uppgiftsnamnet.

⑤ Klicka på "Ladda upp uppgift

(4) Modell för utskrift


När du har slutfört förberedelserna kan du gå vidare till utskriftssteget.

När du har överfört utskriftsjobbet till skrivaren kan du antingen starta utskriftsjobbet direkt eller komma åt utskriftsjobbet senare från "Queue" (välj den modell som används).

① Klicka på utskriftsjobbet på huvudskärmen eller i "kön".

② Klicka på "Print" för att bekräfta. Ett nytt gränssnitt visas.

③ Följ anvisningarna på pekskärmen för att kontrollera att förbrukningsartiklarna är korrekt isatta och tryck sedan på "Bekräfta". Utskriften startar när rumstemperaturen når cirka 35℃ (95℉).

(5) Efterbearbetning


När utskriften är klar måste modellämnet tas bort och efterbearbetas.


① Ta bort modellens blankett


1) Öppna skrivarluckan och lyft upp plattformslåset efter utskrift.

2) Håll i handtaget med båda händerna och ta bort byggplattformen från skrivaren.

3) Stäng skrivarluckan. Ta fram den tomma modellen från den färdiga utskriften, som visas i figur 1-20.

Bild 1-20 Blank modell från färdigt tryck
Bild 1-20 Blank modell från färdigt tryck

② Rengöring, lufttorkning och härdning av ämnet


1) Blötlägg ämnet i det angivna rengöringsmedlet i en halv minut och torka sedan försiktigt med en bomullspinne för att avlägsna ythartset, se bild 1-21.

Bild 1-21 Rengöring av modellens tomrum
Bild 1-21 Rengöring av modellens tomrum

Obs: Rengöringsmedlet är en brandfarlig kemikalie. Håll dig borta från brandkällor under drift, inklusive öppna lågor, gnistor och koncentrerade värmekällor.


2) Avlägsna lösningsmedlet från ämnet.

Om lösningsmedlet avdunstar lätt (t.ex. isopropanol) ska du låta det stå i minst 30 minuter efter rengöringen så att lösningsmedlet avdunstar helt.

Om lösningsmedlet inte avdunstar lätt (t.ex. propylenglykolmonometyleter) kan du tvätta ämnena med vatten för att avlägsna överflödigt lösningsmedel.


3) Låt ämnena lufttorka. Före efterbehandlingen ska du se till att alla ämnen är helt torra och att det inte finns något överskott av lösningsmedel, harts eller andra vätskor.


4) Använd härdningsutrustning för att utföra efterhärdning på ämnena för att fullt ut uppnå deras mekaniska egenskaper, enligt figur 1-22.

Bild 1-22 Placera modellen i härdningsutrustningen.
Bild 1-22 Placera modellen i härdningsutrustningen.

5) En komplett modell erhålls genom att ta bort stöd, polera ytan och lägga till beläggningar för efterbearbetning av ämnet, enligt figur 1-23.

Figur 1-23 Färdig modell
Figur 1-23 Färdig modell

③ Stänga av skrivaren


När utskriften är klar övergår enheten automatiskt till viloläge. Om du behöver stänga av den trycker du på strömbrytaren bredvid nätsladden på skrivarens baksida, så slås skrivaren på.

Avsnitt III Framställning av originalmodell för Fused Deposition Modeling

1. Bakgrundskunskap

1.1 Fused Deposition Modeling (FDM)
Fused Deposition Modeling, även känd som FDM-metoden, är en formningsteknik som använder smält stapling. Den värmer och smälter termoplastiska material (vanligtvis i filamentform, som kan vara vax, termoplast, nylon etc.) medan den noggrant kontrollerar temperaturen i arbetsmiljön. Baserat på informationen om tvärsnittsprofilen appliceras det halvsmälta formningsmaterialet som extruderas från munstycket selektivt på arbetsbänken. Materialet börjar stelna när det lämnar munstycket och efter snabb kylning bildar det ett tvärsnittsskikt. Även om munstycket lämnar formningspositionen är materialet som lämnas kvar vid formningspositionen redan solidifierat. Efter att ett skikt har formats sänks maskinens arbetsbänk med en höjd (dvs. skikttjockleken) för att forma nästa skikt tills hela den solida formen har skapats. Formningsprincipen visas i figur 1-24.
Figur 1-24 Principdiagram för FDM-metoden
Figur 1-24 Principdiagram för FDM-metoden
Modeller som tillverkas med FDM-metoden ligger mycket nära de faktiska materialen när det gäller prestanda och utseende, så FDM-metoden har unika fördelar när det gäller att tillverka konceptuella modeller och verifiera produktfunktioner. Tillämpningsområdet blir allt bredare.
1.2 Typer av FDM 3D-skrivare

FDM-utskriftsprocessen innebär att utskriftspunkternas positionering och väg anpassas till extruderingspunkternas, vilket omvandlar digitalt utrymme till fysiska föremål för att få fysiska prover. Baserat på de matematiska principerna för skrivarens treaxliga punktkoordinater X, Y, Z, kan arkitekturen för FDM 3D-skrivare delas in i kartesisk koordinatsystemarkitektur, polär koordinatsystemarkitektur, sfärisk koordinatsystemarkitektur etc. På grund av komplexiteten i matematiska operationer vid tillämpning av polära och sfäriska koordinatsystemprinciper i moderkortets firmware och skivningsprogramvara har 3D-skrivare baserade på sådana matematiska principer ett mindre cirkulationsområde på marknaden. För närvarande antar de vanliga FDM 3D-skrivarna fortfarande kartesisk koordinatsystemarkitektur.

På motsvarande sätt som för de tre arkitekturerna ovan finns det tre typiska 3D-skrivare.


(1) 3D-skrivare av typen kartesiskt koordinatsystem

Typen kartesiskt koordinatsystem representerar typiskt arkitekturen för det kartesiska koordinatsystemet. Den har en kvadratisk design, där basen rör sig längs axeln Z medan extrudern rör sig längs axlarna X och Y, med den treaxliga drivenheten som arbetar oberoende av varandra. En typisk 3D-skrivare med kartesiskt koordinatsystem visas i figur 1-25. Maskinerna i RepRap-serien med öppen källkod, Ultimaker, Printrbot och den tidigare Makebot-serien med öppen källkod har alla denna kartesiska koordinatsystemstruktur. Stora tillverkare tillverkar representativa modeller med denna struktur, som ger måttlig utskriftskvalitet och hög stabilitet. En yttre ram kan också säkerställa arbetsområdets temperatur, luftfuktighet och andra formningsförhållanden. Fördelar: enkel design, enkelt underhåll och exakta utskriftsdetaljer. Begränsningar: långsammare utskriftshastighet, den största begränsningen för 3D-skrivare som använder kartesisk koordinatsystemarkitektur.

Figur 1-25 Typiskt kartesiskt koordinatsystem typ 3D-skrivare
Figur 1-25 Typiskt kartesiskt koordinatsystem typ 3D-skrivare

(2) 3D-skrivare med Core XY-struktur

Core XY-strukturen är en typisk representant för polär koordinatarkitektur och använder X- och Y-axlar med dubbla axlar för interaktiv sammansatt rörelse. Med undantag för Z-axeln, som drivs av en enda motor, använder X- och Y-axlarna två motorsystem som växlar genom ett synkroniserat band för att uppnå förskjutning. I en Core XY-strukturerad 3D-skrivare ser de två transportbanden ut att korsa varandra, men de ligger i själva verket på två plan, det ena ovanför det andra, som visas i figur 1-26. Den här typen av skrivare har högre utskriftshastighet och högre stabilitet under drift. På grund av den alltför komplexa monteringsmetoden och de höga överföringskraven ställer den dock högre krav på användarna, vilket leder till dålig marknadsföring av utrustningen.

(3) Delta 3D-skrivare

Deltatypen, eller triangeltypen, är typisk för sfärisk koordinatarkitektur och har en cirkulär bas med extrudern upphängd i toppen. Munstycket stöds av tre metallarmar som bildar en triangel, vilket visas i figur 1-27. Det unika med Delta 3D-skrivaren är att dess bas aldrig rör sig, vilket ger den vissa fördelar vid skapandet av vissa typer av objekt. Fördelar: Den har en högre utskriftshastighet än de flesta andra 3D-skrivare, en ny design och en fast bas. Begränsningar: På grund av styrningen av munstyckssystemet genom sex länkstänger är de tre axiella transmissionskomponenterna för koncentrerade, vilket leder till otillräcklig stabilitet under drift och relativt låg positioneringsnoggrannhet i de axiella riktningarna X, Y och Z.

Figur 1-26 Typisk 3D-skrivare med kärn-XY-struktur
Figur 1-26 Typisk 3D-skrivare med kärn-XY-struktur
Figur 1-27 Typisk triangulär 3D-skrivare
Figur 1-27 Typisk triangulär 3D-skrivare
1.3 Smycken FDM 3D-skrivare
Att använda gjutmetoden med förlorat vax och formar för att göra traditionella smycken har varit en tidskrävande, manuell process under lång tid. Efter att ha producerat originalversionen med ljuskänsliga hartsmaterial minskas produktionstiden avsevärt. Ändå, om det erhållna hartsoriginalet används direkt för gjutning av mögel, är smyckenas kvalitet inte tillräckligt stabil. På grund av begränsningarna av de mekaniska egenskaperna, såsom styrkan och segheten hos själva materialet, kan det ursprungliga hartset endast anpassa sig till den rumstemperaturvulkaniserade silikongummiformen och är olämpligt för högtemperaturvulkaniserade silikongummiformar. Eftersom hållbarheten hos rumstemperaturvulkaniserade silikongummiformar inte är lika bra som för högtemperaturvulkaniserade silikongummiformar, är det nödvändigt att skapa metallformar och pressa högtemperaturvulkaniserade silikongummiformar eller ofta skapa nya rumstemperaturvulkaniserade silikongummiformar när man utför massproduktion. Således verkar användningsscenarierna i produktionen vara ganska besvärliga. FDM 3D-skrivaren kan använda vax som beläggningsmaterial, och den tryckta produkten kan användas direkt för gjutning. En typisk enhet är ProJet MJP 2500W Plus 3D-skrivare för vaxmodeller, som visas i figur 1-28. Denna skrivare använder ett enda munstycke, flermunstycksläge, med lila vax som huvudmaterial för modellprodukten och vattenlösligt vaxmaterial som stödmaterial, identifierar automatiskt komponenterna baserat på modelldesignen och sprutar selektivt olika material med precision. Eftersom det vaxmaterial som används för produktens huvudstruktur är lila kallas denna 3D-skrivare också för lila vaxmaskin. Efter avslutad modellutskrift blötläggs modellen i en rengöringslösning och stödstrukturen löses upp och tas bort automatiskt.
Bild 1-28 3D-skrivare ProJet MJP 2500W Plus för vaxmodeller
Bild 1-28 3D-skrivare ProJet MJP 2500W Plus för vaxmodeller

FDM 3D-skrivaren för smycken har följande funktioner.


(1) Enkelt munstycke, design med flera munstycken, huvudmaterialet 100% använder vax, som direkt kan användas för gjutning.

(2) Vaxbeläggning kan uppnå skarpa modellkanter, tydliga funktioner och släta ytor, vilket möjliggör en mer realistisk restaurering av designmodellen. Men eftersom modellen bildas genom solidifiering av smält material, som har flytförmåga, finns det en dimensionsavvikelse mellan den solidifierade modellen och det faktiska objektet, vilket påverkar trycknoggrannheten.

(3) I processen med smält avsättningsmodellering, förutom att huvudprodukten behöver använda lila vax, är stödmaterialet ett billigt, vattenlösligt vax, och hela tryckprocessen genererar nästan inget avfall, vilket resulterar i en mycket hög utnyttjandegrad av råvaror.

1.4 Jämförelse mellan FDM-teknik och DLP-teknik
När det gäller tryckprecision har DLP-tekniken fördelar som FDM-tekniken inte kan matcha, och den kan vanligtvis producera komplexa och exakta delar och invecklade modeller; när det gäller materialkostnader är dock FDM-tekniken betydligt billigare än DLP-tekniken. På det tekniska planet har båda teknikerna sina fördelar och kan inte ersätta varandra. De viktigaste tekniska parametrarna jämförs i tabell 1-6.

Tabell 1-6 Jämförelse av de viktigaste tekniska parametrarna för FDM och DLP

Tekniska indikatorer FDM DLP
Formningsprincip Skikt-för-skikt-smältformning Ljushärdning lager-för-lager-formning
Typisk utrustning ProJet MJP 2500W Plus Envision One
Produktens huvudmaterial Lila vax Ljuskänsligt harts
Material som stöds Vattenlösligt vax Ljuskänsligt harts
Modelleringsstorlek (typisk modell)/mm 295 X 211 X 144 90 X 96 X 104
Driftstemperaturområde/℃ 18 〜 28 18 〜 28
Filtyper som stöds STL、CTL、OBJ、PLY、 XRP 、 ABD 、 3DS, etc. STL eller OBJ

2. Genomförande av uppgifter

I denna uppgift används FDM-metoden för att skriva ut originalmodellen av ringen.


(1) Hämta modellfilen

Slutför modellkonstruktionen enligt figur 1-29 och exportera modellens STL-fil.



(2) Förberedelse för tryckning

Kör jetinspektionsprogrammet för att kontrollera att alla munstycken fungerar som de ska. När du skickar utskriftsjobbet ska du se till att en ren skrivbädd är installerad och att avfallspåsen är i våg.


① Kontroll av plattformen

Välj "Access Platform" i skrivarens kontrollgränssnitt och lyft upp plattformen enligt bild 1-30. Kontrollera att plattformen är ren och fri från defekter, sätt tillbaka plattformen i skrivaren och stäng det övre locket.

Figur 1-29 Diagram över modellutformning
Figur 1-29 Diagram över modellutformning
Bild 1-30 Kontrollera utskriftsplattformen
Bild 1-30 Kontrollera utskriftsplattformen

② Kontroll av avfallspåsen

Välj material, kontrollera andelen material i avfallspåsen och se till att det finns tillräckligt med utrymme i avfallspåsen för att samla upp det avfall som genereras under tryckningen.


③ Kontrollera/lägga till material i tonerkassetten

Kontrollera materialet på materialfliken för att säkerställa att utskriftskraven är uppfyllda.

(3) Skriva ut modellen



När förberedelserna är klara kan du gå vidare till utskriftsstadiet med följande specifika steg.


① Importera modellfil

Dubbelklicka på programvaran 3D Sprint för att öppna den, som visas i Figur 1-31. Importera modellfilen.

Figur 1-31 Gränssnitt för programvaran 3D Sprint
Figur 1-31 Gränssnitt för programvaran 3D Sprint

② Välja skrivare

Klicka på knappen "Printer" längst upp till vänster för att visa listan över tillgängliga skrivare, välj den skrivare som ska användas för utskrift, enligt Figur 1-32, och välj ProJet MJP 2500W.

Bild 1-32 Lista över skrivare
Bild 1-32 Lista över skrivare

③ Val av tryckmaterial

Välj de material som behövs för att skriva ut delarna och dubbelklicka på materialen. De tillgängliga utskriftslägena fylls i automatiskt; välj "HD Mode".


④ Skicka utskriftsfil

I utskriftsvalskortet importerar du STL-modellfilen som visas i Figur 1-33, öppnar den, väljer "Auto Arrange" och klickar på inställningar för att automatiskt ordna filen på plattformen. Välj sedan Lägg till i utskriftskön, som visas i figur 1-34, och filen kommer därefter att visas i skrivarens kö.

Figur 1-33 Gränssnitt för import av modellfil
Figur 1-33 Gränssnitt för import av modellfil
Bild 1-34 Kö för utskriftsuppgift
Bild 1-34 Kö för utskriftsuppgift

⑤ Starta utskriftsuppgift

I skrivarens kontrollgränssnitt väljer du den uppgift som väntar på att skrivas ut och klickar på "Starta utskrift", som visas i Figur 1-35; enheten startar automatiskt utskriftsuppgiften tills den är klar.

Bild 1-35 Starta utskriftsuppgiften
Bild 1-35 Starta utskriftsuppgiften

⑥ Utskrift slutförd

Efter utskriften tar du bort ringämnet med stöd (bild 1-36) och stänger av skrivaren på kontrollgränssnittet.

Bild 1-36 Färdigt ringämne
Bild 1-36 Färdigt ringämne

(4) Efterbearbetning


① Ta bort den tomma skivan

Efter avslutad utskrift, värm provplattformen och håll temperaturen under 38 ℃. När temperaturen stiger börjar stödet för provet att smälta långsamt och det färdiga ämnet kan enkelt tas bort.


② Rengöring av stödmaterialet

Placera det borttagna ämnet i den uppvärmda rengöringslösningen (bild 1-37) och rör om med en magnetisk rotor. Stödmaterialet löses upp i rengöringslösningen och kvar blir själva modellen (bild 1-38).

Bild 1-37 Rengöring av stödmaterialet
Bild 1-37 Rengöring av stödmaterialet
Bild 1-38 Upplösning av stödmaterialet
Bild 1-38 Upplösning av stödmaterialet

③ Torkning av modellen

Efter att stödmaterialet har avlägsnats måste modellen rengöras med rent vatten. Efter rengöringen ska modellen torkas med kall luft för att få en färdig modell (bild 1-39).

Bild 1-39 Färdig modell
Bild 1-39 Färdig modell

Sektion IV Inställning av en enda gjutning för vanliga damringar

1. Bakgrundskunskap

1.1 Angjutning

Hällkanalen kallas vanligtvis granen i smyckesindustrin. Granen ska göra det möjligt för den smälta metallen att lätt rinna in i formhålan, och mängden smält metall som finns i granen ska vara tillräcklig för att kompensera för den volymkrympning som uppstår under gjutningens solidifiering. De viktigaste parametrarna för granen är dess position, mängd, tvärsnittsform, storlek och hur den ansluts till arbetsstycket.


(1) Granens position

Den tid som krävs för att den smälta metallen ska flöda från injektionen i gipsformen till kylning och solidifiering är mycket kort; den måste fylla gjutningen snabbt. Samtidigt som kraven på fyllning och krympningskompensation uppfylls bör granen placeras i en position med minimal påverkan på ytfinishen.


(2) Antal granstycken

Det finns olika typer av granar, t.ex. enkla, dubbla och multipla. Antalet granar beror på arbetsstyckets storlek och är direkt relaterat till arbetsstyckets struktur. För små arbetsstycken med en viss variation i väggtjocklek används vanligtvis en enda gran; för medelstora eller större arbetsstycken (t.ex. medelstora ringar och stora armband), och när det finns spridda väggtjocklekspunkter i strukturen, används ofta dubbla eller till och med flera granar för att säkerställa fullständig fyllning och god krympningskompensation. Om det finns grenrör är det viktigt att se till att huvudrörens tvärsnittsarea är tillräcklig för att tillföra tillräckligt med smält metall till grenrören och att flödeshastigheten för den smälta metallen är tillräckligt snabb för att snabbt fylla hålrummet.


(3) Formen på granulatets tvärsnitt

Den smälta metallen kommer in i hålrummet genom ingjutningskanalen under gjutningsprocessen. Eftersom volymen av den smälta metallen är densamma och längden på granen är densamma, har en gran som är utformad med ett cirkulärt tvärsnitt en mindre yta än en som är utformad med ett kvadratiskt tvärsnitt, vilket resulterar i mindre värmeavledning, vilket kan minska kylhastigheten och förlänga granens stelningstid; dessutom underlättar en gran med cirkulärt tvärsnitt ett jämnt flöde av den smälta metallen och minskar turbulensen. Därför rekommenderas det att använda granar med ett cirkulärt tvärsnitt.


(4) Storlek på ingjutningskanalen

När du ställer in granens dimensioner är det nödvändigt att se till att hålrummet kan fyllas helt med smält metall. Därför bör granens diameter inte vara mindre än arbetsstyckets tjocklek, och granens längd bör vara måttlig för att säkerställa att granen solidifieras senare än gjutningen, vilket undviker bildandet av krympningshålrum.


(5) Anslutningsmetod för granen och arbetsstycket

Granen bör anslutas till arbetsstycket med ett rundat hörn så att den smälta metallen kan fylla formen smidigt och minska erosionen på formväggen. Det är viktigt att undvika halsning vid granens anslutningspunkt för att förhindra blockering, vilket allvarligt skulle påverka den smälta metallens arkiveringsprocess.

1.2 Angjutningens funktion

Granen har följande funktioner: att fästa gjutgodset vid vax- (eller guld-) trädet och förhindra att vaxformen förskjuts under gipshällningen; att skapa en kanal för den smälta metallen att fylla gjutgodset; att skapa ett utlopp för det smälta vaxet under högtemperaturrostning eller ångavvaxning; och att tillföra den sista kompletterande smälta metallen för solidifiering under gjutningsprocessen.

Granens utformning spelar en avgörande roll för kvaliteten på smyckesgjutningar. Anta att den smälta metallen flyter ojämnt inom granen. I så fall kan det orsaka turbulens, sänka temperaturen på den smälta metallen och fånga föroreningar och luft i gipsformen, vilket leder till defekter som otillräcklig hällning, kalla stängningar, krympningshåligheter och inneslutningar, vilket allvarligt påverkar gjutningens kvalitet. Gjutdefekter orsakade av felaktig granutformning är ganska vanliga.

1.3 Utformning av ingjutningskanalen

På grund av skillnaderna i typer och stilar av smycken varierar utformningen av deras granar.


(1) Utformning av ingjutningsgods för ringar

När man utformar huvudanslutningen för en ring är det i allmänhet lämpligt att lägga till en så tjock anslutning som möjligt, där diametern på anslutningens tvärsnitt matchar bredden på ringens skaft, som visas i figur 1-40. Beroende på ringens utformning kan man också lägga till extra vattenledningar för att säkerställa att den smälta metallen snabbt kan fylla hålrummet. Granens krympningskompenserande effekt beror på dess dimensioner och storleken på ringens skaft. Om man till exempel sätter en cirkulär gran med en diameter på 3 mm på ett platt ringskaft med ett tvärsnitt på 1 mm × 2 mm, minskar inte krympningshålrummet vid den tjocka delen av ringens topp. När någon sida av granen solidifieras kommer den tunna delen av ringens släta skaft att bli granen.

Figure 1-40 Ring with single sprue setting
Figure 1-40 Ring with single sprue setting

(2) Design of Sprues for Pendants and Earrings

When designing the main sprue for pendants and earrings, it is generally added at the thicker position in the middle. The threading position of pendants and earrings is often relatively thin; if the sprue is set here, the thinner area will solidify before the thicker middle part when the molten metal enters the casting. When the middle part solidifies, it will not receive timely compensation, which can easily lead to shrinkage defects. After designing the main sprue, we should design auxiliary sprues based on the specific characteristics of each pendant or earring. Experienced casting masters will design sprues in areas with complex layers and relatively more connections. They will try to design multiple sprues to ensure that the molten metal can quickly fill the cavity, as shown in Figure 1-41, to reduce the occurrence of defects.


(3) Design of Sprues for Necklaces and Accessories

Generally, the treatment of sprues for the main structure of necklaces and accessories is similar. Since the size of accessories is often smaller, different types of connection methods need to be used when connecting the sprue to match the size of the accessory. The molten metal will have a certain pressure when injected into the gypsum mold, and the sprayed molten metal can easily damage the cavity, causing casting deformation. Vertical and trumpet-shaped sprues allow the molten metal to flow smoothly into the cavity, reducing the impact on the cavity and improving the casting quality. Sharp-angled sprues can cause the molten metal to flow into the cavity in a spraying state, resulting in turbulence. However, in some relatively complex structures of necklaces or accessories, sharp-angled sprues may be chosen to achieve a faster filling speed of the molten metal. Figure 1-42 shows the design of sharp-angled sprues for accessories.

Figure 1-41 Schematic design of the original model multi-branch sprue for earrings

Figure 1-41 Schematic design of the original model multi-branch sprue for earrings (A is the original main sprue, B, C, and D are three auxiliary sprues)

Figure 1-42 Design of pointed sprue

Figure 1-42 Design of pointed sprue

(4) Design of the Sprue for Bracelets

Generally speaking, bracelets with larger and more shanks, occasionally retaining stone setting positions, adopt a “trident” style sprue. The principle is the same as the “Y” shaped sprue design for rings, but the “trident” style is more reasonable since bracelets are much larger than rings. Another method is to design the sprue on both sides of the bracelet, adding three sprues on one side and two on the other, distributing five sprues evenly across the entire bracelet, allowing the metal liquid to quickly and uniformly fill the bracelet. This sprue design method is mainly suitable for wax-set bracelets with many stone setting positions, fewer gold surfaces, and more lines.

2. Genomförande av uppgifter

This case uses a conventional women’s ring, sets the sprue, and completes the production.


(1) Förberedande arbete

Preparing in advance can ensure the smooth completion of the sprue setting for the women’s ring. Check the surface quality of the original model ring to ensure it is smooth and defect-free. Observe the ring’s structure and obtain structural feature information to determine the position for setting the sprue. The ring is symmetrically structured, and the sprue is generally set at the shank position. Use a caliper to measure the thickness and width of the shank, select a sprue of appropriate thickness, and cut 20~30 mm with pliers for backup.


(2) Filing the Sprue Ends

To achieve a good connection effect, it is necessary to trim the ends of the sprue. Use a file to shape the sprue ends to match the curvature of the shank surface, allowing them to fit closely together, as shown in Figure 1-43.

Figure 1-43 Trimming the sprue end
Figure 1-43 Trimming the sprue end

(3) Welding the Sprue

After finishing the end trimming, the connection between the sprue and the ring body should be completed. Hold the welding clamp in the right hand, clamp the sprue, use a combination welding tool to heat the sprue, and then use welding powder as a flux to melt the solder onto the end face of the sprue for later use. Heat the female ring prototype, and when its temperature approaches the melting point of the solder, bring the end face of the sprue attached with solder close to the predetermined joint position, continue heating, and weld the sprue to the ring, as shown in Figure 1-44. During the welding process, control the size of the flame; after the solder melts, remove the flame, and during the solidification of the solder, the sprue and the ring should avoid relative displacement.

Figure 1-44 Weld Sprue
Figure 1-44 Weld Sprue

(4) Boiling Alum Water

After welding the sprue onto the female ring original model, black copper oxide and other impurities will form on the surface of the ring. Boiling alum water can remove these impurities and the original model’s surface impurities. Specific method: Place the original model into a pot containing alum water and place the pot on the welding tile; use a combination welding tool to heat the alum water until it boils, then occasionally turn the original piece to allow the alum water to fully contact the black substance on the surface to achieve a cleaner surface, as shown in Figure 1-45; then remove the original model from the alum water pot and immediately rinse with clean water. If not rinsed, a white crystalline layer will form on the original piece’s surface as the alum water’s moisture evaporates.

Figure 1-45 Boil Alum Water
Figure 1-45 Boil Alum Water

(5) Trimning

The original model female ring had a smooth surface before setting the sprue . However, after the welding operation, the surface may be scratched, and welding marks may be left at the welding points, requiring adjustment. For areas with solder accumulation and rough surfaces, a flat file should be used to smooth them. Then, sandpaper is used to make tools such as sandpaper sticks, sandpaper tips, sandpaper discs, and sandpaper pushers. Depending on the difference positions in the original model, choose the appropriate tools to smooth each part of the original model, as shown in Figure 1-46. The original model’s patterns, lines, overall angles, and quality must not be damaged during the repair. A part with a sand hole should be filled before repair.

Figure 1-46 Trimming
Figure 1-46 Trimming

Section V Setting up Dual Sprues for Conventional Men's Rings

1. Bakgrundskunskap

Significant differences exist between men’s and women’s rings in the following aspects.


(1) Shank width. Women’s ring shanks are often designed to be finer and narrower to highlight the elegance and delicacy of women’s fingers, achieving a better decorative effect. On the other hand, men’s ring shanks are usually set wider to match the rugged temperament of men.


(2) Ring size. The measurement methods for ring sizes include Hong Kong, American, Japanese, European, and Italian sizes, categorized into different sizes based on their dimensions. Due to physiological differences, women’s fingers are generally thinner than men’s, so men’s rings are usually larger than women’s. According to market consumption data, women’s ring sizes are generally Hong Kong size 11~14, while men’s ring sizes are generally Hong Kong size 17~20. Based on the actual condition of fingers, there may be overlaps where women’s larger sizes coincide with men’s smaller sizes.


(3) Style characteristics. Simple men’s rings can be plain bands or single-stone settings. Plain bands are made of pure metal without any gemstones, featuring a smooth or multi-faceted surface, reflecting a simple and elegant style. The surface may be adorned with various patterns such as intricate lines, full band textures, or partial band textures. On the other hand, women’s rings often have more elaborate designs, appearing more graceful and charming.


Men’s rings have a simpler structure than women’s, but their size is larger, requiring more metal during production. A dual sprue design is often used to ensure that the molten metal fills the cavity and compensates fully during the setting of the water lines.

2. Genomförande av uppgifter

This case uses a conventional men’s ring to set up a double sprues and complete the production. The production process is the same as the single sprue setup steps for a conventional women’s ring, but detailed differences exist.


(1) Förberedande arbete

Preparing in advance can ensure the smooth completion of the men’s ring sprue setup. Check the surface quality of the men’s ring’s original model to ensure it is smooth and defect-free. Observe the ring’s structure to obtain structural feature information and determine the position for setting the sprue. The ring has a symmetrical structure, and the sprue is generally set on both sides of the ring shank, using a “Y” shape connection method. Use a caliper to measure the thickness and width of the ring shank, select a sprue of appropriate thickness, and cut one segment of 20~30mm and one segment of 60~70mm for backup using cutting pliers.


(2) Making the “Y” Shape Sprue

To facilitate subsequent operations, first make the “Y” shape sprue. Based on the shape of the men’s ring, use pliers to shape one long and one short segment of the sprue into the appropriate form, estimate the corresponding dimensions and positions, and weld the two segments of the sprue together using high melting point solder to form a fixed “Y” shape. Adjust the opening size of the “Y” shape sprue to match the shape of the men’s ring, as shown in Figure 1-47.

Figure 1-47 "Y" shaped sprue
Figure 1-47 "Y" shaped sprue

(3) Filing the End of the Sprue

To achieve a good connection effect, the end of the sprue needs to be repaired. Use a file to shape the end of the sprue to match the curvature of the ring shank, allowing both to fit closely together.


(4) Welding the Sprue

After filing the end, the connection between the sprue and the ring should be completed. Use low to medium melting point solder, first weld a spot, hold the sprue with a welding clamp in the right hand, heat the sprue with a combination welding tool, then use welding powder to assist melting, and prepare the solder to melt on the end face of the sprue. Heat the original male ring, and when its temperature approaches the melting point of the solder, bring the end face of the sprue with the attached solder close to the predetermined joint position, continue heating, and weld the sprue to the ring. During the welding process, control the flame size; after the solder melts, remove the flame, and during the solidification of the solder, the sprue and the ring should avoid relative displacement. After completing the first weld point, check the position of the sprue and the fit of the other weld point, and if necessary, make appropriate adjustments to ensure the other weld point also fits with the ring, then weld securely.


(5) Boiling Alum Water

The process of boiling alum water for the men’s original model ring is the same as that of boiling alum water for the women’s ring. Please refer to section 1.4.3 for related content on “Boiling Alum Water.”


(6) Trimming

Trimming the men’s ring mainly focuses on treating the original surface, and the operation is the same as that for the women’s ring. Please refer to section 1.4.3 for related content on “Trimming.”

Bild av Heman
Heman

Expert på smyckesprodukter --- 12 års rikliga erfarenheter

Hej, kära du,

Jag är Heman, pappa och hjälte till två fantastiska barn. Jag är glad att kunna dela med mig av mina smyckesupplevelser som expert på smyckesprodukter. Sedan 2010 har jag betjänat 29 kunder från hela världen, till exempel Hiphopbling och Silverplanet, och hjälpt och stöttat dem i kreativ smyckesdesign, utveckling och tillverkning av smyckesprodukter.

Om du har några frågor om smyckesprodukt, ring eller maila mig gärna och låt oss diskutera en lämplig lösning för dig, så får du gratis smyckesprover för att kontrollera hantverket och smyckenas kvalitetsdetaljer.

Låt oss växa tillsammans!

2 svar

  1. Nice post. I learn something more challenging on completely different blogs everyday. It’ll all the time be stimulating to learn content from different writers and follow a bit one thing from their store. I’d prefer to make use of some with the content on my blog whether or not you don’t mind. Natually I’ll give you a link on your net blog. Thanks for sharing.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fältet är märkta *

POSTS Kategorier

Behöver du stöd för smyckesproduktion?

Skicka din förfrågan till Sobling
202407 heman - expert på smyckesprodukter
Heman

Expert på smyckesprodukter

Hej, kära du,

Jag är Heman, pappa och hjälte till två fantastiska barn. Jag är glad att kunna dela med mig av mina smyckesupplevelser som expert på smyckesprodukter. Sedan 2010 har jag betjänat 29 kunder från hela världen, till exempel Hiphopbling och Silverplanet, och hjälpt och stöttat dem i kreativ smyckesdesign, utveckling och tillverkning av smyckesprodukter.

Om du har några frågor om smyckesprodukt, ring eller maila mig gärna och låt oss diskutera en lämplig lösning för dig, så får du gratis smyckesprover för att kontrollera hantverket och smyckenas kvalitetsdetaljer.

Låt oss växa tillsammans!

Följ mig

Varför välja Sobling?

Sobling Team Members silver smycken tillverkare och fabrik
CERTIFIERINGAR

Sobling respekterar kvalitetsstandarder

Sobling uppfyller kvalitetscertifikat som TUV CNAS CTC

Nyaste inlägg

Figur 8-9 Rengöring av gjutformen vid vattenexplosion

Hur man rengör och inspekterar smyckesgjutgods: Tekniker för olika typer av gjutformar

Lär dig hur du gör smyckesgjutningar perfekta! Den här guiden hjälper smyckestillverkare, butiker och designers att använda olika formar som gips och vax. Den visar hur du rengör och fixar smycken efter gjutning, så att de ser bra ut. Oavsett om du tillverkar specialgjorda smycken för kändisar eller säljer online får du tips för att undvika vanliga problem och få dina smycken att skina.

Läs mer "
Figur 6-5-4 Monterat abalone-skal 2

Introduktion av skal och pärlemor - 6 sorters pärlor-liknande utseende utan pärlskikt

Upptäck mysterierna med organiska ädelstenar som snäckor, melo, abalonepärlor och snäckor. Lär dig mer om deras naturliga bildning, färg, lyster och hur de värderas i smyckesvärlden. Oavsett om du är designer, återförsäljare eller bara älskar unika smycken är den här guiden något för dig. Få insikter om dessa vackra, sällsynta skatter från havet.

Läs mer "
Armband med glaspärlor

Omfattande guide om smycken av glas och färgat glas: Material, skötsel och hantverk

Upptäck skönheten i prydnadsföremål av glas och färgat glas! Lär dig mer om deras unika material, som kristall och blyfritt glas, och hur de tillverkas med hjälp av tekniker som lost-wax casting. Få tips om hur du tar hand om dessa ömtåliga smycken så att de fortsätter att skina. Perfekt för smyckesbutiker, designers och alla som vill lägga till en touch av elegans i sin samling.

Läs mer "
Bild 2-3-94 Ädelstenar i det avancerade kristallsystemet (diamant)

Omfattande guide till ädelstenar Kristallkarakristik inklusive färger, lyster, transparens, luminescens, dispersion, mekanik och fysikaliska egenskaper

Avslöja hemligheterna bakom ädelstenarnas färger och ljusspel med vår guide. Lär dig hur kristaller bildas och deras egenskaper som transparens och hårdhet. Upptäck tips för identifiering av ädelstenar och förbättra din kunskap om smycken för ditt företag eller anpassade mönster. Perfekt för smyckesintresserade och de som älskar glitter.

Läs mer "

10% Av !!!

På alla första beställningar

Anmäl dig till vårt nyhetsbrev

Prenumerera för att få senaste uppdateringar och erbjudanden!

Sobling smyckestillverkare få en offert för dina smycken
Ultimate guide sourcing - 10 tips för att spara miljoner på inköp från nya leverantörer
Fri nedladdning

Den ultimata guiden till Business Sourcing

10 värdefulla tips kan spara miljoner för dina smycken Sourcing från nya leverantörer
Sobling smyckestillverkare gratis anpassning för dina smyckesdesigner

Smyckesfabrik, smycken anpassning,Moissanite smyckesfabrik,Mässing koppar smycken,Semi-Precious smycken,Syntetiska ädelstenar smycken,Sötvattenspärl smycken,Sterling Silver CZ smycken,Semi-Precious ädelstenar anpassning,Syntetiska ädelstenar smycken