Energii neconvenționale

1. OBIECTUL LUCRARII

Scopul principal al lucrarii este cunoasterea teoreticasi experimentala a tehnologiei de fabricare a matritelor din cauciuc siliconic, respectiv a tehnologiei de turnare sub vid a pieselor din rasini utilizand acest tip de matrite.

2. CONSIDERATII GENERALE

2.1 Matrite din cauciuc siliconic

Cauciucul siliconic este un material extrem de avantajos in aceste tehnologii. El poate fi turnat cu usurinta in jurul unui model master pentru a obtine o cavitate. Sunt utilizate doua tipuri de cauciuc siliconic pentru a fabrica matrite, metodele de lucru fiind asemanatoare. Cele doua tipuri de cauciuc siliconic disponibil pe piata sunt sub forma transparenta sau opaca. Cauciucul siliconic sub forma transparenta este mai scump.

Folosind materialul transparent, modelul master este suspendat intr-o cutie, dupa care cauciucul siliconic este turnat astfel incat el sa inconjoare in intregime modelul RP in cutia respectiva. Dupa ce cauciucul siliconic s-a solidificat se taie un plan de separatie si se extrage modelul master. Se asambleaza cele doua semimatrite din cauciuc siliconic intre care a rezultat cavitatea ce copiaza forma modelului master RP. In aceasta cavitate se poate turna sub vid materialul din care se doreste fabricarea piesei respective. Exista o mare varietate de materiale, care se pot utiliza pentru fabricarea rapida a pieselor prin aceasta metoda. In general aceasta turnare se efectueaza sub vid pentru a elimina pericolul aparitiei unor bule de aer in piese.

Aceste matrite din cauciuc siliconic (CS) rezista bine la turnarea a circa 20-40 piese din material plastic. Unele materiale plastice care se toarna in aceste matrite de cauciuc siliconic necesita un timp mai lung de polimerizare in cuptor (la circa 65 grade Celsius). Aceasta incalzire prelungita, din nefericire usuca mult suprafata exterioara a matritelor din CS si le face mai fragile, ceea ce duce apoi la uzura prematura a acestora, mai ales in zonele cu detalii fine.

Atunci cand se lucreaza cu CS opac (care este mai ieftin), nu se recomanda realizarea matritelor intr-o singura etapa, asa cum s-a prezentat mai sus, si aceasta pentru ca este dificil de taiat planul de separatie datorita invizibilitatii modelului RP. In aceasta situatie se poate lucra in doua etape, in fiecare din ele turnandu-se cate o semimatrita.

2.2. Turnarea sub vid

Turnarea sub vid este una dintre cele mai interesante si spectaculoase aplicatii de utilizare a modelelor RP la dezvoltarea de produse noi. Timpul este un factor crucial in dezvoltarea de noi produse industriale. Competitia industriala se intensifica odata cu globalizarea pietei. Proiectantii trebuie sa dezvolte mereu idei noi de produse modernizate, pentru a raspunde cerintelor tot mai exigente. Succesul unui produs industrial depinde nu doar de caracteristicile sale tehnice, ci si de factorii comerciali, cum ar fi costul si timpul de lansare pe piata.

Turnarea sub vid este o tehnica moderna care si-a dovedit oportunitatea si eficienta tocmai in aceasta etapa de dezvoltare a produselor noi, etapa in care trebuie utillizate prototipurile pieselor complexe (prezentate in capitolele anterioare), pentru fabricarea seriei mici (30-50 bucati), pentru testarea functionalitatii noului produs si/sau testarea pietei privind marketingul noului produs.

In aceste conditii, turnarea sub vid ofera o metoda rapida, precisasi necostisitoare de fabricare a pieselor complexe din materiale plastice, in serii de 30-50 bucati. Aceasta metoda de fabricatie reproduce cu fidelitate detaliile de formasi calitatea suprafetelor modelului RP utilizat ca master.

Materialele utilizate la turnarea sub vid sunt diferite tipuri de rasini, materiale plastice si cauciuc. Proprietatile mecanice ale pieselor de plastic fabricate prin turnare sub vid, sunt comparabile cu cele ale pieselor fabricate prin injectie de mase plastice.

2.3. Prezentarea echipamentului

Centrul de Fabricare Rapida a Prototipurilor din cadrul Universitatii Tehnice din Cluj-Napoca, utilizeaza o masina de turnare sub vid de tip MCP-001 PLC.

Dupa finisarea si verificarea modelului RP utilizat ca master (model fabricat pe unul din sistemele LOM, FDM sau SLS de ex.), in general, tehnologia de fabricare prin turnare sub vid se deruleaza in doua etape: Formarea matritelor din cauciuc siliconic si Turnarea pieselor in matrite din cauciuc siliconic

3. FABRICAREA MATRITELOR DIN CAUCIUC SILICONIC

Pentru fabricarea matritelor din cauciuc siliconic necesare, se parcurg urmatoarele etape de lucru:

1. Verificarea modelului master, care poate fi fabricat rapid, folosind oricare din metodele RP existente: stereolitografia, sinterizarea selectiva cu laser, depunerea de material topit (FDM), depunerea straturilor succesive (LOM) etc.

2. Curatirea modelului master si aplicarea unor substante chimice care sa previna lipirea siliconului de suprafata modelului .

3. Stabilirea planului de separatie a viitoarelor matrite din cauciuc siliconic si materializarea

Fabricarea matritelor din cauciuc siliconic si turnarea modelelor in matrite sub vid utilizand echipamentul MCP 001 PLC