Мастер-модели и матрицы на FDM 3D принтере

бауманец

Илья, большое спасибо за подробное объяснение и фото! Теперь все более чем понятно. А меня все терзают сомнения, можно ли будет с помощью таких матриц сделать стандартное пенное крыло и хвост? Когда пенное ядро изготавливается с помощью пенорезки, а не фрезеруется на станке… Нужно как-нибудь попробовать заказать тестовые матрицы и провести эксперимент. С фюзеляжем точно проблем быть не должно, народ уже все попробовал.

Lazy
TPEHAK:

из множества слоёв углеткани и стеклоткани.

В чём смысл смешивать разные материалы? Или я опять что то не понимаю?

TPEHAK

Чтобы получать нужные свойства смешанного (композитного) материала. Когда смешивается смола с тканьнью, смола связывает и стабилизирует волокна ткани, так же смола держит сжимающую нагрузку, но сама по себе смола хрупкая и имеет не большую прочность на разрыв. Ткань, или волокна смешиваются со смолой, чтобы дать большую прочность на разрыв и жёсткость, но сама по себе ткань или волокна не держат сжимающую нагрузку.

Для заполнителя (чёрных столбиков смолы) в смолу замешивается тиксотропный загуститель, чтобы смоляные столбики сохраняли форму во время отверждения смолы, а не стекали вниз под действием сил гравитации.

В ламинате при совмещении уклеткани и стеклоткани углеткань даёт жёсткость (гораздо больше, чем стеклоткань, а это критически важно для тонких или длинных мастер-моделей типа стабилизатора), но углеткань дорогая и жёсткая (трудно выкладывать, трудно прописывать смолой) и имеет смысл выложить немного углеткани и добрать толщину стеклотканью, так как толщина нужна для твёрдости поверхности. То есть снаружи идёт слой стеклоткани, потом углеткань, так же отнонаправленная углеткань в задней кромке крест на крест несколько слоёв для нужной жёсткости (задняя кромка очень тонкая), потом опять много слоёв стеклоткани. Один слой стеклоткани снаружи для защиты слоя углеткани по ним, так как он ошкуривается потом.

Lazy
TPEHAK:

В ламинате

Простите, но всё вами написанное - сок мозга. Более бредовой идеи я не слышал никогда.

TPEHAK

Вас понять можно, мало опыта работы и знаний в этой области.

Lazy
TPEHAK:

мало опыта работы и знаний в этой области.

Вот сейчас очень-очень смешно было. 😃

lunatik

Мне кажется, эта вся технология, оправдывает тех у кого нет фрезера. А как только появится хороший фрезер, после которого можно сразу шлифовать 1000ым, хотяб 800 мы, абразивом, так сразу же закончится секас с такими изделиями.

11 days later
TPEHAK

Важное замечание - обязательно пройдитесь шпаклёвкой по всем швам составной матрицы или болванки перед тем, как задувать грунтовкой! Даже если визуально там нет никакой щели, всё равно вотрите шпаклёвку по стыку и ошкурьте.

Это нужно для того, чтобы грунтовка не образовывала щель на стыках. Я сегодня задул матрицу мастер-модели фюзеляжа полиэфирной грунтовкой ради эксперимента (для марицы мастер-модели этого было делать не обязательно) и обнаружил, что грунтовка образует щель в местах стыков, где я не прошёлся полиэфирной шпаклёвкой, даже не сморя на то, что там щели нет, части матрицы плотно прилегают друг к другу, а я тщательно шкурил матрицу и обезжиривал. Там же, где я шпаклевал в области стыков, грунтовка легла без проблем.

1 year later
TPEHAK

На днях отформовал пилон цельноповоротного V-обрасного оперения на радиопланер в матрице, напечатанной на экструзионном 3D принтере из PLA пластика. Матрица работает великолепно! Держит давление без проблем (я тестировал её до 40 psi, скорее всего можно и 60 psi давить без проблем. Конкретно эту деталь я давил 25 psi). Деталь выскакивает без проблем почти сама, на матрице на поверхности покрытой полиэфирной грунтовкой никаких сколов и ничего, похоже, что переиспользовать матрицу можно бесконечное число раз. Матрица достаточно сложная, состоит из 3 частей, 4 вкладышей для формовки отверстий под подшипники, направляющих, крепления для раздувочного шарика. Я представляю, как бы это было геморройно, дорого и затратно по матерриалам, затратно по времени, и, в то же время, возможно, не так аккуратно, делать эту матрицу по мастер-модели или на ЧПУ. Обычный 3D принтер позволяет сделать крайне сложные композитные детали высокого качества чуть ли не в домашних условиях без особой грязи, пыли и траты дорогих матерриалов!

А вот и деталь из матрицы с 3Д принтера

TPEHAK

Вобщем, теперь мастер-модели, ЧПУ, выклейку и прочий гемор и трата денег для изготовления матриц теперь можно забыть, как страшный сон из далёкого детства.

Вот процесс изготовления матрицы на экструзионном 3D принтере из PLA пластика.

Делаете CAD модель вашей детали, по ней делаете CAD модели деталей вашей матрицы.

Секции части матрицы должны иметь отверстия под штырьки, которыми они будут соединяться во время склеивания, возможно поверхность для приклеивания усилительного ребра из фанеры ны тыльной поверхности. Учтите ещё элемент на матрице для выравнивание её частей во время склеивания по горизонтали.

Еси вы хотите матрицу без завалов по линиям соединения, то делаете CAD модель с припуском (с буртиком толщиной и высотой несколько миллиметров, который вы потом срежите на роутере после вышкуривания внутренней поверхности матрицы). Если вам пофиг на завалы и прочие косметические недочёты то можно забить на это и делать матрицу без припусков как есть.

Печатаете секции частей матрицы из PLA пластика

Склеиваете части одной половинки матрицы на ровной поверхности выравнивая их ещё и по горизонтали. Не забудьте про вклейку штырьков.

i.ibb.co/…/image-2023-12-28-081328909.pn… (1.2 MB)

Приелеиваете фанерное ребро-усиление

Склеиваете вторую так же половинку уже на первой половинке выравнивая их по направляющим штырькам.

Так же потом приклеиваете усиливающее фанерное ребро. После этого я ещё положил толстую стеклотканевую рогожу со смолой поверх фанерных рёбер и задней стороны частей матрицы, чтобы ребро не откололось от пластика и было защищено от влаги, если я буду мыть матрицу водой.

Вышкуриваю PLA пласник внутри по рабочей поверхности

Маскирую матрицу, чтобы была выдна только рабочая поверхность и задуваю полиэфирной грунтовкой.

Далее выхажываю рабочие поверхности шкурками с водой предварительно задув из индикационным слоем. Я шкурил сначала 400, а потом 600 наждачкой вроде и всё. Более мелкая наждачка не имеет смысла, если вы планируете использовать воск+PVA так как после задувания PVA на поверхности будет текстура грубее 600 бумаги.

Далее срезаем припуск на роутере. Фреза роутера должна режущей кромкой резать по направлению изнутри к борну матрицы, чтобы избежать сколов грунтовки. Фреза должна быть острой и двигаться нужно достаточно быстро, чтобы рез был чистый без оплавления PLA пластика

Подшкуриваем контактные поверхности матриц, чтобы они прилегали плотно без зазоров

К рёбрам матрицы делаю фанерные полочки для струпцин

Мазюкаем и располировываем несколько слоёв разделительного воска, а затем задуваем PLA. Я задуваю PLA высоким давлением (30-40 psi) с низкой подачей PLA, чтобы была мелкодисперсная пыль на поверхности, и так делаю много-много тонких едва напылённых слоёв (слоёв 10) с просушкой между каждым слоем. Задуваю в прохладном помещении, чтобы минимизировать образовывание паутины из PVA в воздухе, а сушить слои PVA переношу в сушилку под вентилятор при 35 градусах цельсия.

Ну а дальше закладываю деталь из карбона

Раздувочный шарик так же крепится к трубке, сидящей внутри половинок детали, напечатанной на 3Д принтере.

Собираю матрицу с ламинатом, скручиваю не особо сильно струпцинами и пошагово подаю давление до полного (я давил эту деталь 25 psi финальным давлением)

Извлекаю заклатные, разделяю части матрицы и извлекаю деталь

Извлекаю шарик (всовываю гибкую трубку из полиэтиленового пластика до самого конца внутрь детали в шарик, наматываю на неё шарик и вытягиваю)

Срезаю облой, смываю водой PVA и вуяля, идеальная композитная деталь! На матрице ни сколов, ничего, готова к повторному использованию!