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피니싱 애플리케이션

3D 프린팅 파트의 접착, 밀봉 및 미화

사출 성형으로 제작된 제품, 첨단 툴링 애플리케이션, 내구성이 강한 커스텀 장비와 외관과 느낌 면에서 거의 차이점을 찾기 어려운 시제품을 제작하기 위해서는 3D 프린팅 파트에 여러 간편한 후처리 공정을 거칩니다.

PPSF 후처리 기법

개요

PPSF(폴리페닐설폰)는 고온, 고강도 및 내화학성 FDM 재료입니다. 까다로운 애플리케이션에 이상적인 반면에 내구성 및 내화학성으로 인해 사포나 용제로 PPSF 부품을 후처리하기가 어렵고 시간이 많이 걸립니다.

매끈한 표면이 필요한 경우 대부분 사용되는 두 가지 옵션은 수공 샌딩 또는 밀링입니다. PPSF는 내마모성 때문에 수공 샌딩은 수 시간이 걸릴 수 있는 힘든 작업입니다. CNC 밀을 사용하는 후처리 작업의 경우 간단하게 표면을 매끄럽게 만들 수 있지만 이 작업은 FDM 공정의 많은 이점을 무효화시킵니다. 기계 가공을 준비하려면 CAM 프로그래밍 및 기계 설정을 위한 시간이 필요합니다. 또한 기계 가공은 작업자가 공정을 감독해야 합니다.

공구나 금형을 만드는 데 PPSF가 사용되는 경우, 표면을 매끄럽게 하는 새롭고 더 빠른 대안으로 열성형을 선택할 수 있습니다. 얇은 플라스틱 시트를 PPSF 부품의 표면에 폅니다. 플라스틱 시트는 부품의 모양에 맞춰지는 동안 적층 선을 외부 표면으로 전달하지 않습니다. PPSF의 기계, 열 및 화학적 이점을 보존하기 위해 열성형 공정은 PEEK 레진으로 만든 플라스틱 시트를 사용합니다. 수공 샌딩 작업에 비해 PEEK 열성형은 리드 타임을 75% 줄이고 비용을 90% 절감할 수 있습니다.

공정

PEEK의 외피로 PPSF 부품을 매끄럽게 만드는 작업은 표준 열성형 작업에 변경이 거의 필요 없는 비교적 간단한 공정입니다. 주요 차이점은 PEEK는 열성형 재료이고 FDM 부품은 열성형 금형으로 사용한다는 것입니다.

다음은 공정의 주요 사항입니다. FDM을 이용한 열성형에 대한 상세하고 포괄적인 설명은 Stratasys의 “시제품 및 단기 애플리케이션을 위한 열성형 ” 안내서를 참조하십시오.

  1. 부품 제작:
    열성형될 PEEK 시트의 원하는 두께를 선택합니다. 권장 두께 범위는 0.003인치 - 0.005인치(0.08mm - 0.13mm)이지만 0.010인치(0.25 mm)의 두꺼운 시트도 사용할 수 있습니다. PEEK 시트가 두꺼울수록 열성형 동안 더 큰 진공 압력이 필요하며 작은 모양으로 늘어나는 현상에 견딜 수 있습니다. 열성형된 시트의 두께를 보정하기 위해 모든 외부 표면을 오프셋하여 PPSF 부품의 CAD 모델을 조정합니다. 선택적으로 CAD 모델은 금형 둘레에 0.050 인치(1.27mm) 깊이의 링을 포함하도록 수정할 수 있습니다. 이 링은 부품에 PEEK 필름을 접합하는 데 도움이 됩니다. 열성형 공정을 단순화하고 신속히 처리하기 위해, FDM 빌드 파라미터를 수정하여 PPSF 부품의 다공성을 향상시킵니다. 이렇게 하면 주변에 수동으로 환기 구멍을 뚫지 않도고 부품을 통해 열성형 기계의 진공이 빠져나가도록 할 수 있습니다. 두 개의 가장 바깥쪽 표면의 래스터 공기 갭을 0.001인치(0.03mm)로 조정하여 눈으로 확인하면서 이 작업을 수행하십시오. 또한 부품을 통한 공기 흐름을 촉진하기 위해 모델의 본체 래스터 공기 갭을 0.010인치(0.25mm)로 변경합니다. 다음으로, Fortus 시스템에서 PPSF 부품을 제작합니다. 빌드가 완료된 후 열성형을 위한 준비로 서포트를 제거합니다.
  2. 열성형:
    PPSF 부품을 열성형 기계의 압반에 맞는 크기로 바닥판 컷에 장착합니다. 바닥판은 열성형 공정의 열을 견딜 수 있는 경성 재료로 만들 수 있습니다. PPSF 부품을 진공 성형 기계에 로드하고 한 장의 PEEK 재료를 삽입합니다. PPSF 부품과 PEEK 필름이 기계적으로 튼튼하게 결합되도록 뒷면에 접착제가 부착되어 있는 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 테스트에서는 뒷면에 실리콘 접착제가 부착된 APTIV PEEK 필름인 Victrex P500S가 이 애플리케이션에 적합한 것으로 나타났습니다. 시트를 284 - 320°F(140 - 160°C)로 가열하고 성형점에 도달하는 즉시 PPSF 부품 위에 폅니다. 일반적으로 이 주기는 20초 이내에 완료되어야 합니다. 주기 시간이 늘어나면 PEEK 필름이 결정화되어 딱딱하고 불투명하게 됩니다. 결정화를 회피하기 위해 PEEK 시트를 관찰합니다. 열이 가해짐에 따라 이 시트는 느슨해졌다가 팽팽해집니다. PEEK 시트가 팽팽하게 펴지면 신속히 진공을 가하고 PEEK 필름이 냉각될 때까지 유지합니다. 진공 성형 작업 후 PPSF 부품의 크기에 맞게 PEEK 시트를 트림합니다. PPSF/PEEK 부품은 이제 사용할 준비가 되었습니다.

후방 타이어 블로어 노즐의 수공 샌딩과 PEEK 열성형 FDM 금형 모델에 대한 시간 및 비용 비교


공정

리드 타임

인건 비용

재료 비용

수공 샌딩

4시간

USD $160

USD $5

PEEK 필름

1시간

USD $10

USD $6

절감

3시간(75%)

USD $149 (90%)

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