Odlewanie metalu metodą wosku traconego z użyciem druku 3D: kompletny przewodnik dla twórców i jubilerów

Przekształć tradycyjny, stosowany od wieków sposób tworzenia form jubilerskich i użytkowych w nowoczesną technikę dzięki odlewaniu metalu metodą wosku traconego z użyciem druku 3D. Rozwiązanie to okazuje się szczególnie przydatne przy wytwarzaniu niewielkich elementów metalowych, których nie da się wydrukować bezpośrednio za pomocą drukarki. A co najważniejsze, takie podejście pozwala przygotować model tylko raz, a następnie wielokrotnie odtwarzać unikalne projekty.

Obecnie druk 3D z wykorzystaniem filamentu woskowego sprawia, że cały proces staje się prostszy i szybszy. Rosnąca popularność tej metody otwiera nowe możliwości projektowania z wykorzystaniem materiałów takich jak metal, które wcześniej rzadko kojarzono z zaawansowanymi technologiami drukowania.

W tym przewodniku przeprowadzimy Cię przez proces odlewania metodą wosku traconego z użyciem druku 3D – od modelu cyfrowego aż po wypolerowaną metalową część lub obiekt.

Czym jest odlewanie metodą wosku traconego?

Zanim zrozumiesz, jak działa odlewanie metodą wosku traconego z użyciem druku 3D, warto poznać tradycyjne podejście. Dawniej tworzony obiekt lub forma były wykonywane z wosku – z dołączonymi wlewkami lub rurkami. Całość pokrywano twardniejącą powłoką ceramiczną. Następnie wosk był wytapiany, aby stworzyć pustą formę. Roztopiony metal wlewano do środka przez kanały, pozostawiano do stwardnienia, a na końcu usuwano przez rozbicie formy.

Wraz z rozwojem cyfrowej produkcji od lat 60. XX wieku wiele się zmieniło. Wczesne drukarki 3D nie mogły pracować z materiałami powszechnie stosowanymi dzisiaj. Opcja odejścia od standardowych filamentów plastikowych lub PLA i tworzenia woskowych form drukowanych w 3D jeszcze bardziej rozszerzyła możliwości. Dzięki wykorzystaniu wosku projektanci biżuterii i twórcy prototypów mogą z łatwością wykonywać metalowe obiekty.

W jaki sposób drukowane formy 3D ułatwiają proces odlewania?

W tradycyjnym procesie odlewania konieczne było wykonanie woskowej formy dla każdego pojedynczego elementu. Wymagało to znacznie więcej pracy ręcznej niż przygotowanie drukarki 3D i pozostawienie jej, aby automatycznie zajęła się resztą. Produkcja seryjna była więc dość trudna. A teraz, podobnie jak nowoczesna technologia pozwala na pasywne drukowanie modeli, tak samo umożliwia ona wielokrotne wytwarzanie woskowych form – bez większego dodatkowego zaangażowania z Twojej strony.

Powtarzalność to jednak nie wszystko. Druk 3D zwiększa także precyzję całego procesu. Sam wosk i alternatywy żywiczne umożliwiają odwzorowanie znacznie drobniejszych detali i konkretnych wymiarów niż starsze metody. Jedynym ograniczeniem jest tu w zasadzie poziom umiejętności projektowania w programie CAD oraz grubość wybranego filamentu. Oczywiście znaczenie mają również możliwości sprzętu – dlatego warto wybrać wysokiej jakości, profesjonalną drukarkę 3D SLA Creality.

Materiały i drukarki stosowane do drukowania woskiem

Jak wspomnieliśmy wcześniej, nie da się tworzyć form z filamentu PLA. Zamiast tego potrzebne będą filamenty woskowe o zarówno bardzo niskiej, jak i nieco wyższej temperaturze topnienia. Ten drugi rodzaj stosuje się do kanałów wlewowych i elementów konstrukcyjnych, które muszą lepiej wytrzymać proces. Wybór zależy głównie od wielkości i złożoności projektu końcowego. Niektórzy twórcy wykonują też formę z żywicy odlewniczej, a następnie wlewają lub wtryskują do niej wosk, aby uzyskać model początkowy. Dodaje to jednak dodatkowy etap do całego procesu.

A co z drukarką 3D? W większości przypadków model, który już posiadasz, będzie dobrze nadawał się do tej techniki. Możesz używać technologii SLA, DLP lub LCD, a rozmiar urządzenia jest dowolny i zależy od wielkości elementów, które chcesz tworzyć. Pełna gama drukarek Creality bez problemu spełnia te wymagania.

Pozostaje jeszcze temat odlewu końcowego. Można użyć do niego dowolnego metalu: złota, srebra, mosiądzu, brązu, miedzi, aluminium i wielu innych. Liczy się tylko możliwość jego bezpiecznego stopienia i wlania do formy.

Jak wykonać formę do odlewania metodą wosku traconego z użyciem druku 3D? Instrukcja krok po kroku

Jeśli tworzysz biżuterię lub inne metalowe przedmioty, nie możesz po prostu wydrukować pustej w środku formy z żywicy. Taka konstrukcja stopi się podczas wlewania materiału końcowego. Dopiero wykonanie modelu woskowego i formy odlewniczej umożliwia prawidłowy przebieg procesu.

1. Stwórz projekt w oprogramowaniu CAD. To pierwszy krok w tworzeniu woskowej formy lub każdego innego projektu. Aby uzyskać doskonały efekt, potrzebujesz wysokiej jakości, dokładnego modelu.

2. Załaduj filament woskowy do drukarki, prześlij projekt i rozpocznij druk. Zanim przejdziesz dalej, dokładnie sprawdź jakość modelu. Oczywiście możesz też użyć żywicy odlewniczej – to bardziej wytrzymały materiał, który nada się do złożonych projektów.

3. Usuń wszelkie nadmiarowe ślady podpór i nierówności z wydruku woskowego. Zachowaj lub dodaj linię wlewową, aby możliwe było umieszczenie modelu w gipsie lub innym materiale do tworzenia formy.

4. Wykonaj formę odlewniczą. Polega to na otoczeniu materiałem woskowego lub żywicznego modelu 3D. Po całkowitym wyschnięciu i utwardzeniu wypal wosk lub żywicę.

5. Gdy forma jest całkowicie sucha i utwardzona, można rozpocząć tworzenie końcowych elementów metalowych. Ostrożnie wlej stopione złoto, srebro lub aluminium do formy odlewniczej, poczekaj aż ostygnie, a następnie wyjmij odlew. Kolejnym krokiem jest ręczny proces polerowania.

Typowe zastosowania odlewania metodą wosku traconego z użyciem druku 3D

Tworzenie biżuterii artystycznej i ozdobnej to jeden z głównych powodów stosowania tej metody. Dzięki precyzji modeli woskowych drukowanych w 3D wykonywanie pierścionków, naszyjników, kompletów kolczyków czy broszek z metali szlachetnych jest łatwiejsze niż kiedykolwiek wcześniej.

Tymi samymi metodami można wytwarzać także bardziej użytkowe przedmioty – od eleganckich metalowych uchwytów meblowych po części maszyn. Wiele firm produkcyjnych drukuje również prototypy produktów lub komponentów, które chcą zaprezentować klientom przed rozpoczęciem produkcji seryjnej.

Nie sposób wymienić wszystkich potencjalnych zastosowań, jakie umożliwia druk 3D z formami woskowymi. Opisane kroki sprawdzają się przy niemal wszystkich niewielkich, złożonych elementach metalowych.

Jak tworzyć udane projekty odlewania metodą wosku traconego z użyciem druku 3D? Najważniejsze wskazówki

Powyższe instrukcje przedstawiają podstawy tej techniki – a przy odpowiedniej drukarce 3D i właściwym filamencie woskowym lub żywicy prawdopodobieństwo osiągnięcia sukcesu jest bardzo duże. Poniżej znajdziesz kilka dodatkowych wskazówek, które mogą pomóc! 

• Projektuj modele z odpowiednimi kanałami wlewowymi lub górnymi liniami podparcia, aby ułatwić wykonanie formy odlewniczej.
• Unikaj zbyt wielu wklęsłych kątów o zmiennej grubości – utrudniają tworzenie formy.
• Stosuj właściwy typ filamentu woskowego lub żywicy. Nie wszystkie materiały (a szczególnie te przeznaczone do prostych prac hobbystycznych) nadają się do pracy z woskiem.
• Zwracaj uwagę na harmonogram i czas wypalania odpowiedni dla użytego materiału. Tworzywo musi wypalić się całkowicie, bez pozostawiania popiołu ani resztek.
• Aby uzyskać dobrą formę odlewniczą, należy wlewać materiał płynnie, opukać lub potrząsnąć w celu usunięcia pęcherzyków powietrza, a także zadbać o dokładne uszczelnienie przed użyciem.

Oczywiście zachowaj też ostrożność podczas pracy z gorącym woskiem, a szczególnie ze stopionym metalem na etapie końcowym. Używaj odpowiednich środków ochrony, aby uniknąć poważnych oparzeń.

Podsumowanie

Zaawansowane możliwości drukarek 3D sprawiają, że odlewanie metodą wosku traconego jest doskonałym rozwiązaniem dla jubilerstwa, tworzenia prototypów oraz produkcji różnego rodzaju niewielkich, precyzyjnych elementów metalowych. To idealne połączenie sprawdzonego, tradycyjnego sposobu działania z technologią CAD i drukarkami SLA Creality.

Odkryj wszystkie możliwości i eksperymentuj z unikalnymi koncepcjami stylistycznymi. Dzięki odlewaniu metalu metodą wosku traconego z użyciem druku 3D twórcy z różnych dziedzin mogą szybciej i łatwiej niż kiedykolwiek wcześniej realizować złożone, precyzyjne projekty.