Replikationsmetoden er en meget brugt teknik inden for fremstilling og metrologi for at opnå nøjagtige kopier af en overflade. Metoden involverer replikering af overfladen af et referencemateriale på et emne ved hjælp af et medium såsom metalliseret epoxy. Denne artikel giver et overblik over replikeringsmetoden, herunder dens fordele, begrænsninger og anvendelser.

Replikeringsmetode:

Replikationsmetoden involverer brug af et medium såsom metalliseret epoxy til at lave en kopi af overfladen af et referencemateriale, såsom en granitoverfladeplade til et emne. Overfladen, der skal replikeres, renses først og belægges med et tyndt lag slipmiddel, typisk en form for voks. Slipmidlet får lov til at tørre og poleres til en skinnende overflade, inden epoxyen påføres. Epoxyen påføres opsætningen ved at hælde eller sprøjte den ind i opsætningen og får derefter lov til at hærde. Når epoxyen er hærdet, bliver den skrællet (eller hamret) af referencematerialet, hvilket efterlader en nøjagtig kopi af overfladen.

Fordele ved replikeringsmetoden:

En af de vigtigste fordele ved replikationsmetoden er dens evne til at producere nøjagtige kopier af en overflade. Metoden er også forholdsvis nem at udføre og kræver kun grundlæggende udstyr og materialer. En anden fordel ved replikationsmetoden er, at den kan bruges til at replikere overflader af forskellige former og størrelser, hvilket gør den velegnet til en bred vifte af applikationer.

Begrænsninger af replikeringsmetoden:

Selvom replikeringsmetoden generelt er nøjagtig, er det vigtigt at bemærke, at den er underlagt visse begrænsninger. En begrænsning er, at replikationsmetoden kun kan producere en kopi af overfladen, der er i kontakt med referencematerialet. Hvis referencematerialet har nogen defekter eller uregelmæssigheder, vil disse blive replikeret på arbejdsemnet.

Anvendelser af replikeringsmetode:

Replikationsmetoden er meget udbredt i metrologi til at fremstille nøjagtige kopier af overflader til måleformål. Det bruges også i fremstillingen til at replikere overflader til kvalitetskontrol og inspektion. Derudover kan replikeringsmetoden bruges til restaurering af beskadigede overflader, såsom dem, der findes på antikke møbler eller arkitektoniske træk.

Ressourcer:

Akademia:

Der er en bog fra 80'erne eller 90'erne af en professor ved et amerikansk universitet, som skriver om overfladereplikationsmetoden, og hvordan de brugte den til at lave en kæmpe 5-akset slibemaskine... Jeg kan bare ikke finde den i øjeblikket...

Ah, her er det!

Principper for hurtig maskindesign – MIT – Eberhard Bamberg:

https://my.mech.utah.edu/~bamberg/research/PrinciplesOfRapidMachineDesign/Principles%20of%20Rapid%20Machine%20Design.pdf

Brug af replikeringsmetoden i stor skala til store cnc-maskiner – Rampf-gruppen:

https://www.rampf-group.com/en/aktuelles/blog/2021/how-to-2-replicating-mineral-casting-components-with-maximum-accuracy/

Replikeringsteknikker og bærbar bearbejdning i ombygning af værktøjsmaskiner – Molglice:

http://www.moglice.com/articles/replication_techniques/wrotethebook.html

PRÆCISION på den nemme måde, hvilket gør CNC-dele for store til en hobbymølle – @floweringelbow:

DIY eksperiment:

Med de fleste gør-det-selv byggerier er den sværeste del at skabe flade monteringsoverflader til dine vogne og skinner. I min Mightymill bygge, jeg har de samme udfordringer.

Fremstilling af præcisionsoverfladekopier ved hjælp af metalliseret epoxy

Samlet tid: 9 timer

Forbered dit emne

Sørg for, at den er fri for olie og har en anstændig mængde overfladeruhed, så epoxyen kan klæbe til.

Forbered referenceoverfladen

jeg brugte Mirakelvoks nr.8 som slipmiddel. Følg producentens anvisninger (jeg lavede 3 lag) med polering imellem. Jeg brugte en 40$ <2um fejl lille granit overfladeplade.

Forbered den metalliserede epoxy

jeg brugte West epoxy 105 + 206 hærder, selvom jeg ville tro, at 209 måske endda fungerer bedre. Jeg lavede en 50/50 blanding af epoxy+ jernpulver (<63um partikelstørrelse).

Tape din del af

Bemærk: Jeg brugte en 3-4 mm tyk parallel til at regulere tykkelsen af mit epoxylag.

Hæld epoxyen

Sørg for at fjerne al luft og have ordentlig dækning. Dette er faktisk den sværeste del

Lad epoxyen hærde

Jeg tror, jeg lod min sætte sig i omkring 12 timer

Fjern fra referenceoverfladen og inspicér

Enhver overfyldt epoxy kan du bare slå af med en hammer eller slibe den væk med en slibemaskine. Den oprindelige overflade er ret ru på grund af det resterende slipmiddel derpå og eventuelle defekter i dit referencemateriale.

Optimer overfladens ruhed og planhed

Du kan bruge enten noget som en 123 blok + slibemiddel, et "køkken" fladningssteneller et hvilket som helst andet relativt fladt materiale. Jeg brugte noget opvaskemiddel + det ovennævnte jernpulver til stort set at lave en lappeoperation til overfladen.

Efter ca. 3 – 5 minutters lapning skal overfladen være glat med de fleste af de høje sportsgrene fjernet.

Undersøg og gentag

Der er forskellige måder at inspicere overfladens planhed på. Jeg brugte en Mitutoyo-indikator, en 123 blok, og en højpræcision HGW20CC blok som min reference.

Den oprindelige fladhed før optimeringsstadiet var ca. 8um over hele overfladen. Efter en cyklus på 1-3 gange med optimering og inspektion er den <= 2um. Hvilket svarer til mit referencemateriale. Lapping bliver udfordrende, fordi materialerne bare gerne vil hænge sammen. Hovedproblemet på dette tidspunkt er, at dette er ekstremt svært at måle.

Når du er ved eller nærmer dig kravet om laboratoriebaserede CMMS eller optiske målemetoder.

Du kan gøre dette helt fladt ved at gøre dette på 3 overflader og bruge Withworth 3-plade metode.

Trækker den et vakuum?

Ja: https://youtube.com/shorts/egtODwy4WiE

Estimeret pris: 5 USD

Levere:

• Langsom hærdende, krympefri epoxy såsom West 105 + 206
• Jern pulver <63um particle size
• Tape

Værktøjer:

• 123 blok

Materialer: Arbejdsemne Referencemateriale Formfrigørende voks

Konklusion:

Replikationsmetoden er en enkel, men effektiv teknik til at fremstille nøjagtige kopier af overflader. Selvom det har visse begrænsninger, er det et værdifuldt værktøj inden for metrologi, fremstilling og restaurering. Det giver en hobbyist eller en professionel mulighed for at lave mikron-til-sub-mikron nøjagtige kopier af referenceoverflader. Og derved i stand til at skabe flade overflader til DIY CNC-maskiner eller måleudstyr til en relativt lav pris og lav indsats.