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Creación de una coincidencia exacta: exploración del método de replicación para obtener copias de superficie precisas
PorSpikee
Introducción
El método de replicación es una técnica ampliamente utilizada en manufactura y metrología para obtener copias precisas de una superficie. El método consiste en replicar la superficie de un material de referencia en una pieza de trabajo utilizando un medio como epoxi metalizado. Este artículo proporciona una descripción general del método de replicación, incluidas sus ventajas, limitaciones y aplicaciones.
Método de replicación:
El método de replicación implica el uso de un medio como epoxi metalizado para hacer una copia de la superficie de un material de referencia, como una placa de superficie de granito en una pieza de trabajo. La superficie a replicar primero se limpia y se recubre con una fina capa de agente antiadherente, normalmente algún tipo de cera. El agente de liberación se deja secar y se pule hasta obtener una superficie brillante antes de aplicar el epoxi. El epoxi se aplica a la configuración vertiéndolo o inyectándolo en la configuración y luego se deja curar. Una vez que se cura el epoxi, se pela (o martilla) el material de referencia, dejando una réplica exacta de la superficie.
Ventajas del método de replicación:
Una de las principales ventajas del método de replicación es su capacidad para producir copias precisas de una superficie. El método también es relativamente fácil de realizar y requiere solo equipos y materiales básicos. Otra ventaja del método de replicación es que se puede utilizar para replicar superficies de diferentes formas y tamaños, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones.
Limitaciones del método de replicación:
Si bien el método de replicación generalmente es preciso, es importante tener en cuenta que está sujeto a ciertas limitaciones. Una limitación es que el método de replicación solo puede producir una réplica de la superficie que está en contacto con el material de referencia. Si el material de referencia tiene defectos o irregularidades, estos se replicarán en la pieza de trabajo.
Aplicaciones del método de replicación:
El método de replicación se usa ampliamente en metrología para producir copias precisas de superficies con fines de medición. También se utiliza en la fabricación para replicar superficies para inspección y control de calidad. Además, el método de replicación se puede utilizar en la restauración de superficies dañadas, como las que se encuentran en muebles antiguos o elementos arquitectónicos.
Recursos:
Academia:
Hay un libro de los años 80 o 90 de un profesor de una universidad de los EE. UU. que escribe sobre el método de replicación de superficies y cómo lo usaron para hacer una amoladora gigante de 5 ejes… Simplemente no puedo encontrarlo en este momento…
¡Aquí está!
Principios del diseño rápido de máquinas – MIT – Eberhard Bamberg:
Uso a escala del método de replicación para grandes máquinas cnc – Grupo Rampf:
Técnicas de replicación y mecanizado portátil en la reconstrucción de máquinas herramienta – Molglice:
http://www.moglice.com/articles/replication_techniques/wrotethebook.html
PRECISIÓN de la manera más fácil, haciendo que las piezas de CNC sean demasiado grandes para un molino de hobby – @floweringelbow:
Experimento de bricolaje:
Con la mayoría de las construcciones de bricolaje, la parte más difícil es crear superficies de montaje planas para sus vagones y rieles. En mi Construcción poderosa, tengo los mismos desafíos.
Creación de copias de superficie de precisión utilizando epoxi metalizado
Tiempo total: 9 horas
Prepare su pieza de trabajo
Asegúrese de que esté libre de aceite y que tenga una cantidad decente de rugosidad en la superficie para que se adhiera el epoxi.
Preparar la superficie de referencia
solía Cera milagrosa nº8 como agente de liberación. Siga las instrucciones del fabricante (hice 3 capas) con pulido en el medio. Usé una placa de superficie de granito pequeña 40$ <2um error.
Preparar el epoxi metalizado
solía West epoxi 105 + 206 endurecedor, aunque creo que 209 podría incluso funcionar mejor. Hice una mezcla 50/50 de epoxi + polvo de hierro (tamaño de partícula <63um).
Tape su parte
Nota: Usé un paralelo de 3-4 mm de espesor para regular el espesor de mi capa de epoxi.
Vierta el epoxi
Asegúrese de eliminar todo el aire y tener una cobertura adecuada. Esta es en realidad la parte más difícil.
Deja que el epoxi se cure.
Creo que dejé que el mío se asentara durante unas 12 horas.
Retire de la superficie de referencia e inspeccione
Cualquier epoxi que se desborde puede simplemente golpearlo con un martillo o triturarlo con una amoladora. La superficie inicial es bastante rugosa debido al resto del agente desmoldeante y a los defectos de su material de referencia.
Optimizar la rugosidad y planitud de la superficie
Puedes usar algo como un bloque 123 + abrasivo, una “cocina” piedra aplanadora, o cualquier otro material relativamente plano. Usé un poco de jabón para lavar platos + el polvo de hierro mencionado anteriormente para básicamente hacer una operación de lapeado en la superficie.
Después de alrededor de 3 a 5 minutos de lapeado, la superficie debe estar lisa con la mayoría de los deportes altos eliminados.
Inspeccionar y repetir
Hay varias formas de inspeccionar la planitud de la superficie. Usé un indicador Mitutoyo, un bloque 123, y un bloque HGW20CC de alta precisión como referencia.
La planitud inicial antes de la etapa de optimización era de aproximadamente 8um en toda la superficie. Después de un ciclo de 1-3 veces de optimización e inspección, es <= 2um. Lo que equivale a mi material de referencia. Lapear se convierte en un desafío porque los materiales solo quieren permanecer juntos. El problema principal en este punto es que esto es extremadamente difícil de medir.
A medida que cumpla o se acerque al requisito de CMMS basado en laboratorio o métodos de medición óptica.
Podrías hacer esto perfectamente plano haciendo esto en 3 superficies y usando Withworth método de 3 placas.
¿Hace vacío?
Coste estimado: 5 USD
Suministro:
- Epoxi de curado lento que no se encoge como West 105 + 206
- Polvo de hierro <63um particle size
- Cinta
Herramientas:
- bloque 123
Materiales: Pieza de trabajo Material de referencia Cera de desmoldeo
Conclusión:
El método de replicación es una técnica simple pero efectiva para producir copias precisas de superficies. Si bien tiene ciertas limitaciones, es una herramienta valiosa en metrología, fabricación y restauración. Permite a un aficionado o a un profesional hacer copias precisas de micrones a submicrones de superficies de referencia. Y, por lo tanto, puede crear superficies planas para máquinas CNC de bricolaje o equipos de metrología a un costo relativamente bajo y bajo esfuerzo.
