Metoda replikacji jest szeroko stosowaną techniką w produkcji i metrologii w celu uzyskania dokładnych kopii powierzchni. Metoda polega na odwzorowywaniu powierzchni materiału odniesienia na przedmiot obrabiany przy użyciu medium, takiego jak metalizowana żywica epoksydowa. Ten artykuł zawiera omówienie metody replikacji, w tym jej zalet, ograniczeń i zastosowań.

Metoda replikacji:

Metoda replikacji polega na użyciu nośnika, takiego jak metalizowana żywica epoksydowa, w celu wykonania kopii powierzchni materiału odniesienia, takiego jak granitowa płyta powierzchniowa, na obrabianym przedmiocie. Powierzchnia, która ma być replikowana, jest najpierw czyszczona i pokryta cienką warstwą środka antyadhezyjnego, zazwyczaj wosku. Środek antyadhezyjny pozostawia się do wyschnięcia i poleruje do uzyskania błyszczącej powierzchni przed nałożeniem żywicy epoksydowej. Żywicę epoksydową nakłada się na zestaw poprzez wlanie lub wstrzyknięcie do zestawu, a następnie pozostawia się do utwardzenia. Po utwardzeniu żywicy epoksydowej jest ona obierana (lub młotkowana) z materiału odniesienia, pozostawiając dokładną replikę powierzchni.

Zalety metody replikacji:

Jedną z głównych zalet metody replikacji jest jej zdolność do tworzenia dokładnych kopii powierzchni. Metoda jest również stosunkowo łatwa do wykonania i wymaga jedynie podstawowego sprzętu i materiałów. Kolejną zaletą metody replikacji jest to, że można ją stosować do replikowania powierzchni o różnych kształtach i rozmiarach, dzięki czemu nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań.

Ograniczenia metody replikacji:

Chociaż metoda replikacji jest ogólnie dokładna, należy pamiętać, że podlega ona pewnym ograniczeniom. Jednym z ograniczeń jest to, że metoda replikacji może wytworzyć jedynie replikę powierzchni, która styka się z materiałem referencyjnym. Jeśli materiał odniesienia ma jakiekolwiek wady lub nieregularności, zostaną one zreplikowane na przedmiocie obrabianym.

Zastosowania metody replikacji:

Metoda replikacji jest szeroko stosowana w metrologii do tworzenia dokładnych kopii powierzchni do celów pomiarowych. Jest również używany w produkcji do replikacji powierzchni w celu kontroli jakości i inspekcji. Dodatkowo metodę replikacji można wykorzystać do renowacji zniszczonych powierzchni, takich jak te znajdujące się na zabytkowych meblach lub elementach architektonicznych.

Zasoby:

Akademia:

Jest taka książka z lat 80-tych lub 90-tych profesora uniwersytetu w USA, który pisze o metodzie replikacji powierzchni i o tym, jak wykorzystali ją do stworzenia gigantycznej 5-osiowej szlifierki… Po prostu nie mogę jej teraz znaleźć…

Ach, oto jest!

Zasady szybkiego projektowania maszyn – MIT – Eberhard Bamberg:

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

Wykorzystanie metody replikacji na dużą skalę dla dużych maszyn cnc – grupa Rampf:

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

Techniki replikacji i obróbka przenośna w przebudowie obrabiarek – Molglice:

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

PRECYZJA w prosty sposób, dzięki czemu części CNC są zbyt duże dla frezarki hobbystycznej – @floweringelbow:

Eksperyment zrób to sam:

W przypadku większości konstrukcji typu „zrób to sam” najtrudniejszą częścią jest stworzenie płaskich powierzchni montażowych dla wagonów i szyn. W moim Konstrukcja Mightymill, mam te same wyzwania.

Tworzenie precyzyjnych kopii powierzchni przy użyciu metalizowanej żywicy epoksydowej

Łączny czas: 9 godzin

Przygotuj swój przedmiot

Upewnij się, że jest wolny od oleju i ma przyzwoitą chropowatość powierzchni, aby żywica epoksydowa przylegała.

Przygotuj powierzchnię odniesienia

użyłem Cudowny wosk nr 8 jako agent zwalniający. Postępuj zgodnie z instrukcjami producenta (zrobiłem 3 warstwy) z polerowaniem pomiędzy. Użyłem płytki granitowej o małej powierzchni z błędem 40$ <2um.

Przygotuj metalizowaną żywicę epoksydową

użyłem Utwardzacz epoksydowy West 105 + 206, chociaż myślę, że 209 może nawet działać lepiej. Zrobiłem mieszankę epoksydową + 50/50 sproszkowane żelazo (<63um wielkość cząstek).

Odklej swoją część

Uwaga: Użyłem równoległości o grubości 3-4 mm do regulacji grubości mojej warstwy epoksydowej.

Wlać żywicę epoksydową

Upewnij się, że usuniesz całe powietrze i zapewnisz odpowiednie pokrycie. To właściwie najtrudniejsza część

Niech żywica epoksydowa się utwardzi

Myślę, że zostawiłam moje na około 12 godzin

Zdjąć z powierzchni odniesienia i sprawdzić

Każdą przelewającą się żywicę epoksydową można po prostu uderzyć młotkiem lub zetrzeć szlifierką. Początkowa powierzchnia jest dość szorstka z powodu pozostałości środka antyadhezyjnego i wszelkich wad materiału odniesienia.

Zoptymalizuj chropowatość i płaskość powierzchni

Możesz użyć czegoś takiego jak a 123 blok + ścierny, „kuchenny” kamień spłaszczającylub innego stosunkowo płaskiego materiału. Użyłem mydła do mycia naczyń + wspomnianego powyżej proszku żelaza, aby w zasadzie wykonać operację docierania na powierzchni.

Po około 3 – 5 minutach docierania powierzchnia powinna być gładka z usuniętymi większością wysokich sportów.

Sprawdź i powtórz

Istnieją różne sposoby sprawdzania płaskości powierzchni. Użyłem wskaźnika Mitutoyo, a 123 bloki bardzo precyzyjny blok HGW20CC jako moje odniesienie.

Początkowa płaskość przed etapem optymalizacji wynosiła około 8um na całej powierzchni. Po 1-3-krotnym cyklu optymalizacji i kontroli wynosi ona <= 2um. Co odpowiada mojemu materiałowi odniesienia. Docieranie staje się wyzwaniem, ponieważ materiały po prostu chcą się skleić. Głównym problemem w tym momencie jest to, że jest to niezwykle trudne do zmierzenia.

Gdy zbliżasz się lub zbliżasz do wymagań laboratoryjnych metod pomiaru CMMS lub optycznych.

Możesz zrobić to idealnie płasko, robiąc to na 3 powierzchniach i używając Withworth Metoda 3 talerzy.

Czy ciągnie próżnię?

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

Szacowany koszt: 5 USD

Dostarczać:

• Wolno utwardzalny, niekurczliwy epoksyd, taki jak West 105 + 206
• Sproszkowane żelazo <63um particle size
• Taśma

Narzędzia:

• 123 blok

Materiały: Przedmiot obrabiany Materiał referencyjny Wosk antyadhezyjny

Wniosek:

Metoda replikacji jest prostą, ale skuteczną techniką tworzenia dokładnych kopii powierzchni. Chociaż ma pewne ograniczenia, jest cennym narzędziem w metrologii, produkcji i renowacji. Pozwala hobbystom lub profesjonalistom na wykonanie dokładnych kopii powierzchni referencyjnych z dokładnością do mikrona do submikronowej. A tym samym możliwość tworzenia płaskich powierzchni dla majsterkowiczów CNC lub sprzętu metrologicznego przy stosunkowo niskich kosztach i niewielkim wysiłku.