Мастер-модель для литья: уклоны, припуски и усадка в цифрах
Автопроизводители всё чаще печатают литейные формы и стержни для головок блоков цилиндров. Принцип одинаков для любого литья: модель должна выходить из формы и учитывать усадку металла. Разбираем правила для печатных мастер-моделей.
Обновлено 28.10.2026
Компания BMW запускает двигатели с головками блоков, в производстве которых использованы 3D-печатные формы и стержни. Это пример того, как печатают оснастку, а не готовые детали. Мастер-модели для литья — один из самых практичных сценариев печати на пластике: форма, из которой отливают металл, воск, силикон или гипс.
Три главные величины
| Параметр | Что это | Типичные значения |
|---|---|---|
| Литейный уклон | наклон стенок, чтобы модель вынималась | 0,5–3° |
| Припуск на усадку | увеличение размеров на усадку сплава | 0,5–2 % |
| Припуск на обработку | слой, который снимут после литья | 1,5–5 мм |
Эти значения зависят от способа литья и сплава, поэтому до проектирования стоит получить указания от литейщика.
Литейные уклоны
Если боковая стенка модели вертикальна, при извлечении модель цепляет форму и разрушает её. Поэтому поверхности, перпендикулярные линии разъёма, делают с уклоном.
- Песчаная форма: 1–3°. Чем выше стенка, тем больше угол.
- Силиконовая форма: 1–2°, но сложные подрезы допустимы благодаря гибкости силикона.
- Выплавляемые модели: 0,5–1°. Модель вытапливают или выжигают, а не вынимают.
- Гипсовые формы: 2–3°.
Уклоны добавляют в CAD-модели командой «Draft» (в большинстве систем она так и называется). Они появляются на всех поверхностях, которые уходят в глубину формы. Внутренние углы получают радиусы не меньше 2–3 мм: острые углы дают трещины в отливке и в песчаной форме.
Припуск на усадку
Металл при остывании сжимается. Чтобы после литья деталь вышла в размере, модель делают больше. Для типичных сплавов:
| Сплав | Усадка, % |
|---|---|
| Алюминий | 1,0–1,3 |
| Чугун серый | 0,8–1,0 |
| Бронза | 1,2–1,5 |
| Сталь | 1,5–2,0 |
| Латунь | 1,3–1,6 |
| Силикон (форма) | 0,1–0,5 |
| Гипс | 0,1–0,3 |
Масштабирование модели на 1 % при размере 200 мм даёт добавку 2 мм. Применять его можно ко всей модели равномерно: все современные CAD и слайсеры позволяют масштаб по осям. Подробнее об усадке при спекании и печати — в материале про усадку и правила проектирования.
Линия разъёма
Форма составляется из двух половин. Линия разъёма проходит по самому широкому сечению, чтобы обе части вынимались. На модели её отмечают выступающим бортиком или узкой полоской. Для печати модель часто делят по линии разъёма: каждая половина лежит плоской стороной на столе, поддержки не нужны.
Поверхность
Песчаная форма копирует поверхность модели с шероховатостью около 100–300 мкм, поэтому слои FDM не критичны. Для силикона и воска требуется гладкость Ra 1,6–3,2 мкм: модель шлифуют и грунтуют. Если применяется фотополимер, поверхность гладкая сразу, после мойки и досветки. Приёмы ухода за поверхностью — в материале про гладкий PLA.
Пластиковый образец перед металлом
Перед отливкой металла полезно напечатать пробную деталь из пластика и проверить посадку, сборку и габариты. Это занимает день и позволяет найти ошибки до заказа дорогой оснастки. О проверке — в материале про пластиковый образец перед металлом. Для выплавляемого литья используют специальные смолы, как в разборе литейной смолы.
Пример: корпус насоса из алюминия
Деталь 180×120×90 мм. Модель увеличивают на 1,2 % (до 182,2×121,4×91,1 мм), добавляют уклон 2° на боковые стенки, радиусы 3 мм во внутренних углах, технологический припуск 3 мм на посадочных поверхностях. Мастер-модель делится на две половины по плоскости симметрии. Печать из PETG, слой 0,2 мм, 6 периметров, заполнение 30 %, время около 18 часов на половину. После шлифовки и грунта модель передают литейщику.
Типичные ошибки подготовки
Первая: уклоны сделаны на наружных поверхностях, а во внутренних карманах нет, из-за чего модель застревает. Вторая: припуск на усадку применён к форме, а не к модели, и деталь выходит меньше нужного. Третья: тонкие рёбра толщиной менее 1,5 мм ломаются при выбивке и ломают форму. Четвёртая: слои FDM слишком грубые для силиконовой формы, и отливка копирует их. Пятая: забыты литники и выпоры, хотя их часто печатают вместе с моделью. Проверьте каждый пункт на пробной модели, затем запускайте основную.
Если нужно сделать
Моделируем и печатаем мастер-модели для литья в силикон, песок, гипс и по выплавляемым моделям: с уклонами, припусками и разъёмом по вашим данным. Присылайте чертёж или образец детали и сведения о сплаве, а мы подготовим модель. Страница прототипирования расскажет о формате работы, 3D-моделирование — о подготовке файла, а фотополимерная печать даёт гладкие модели.