使用增材制造(AM)来制造模具工具是一种令人信服的驱动。下面让我们来看看微模具加工的一种技术。
Jon Donner, Nanofabrica首席执行官
随着AM技术的成熟，它不仅可以用于原型设计，还可以用于真正的生产应用，人们对未来制造业的发展前景感到兴奋。最近，人们对使用AM生产模具工具本身越来越感兴趣，通常称为直接快速软加工(DRST)。DRST非常适合小批量生产的场景，在这种情况下，传统制造工具的成本令人望而却步，并且设计更改的适应过于困难或昂贵。
纳米织物工艺
由于制造传统微注塑模具所需的时间和成本，Nanofabrica评估了为短期生产部件和功能原型创建AM生产DRST的可行性。
Nanofabrica在Terra 250 AM平台上的AM工艺使用了超高分辨率的数字光处理器(DLP)引擎，通过将DLP引擎与自适应光学相结合，实现了可重复的微米级分辨率。与一系列传感器结合使用，可以实现封闭的反馈回路，这就是为什么该技术能够实现高精度，同时作为制造解决方案保持成本效益的核心。
试验结果
在最近的实验中，Terra 250(可以达到超精确的1微米分辨率)成功地将PP, PE和ABS注入到3D打印模具中。在最坚硬的方向上Rz为0.8微米，在Z平面上Rz优于0.1微米，实现了优异的表面光洁度。
图片由Idan Gil提供。
在最初的实验中，模具持续了20次，成型压力为400 bar，温度为230℃。增加一个模具需要一个小时，成本不到20美元。这些材料是用一台重达35吨的Arburg机器注入的。
Nanofabrica通过设计优化和材料改进的结合，对其DRST的制造进行微调。虽然该公司在初步测试中获得了20次成功，但它正在改进材料(使其具有更高的耐温性和强度)以及工艺(专注于提高打印软工具的冲击压力和刚度)，以应对更严格的注射条件和更大的注射材料阵列。他们的目标是在接下来的几个月里拍摄1000张照片，以适应350摄氏度的温度和800巴的压力。
这将为模具制造商和制造商打开新的商业可能性，到目前为止，他们一直局限于使用长交货时间和昂贵的传统制造模具工具来实现从原型运行到大规模制造的任何批量成型。这些试验将促进包括DRST在内的工艺链的商业案例，从文件到注入部件的交付时间大大缩短了约2小时，成本从数千美元降低到数十美元。
使用Terra 250 AM平台生产DRST，每个工具能够制造1000个零件，这为小型甚至中型批量制造提供了可能性。该平台能够在每次构建中容纳多个小型工具的制造，因此制造商可以以低成本生产许多替代工具。在未来，一个铝精密模具的成本约为1万美元，你可以在Terra 250上制造500个软模具，通过更快的过程产生大约50万个最终零件。此外，每个工具都可以根据需要进行调整，从而实现了第一个零件的速度，以及在制造过程中根据市场和客户需求进行校正的能力。
当AM生产的DRST和传统注射成型进行比较时，在产品开发时间和成本方面的节省被视为使用AM的令人信服的好处。然而，AM对复杂性相对不可知的事实意味着AM生产的DRST也可以刺激产品设计和制造的创新。AM可以实现传统工艺无法实现的几何形状，因此被定位为推动尖端产品生产的关键使能技术，并缩短产品开发周期。这是因为，由于新的传统模具的成本，产品设计更新经常被制造商搁置。
由于人们认为AM在表面光洁度、精度、精度和可重复性方面受到限制，以及可以加工的材料数量有限，对AM生产的DRST的需求一直受到抑制。Nanofabrica的AM工艺达到微米级分辨率，实现高表面光洁度。当应用于模具制造时，它减少了对钢材的切割。
Nanofabrica
www.nano-fabrica.com
作者简介:
Jon Donner结合了技术和业务技能，现在专注于为制造商提供创新和具有成本效益的解决方案。Nanofabrica是Jon的第二家创业公司，他在西班牙ICFO巴塞罗那的罗曼魁地特等离子体学小组获得了纳米光学博士学位。在获得博士学位之前，他在特拉维夫大学(TAU)获得了物理和电气工程双学位，并在一个电光实验室工作。(电子邮件保护)
了下:快速制造零件，注塑成型组件
