3D打印/增材制造和注塑成型不一定是竞争对手。事实上,3D打印可以辅助注塑成型。Formlabs最近评论说,3D打印更像是注射成型的加速器。3D打印机可以引入一种混合方法,可以快速和低成本地创建模具。以下是对Formlabs工程垂直主管Kathy Bui的采访要点。
注射成型是一种行之有效的大批量生产塑料零件的工艺。但它也不是没有缺点,其中之一是用铝或工具钢等金属制作模具所需的时间长。它通常涉及传统的加工,可能需要4到8周。根据模具的复杂程度,成本从几千美元到10万美元以上不等。
3D打印可以减少时间和成本。一个3D打印模具可以在24小时内,或最多几天内,以几百美元的成本,包括人工。
从3D打印开始制作注塑模具的一个优点是能够快速迭代。一个3D打印模具大约需要一天的时间来构建,然后成型的部分,你可以在更短的时间内完善设计,比机器一个金属模具的初步通过一个设计。
另一个优势是,与传统的加工和注射成型方法相比,在工程更改和重新加工上节省了成本。凯西·布伊说:“有了3D打印技术,当你试图提高生产流程时,你可以更轻松地迭代,因为成本要低得多。”
一旦零件最终确定,如果需要足够数量的最终零件,则可以加工传统模具。
以这种方式使用3D打印成为一种混合过程,其中3D打印处理初始设计、迭代,甚至小批量生产,所有这些都是为了更快地进入市场。3D打印模具通常不意味着大批量生产,但他们很好地服务于低批量。
更多的材料可用于3D打印模具。一些SL材料——塑料或塑料的复合材料与填料——可以处理许多低运行注射成型应用。例如,Formlabs提供了一种高温树脂,可以承受238摄氏度以上的温度。另一个选择是刚性10K树脂,可以处理有限运行的生产模具,因为它非常僵硬。10K代表10000兆帕斯卡——材料的刚度。它的硬度接近于铝等金属的硬度。此外,它允许更好的精度在一个部分。
当考虑用于模具的材料时,要考虑当材料被推入模具时模具将承受的压力。如果选择的模具材料过于灵活,模具就会弯曲,产生闪光,或导致零件不准确。使用较硬的材料,当注射过程中压力引入时,模具可以保留几何形状。所以,第一部分和第1000部分仍然相当接近,变量也更少。
由塑料材料制成的模具不是一个更坚固的模具的一个对一个drop-in替换。有一定的设计考虑要做,如创造倒角或减少模具的角度。你可以从一个模具得到的子弹数量取决于零件的几何复杂性。例如,这个模具需要多少块拼合在一起?有插入吗?等等。
Formlabs与一家领先的石油化工公司Braskem合作,为其所需的零件开发模具。Formlabs的工程师使用其中一种高温树脂迭代了一个模具,该模具将用于在大流行开始时为他们的员工制作口罩带。每个模具被用于超过1500个镜头。有些型号的寿命更长,这取决于设计、压力和注射塑料的类型。
设计提示3D打印模具遵循类似的提示设计任何模具,将用于注射成型。例如,要注意吃水角度,因为角度越尖锐,这些角度的应力上升点就越高,在高压下模具就更容易失效
最近,一些公司已经开发出一种适合于制造与铝非常相似的模具的材料。这些材料可能会提供更多的镜头,但仍有一些警告。3D打印模具中的任何气孔或缺陷都会影响模具的使用寿命。
你可以在3D打印机上自己开发一个模具,也可以与服务提供商/注射模具商合作。不是所有的注射成型服务提供商都熟悉3D打印模具的工作。
Bui指出:“有时候在他们接受这份工作之前,你需要做一定程度的说服工作。但我们也有过一些成功案例,当人们对我们的做法持怀疑态度时,他们会说,‘实际上,这很有效。’
“我们还有其他几家公司,比如Novus Apps,这是一家设计咨询公司,他们自己在公司内部进行注塑成型。他们使用我们的打印机和材料来设计模具,并进行限量生产。”
因此,如果您有3D打印机和注射成型能力,这是您在开发您的设计时可以考虑的选项。
Formlabs提供了3D打印模具的材料工作指南。
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