3D打印通常被认为是减少零件数量的最佳技术。但有时注射成型能更好地发挥这一作用。
斯莫利(Smalley)是一家总部位于伊利诺伊州的波簧制造商,服务于航空航天、汽车、石油和天然气、医疗和其他行业。对斯莫利来说,注射成型帮助减少了组件数量,节省了时间和金钱。
具有挑战性的部分是一个波形弹簧,作为销售人员的手持式“比较器”,其显示波弹簧的相对尺寸和性能与较大但功能等同的螺旋弹簧相比。在各种工业应用中,扁线波弹簧可以取代传统的螺旋弹簧,因为波弹簧是螺旋弹簧的高度的一半,并且仍然可以在相同的负载下偏转相同的重量。
基于伊利诺伊州的Smalley Steel Ring Company转向ProTo实验室进行原型的原型和低批量生产“比较器”的销售演示设备。该公司提供超过10,000个标准环和弹簧以及直径的定制设计,范围为4毫米至3,000毫米(0.165英寸至120英寸)。
在重新设计比较器以降低成本时,斯莫利向Proto Labs寻求帮助。最初的版本生产成本约为100美元,所以营销团队通常只制作了20个。他们希望以每台15美元的目标成本,初始运行1000台重新设计的比较器。
最初的比较器设计由23个部件组成,其中许多是单独加工或购买的。最昂贵的单个部件是允许平稳压缩弹簧的线性轴承。希望是注射成型可以让多个部件组合在一起,并消除一些单独的紧固件。新的比较器设计现在只有七个部分。
Smalley工程师在内部3D打印机上创建了初始原型,近似设计了设计的组件的形状。但印刷过程缓慢,树脂不像将用于模塑部件的材料,并且它往往吸收影响其性能的水分。从分层过程中粗糙的表面纹理导致移动部件绑定而不是平滑滑动,妨碍新设备的功能测试。
PROTO Labs的在线引用系统,PROTOQUOTE,分析了CAD文件的可制造性设计(DFM)。它标记了潜在的可模塑问题,包括几个特征,其中墙壁太厚而无法有效成型。
Proto Labs寄来了树脂样品“瓷砖”,以帮助选择质感、表面处理和颜色的材料。斯迈利的工程师选择了Lustran ABS 433,这是一种通用级的ABS,具有高的抗冲击性和光滑的外观。这种材料消除了原来比较器中单独的直线轴承,减少了运动部件之间的摩擦。
完成的比较器包括由Proto Labs制作的三个模制部件、一个波浪弹簧、两个由Smalley制造的固定环和一个与波浪弹簧性能规格相匹配的购买的螺旋弹簧。斯莫利从Proto Labs订购了1000个注塑件,公司将它们组装到新的比较器中。
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PROTO实验室
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