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功能。
Smalley是一家总部位于伊利诺伊州的波浪弹簧制造商,服务于航空航天、汽车、石油和天然气、医疗和其他行业,注塑成型有助于减少部件数量,节省时间和金钱。
最具挑战性的部分是作为销售人员手持“比较器”的波浪弹簧,它可以显示波浪弹簧与更大但功能相同的线圈弹簧的相对尺寸和性能。在各种工业应用中,扁丝波浪弹簧可以取代传统的螺旋弹簧,因为波浪弹簧的高度是螺旋弹簧的一半,并且在相同的负载下仍然可以偏转相同的重量。
总部位于伊利诺斯州的small Steel Ring公司向Proto Labs寻求原型设计和小批量生产这种“比较器”,这是一种销售演示设备。该公司提供超过10,000种标准环和弹簧,以及直径从4毫米到3,000毫米(0.165英寸)的定制设计。到120英寸)。
斯莫利在重新设计比较器以降低成本时向Proto Labs寻求帮助。最初版本的制作成本约为100美元,因此营销团队通常只制作了20个。他们希望以每台约15美元的目标成本,生产1,000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一个线性轴承,它可以平滑地压缩弹簧。当时的希望是,注射成型将允许多个零件组合在一起,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。
小工程师们在内部的3D打印机上创建了最初的原型,它近似于设计部件的形状。但是打印过程很慢,树脂不像用于模塑部件的材料,而且它容易吸收水分,影响其性能。分层过程中产生的粗糙表面纹理导致活动部件无法顺利滑动,从而阻碍了新设备的功能测试。
Proto Labs的在线报价系统ProtoQuote分析了可制造性设计(DFM)的CAD文件。它标记了潜在的可塑性问题,包括一些墙壁太厚而无法有效成型的特征。
Proto Labs发送了树脂样品“瓷砖”,以帮助选择材料的感觉,完成和颜色。小工程师选择了Lustran ABS 433,这是一种通用级的ABS,具有高抗冲击性和光滑的外观。这种材料消除了原始比较器中单独的线性轴承,减少了运动部件之间的摩擦。
完成的比较器包括三个由Proto Labs制造的模压部件,一个波弹簧,两个由Smalley制造的固定环,以及一个购买的与比较波弹簧性能规格相匹配的线圈弹簧。斯莫利从Proto Labs订购了1000个注塑件,并将其组装成新的比较器。
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典型的实验室
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