注塑成型和3D打印相結合,制造出“不可能的”零件
當我們談論塑料產品時,最常見的制造方法是注塑,涵蓋了我們每天使用的絕大多數塑料零件。顧名思義,注射成型零件會使用沉積在模具中的塑料來生產復雜的復雜物體,直到材料凝固成所需的形狀為止。生產模具通常需要使用各種金屬(例如鋁或鋼)進行CNC加工。
但是,越來越多的公司選擇使用3D打印的注塑模具,而不是使用減法制造方法的公司。以下是一些原因:
便宜的模具和更快的生產
傳統注射成型的問題之一是模具的制造成本可能很高。這些模具需要大量投資,可能高達3,000美元到100,000美元以上(取決于模具或所用材料的復雜性)。公平地講,當以高生產率生產時,這些物體通常可以捕集大量物體。模具也將持續相當長的時間。盡管如此,這些費用仍是一筆不小的數目,特別是與3D打印產品相比。

3D打印的注塑模具,尤其是使用SLA或材料噴射技術開發的注塑模具,可以以低得多的價格大致滿足CNC加工模具的精度要求。它們還可以為產品,原型和測試提供更快的周轉時間。不僅如此,它們還使公司能夠在內部生產和測試模具,并增強了對最終產品的控制水平。
控制開關制造商Berker發現這些好處對于他們的運營至關重要。使用Objet30 Pro,他們可以將生產時間從28天減少到3天,同時將成本從22,000美元減少到3K美元。
“ 這種新的靈活性使我們能夠同時嘗試兩個或三個不同的解決方案以獲得最佳結果,”柏克技術部和制造部負責人Andreas Krause說。“ 使用這些功能性原型生產的產品所確認的質量,已加快了我們的研發過程。”
小批量制造
如前所述,雖然3D打印模具在價格和速度上都非常出色,但它們并不是太適用于大批量生產。這是因為印刷的塑料模具不能很好地抵抗磨損,因此使用壽命不長。但是,這并不是一個巨大的缺點,因為這使它得以在小批量制造領域中占據一席之地。用3D打印創建的原型注塑模具從來都不打算在中型和大批量生產中替代軟性或硬性工具,但它們旨在填補軟性工具模具和3D打印原型之間的空白。

隨著現代耐高溫3D打印材料的使用和設計自由度的提高,3D打印允許3D打印模具成為制造小批量注塑模具的可行選擇。這些模具最適合于更快的周轉時間(1-2周而不是5-7周)。對于某些產品,例如電氣組件或管道設備,采用較小的行程比投入批量生產更為有利。
這些運行可以生產低至50 – 100的零件。它們也非常適合較小的零件,即小于150毫米。盡管運行看起來可能很小,但它們可以極大地降低注塑成型的啟動成本,從而使公司能夠以中等規模進行生產。
增強零件的復雜性
有兩種類型的打印注塑模具:在鋁制框架中開發的模具嵌件和作為獨立零件開發的,完全3D打印的模具嵌件。在質量方面,沒有框架的3D打印模具可以提供很多東西。這歸結于他們的基本構造,因為當他們不依賴這些傳統的鋁制外殼時,可以考慮各種細節。

在不使用鋁制框架的情況下,打印機可能不得不使用更多的材料和更多的時間,但是它將確保較小的細節(例如復雜的冷卻通道)。這些模具允許的更高細節水平對于添加某些產品所需的所有微小功能部件和間隙至關重要。生產泵送系統的格蘭富公司等公司發現,這是在保持出色的表面光潔度的同時,將細小的零件打入模制品的最佳方法。
考慮到注塑成型已如何提供一些最復雜的零件和市場上最好的表面處理效果,這一點尤其令人印象深刻。但是,最終產品的質量僅與制造該產品的模具一樣好,因此這些細節進一步推動了信封的發展。