Introduzione: Lo stampaggio a iniezione è ovunque. In effetti, la maggior parte delle materie plastiche nel mondo oggi è prodotta con lo stampaggio a iniezione. Sebbene sia ottimo per produrre molte cose, i tradizionali stampi in metallo lavorati a CNC sono costosi e richiedono molto tempo per la produzione di bassi volumi.

Per la prototipazione e la produzione di bassi volumi (circa 10-1000 pezzi), gli stampi a iniezione stampati in 3D sono una soluzione economica e che fa risparmiare tempo. Inoltre, consentono metodi di produzione più flessibili, per cui ingegneri e progettisti possono testare i progetti degli stampi, apportare facilmente modifiche e iterare i progetti in modo più rapido ed economico rispetto alla tradizionale lavorazione CNC.

Ecco una spiegazione dettagliata dei vantaggi della stampa 3D di piccoli lotti di stampi a iniezione sotto cinque aspetti: cos'è la stampa 3D, gli svantaggi della stampa 3D, i vantaggi della stampa 3D, esempi tipici di stampa 3D di piccoli lotti e le sfide della stampa 3D.

Che cos'è la stampa 3D?

La stampa 3D è un metodo di produzione additiva che genera direttamente oggetti da dati CAD 3D strato per strato aggiungendo una certa quantità di materiale. Il processo di base dello stampaggio è dal modello CAD allo stampaggio per accumulo e infine al prodotto. L'intero processo di produzione subisce una conversione tridimensionale, bidimensionale e tridimensionale.

Quali sono i vantaggi della stampa 3D nella produzione di piccoli lotti?

La tecnologia di stampa 3D è un processo di innovazione indipendente nel settore. Con lo sviluppo dei tempi, il suo valore si rifletterà gradualmente e ha un grande spazio di sviluppo del mercato. È destinata a diventare una delle tante innovazioni che guideranno l'industria manifatturiera del futuro e merita l'attenzione di tutti. stampaggio a iniezione praticante.

Il mio Paese produce circa 20% dei prodotti in plastica del mondo. Gli stampi sono essenziali per la produzione di massa di prodotti in plastica. Tuttavia, lo sviluppo tradizionale degli stampi richiede tempo e investimenti prima di ottenere una sufficiente verifica della produzione di prova e una risposta del mercato. Ciò è in contrasto con le linee guida flessibili e rapide del mercato sostenute dall'attuale produzione agile.

Da quando la tecnologia di stampa 3D è stata ampiamente utilizzata nel settore industriale, è maturata in un'esplorazione continua quando viene utilizzata per la produzione di prova degli stampi. Ha molti vantaggi comparativi nella produzione di piccoli lotti:

Per soddisfare qualsiasi geometria complessa

Finché esiste un modello digitale 3D, compresi i disegni CAD come CATIA, UG, CREO, ecc., dopo essere stato convertito in file STL, la tecnologia di stampa 3D è molto conveniente per la stampa di modelli ad alta precisione, eliminando il processo di produzione di strumenti e attrezzature e lavorando direttamente il prodotto, risolvendo il problema. Secondo statistiche professionali, il costo dello sviluppo di nuovi prodotti si riduce a 1/3-1/5 rispetto ai metodi tradizionali.

Utilizzare una stampante 3D per stampare i componenti dello stampo progettati con il software CAD e verificare ulteriormente la razionalità della struttura attraverso l'assemblaggio effettivo, facilitando la discussione e la regolazione della precisione, del processo e della durata dello stampo.

Molto più veloce ed economico rispetto alla produzione tradizionale di stampi in metallo; possibilità di stampare più versioni di stampi contemporaneamente; maggiori opzioni di applicazione, adatte ai produttori in outsourcing; soluzione interna per prevenire la fuga di dati e proteggere i diritti di proprietà intellettuale; i pezzi stampati a iniezione sono della stessa qualità.

In effetti, in alcuni casi, gli stampi in metallo stampati in 3D possono essere più costosi e richiedere più tempo per essere realizzati rispetto agli stampi in metallo tradizionali. Non è che la produzione di stampi sia più vantaggiosa, ma che è più economico produrre l'intero prodotto utilizzando stampi stampati in 3D.

In breve, la stampa 3D di stampi in plastica utilizzando una stampante 3D in plastica (o polimero), combinata con materiali robusti e resistenti alle temperature, consente alle aziende di realizzare i propri stampi a iniezione internamente o di trovare un fornitore di servizi per ordinarli rapidamente.

Gli stampi in plastica stampati in 3D possono essere utilizzati per piccole quantità di pezzi (100 o 10.00, a seconda del materiale) e costano 90% meno degli stampi in metallo. Se il budget è limitato e i tempi di consegna sono brevi, la stampa 3D in plastica a basso volume è il metodo di produzione degli stampi preferito.

Risparmio significativo dei tempi di produzione del prodotto e di prova dello stampo

Per gli stampi di piccole dimensioni, il costo e il ciclo non sono facili da soddisfare per i clienti. Per alcuni prodotti elettronici di consumo, il ciclo di lancio incide seriamente sui profitti del prodotto. L'utilizzo della stampa 3D per sviluppare gli stampi è estremamente conveniente. Il tempo di produzione dipende solo dalle dimensioni e dalla complessità dell'oggetto. Una stampante 3D può produrre una parte o uno stampo in silicone per verificare il prodotto in 2-24 ore, il che è sicuramente un vantaggio rispetto allo stampaggio a iniezione e agli stampi per lo stampaggio.

La stampa 3D è particolarmente adatta per le prove di verifica dell'aspetto e dell'assemblaggio. Se non si è soddisfatti del progetto iniziale, è sufficiente modificare il file STL e stampare nuovamente in 3D, accelerando così la produzione del modello e consentendo una rapida iterazione del progetto. Inoltre, l'utilizzo della stampa 3D per produrre piccoli lotti di nuovi prodotti per esplorare il mercato e per sostituire alcune parti può anche far risparmiare sui costi di sviluppo degli stampi.

Stessa qualità degli stampi lavorati; possibilità di realizzare canali di raffreddamento conformi; utilizzo di meno materie prime e più rapido rispetto agli stampi lavorati; possibilità di stampare più versioni di stampo contemporaneamente; possibilità di applicazioni più ampie, adatte ai produttori in outsourcing; prevenzione della fuga di dati, soluzione interna per proteggere la proprietà intellettuale; parti stampate a iniezione hanno la stessa qualità.

Rispetto agli stampi di lavorazione tradizionali, i vantaggi degli stampi di stampa 3D sono la velocità, il risparmio sui costi e sui materiali, mentre la progettazione è più flessibile. Prendendo come esempio gli stampi di stampa 3D in metallo, forse in passato solo le medie e grandi imprese li avrebbero utilizzati, ma ora anche le fabbriche di stampi di piccole e medie dimensioni li stanno utilizzando. È solo questione di tempo prima che questa tecnologia diventi popolare.

In breve, la stampa 3D, nota anche come produzione additiva, aiuta queste aziende a realizzare prodotti migliori. stampaggio a iniezione stampi e attrezzature in modo più rapido ed economico rispetto ai processi tradizionali. Si può dire che gli stampi di stampa 3D stanno cambiando le regole del gioco nel settore della produzione di stampi.

Offre gli standard di qualità più elevati

Ad esempio, se il prodotto finale è un prodotto in silicone e si utilizza uno stampo stampato in 3D, il silicone non interferirà con lo stampo in plastica né causerà una reazione chimica. L'unica cosa a cui prestare attenzione è il punto di fusione della plastica. Alcuni materiali sono addirittura resistenti al calore, il che li rende ideali per gli stampi stampati in 3D, e le parti in silicone possono avere superfici estremamente lisce e ricche di dettagli. Gli stampi stampati in 3D sono anche robusti e possono essere facilmente utilizzati più volte, il che li rende una soluzione eccellente per migliorare il vostro processo di produzione.

La fusione è un metodo di produzione di stampi molto diffuso e ora la stampa 3D può essere utilizzata per creare parti metalliche prodotte da stampi in sabbia. Quando si utilizza la stampa 3D in questo scenario, l'effetto superficiale del modello stampato sarà molto fine e la forma precisa del progetto sarà lasciata nella sabbia per creare prodotti metallici precisi.

Ad esempio, i prodotti di gioielleria sono realizzati principalmente attraverso il processo di microfusione, utilizzando la stampa 3D per creare modelli in cera, per poi rivestirli in gusci e cuocerli per ottenere lo stampo della cavità. Infine, il liquido metallico richiesto viene versato nella cavità per ottenere il prodotto finale.
Esempi tipici di stampa 3D di stampi a iniezione per piccoli lotti.

Zetar Mold: Un'azienda di stampaggio a iniezione con sede a Shanghai, in Cina, che offre servizi di apertura rapida degli stampi e di stampaggio a iniezione di piccoli lotti. Negli ultimi anni si è assistito a un'impennata della domanda per una produzione tradizionalmente a basso volume. Oggi Zetar Mold utilizza la resina xPEEK147 con una stampante 3D Nexa3D NXE 400 per produrre inserti di stampo, che vengono poi assemblati con componenti provenienti da stampi metallici tradizionali.

Un set completo di stampi può essere prodotto in 12 ore, di cui 8 ore per la stampa 3D e 4 ore per la post-elaborazione o l'indurimento. Il tempo di sviluppo degli stampi per prototipi si riduce da 4 settimane a 48 ore.

Inoltre, il costo di ogni set di stampi può essere ridotto da $10.000 a $350. Questi stampi ibridi possono produrre più di 1.000 bottiglie senza guasti, con un risparmio fino a 96% rispetto agli stampi metallici tradizionali. Per lo stampaggio a iniezione tradizionale, il costo maggiore è la produzione dello stampo. Solo con la produzione di massa e la vendita dei prodotti è possibile recuperare il costo di produzione dello stampo.

Se il prodotto ha un ciclo di vita breve o una domanda bassa, investire in strumenti di lavorazione potrebbe non avere senso dal punto di vista finanziario. In questo momento, la realizzazione di stampi attraverso la stampa 3D può essere una scelta migliore. Grazie al controllo dei costi, i produttori possono espandere le gamme di prodotti alla personalizzazione o alla produzione di bassi volumi che in precedenza non erano economicamente fattibili.

Quindi, la realizzazione di stampi con la stampa 3D potrebbe essere un'opzione migliore. La flessibilità del design della tecnologia di stampa 3D consente innovazioni e personalizzazioni prima difficilmente realizzabili. È possibile testare prototipi complessi senza l'onere degli stampi tradizionali. I rischi di costose ristrutturazioni

L'industria dello stampaggio a iniezione, in rapida crescita e altamente competitiva, ha un valore di centinaia di miliardi di dollari, motivo per cui i produttori sono alla ricerca di modi più efficienti ed economici per rimanere all'avanguardia.

Quali sono gli svantaggi della stampa 3D?

Gli stampi in plastica hanno tipicamente una conducibilità termica inferiore a quella degli stampi in metallo, con conseguenti tempi di raffreddamento più lunghi per parti stampate a iniezioneSi usurano più rapidamente degli stampi in metallo; possono richiedere una lavorazione successiva per soddisfare i requisiti di precisione; le dimensioni degli stampi sono limitate.

Può richiedere tempi più lunghi e costi più elevati rispetto alla lavorazione meccanica; richiede tempi di progettazione iniziali più lunghi e competenze più elevate; può essere necessaria una lavorazione successiva alla lavorazione per soddisfare i requisiti di precisione; le dimensioni degli stampi sono limitate.

Quali sono le sfide della stampa 3D?

Calcolate il valore del vostro investimento: I costruttori di stampi sono spesso sottoposti a forti pressioni da parte dei clienti per costruire stampi al prezzo più basso. I costruttori di stampi devono quindi calcolare con precisione il valore dell'investimento aggiuntivo e dimostrarlo al cliente finale.

Integrazione con i processi tradizionali di produzione degli stampi: L'ultimo aspetto che limita l'applicazione della tecnologia di stampa 3D in metallo nel settore degli stampi è che non esiste una soluzione per integrarla perfettamente nelle linee di produzione tradizionali. Anche questa è una sfida fondamentale per l'applicazione della stampa 3D nella produzione di stampi.

Sfide della tecnologia di stampa 3D stessa: Quando si stampano inserti per stampi in 3D, è necessario disporre di un processo di stampa molto stabile per produrre parti ad alta densità, ottenendo così una finitura superficiale perfetta dopo la post-elaborazione. Questi sono gli aspetti più impegnativi della tecnologia di stampa 3D stessa. requisiti.

Conclusione

Con la maturazione della tecnologia di stampa 3D e la riduzione dei costi, stanno emergendo sempre più casi in cui interi stampi vengono prodotti attraverso la stampa 3D. Soprattutto nel settore dell'elettronica di consumo, dove i prodotti stampati a iniezione cambiano rapidamente, come i telefoni cellulari, i dispositivi intelligenti indossabili, ecc.
La stampa 3D non sostituisce i metodi di produzione tradizionali. Al contrario, la stampa 3D integra la produzione risolvendo i limiti dei metodi di produzione tradizionali. L'applicazione della stampa 3D negli stampi a iniezione è relativamente matura.

I principali vantaggi della stampa 3D sono l'economicità, la velocità di produzione, la flessibilità e la complessità della progettazione, la riduzione dei rischi, i materiali e la sostenibilità, la resistenza e la durata, la riduzione degli sprechi, l'accessibilità e la prototipazione rapida. Le applicazioni principali sono i dispositivi medici, i beni di consumo automobilistici, l'aerospaziale, l'istruzione e la ricerca.

La tecnologia di stampa 3D è un processo di innovazione indipendente nel settore. Con lo sviluppo dei tempi, il suo valore si rifletterà gradualmente e ha un grande spazio di sviluppo del mercato. È destinata a diventare una delle tante innovazioni che guideranno l'industria manifatturiera del futuro e merita l'attenzione di tutti. stampaggio a iniezione praticante.