Inleiding: Spuitgieten is overal. De meeste kunststofspullen in de wereld worden tegenwoordig gemaakt door spuitgieten. Hoewel het geweldig is om er veel spullen mee te maken, zijn traditionele CNC-bewerkte metalen mallen duur en duurt het lang om ze te maken voor kleine volumes.

Voor prototypes en kleine series (ongeveer 10-1000 onderdelen) zijn 3D-geprinte spuitgietmatrijzen een tijdbesparende en kosteneffectieve oplossing. Ze maken ook flexibelere productiemethoden mogelijk, zodat ingenieurs en ontwerpers matrijsontwerpen kunnen testen, gemakkelijk wijzigingen kunnen aanbrengen en sneller en veel goedkoper ontwerpen kunnen herhalen dan bij traditionele CNC-bewerking.

Hier volgt een gedetailleerde uitleg van de voordelen van het 3D printen van kleine series spuitgietmatrijzen vanuit vijf aspecten: wat is 3D printen, de nadelen van 3D printen, de voordelen van 3D printen, typische voorbeelden van 3D printen in kleine series en de uitdagingen van 3D printen.

Wat is 3D printen?

3D-printen is een additieve productiemethode die direct laag voor laag objecten genereert uit 3D CAD-gegevens door een bepaalde hoeveelheid materiaal toe te voegen. Het basisproces is van CAD-model naar accumulatiegieten en uiteindelijk naar product. Het hele productieproces ondergaat driedimensionale, tweedimensionale en driedimensionale conversie.

Wat zijn de voordelen van 3D printen in kleine series?

3D printtechnologie is een proces van onafhankelijke innovatie in de industrie. Met de ontwikkeling van de tijd zal de waarde ervan geleidelijk worden weerspiegeld en heeft het een grote marktontwikkelingsruimte. Het zal zeker een van de vele doorbraken worden die de toekomstige productie-industrie zal leiden en verdient de aandacht van elke fabrikant. spuitgieten arts.

Mijn land produceert ongeveer 20% van alle kunststofproducten ter wereld. Matrijzen zijn essentieel voor de massaproductie van kunststof producten. Traditionele matrijsontwikkeling vergt echter tijd en investeringen voordat er voldoende proefproductieverificatie en marktrespons kan worden verkregen. Dit staat haaks op de flexibele en snelle marktrichtlijnen die de huidige agile manufacturing voorstaat.

Sinds 3D-printtechnologie op grote schaal wordt gebruikt in de industrie, is deze gerijpt in voortdurende exploratie bij de proefproductie van mallen. Het heeft veel comparatieve voordelen bij de productie van kleine series:

Voldoe aan elke complexe geometrie

Zolang er een digitaal 3D-model is, met inbegrip van CAD-tekeningen zoals CATIA, UG, CREO, enz., nadat het is omgezet in STL-bestanden, is 3D-printtechnologie zeer geschikt voor het printen van modellen met hoge precisie, waardoor het proces van het vervaardigen van gereedschappen en armaturen wordt geëlimineerd en het product direct wordt verwerkt, waardoor het probleem wordt opgelost Het bespaart ook materialen en verkort de tijd die moeilijk is op te lossen in het productieproces. Volgens professionele statistieken worden de kosten van de ontwikkeling van nieuwe producten teruggebracht tot 1/3-1/5 van traditionele methoden.

Gebruik een 3D-printer om de met CAD-software ontworpen matrijsonderdelen af te drukken en controleer de rationaliteit van de structuur verder door middel van daadwerkelijke assemblage, zodat de nauwkeurigheid, het proces en de levensduur van de matrijs gemakkelijk kunnen worden besproken en aangepast.

Veel sneller en goedkoper dan de traditionele productie van metalen matrijzen; er kunnen meerdere matrijsversies tegelijk worden geprint; meer toepassingsmogelijkheden, geschikt voor outsourcingfabrikanten; interne oplossing om gegevenslekken te voorkomen en intellectuele eigendomsrechten te beschermen; spuitgietproducten De onderdelen zijn van dezelfde kwaliteit.

In sommige gevallen kunnen metalen 3D-geprinte mallen duurder zijn en duurt het langer om ze te maken dan traditionele metalen mallen. Het is niet zo dat de productie van mallen voordeliger is, maar dat het voordeliger is om het hele product te maken met 3D-geprinte mallen.

Kortom, door kunststof mallen te 3D-printen met een kunststof (of polymeer) 3D-printer in combinatie met sterke en temperatuurbestendige materialen kunnen bedrijven hun eigen spuitgietmatrijzen in huis maken of een dienstverlener zoeken om ze snel te bestellen.

3D-geprinte kunststof mallen kunnen worden gebruikt voor kleine hoeveelheden onderdelen (100 of 10,00, afhankelijk van het materiaal) en kosten 90% minder dan metalen mallen. Als het budget beperkt is en de doorlooptijd kort, dan is kunststof 3D-printen van kleine volumes de beste methode om mallen te maken.

Aanzienlijk besparen op product- en maltestproductietijd

Voor kleine mallen zijn de kosten en de cyclus niet gemakkelijk om klanten tevreden te stellen. Voor sommige elektronische consumentenproducten heeft de lanceringscyclus ernstige gevolgen voor de winst van het product. 3D-printen gebruiken om mallen te ontwikkelen is zeer kosteneffectief. De productietijd hangt alleen af van de grootte en complexiteit van het object. Een 3D-printer kan binnen 2 tot 24 uur een onderdeel of een siliconenmal produceren om het product te verifiëren, wat absoluut een voorsprong is ten opzichte van spuitgieten en stansmallen.

3D-printen is vooral geschikt om het uiterlijk en de assemblage te testen. Als je niet tevreden bent met het eerste ontwerp, hoef je alleen maar het STL-bestand aan te passen en opnieuw te 3D-printen, wat de productie van het model kan versnellen en snelle iteratie van het ontwerp mogelijk maakt. Daarnaast kan het gebruik van 3D printen om kleine series nieuwe producten te produceren om de markt te verkennen en het gebruik van 3D printen om sommige onderdelen te vervangen ook besparen op de ontwikkelingskosten van matrijzen.

Dezelfde kwaliteit als bewerkte mallen; kan conforme koelkanalen maken; gebruikt minder grondstoffen en is sneller dan bewerkte mallen; kan meerdere matrijsversies tegelijk printen; heeft hogere toepassingsmogelijkheden, geschikt voor outsourcing fabrikanten; voorkomt gegevenslekkage, interne oplossing om intellectueel eigendom te beschermen; spuitgegoten onderdelen dezelfde kwaliteit hebben.

Vergeleken met traditionele verwerkingsmallen zijn de voordelen van 3D-printmallen snelheid, kosten en materiaalbesparing, terwijl het ontwerp flexibeler is. Metalen 3D-printmallen als voorbeeld: in het verleden gebruikten misschien alleen middelgrote en grote bedrijven ze, maar nu gebruiken kleine en middelgrote matrijzenfabrieken ze ook. Het is slechts een kwestie van tijd voordat de technologie populair wordt.

Kortom, 3D-printen, ook bekend als additive manufacturing, helpt deze bedrijven om betere producten te maken. spuitgieten matrijzen en gereedschappen sneller en goedkoper dan traditionele processen. We kunnen stellen dat 3D-printmallen de spelregels van de matrijzenindustrie veranderen.

Levert de hoogste kwaliteitsnormen

Als het eindproduct bijvoorbeeld een siliconenproduct is en er een 3D-geprinte mal wordt gebruikt, zal de siliconen de plastic mal niet verstoren of een chemische reactie veroorzaken. Het enige waar je op moet letten is het smeltpunt van het plastic. Sommige materialen zijn zelfs hittebestendig, waardoor ze ideaal zijn voor 3D printen van mallen, en siliconen onderdelen kunnen extreem gladde oppervlakken en veel details hebben. 3D-geprinte mallen zijn ook sterk en kunnen gemakkelijk meerdere keren worden gebruikt, waardoor ze een uitstekende oplossing zijn om uw productieproces te verbeteren.

Gieten is een populaire methode om mallen te maken en nu kan 3D printen worden gebruikt om metalen onderdelen te maken van zandmallen. Wanneer 3D printen in dit scenario wordt gebruikt, zal het oppervlakte-effect van het geprinte model zeer fijn zijn en zal de precieze vorm van het ontwerp in het zand achterblijven om nauwkeurige metalen producten te maken.

Producten uit de juwelenserie worden bijvoorbeeld voornamelijk geproduceerd via het investeringsgietproces, waarbij 3D-printing wordt gebruikt om waspatronen te maken en deze vervolgens in schelpen te coaten en te bakken om de holtevorm te verkrijgen. Tot slot wordt de vereiste metaalvloeistof in de holte gegoten om het eindproduct te verkrijgen.
Typische voorbeelden van 3D printen van kleine series spuitgietmatrijzen.

Zetar Mold: Een spuitgietbedrijf in Shanghai, China, dat diensten levert voor het snel openen van matrijzen en het spuitgieten van kleine series. De afgelopen jaren is de vraag naar traditioneel kleine volumes sterk gestegen. Vandaag de dag gebruikt Zetar Mold xPEEK147 harsmateriaal met een Nexa3D NXE 400 3D-printer om matrijsinserts te produceren, die vervolgens worden geassembleerd met onderdelen uit traditionele metalen matrijzen.

Een volledige set matrijzen kan in 12 uur worden geproduceerd, waarvan 8 uur wordt gebruikt voor 3D-printen en 4 uur voor nabewerking of uitharding. De ontwikkelingstijd van prototypes is teruggebracht van 4 weken tot 48 uur.

Bovendien kunnen de kosten van elke matrijzenset worden teruggebracht van $10.000 tot $350. Deze hybride matrijzen kunnen meer dan 1000 flessen produceren zonder defecten tegen kostenbesparingen tot 96% ten opzichte van traditionele metalen matrijzen. Bij traditioneel spuitgieten is de grootste kostenpost de productie van de matrijs. Alleen door massaproductie en verkoop van producten kunnen de productiekosten van de matrijs worden terugverdiend.

Als het product een korte levenscyclus heeft of als er weinig vraag naar is, kan het financieel niet zinvol zijn om te investeren in gereedschappen voor machinale bewerking. Op dit moment kan het maken van mallen via 3D-printing een betere keuze zijn. Binnen de perken van de kosten kunnen fabrikanten hun productassortiment uitbreiden naar maatwerk of productie in kleine aantallen die voorheen economisch niet haalbaar was.

Dus is het maken van mallen met 3D-printing misschien een betere optie. De flexibiliteit van het ontwerp van 3D-printtechnologie maakt innovatie en maatwerk mogelijk die voorheen moeilijk te realiseren waren. Het kan complexe prototypeontwerpen testen zonder de last van traditionele mallen. De risico's van dure renovaties

De snelgroeiende en zeer competitieve spuitgietindustrie is honderden miljarden dollars waard. Daarom zijn fabrikanten op zoek naar efficiëntere en goedkopere manieren om de concurrentie voor te blijven.

Wat zijn de nadelen van 3D printen?

Kunststof mallen hebben doorgaans een lagere warmtegeleiding dan metalen mallen, waardoor de koeltijden voor spuitgegoten onderdelen; slijten sneller dan metalen matrijzen; kunnen nog steeds nabewerking vereisen om aan de nauwkeurigheidseisen te voldoen; en beperkte matrijsmaten.

Duurt mogelijk langer en kost meer dan machinale bewerking; vereist meer ontwerptijd vooraf en vereist hogere vaardigheden; nabewerking kan nog steeds nodig zijn om aan de nauwkeurigheidseisen te voldoen; matrijsmaten zijn beperkt.

Wat zijn de uitdagingen van 3D printen?

Bereken de waarde van uw investering: Mallenmakers staan vaak onder zware druk van klanten om mallen te maken tegen de laagste prijs. Mallenmakers moeten daarom nauwkeurig de waarde van de extra investering berekenen en deze aantonen aan de eindklant.

Integratie met traditionele matrijsproductieprocessen: Het laatste wat de toepassing van metalen 3D printtechnologie op het gebied van matrijzen beperkt, is dat er geen oplossing is om het naadloos te integreren in traditionele productielijnen. Dit is ook een belangrijke uitdaging voor de toepassing van 3D printen in de matrijzenbouw.

Uitdagingen van de 3D printtechnologie zelf: Bij het 3D-printen van matrijsinserts moet je een zeer stabiel printproces hebben om onderdelen met een hoge dichtheid te produceren: en daarbij een perfecte oppervlakteafwerking bereiken na de nabewerking. Dit zijn de meest uitdagende aspecten van de 3D printtechnologie zelf. vereisten.

Conclusie

Naarmate de 3D-printtechnologie zich verder ontwikkelt en de kosten dalen, ontstaan er steeds meer gevallen waarin volledige matrijzen worden vervaardigd door middel van 3D-printen. Vooral voor de consumentenelektronica-industrie waar spuitgietproducten snel veranderen, zoals mobiele telefoons, slimme draagbare apparaten, enz.
3D-printen is geen vervanging voor traditionele productiemethoden. In plaats daarvan is 3D-printen een aanvulling op fabricage door de beperkingen van traditionele fabricagemethoden op te lossen. De toepassing van 3D printen in spuitgietmatrijzen is relatief volwassen.

De belangrijkste voordelen van 3D printen zijn kosteneffectiviteit, hogere productiesnelheid, ontwerpflexibiliteit en -complexiteit, minder risico, materialen en duurzaamheid, sterkte en duurzaamheid, minder afval, toegankelijkheid en snelle prototyping. De belangrijkste toepassingen zijn medische apparatuur: consumptiegoederen voor de auto-industrie: lucht- en ruimtevaart: onderwijs en onderzoek.

3D printtechnologie is een proces van onafhankelijke innovatie in de industrie. Met de ontwikkeling van de tijd zal de waarde ervan geleidelijk worden weerspiegeld en heeft het een grote marktontwikkelingsruimte. Het zal zeker een van de vele doorbraken worden die de toekomstige productie-industrie zal leiden en verdient de aandacht van elke fabrikant. spuitgieten arts.